28．如附图所示，密度为800 kg/m3、黏度为1.5 mPa·s 的液体，由敞口高位槽经φ114×4mm的钢管流入一密闭容器中，其压力为0.16MPa（表压），两槽的液位恒定。液体在管内的流速为1.5m/s，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度

?d＝0.002，试计算两槽液面的垂直距离?z。

解: 在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:

题28 附图

z1g?p1p112?u12?z2g?2?u2??Wf?2?2p2??Wf

简化: ?zg?? Re?由 ?du??d?0.106?800?1.54?8.48?10 ?31.5?10?0.002 ,查得??0.026

管路中: 进口 ??0.5

90℃弯头 ??0.75 2个 半开闸阀 ??4.5 出口 ??1

lu230?1601.52?(0.026??0.5?2?0.75?4.5?1)? ??Wf?(????)

d20.1062 ?60.87J/kg

p20.16?106??Wf)/g?(?60.87)/9.81?26.6m ??z?(?800

29．从设备排出的废气在放空前通过一个洗涤塔，以除去其中的有害物质，流程如附图所示。气体流量为3600m3/h，废气的物理性质与50℃的空气相近，在鼓风机吸入管路上装有U形压差计，指示液为水，其读数为60mm。输气管与放空管的内径均为250mm，管长与管件、阀门的当量长度之和为55m（不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口管水平面的垂直距离为15m，已

17

估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为2.45kPa。管壁的绝对粗糙度取为0.15mm，大气压力为101.3 kPa。试求鼓风机的有效功率。

解: 以吸入管测压处为1-1’面,洗涤塔管出口内侧为2-2’面,

列柏努力方程:

z1g?p1p112?u12?We?z2g?2?u2??Wf ?2?2P1?We?Z2g??Wf

简化:

?题29 附图

其中: p1??H2OgR?1000?9.81?0.06?588.6pa

Vs0.785?d236003600?20.38m/s ?0.785?0.252 u? 50℃空气物性: ρ?1.093kg/m3,μ?19.6?10?6pa?s Re? 又 查得

du?0.25?1.093?20.385 ??2.84?10?19.6?10?6?d?0.15?0.0006 250??0.018

l??leu2??进??出)?Wf塔 ??Wf?(?d2l??leu2?p'??进??出)? ?(? d2?5520.3822.45?103?1.5)?? ?(0.018? 0.2521.093 ?3375J/kg

?We?z2g??Wf?p1/?

?15?9.81?3375?588.6/1.093?2983.6J/kg

?Ne?ms?We?Vs???We?3600?1.093?2983.6?3.26kW 3600

30. 密度为850kg/m3的溶液，在内径为0.1m的管路中流动。当流量为4.2?10-3m3/s时，溶液在

18

6m长的水平管段上产生450Pa的压力损失，试求该溶液的黏度。

解：流速 u?VS0.785d2?4.2?10?30.785?0.12?0.535m/s

设液体在管内为层流流动，则 ?pf?32?lu 2d450?0.12黏度 μ???0.0438Pa?s

32lu32?6?0.535?pfd2校核Re：Re?d?u0.1?850?0.535??1038<2000 ?0.0438流动为层流，以上计算正确。该液体的黏度为0.0438Pa·s。

31．黏度为30cP、密度为900kg/m3的某油品自容器A流过内径40mm的管路进入容器B 。两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.3kPa和44.2kPa。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。试求： （1）管路中油品的流量；

（2）定性分析阀前、阀后压力表读数的变化。

解：（1）阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得：

题31 附图

p1?pa88.3?103zA???10m

?g900?9.81p2?pa44.2?103zB???5m

?g900?9.81当阀打开14开度时，在A与B截面间列柏努利方程： zAg?12pA12puA??zBg?uB?B??Wf 2?2?其中： pA?pB?0(表压)，uA?uB?0

l??leu2则有 (zA?zB)g??Wf?? （a）

d2

19

由于该油品的黏度较大，可设其流动为层流，则 ??6464?? Red?u64?l??leu232?(l??le)u代入式（a），有 (zA?zB)g? ?2d?ud2d?d2?(zA?zB)g0.042?900?(10?5)?9.81?u???0.736m/s ?332?(l??le)32?30?10?(50?30?20)校核： Re?假设成立。

油品的流量：

d?u??0.04?900?0.736?883.2?2000 ?330?10VS??4d2u?0.785?0.042?0.736?9.244?10?4m3/s?3.328m3/h

（2）阀打开后：

在A与1截面间列柏努利方程：

zAg?12pA12puA??z1g?u1?1??WfA?1 2?2?12p1u1???WfA?1 2?简化得 zAg?l1u12或 zAg? ?(??1)?d2p1l1u12 ?zAg?(??1)?d2p1显然，阀打开后u1 ↑，p1↓，即阀前压力表读数减小。 在2与B截面间列柏努利方程：

z2g?12p212pu2??zBg?uB?B??Wf2?B 2?2?2l2u2简化得 ?zBg?(??1)

?d2p2 20