计算题(修订版) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 23:19:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1. 流体流动-计算题(题目)

[104] j01b15086

有二个敞口水槽,其底部用一水管相连, 水从一水槽经水管流入另一水槽, 水管内径0.1m,管长100m, 管路中有两个90°弯头, 一个全开球阀, 如将球阀拆除, 而管长及液面差H等其他条件均保持不变, 试问

管路中的流量能增加百分之几? 设摩擦系数λ为常数,λ=0.023, 90°弯头阻力系数ζ=0.75,全开球阀阻力系数ζ=6.4。(须考虑突然缩小及突然扩大局部阻力)

[106] j01b15092 如图所示,水从槽底部沿内径为100mm的管子流出,槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm,h=1.8m。 求:⑴阀门全开时的流量

⑵阀门全开时B处的表压(阀全开时Le/d=15,入管口及出管口的阻力系数分别为0.5及1.0,设摩擦系数λ=0.018)

阀关时:(ZA+1.8)×1000=0.5×13600 ZA=5m

⑴阀全开:对A-A和C-C截面列伯努利方程:gZA+pA/ρ+uA/2=gZc+pC/ρ+uc/2+ΣhA-B, 取Zc=0(基准面),

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9.81×5=[0.018(50/0.1+15)+1+0.5](u/2) 解出:u=3.02m/s

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V=(π/4)×0.1×3.02×3600=85.4m/h

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1. 流体流动-计算题(题目)

⑵对A-A到B-B截面列伯努利方程:gZA=(pB/ρ)+(uB/2)+ΣhA-B

9.81×5=(pB/ρ)+(3.02/2)+(0.018×30/0.1+0.5)3.02/2 解出pB=1.76×10N/m(表)

[107] j01b15179

如图所示,用内径d=100mm的管道,从水箱中引水。如水箱中水面恒定,水面高出管道出口中心高度H=4m,忽略水箱入管道的入口阻力损失,水在管内流动损失沿管长均匀发生,

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Σhf A-B=3u/(2g)。求:

(1)水在管内的流速u及流量V ;

(2)管道中点处M的静压强P。

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[111] j01b15185

喷水泉的喷嘴为截头圆锥形,其长度L=0.5m,其两端的直径d1=40mm,d2=20mm,竖直装置。若把表压为

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9.807×10N/m的水引入喷嘴,而喷嘴的阻力损失为1.5mH2O,如不计空气阻力,试求喷出的流量和射流的上

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升高度。水的密度为1000kg/m。

[112] j01b15186

有一内径为d=50mm的管子,用孔板流量计测量水的流量,孔板的孔流系数C0=0.62,孔板内孔直径d0=25mm,U形压差计的指示液为汞:

(1)U形压差计读数R=200mm,问水的流量为多少?

(2)U形压差计的最大读数Rmax=800mm,问能测量的最大水流量为多少?

(3)若用上述U形压差计,当需测

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量的最大水流量为Vmax=30m/h时,则孔板的孔径应该用多大?(假设孔板的孔流

系数不变)

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1. 流体流动-计算题(题目)

[114] j01b20093

如图所示输水系统。已知:管路总长度(包括所有局部阻力当量长度)为100m,压出管路总长80m,管路

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摩擦系数λ=0.025,管子内径为0.05m,水的密度ρ=1000kg/m,泵的效率为0.8,输水量为10m/h,求: ⑴泵轴功率N轴的值?

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⑵压力表的读数为多少kgf/cm。

⑴Na=Ne/η Ne=W·We W=10×1000/3600=2.778kg/s

We--泵对单位质量流体所做的有效功。 为此:选取1-1与2-2截面,并以 1-1截面为基准面。在两截面间作机械能衡算:

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gZ1+(p1/ρ)+(u1/2)+We=gZ2+(p2/ρ)+(u2/2)+Σhf

∵Z1=0 Z2=2+18=20M p1=p2=0 u1=u2=0 We=g·Z2+Σhf

2

Σhf=λ(ΣL/d)(u/2)

22

u=(V/3600)/[(π/4)d]=(10/3600)/(0.785×0.05)=1.415m/s

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Σhf=0.025×(100/0.05)(1.415/2)=50.06J/kg We=9.81×20+50.06=246.25J/kg Ne=W·We=2.778×246.25=684J/s Na =Ne/0.8=684/0.8=855W

⑵再就3-3与2-2截面作机械能衡算,并取3-3为基准面

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gZ3+(p3/ρ)+(u3/2)=gZ2+(p2/ρ)+(u2/2)+Σhf,压 ∵Z3=0 Z2=18 p2=0 u2=0

