标准状况下空气的密度为1.293kg/m3，所以1.0133×105Pa、20℃时的密度为

?'?1.293?273?1.2kg/m3 2分

273?20于是 p2= pa，1—1.2×9.81×30= pa，1—353 Pa 将以上各值代入 柏式，解得

?hfp??a,1?49???pa,1?353?0.543?9081?30?266J/kg 2分

lu2?hf??d2 2分

e其中 de?4?1?1.2?1.09m 2分

2?1?1.2?266?1.09?2?19.7m/s 2分

0.05?30烟道气的流速为 u?烟道气的流量为

h ?s?360u0A??36?001?9.7??1.21?0.543kg46 2分

15、已知输水量为15m3/h，管径53mm，总机械能损失为40J/kg，泵的效率0.6，求泵的轴

功率。 15分

P2=500 kN/m2 20m P1=0(表压) 取池内水面为截面1，作为基准面；输水管出口为截面2，则有

z1=0, z2=20m,p1=0, p2=500×103Pa u1=0, 2分

u2?1536000.05324??1.89m 2分 S2u12PuPZ1g??1?We?Z2g?2?2??hf 3分

2?2? 21

代入数值，得We=738J/kg 2分 质量流量: WS=(15/3600)(1000)=4.17kg/s 2分 有效功率:Ne= 4.17×738=3080J/s=3.08kw 2分 泵的轴功率:

2分

P?Pe??3.080.6?5.13kW

3

16某液体密度为800 kg/m，粘度为73cP，在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长为50m（包括全部局部阻力当量长度），两容器液面差为3.2m（如图示）。 求：(1)管内流量为多少？

(2)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？按该管折算的当量长度又是多少？层流：λ=64/Re；湍流λ=0.316/Re 0.25 15分

解：（1）在1-1，2-2两截面间列柏努力方程，

u1=u2=0，p1=p2=0，We=0

gz1??hf1?2由??lu2?? 4分

d20.316du?Re? ，代入上式 0.25Re?得u=3.513m/s 2分

验证Re=0.3×3.513×800/0.073=11550﹥4000

3

假设正确，V=A·u=893.95m/h 2分 （2）流量减半，流速减半，即u=1.7565m/s Re=5775符合伯拉修斯式 列1-1，2-2间柏努力方程

2?0.316l?ugz1??0.25?????

d?Re?2则??14.3 3分

22

leu20.316leu2u2???????0.25??2d2Red2 d??le??Re0.25?118.2m0.316 4分 17.右图，有一直径为Φ38×2.5mm，长为30m的水平直管段AB，在其中装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降(局部损失)为6×104Pa，AB段摩擦系数λ取为0.022，试计算：(1)流体流经AB段的压力差；(2)若泵的轴功率为800W，效率为62%，求AB管段消耗的功率为泵的有效功率的百分率，已知：操

33

作条件下液体密度为870kg/m，U管指示液为汞，其密度为13600kg/m。 15分

Vf?C0A0?0.63?2Rg??se?????32??16.4?10?4?1.75?10?3m3/sVfu??2.05m/s??0.03324?2?0.6?9.81??13600?870?870 3分

（1）由A、B两点列柏努力方程

PAuA2PBuB2ZA???h?ZB???hf?g2ge?g2g?ZA?ZB,uA?uB,he?0l?u302.05??Pf0.022??10?3?870??6?104d2332?9.66?104PaPA?PB??（2）Ne?N轴??800?62%?496W AB段消耗的功率：N??msWe?Vfu

22

5分

?p??1.75?10?3?9.66?104?169.05W 4分

23

则

N?169.05??100%?34.1% 3分 Ne49618．一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密谋为1400 kg/m3）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为φ57×3mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。

（1） 当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg； （2） 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的

大小与哪些因素有关？ 15分

A

8

M

1.

B 1C

主管道u?Vs/A?(8/3600)/[(?/4)?0.051]?1.09m/s (1)文丘里喉部M处u2?Vs/A2?(8/3600)/[(?/4)?0.014]?14.4m/s 3分 在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：

22p2/?g?(Z1?Z2)?(u2/2g)??(1/d)(u2/2g)?8?14.42/2g?0.025(20/0.051)?(1.092/2g) ??3.16mH2O?232mmHg(真空度）5分

(2) h碱?碱＝?水

2h水 h水＝1.5×1400/1000＝2.1mH2O(<3.6mH2O)

故浓碱液能被吸入管内。 3分

在B槽液面与M处水平截面间的列柏努利方程得：

Pa/(?g)?h??u?2/(2g)?P2/(?g)?hf 吸 (Pa?P2)/(?g)?h??u?2/(2g)?hf 吸

可见吸入量的大小不仅与M处的真空度、B槽液面与M处的位差有关，而且与吸入管的管路情况（管径、管长、粗糙度等）有关。 4分

24