一个标准弯头B,其局部阻力系数为0.75,一个半开的闸阀C,其局部阻力系数为4.5。已知20℃水的粘度为100.42×10PA、s,水的密度为998.2kg/m,管内水的流量为3.5325m/h,摩擦系数计算公式为λ=0.3164/Re
0.25-5
3
3
。试求流体在管路中的阻力损失为多少J/kg?
6. 某钢质转子(密度为7900kg/m3)流量计,因流量过大,不适合现场要求。若以同样形状的铝合金转子(密
度为2700 kg/m3) 代替钢转子,此时测得水的流量读数为8×10m/s,试求水的实际流量。 7. 如图,密度为1000kg/m3,粘度为1?10Pa?s的水以10m/h的流量从高位槽中流下,管道尺寸
为?51?3mm,全长为150m(含局部阻力当量长度)高位槽出口与管道出口间的高度差为50m。在管路中离高位槽20m处有一压力表,其读数为14.7?10Pa(表压),求离管道出口20m处流体的静压强(表压)(已知管道的前后20m均为水平管,当Re?3?10~1?10时,??0.3164/Re350.254?33-43
)
8. 用轴功率为0.55kW的离心泵,将敞口储槽中的液体输送至表压为90 kPa的密闭高位槽中。已知液
体的流量为4 m/h,密度为1200 kg/m、粘度为0.96?10?3Pa·s ;输送管路的内径为32 mm,管路
3
3
总长度为50 m(包括管件、阀门等当量长度);两槽液位维持恒定的高度差15 m。试求:该离心泵的效率。
9. 有一幢102层的高楼,每层高度为4m。若在高楼范围内气温维持20℃不变。设大气静止,气体压强
为变量。地平面处大气压强为760mmHg。试求:楼顶的大气压强,以mmHg为单位。 (723.82mmHg)
10. 若外界大气压为1atm,试按理想气体定律计算0.20at(表压)、20℃干空气的密度。空气分子量按
29计。 (1.439Kg/m)
3
9
11. 采用微差U形压差计测压差。如图。已知U形管内直径d为6mm,两扩大室半径均为80mm,压差计中
用水和矿物油作指示液,密度分别为1000及860kg/m。当管路内气体压强p与外界大气压p0相等时,两扩大室油面齐平,U形管两只管内油、水交界面亦齐平。现读得读数R=350mm,试计算:1.气体压强p(表)。2.若不计扩大室油面高度差,算得的气体压强p是多少?3.若压差计内只有水而不倒入矿物油,如一般U形压差计,在该气体压强p值下读数R为多少? (104.76KPa; 101.806KPa; 49mm)
12. 一直立煤气管,如图。在底部U形压差计h1=120mm,在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm。U形管
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习题12
习题13
指示液为水。管外空气密度为1.28kg/m。设管内煤气及管外空气皆静止,求管内煤气的密度。 (1.013Kg/m)
13. 如图示,水以70m/h的流量流过倾斜的异径管通。已知小管内径dA=100mm,大管内径dB=150mm,B、
A截面中心点高度差h=0.3m,U形压差计的指示液为汞。若不计AB段的流体流动阻力,试问:U形压差计哪一支管内的指示液液面较高?R为多少? (R=3.92mm)
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3
3
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14. 水以6.4×10m/s的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径d1=20mm,大管内径d2=46mm。欲
测1、2两截面处水的压差,为取得较大的读数R,采用倒U形压差计。已知压差计内水面上空是ρ
10
=2.5kg/m的空气,读数R=100mm。求水由1至2截面的流动阻力∑hf。 (2.98J/Kg)
15. 以水平圆直管输送某油品。管内径为d1,管两段压差为
。
3
因管道腐蚀,拟更换管道。对新装管
道要求如下:管长不变,管段压降为原来压降的0.75,而流量加倍。设前后情况流体皆为层流。试求:新管道内径d2与原来管内径d1之比为多少? (1.28)
16. 某流体在圆形直管内作层流流动,若管长及流体不变,而管径减至原来的一半,试问因流动阻力而产
生的能量损失为原来的多少?(16倍)
17. 在某输水管路中输送20℃的水,试求:1.管长为5m,管径为?45?2.5mm,输水量为0.06l/s时的
能量损失;2.若其它条件不变,管径为?76?3mm时能量损失由为多少?(4.8?10?3J/kg ;
5.13?10?4J/kg)
18. 用泵自储池向高位槽输送矿物油,流量为35T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m。
管径为Φ108×4mm,油的粘度为2840cP,密度为952kg/m,泵的效率为50%,泵的轴功率为85kW。求包括局部阻力当量管长的总管长。(336.7m)
19. 粘度8×10PA、 S,密度为850kg/m 的液体在内径为14mm 的钢管内流动,溶液的流速为1m/s ,
试计算1.雷诺准数Re ,并指明属于何种流型 ;2.该管为水平管,若上游某点的压力为1.47×10Pa ,问流体自该点开始流经多长的管子其压力下降为1.27×10Pa 。(Re =1488, 属于层流 L =15m ) 20. 用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为0.85at。水槽水面至塔内水出口处垂直
