内容发布更新时间 : 2025/2/23 4:25:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍 解：流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时 ?pf=??hf 或
?L?ub2 hf=?pf/?=?d2hf2f1 ??h=（
?2d1ub22)()() ?1d2ub1d2
式中 d1=2 ，ub2=（1）=4
d2ub1d2因此 ?hf2f1?h=(?2?)(2)(4)2=322
?1?1又由于 ??0.316 0.25Re
du0.25Re?21=（1)0.25=（1b1)=（2×)0.25=（）=
4?1Re2d2ub2故
?h?hf2f1=32×=
19．用泵将2×10kg/h的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持×10Pa的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为?76 mm×4 mm的钢管，总长为35 m，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）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m。若泵的效率为，求泵的轴功
3
3
4
习题19附图
率。（已知溶液的密度为1073 kg/m，黏度为?Pa?s。管壁绝对粗糙度可取为 mm。） 解：在反应器液面1-1与管路出口内侧截面2-2间列机械能衡算方程，以截面1-1为基准水平面，得
22uuppb1b21 gz1???We?gz2??2??hf （1） 2?2?，，，
式中 z1=0，z2=17 m，ub1≈0
ub2?w?4d2?2?104?ms?1.43ms 3600?0.785?0.0682?1073 p1=×10Pa (表)，p2=0 (表) 将以上数据代入式（1），并整理得
2 We?g(z2?z1)?ub2?p2?p1??hf
2?3
1.43225.9?103 =×17+++
21073?h=+?h
ff其中
?h=（?+
fL??Ledub22+??）
20.068?1.43?10735
Re?dub?==×10 ?30.63?10? ed?0.0044
根据Re与e/d值，查得λ=，并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为 闸阀（全开）： ×2 m = m 标准弯头： ×5 m =11 m
1.43235?0.86?11故 ?hf=×++4)Jkg=kg
20.068于是 We??192.0?25.74?Jkg?217.7Jkg 泵的轴功率为
217.7?2?104 Ns=Wew/?=W=
3600?0.7流体输送管路的计算
20．如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100 mm的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m。
（1）当闸阀关闭时，测得R=600 mm、h=1500 mm；当闸阀部分开启时，测得R=400 mm、
习题20附图
h=1400 mm。摩擦系数?可取为，管路入口处的局部阻力系数取为。问每小时从管中流出多
少水（m）
（2）当闸阀全开时，U管压差计测压处的压力为多少Pa（表压）。（闸阀全开时Le/d≈15，摩擦系数仍可取。）
解：（1）闸阀部分开启时水的流量
在贮槽水面1-1与测压点处截面2-2间列机械能衡算方程，并通过截面2-2的中心作基准水平面，得
22 gz1?ub1?p1?gz2?ub2?p2??hf， （a） 1－22?2?3
，，，
式中 p1=0(表)
p2??HggR??H2OgR??13600?9.81?0.4?1000?9.81?1.4?Pa?39630Pa（表） ub2=0，z2=0
z1可通过闸阀全关时的数据求取。当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方程知
?HOg(z1?h)??HggR （b）
2式中 h= m, R= m 将已知数据代入式（b）得
?13600?0.6??1.5?m?6.66m z1???1000? ?hf,1-2?(?L??c)ub?2.13ub2?(0.025?15?0.5)ub?2.13ub2
d20.1222将以上各值代入式（a），即 ×=ub+
22396302+ ub 1000解得 ub?3.13ms 水的流量为 Vs?3600π2dub??3600?0.785?0.12?3.13?m3s?1.43m3s 4 （2）闸阀全开时测压点处的压力
在截面1-1与管路出口内侧截面3-3间列机械能衡算方程，并通过管中心线作基准平面，得
，
，
22 gz1?ub1?p1?gz3?ub3?p3??hf， （c） 1－32?2?式中 z1= m，z3=0，ub1=0，p1=p3
22 ?hf,1?3?(?L??Le??c)ub=?0.025(35?15)?0.5?ub?4.81ub2
?d2?0.1??2将以上数据代入式（c），即 ×=ub+ ub
222解得 ub?3.13ms
再在截面1-1与2-2间列机械能衡算方程，基平面同前，得
22uuppb1b21 gz1???gz2? （d） ?2??hf，1－22?2?，，
式中 z1= m，z2=0，ub1?0，ub2= m/s，p1=0（表压力）
?hf,1?221.5??3.51??0.025?0.5?Jkg?26.2Jkg
0.12??将以上数值代入上式，则
p3.512 9.81?6.66??2?26.2
21000解得 p2=×10Pa（表压）
21．10 ℃的水以500 l/min的流量流经一长为300 m的水平管，管壁的绝对粗糙度为 mm。有6 m的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。 解：由于是直径均一的水平圆管，故机械能衡算方程简化为 p1?p2??hf
?上式两端同除以加速度g，得 p1?p2=
?g4
?h/g=6 m（题给）
f即
?Lub2=6× J/kg = J/kg （a） hf=?d2?3Vs500?10 ub???0.01062d?2 π2πd60?d244将ub代入式（a），并简化得
d5?2.874?10?4?