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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第一章流体流动2在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 / ? 的油品 , 油面高于罐底 6.9 m, 油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm的圆孔 , 其中心距罐底 800 mm, 孔盖用 14mm的钢制螺钉紧固。 若螺钉材料的工作应力取为39.23 106 Pa ,问至少需要几个螺钉 ?分析 :罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即P油 螺解 : P螺 = gh A = 960 9.81 (9.6-0.8)3.14 0.76 2150.307103 N螺 = 39.03 1033.14 0.014 2n至少
2、需要 7 个螺钉5用本题附图中串联管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压,管压差计的指示液为水银 , 两管间的连接管内充满水。 以知水银面与基准面的垂直距离分别为 : 12.3m, 2=1.2m, 3=2.5m, 4 =1.4m。锅中水面与基准面之3间的垂直距离5=3m。大气压强a=99.3 10 。分析 :首先选取合适的截面用以连接两个管 ,本题应选取如图所示的11 截面 ,再选取等压面 ,最后根据静力学基本原理列出方程 , 求解解 : 设 11 截面处的压强为 1对左边的管取 - 等压面 ,由静力学基本方程资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。0 +水 g(h 5-h
3、 4) = 1 + 水银 g(h 3-h 4) 代入数据 0 + 1.0 103 9.81 (3-1.4)= 1 + 13.6 103 9.81 (2.5-1.4)对右边的管取 - 等压面 ,由静力学基本方程 1 + 水 g(h 3-h 2 ) =水银 g(h 1-h 2 ) + 代入数据 1 + 1.0 103 9.81 2.5-1.2 = 13.6 1039.81 2.3-1.2 + 99.3 103解着两个方程得 0 = 3.64 105Pa8 . 高位槽内的水面高于地面8m, 水从 1084mm的管道中流出 ,管路出口高于地面 2m。在本题特定条件下 , 水流经系统的能量损失可按 f
4、= 6.5 u 2 计算 , 其中 u 为水在管道的流速。试计算 : A A 截面处水的流速 ;3 水的流量 ,以 m/h 计。分析 : 此题涉及的是流体动力学 , 有关流体动力学主要是能量恒算问题 , 一般运用的是柏努力方程式。 运用柏努力方程式解题的关键是找准截面和基准面 , 对于本题来说 , 合适的截面是高位槽 1 1, 和出管口 2 2, , 如图所示 , 选取地面为基准面。解:设水在水管中的流速为u ,在如图所示的11, , 22, 处列柏努力方程Z1+ 0 +1 / = Z2+ 22+2/ + f( Z1 - Z2) g = u2/2 + 6.5u2代入数据(8-2) 9.81 =
5、 7u2 ,u = 2.9m/s换算成体积流量V S = uA= 2.9 /4 0.1 2 3600资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。= 82 m3/h10. 用离心泵把20的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定 ,各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为76 2.5mm,在操作条件下,泵入口处真空表的读数为 24.66 103Pa, 水流经吸入管与排处管 ( 不包括喷头 )的能量损失可分别按f,1 =2u2,hf,2 =10u2 计算 ,由于管径不变 ,故式中 u 为吸入或排出管的流速/s 。排水管与喷头连接处的压强为 98.07 103Pa( 表压 )
6、。试求泵的有效功率。分析 :此题考察的是运用柏努力方程求算管路系统所要求的有效功率把整个系统分成两部分来处理,从槽面到真空表段的吸入管和从真空表到排出口段的排出管 ,在两段分别列柏努力方程。解 : 总能量损失 hf= hf+ , 1 hf , 2 u 1 =u2=u=2u2+10u2=12u2在截面与真空表处取截面作方程:z0g+u02/2+P0 / =z1g+u2 /2+P1/ +hf , 1( P 0-P1) / = z 1g+u2/2 + hf , 1u=2m/s ws =uA=7.9kg/s在真空表与排水管- 喷头连接处取截面z1g+u2/2+P1/ +We=z2g+u2/2+P2/
7、+ hf , 2 We= z 2g+u2/2+P2/ +hf , 2 ( z 1 g+u2/2+P1/ )=12.59.81+( 98.07+24.66) /998.2 103+10 22=285.97J/kgNe= Wews=285.97 7.9=2.26kw资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。13. 用压缩空气将密度为 1100kg/m3 的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽 , 两槽的液位恒定。管路直径均为 603.5mm, 其它尺寸见本题附图。各管段的能量损失为 f, AB= f, CD=u2 , f,BC=1.18u 2。两压差计中的指示液均为水银。试求当R1 =
8、45mm, h=200mm时 : ( 1)压缩空气的压强P1 为若干 ? ( 2) U管差压计读数 R2 为多少 ?解:对上下两槽取截面列柏努力方程0+0+P1 / =Zg+0+P2/ + fP1= Zg +0+P2 + f=109.81 1100+1100( 2u 2+1.18u 2)=107.91103+3498u2在压强管的 B, C 处去取截面 , 由流体静力学方程得 P B+g( x+R 1 ) =P c + g( h BC+x) + 水银 R1gPB+1100 9.81 ( 0.045+x) =Pc +1100 9.81 ( 5+x) +13.6 1039.81 0.045PB-P
9、C=5.95 104Pa在 B, C 处取截面列柏努力方程20+u B2/2+PB/ =Zg+uc /2+PC/ + f, BC管径不变 ,ub=u cPB-PC= ( Zg+ f, BC ) =1100 ( 1.18u 2+5 9.81) =5.95104Pau=4.27m/s压缩槽内表压 P1=1.23 105Pa( 2)在 B, D 处取截面作柏努力方程0+u2/2+PB/ = Zg+0+0+ f, BC + f, CDPB=( 7 9.81+1.18u 2 +u2-0.5u 2) 1100=8.35104Pa资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。PB- gh=水
10、银 R2 g8.35 104 -1100 9.81 0.2=13.6 103 9.81 R2R2=609.7mm15. 在本题附图所示的实验装置中 , 于异径水平管段两截面间连一倒置 U管压差计 , 以测量两截面的压强差。当水的流量为 10800kg/h 时, U 管压差计读数 R为 100mm, 粗细管的直径分别为 60 3.5mm与 453.5mm。计算 : ( 1) 1kg 水流经两截面间的能量损失。 ( 2)与该能量损失相当的压强降为若干Pa?解 : ( 1) 先计算 A, B 两处的流速 :uA=ws/ sA=295m/s, uB= ws/ sB在A, B截面处作柏努力方程:zAg+
11、uA2 /2+PA/ =zBg+uB2/2+PB/ + hf1kg水流经A, B的能量损失:hf= ( uA2-u B2 )/2+( PA- PB) /=( uA2-u2B )/2+ gR/=4.41J/kg( 2) .压强降与能量损失之间满足:hf=P/ P= hf=4.41 10320. 每小时将 2 103kg 的溶液用泵从反应器输送到高位槽。反应器液面上方保持 26.7 103Pa 的真空读 , 高位槽液面上方为大气压强。 管道为的钢管 , 总长为 50m, 管线上有两个全开的闸阀 , 一个孔板流量计( 局部阻力系数为4) , 5个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为15m 。若泵效率为 0.7,求泵的轴功率。解:流体的质量流速s = 2 104/3600 = 5.56 kg/s