高度差22m。已知水流量为42.5m/h,泵对水作的有效功为321.5J/kg,管路总长110m(包括局部阻力当量管长),管子内径100mm。试计算摩擦系数λ值。(0.0785)
21. 有一除尘洗涤塔,塔底压力表读数为4.9×10Pa ,塔顶水银压差计读数R =300mm 。压力表与水银
压差计间垂直距离为8m ,塔内操作温度为303K ,气体在标准状态下的密度为0.76kg/m ,试求气体在塔内流动过程的流动损失。 (∑hf =9.469×10J/kg)
22. 将一敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中,两槽之间的垂直距离为18m,输送管路的规格
为φ108×4mm, 溶液在管内的平均流速为1.3m/s,管路摩擦系数取λ=0.02, 管路总长为140m(包括全部局部阻力的当量长度), 试求: 1..溶液在管内的流型。2..泵的轴功率(η=60%)(计算时, 取溶液密度为1500kg/m 粘度为1.5cP) (Re?1.3?10 湍流; 5.108kw)
23. 在一内径为320mm的管道中,用毕托管测定平均分子量为64 的某气体的流速。管内气体的压力为
101.33kPa,温度为40℃,粘度为0.022 cp。已知在管道同一截面上毕托管所连接的U形压差计最大度数为30mmH2O。试问此时管道内气体的平均流速为多少?(13.1m/s)
53,
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5
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3
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24. 一台离心泵在转速为1450r/min时,送液能力为22m/h,扬程为25m H2O。现转速调至1300r/min,
试求此时的流量和压头。 (19.7m/h ; 20m)
25. 以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。已知:塔顶压强为0.45at(表压),碱液槽液面与塔
内碱液出口处垂直高度差为10.5m,碱液流量为10m/h,输液管规格是φ57×3.5mm,管长共45m(包括局部阻力的当量管长),碱液密度
,粘度
,管壁粗糙度
。试
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3
3
求:1.输送每千克质量碱液所需轴功,J/kg。2.输送碱液所需有效功率,W。 (160.52J/kg 535.07w)
26. 水在图示管中流动,截面1处流速为0.6 m/s,管内径为200 mm,测压管中水的高度为1.2 m,截面2处
管内径为100 mm,设水由截面1流到截面2间的能量损失为2.5 J/kg,水的密度1000 kg/m3。试求:两截面处产生的水柱高度差 h 。
27. 用离心泵将密度为1000kg/m, 流量30 m/h的水溶液由敞口贮槽送至表压强为100kPa的高位槽中。
泵入口位于贮槽液面上方1m,两槽液面恒定,两液面间垂直距离20m。输送管路为¢76×3mm钢管,吸入管路长6m,排出管路长40m,贮槽液面与泵入口间、两液面间所有管件的当量长度分别为20m和50m,管路摩擦系数为0.03,当地大气压为100kPa。试求:1.泵的轴功率(泵的效率75%);2.泵入口处的真空度。
28. 用离心泵将密度为998kg/m, 流量36 m/h的水由敞口贮槽送至表压强为110kPa的高位槽中。两槽
内液面维持恒定,两液面垂直距离20m。输送管路为¢76×3mm钢管,管路总长150m(包括所有管件在内的当量长度),管路摩擦系数为0.022,当地大气压为98.1kPa,输送温度下水的饱和蒸汽压pV =2.3kPa,泵的必需气蚀余量(NPSH)r=3m,泵吸入管路的压头损失为2.5m水柱。试求1.泵的有效功率;2.泵的安装高度。
29. 用泵将密度为850kg/m,粘度为0.12pa·s的重油从常压贮油罐送至敞口高位槽中。贮油罐内液面与
高位槽中液面间的距离为20m。输送管路为φ108×4mm的钢管,总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当量长度),摩擦系数?取0.029。若流动中的雷诺准数Re为3000,试求:1. 油在管内的流速是多少 m/s?2. 输油量是多少 m/h?3. 输送管路的能量损失是多少 J/kg ?4. 所需泵的有效功率?5.若泵的效率为0.55,计算泵的轴功率。
30. 用离心泵将一常压贮罐中的液体以19000kg/h的流量送入反应器。输送管路的规格为φ45×2.5mm,
反应器上压强表的显示值为210kPa,贮罐内的液面到输送管出口的垂直距离为9m。管路上装有3个当量长度1.5m的阀门,和一个阻力系数为ζ=2.1的流量计,管路总长度为36m(包括所有进出口阻力)。已知输送液体的密度为1200kg/m,粘度为0.12Pas,管路液体呈层流流动,当地大气压强为100 kPa。试求:1.管路中流体的流速u=? 2.管路中流体的雷诺准数Re=?3.管路的摩擦系数λ=?
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