? 不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中
18．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为?Wf?u2J/kg（u为水在管内的流速）。试求：
（1）高位槽的液面高度；
（2）阀门全开时水在管内的流量（m3/h）。
解: (1) 阀门全关,水静止
p??gh
题18 附图
1 h p78?103?3?7.95m ?h??g10?9.81 (2) 阀门全开:
在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程: Z1g?p1p112?u12?Z2g?2?u2??Wf ?2?2p212?u2??Wf ?2 简化: Z1g?75?103122?u2?u2 7.95?9.81?
10002解之: u2?1.414m/s
? 流量: Vs??4d2u2?0.785?0.042?1.414?1.776?10?3m3/s
3 ?6.39m/h
19．附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m3，循环量为45 m3/h。管路的内径相同，盐水从A流经两个换热器至B的压头损失为9m，由B流至A的压头损失为12m，问：
（1）若泵的效率为70％，则泵的轴功率为多少？
（2）若A处压力表的读数为153kPa，则B处压力表的读数为
多少？
解: (1) 对于循环系统:
题19 附图
9
He??hf?9?12?21m Pe?He?Vs?g?21?45 ?轴功率:3600?1100?9.81?2.83kW
P?Pe??2.83?4.04kW 0.7 (2) A?B列柏努力方程:
pAp1212?uA?ZA?B?uB?ZB??hfAB ?g2g?g2gpAp?B?ZB??hfAB ?g?g3 简化:
15?3?10?pB?1100?9.81?(7?9) ?pB??19656pa(表)
? B处真空度为19656 Pa。
20．25℃水在φ60×3mm的管道中流动，流量为20m3/h，试判断流型。
解: 查附录25℃水物性:
??996.95kg/m,3??0.903cP
20Vs3600 u???2.43m/s 20.785d0.785?0.0542 Re?du???0.054?996.95?2.43?1.45?105?4000 ?30.903?10?
为湍流
21．运动粘度为3.2×105m2/s的有机液体在φ76×3.5mm的管内流动，试确定保持管内层流
－
流动的最大流量。
解: Re?du???du??2000
?umax2000?2000?3.2?10?5???0.927m/s
d0.069 ?Vmax?
?4d2umax?0.785?0.0692?0.927?3.46?10?3m3/s
10
?12.46m/h
－
22．计算10℃水以2.7×103m3/s的流量流过φ57×3.5mm、长20m水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。（设管壁的粗糙度为0.5mm）
3Vs2.7?10?3??1.376m/s 解: u?0.785d20.785?0.052 10℃水物性:
3 ??999.7kg/m,??1.305?10?3pa?s
Re?du???0.05?999.7?1.3764?5.27?10 ?31.305?100.5?0.01
d50 查得 ??0.041
??lu2201.3762?0.041???15.53J/kg ??Wf??d20.052 ?hf??Wf/g?1.583m ?Pf??Wf???15525Pa
23．如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以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45m（包括所有局部阻力的当量长度）。已知油品的密度为890kg/m3，粘度为0.487Pa·s，试计算泵所需的有效功率。
解: u?Vs?4?d2?3600?1.415m/s 0.785?0.120.1?890?1.415?258.6?2000
0.48740 Re?du?? ???6464??0.247 Re258.6题23 附图
在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程: Z1g?p1p112?u12?We?Z2g?2?u2??Wf ?2?2简化: We?Z2g??Wf
11
l??leu2451.4152?0.247???111.2J/kg 而: ?Wf??d20.12 ?We?20?9.81?111.2?307.4J/kg Pe?We?ms?We?Vs???307.4?403600?890?3039.8W?3.04kW
24．一列管式换热器，壳内径为500mm，内装174 根φ25×2.5mm的钢管，试求壳体与管外空间的当量直径。
24?(D2?nd外)D2?nd20.52?174?0.0252外44???0.029m 解: de??D?n?d外D?nd外0.5?174?0.025??
25．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?0.23 35℃空气物性: ??1.1465kg/m,??18.85?10?6pa?s
Re? 由 ?deu???0.24?1.1465?125?1.752?10 ?618.85?10d?0.0005,查得??0.019
lu2120122 ??Wf???0.019???684J/kg
de20.242
?Pf??Wf???684?1.1465?784.2Pa
26．如附图所示，密度为800 kg/m3、粘度为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26 附图
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