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∴p3/ρ=gZ2+Σhf,压-(u3/2)=9.81×18+λ(L压/d)(u3/2)-(u3/2)

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1. 流体流动-计算题(题目)

=176.58+0.025(80/0.05)×(1.415/2)-(1.415/2) =215.6J/kg

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p3=1000×215.6=215.6×10Pa p3=215.6×10/(9.81×10)=2.198kgf/cm (表) [115] j01b20095

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某液体密度800kg/m,粘度73cP,在连接两容器间的光滑管中流动,管径300mm,总长为50m(包括局部阻力当量长度),两容器液面差为3.2m(如图示)。 求:⑴管内流量为多少?

⑵若在连接管口装一阀门,调节此阀的开度使流量减为原来的一半,阀的局部阻力系数是多少?按该

0.25

管折算的当量长度又是多少? 层流:λ=64/Re; 湍流λ=0.3164/Re

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⑴在1-1面和2-2面之间,列伯努利方程式,以2-2面为基准面:u1≈u2≈0

20.25

gz1=Σhf,1-2 =λ(L/d)(u/2) 设流体流动符合柏拉修斯公式:λ=0.3164/Re

Re=duρ/μ ∴gz=(0.3164/Re0.25)(L/d)(u2/2)=[0.3164/(ρ/μ) 0.25]

1.251.750.251.251.75

(L/d)(u/2) 即9.81×3.2=[0.3164/(800/0.073)](50/0.30)(u/2) ∴u=3.513m/s 验证:Re=0.3×3.513×800/0.073=1.155×104>3000,假设正确

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∴V=Au=(π/4)du=(π/4)(0.3)×3.513×3600=893.9(m/h)

⑵流量减半,即流速减半 u=3.513/2=1.757m/s Re=5775符合柏拉修斯式条件

0.252

在1-1面至2-2面之间:gz=[(0.3164/Re)(L/d)+ζ](u/2)

0.252

即9.81×3.2=[(0.3164/5775)(50/0.30)+ζ](1.757/2) ∴ζ=14.3 [123] j01c10093

在实验室流体沿程阻力测定装置上,对内径d=41mm、长L=1.5m的水平管段进行测试。流体为20℃水。

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当流量为11m/h时,倒U形压差计(水面上侧为空气,空气密度?i?4.4kg/m)读数R=300mm,(1)试求这时

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的摩擦系数?,(2)判断此管是光滑管还是粗糙管。(20℃水密度?=10kg/m,?=1.0cP)

[125] j01c10105

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某烟囱内直径D=1m,烟气的质量流量W=1.80?10kg/h,烟气密度?=0.70kg/m,周围空气的密度

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?a=1.20kg/m,在1-1截面处安置一U形压差计,指示液为水,测得R=10mm,设烟气流经此烟囱的摩擦损

2

失?H f=0.06(H/D)?u/(2g)m 。试求烟囱高度。

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1. 流体流动-计算题(题目)

[128] j01c10108

精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶,管路系统的部分参数如附图所示。已知管径为?22?2mm, AB管路总长与所有局部阻力(包括进、出口)的当量长度之和为25m。操作条件下液体

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的密度为1000kg/m,黏度为25cP。 冷凝器壳方各处压强近似相等。求液体每小时的体积流量。摩擦系数

0.25

可按下式计算:层流时,λ=64/Re;湍流时,λ=0.3164/Re。(略去出口动能)

[129] j01c10110

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黏度为30cP、密度为900kg/m的液体,自A经内径为40mm的管路进入B,两容器均为敞口,液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时,阀前后压力表读数分别为0.9at和0.45at。现将阀门打至1/4开度,阀门阻力的当量长度为30m,阀前管长50m,阀后管长20m(均包括局部阻力的当量长度)。试求:

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(1)管路的流量 m/h?

(2)定性说明阀前后压力表读数有何变化?

(1)阀全关时:

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900?9.81z1 = 0.9?9.81?10 ? z1= 10 m

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900?9.81z2 = 0.45?9.81?10 ? z2= 5 m 阀部分打开时:设管内流体层流

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10?5=32?30?0.001?(50+30+20)u/(900?9.81?0.04) ?u = 0.736 m/s

校核Re:Re=0.040?0.736?900/0.030 = 883 , 层流,所设正确,计算有效。

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则 V = (?/4) ?(0.040)?0.736?3600 = 3.33 m/h (2)阀部分打开时,p1下降,p2上升。

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