即流量减少10％。

25．如附图所示，用泵将贮槽中20℃的水以40m3/h的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为80m（包括所有局部阻力的当量长度）。试计算泵所需的有效功率。(设管壁的粗糙度为0.2mm)

解: u?Vs403600???1.415m/s 20.785?0.124d20℃水物性：ρ?998.2kg/m3,μ?1.005cP Re?du?0.1?998.2???1.4151.005?10?3?1.405?105 根据?/d?0.2/100?0.002 ，查得??0.025

在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程: z1g?p1??12u2?Wp2121e?z2g???2u2??Wf 简化: We?z2g??Wf

?W?l??leu2801d2?0.025?0.1?.4152而: f?2?20.0J/kg

?We?20?9.81?20.0?21.62J/k gms?Vs???403600?998.2?11.09kg/s Ne?We?ms?216.2?11.09?2398W?2.40kW 26．有一等径管路如图所示，从A至B的总能量损失为?Wf。若压差计的读数为R，指示液的密度为?0，管路中流体的密度为

?，试推导?Wf的计算式。

解：在A-B截面间列柏努利方程，有

zAg?pA??12u2?zpB12ABg???2uB??Wf 等径直管，故上式简化为

13

题25 附图

题26 附图

zAg?pA??zBg?pB???Wf pA?pB ?Wf?(zA?zB)g?对于U形压差计，由静力学方程得

? （1）

pA?zA?g?pB?(zB?R)?g?R?0g

(pA?pB)?(zA?zB)?g?R(?0??)g (2)

(1)、（2）联立，得

?Wf?

R(?0??)g?

27．求常压下35℃的空气以12m/s的速度流经120m长的水平通风管的能量损失和压力损失。管道截面为长方形，长为300mm，宽为200mm。（设?d＝0.0005）

解: 当量直径: de?4ab2ab2?0.3?0.2???0.24m

2(a?b)a?b0.3?0.2 35℃空气物性: ρ?1.1465kg/m3,μ?18.85?10?6pa?s Re? 由 ?deu???0.24?1.1465?12?1.752?105 ?618.85?10d?0.0005,查得??0.019

lu2120122?0.019???684J/k g ??Wf??de20.242

?Pf??Wf???684?1.1465?784.2Pa

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。

题28 附图

14

解: 在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:

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?2题29 附图

15

简化:

P1??We?Z2g??Wf

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

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

l??leu2??进??出)?Wf塔 ??Wf?(?d2l??leu2?p' ?(? ??进??出)?d2?5520.3822.45?103?1.5)?? ?(0.018? 0.2521.093J/kg ?3375 ?We?z2g??Wf?p1/?

.6J/kg ?15?9.81?3375?588.6/1.093?2983 ?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 d2450?0.12??0.0438Pa?s 黏度 μ?32lu32?6?0.535

16

?pfd2