8?l18?l322V?V s1s35522?d1?d3由于l1=l3，故

d3Vs1?d1Vs3555252

d0.0522Vs1?(1)2Vs3?()Vs3?3.117Vs3 (b)

d30.033又根据连续性方程，有

Vs1?Vs3?Vs2 (c)

联立求解式(a)、式(b)、式(c)得

Vs1=0.00219m3·s-1 Vs2=0.00289m3·s-1 Vs3=0.00070m3·s-1

输送能力=Vs2=0.00289m·s(或10.40m·h)

输送能力增加百分率=

可见此方案不可行。

方案二：在管路2上并联一长50m的管线，设其为管路3(见附图三)。沿管路1、2在液面A与B间列机械能衡算方程

3

-1

3

-1

10.40?10.19?100%?2%＜50%

10.19

习题1-21附图三

pA??pB??8?l8?l22 V?V5s225s12?d1?d20.5?1060.1?1068?0.038?5028?0.038?502??2V?2V

11501150??0.0525s1??0.0335s2Vs12+9.715Vs22=8.578×10-5 (d)

对并联管路，有 ωf2=ωf3 即

8?l8?l22V?V 5s25s322?d2?d3由于d2=d3，故 Vs2= Vs3 (e) 又据连续性方程，有

Vs1?Vs2?Vs3 (f)

联立求解式(d)、式(e)、式(f)可得

Vs1=0.005m3·s-1 Vs3=Vs2=0.0025m3·s-1

输送能力= Vs1=0.005m·s或18m·h

输送能力增加的百分率=

3

-1

3

-1

18?10.19?100%?76.6%＞50%

10.19可见此方案可行。显然，定量计算结果与定性分析结果一致。

1-22 为测定空气流量，将皮托管插入直径为1 m的空气管道中心，其压差大小用双液体微压计测定，指示液为氯苯（ρ0=1106 kg/m）和水（ρw=1000 kg/m）。空气温度为40℃，压力为101 kPa（绝压），试求微差压差计读数为48 mm时的空气质量流量（kg/s）。[ws：7.08 kg/s]

【解】 查附录六得空气ρ=1.128kg·m，μ=1.91×10Pa·s

-3

-5

3

3

vmax?2gR(?0??')?Remax??2?9.81?0.048?(1106?1000)-1

?9.4m·s

1.128?1?9.4?1.128?5.55?105 ?51.91?10dvmax??查图1-43得

u/vmax=0.85

所以 u=0.85×9.4=7.99m·s

-1

ms?(?/4)d2u??(?/4)?12?7.99?1.128?7.08kg·s-1

1-23 在?38mm×2.5mm的管路中装有标准孔板流量计，孔板的孔径为16.4 mm，管中流动的是20℃的甲苯，采用角接取压法用U管压差计测量孔板两侧的压强差，以水银为指示液，测压连接管中充满甲苯。现测得U管压差计的读数为600 mm，试计算管内甲苯的流量为若干kg/h。[5.43×10kg/h] 【解】已知孔径板

及管径

，则

3

设

,由本教材查得

由本教材附录查得20℃甲苯的密度为866，黏度为。甲苯在孔板处的流速为

甲苯的流量为

检验值，因管内流速为

则

原假设正确。

1-24 在?160 mm×5 mm的空气管道上安装一孔径为75 mm的标准孔板，孔板前空气压力为0.12 MPa（绝压），温度为25℃。问当U形液柱压差计上指示的读数为145 mmH2O时，流经管道空气的质量流量为多少kg/h？[ws：628 kg/h]

pM0.12?106?29 【解】 ????1.405kg·m-3

RT8314?(273?25)查附录六知μ=1.835×10Pa·s

-5

A0d752?(0)2?()?0.25 A1d150由

A0A1查图1-45水平段知C0=0.625

u?C002gR(?0??)?2?C02gR?0??0.625-12?9.81?0.145?1000?28.12m·s

1.405Vs?(?/4)d0u0?3600?(?/4)?0.0752?28.12?3600?447m·h

3

-1

ms??Vs?1.405?447?628kg·h-1

校验：孔口处Re0?d0u0???0.075?28.12?1.405?1.615?105 ?51.835?10d0.075Re1?0Re0??1.615?105?8.08?104

d10.15由

A0A1及Re1再查图1-45，知C0=0.625，与原取C0=0.625相符。又孔板的压差为145mmH2O。即1.42kPa，与孔板前空气压力

120kPa相比甚小，可以作为不可压缩流体处理。

1-25 用20℃水标定的某转子流量计，其转子为硬铅（ρf = 11000 kg/m），现用此流量计测量20℃、101.3 kPa（绝压）下的空气流量，为此将转子换成形状相同、密度为ρ气流量为水流量的多少倍？[9.8倍] 【解】 ?air?

3

f

= 1150 kg/m的塑料转子，设流量系数CR不变，问在同一刻度下，空

3

pM1.013?105?29???1.206 kg·mRT8314?293-3

对水 Vs?CRA22(?f??H2O)Vfg?HOAf2

对空气 V'?CAsR22(?f'??air)Vfg?airAf

故

Vs'?Vs?f'??air?HO1150?1.2061000????9.8倍

?f??HO?air11000?10001.20622

第二章 流体输送机械

2-1某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3 m，吸入管直径为50 mm的水煤气管（ε=0.2 mm）。管下端装有一带滤水网的底阀，泵吸入口处装有一真空表。底阀至真空表间的直管长8 m，其间有一个90°的标准弯头。操作是在20 ℃进行。试估算：1）当泵的吸水量为20 m/h时真空表的读数为多少？2）当泵的吸水量增加时，该真空表的读数是增加还是减小？[真空表的读数为：5.2×10Pa；真空表的读数增加]

【解】（1）取水池液面为上游截面0—0＇，真空表所在截面为下游截面1—1＇，并以水池液面为基准水平面，在两截面间列伯努利方程式，得

4

3

因为