解：（1）?hf?(?l?le??)u

d22601.52?(0.026??7.5)??43.5375J/kg ------------5分

0.0502（2）Ws??Vs??Au?1000???0.0502?1.5?2.945kg/s?10.6T/h------3分 4 以2-2所在平面为基准水平面，在1-1、2-2间列柏努利方程，得：

22u1p1u2p?hf Z1???Z2??1?2g?g2g?gg 其中：u1?u2?0,p1?p2?0 所以：?Z?Z1?Z2??hf=43.5375 ------------------------4分

?hgf?4.438m ----------------------2分

（3）因阀水平放置，所以阀前后的压力差

22 ?p??pf???u?1000?7.5?1.5?8.483?103Pa ---------3分

22 又∵?p?(?i??)gR

∴8.438?103= (13.6?1) ?103?9.81R2 解得R2 = 0.06826 m -----3分

10、（本题20分）将密度为850 kg/m3的油品，从贮槽A放至B槽，两槽液面均与大气相通。两槽间联接管长为1000 m（包括直管长度和所有局部阻力的当量长度），管子直径为0.20 m，两贮槽液面位差为6 m，油的粘度为0.1 Pa·s。求此管路系统的输油量为多少m3/h？假设为定态流动，流程见附图。

解：取A槽液面为1-1截面，B槽液面为2-2截面，且定为基准水平面，如图示，在两截面间列出柏努利方程：

l??leu2u1P1u2P2z1g???we?z2g?????? -----------4分

2?2?d2式中：

22z1?6m,z2?0,u1?u2?0,P1?P2?0(表压),we?0,l??le?100m,d?0.20m,??850kgm3

1000u2?上式可化为：6?9.81??? ①式 --------------------4分 0.22设油品流动为滞流，则

??6464640.03765??? ②式 --------------4分 Redu?0.2?u?850u?0.1将②式代入①式中，可得：

0.037651000u26?9.81??? 解得：u?0.625m/s ---------2分

u0.22所以Re?du???0.20?0.625?850?1062.5?2000

0.1流动为滞流，假设正确 -------------------2分

Vs??4d2?u?3600??4(0.2)2?0.625?3600?70.7m3/h --------4分

11、（本题18分）利用虹吸管将池中温度为90 ℃热水引出，两容器水面的垂直距离为2 m，管段AB长5 m，管段BC长10 m（都包括局部阻力的当量长度），管路直径为20 mm，直管阻力系数为0.02。若要保证管路不发生汽化现象，管路顶点的最大安装高度为多少？已知90 ℃热水的饱和蒸汽压为7.01?104 Pa。

解：如图所示，设水在虹吸管中的流速为u，在1-1和2-2之间列柏努利方程得：

2u12p1u2pgz1???We?gz2??2??hf

2?2?式中z1?z2?H?2m，u1?u2，p1?p2，We?0 ----------------------4分

lu215u2?解得∴gH??hf?? 即9.81?2?0.02?d20.022

u?162m ----2分

s在截面1-1和截面B-B之间列柏努利方程，得：

u12p1up?gz1???gzB?B?B??hf 式中：zB?z1?h，u1?0，u2?u?1.62m，

s2?2?p1?1.01?105Pa，pB?pv?7.01?104Pa -------------------------4分 l1?Bu251.622?hf??d2?0.02?0.02?2?6.561Jkg -------------------------4分

p1?pBu21h?zB?z1??(???hf)

g?2?11.01?105?7.01?1041.622??(??6.561)?2.35m ------------------------2分 9.811000212、（本题20分）

如图、水通过倾斜变径管路（A~B）DA=100 mm，DB=240 mm，水流量为2 m3/min。在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20 mm，两点间的垂直距离为h=0.3 m，试求：①A、B两点的压差是多少Pa？②A、B管段阻力损失为多少mmHg ?③若管路水平放置而流量不变，U形水银压差计读数及两点压差有什么变化？

3①?p??g(h?R)??igR?1000?9.81?(0.3?0.02)?13600?9.81?0.02?5.4?10pa--4分

②在A与B两个截面间列柏努利方程：

PuPuZ1?1?1?Z2?2?2??Hf

?g2g?g2g式中：P1?P2??P Z1?Z2??0.3m ----------4分

22u1?VsV14?2?s2??4.24m/s ----------3分 A1?D160??0.12?604VsVs14?2???0.74m/s -----------3分 A2?D2260??0.242?60422u2?代入可求出阻力损失

?Pu1?u254004.242?0.742?hf?(Z1?Z2)??g?2g??0.3?1000?9.81?2?9.81

?1.14mH2O?83.8mmHg ----------------------3分

③当管路水平放置时，

?hf不变，而(Z1?Z2)=0，所以

22?Pu?u2应减小。 ---------------------3分 ??hf?g(Z1?Z2)?1?213、（本题15分）如图1所示，用泵将贮槽中密度为1200 kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定其上方压强为101.33 kPa。蒸发器上部的蒸发室内操作压强为200 mmHg（真空度）。蒸发器进料口高于

3

贮槽的液面15 m，输送管道的直径为φ68×4 mm，送料量为20 m/h，溶液流经全部管道的能量损失为120 J/kg。若泵的效率为0.65，求泵的轴功率。

图1

解：以贮槽的液面为1?1?截面且定为基准水平面，管路出口内侧为2?2?截面，列柏努利方程得：

2u12p1u2pgz1???We?gz2??2??hf -------------4分

2?2?式中：z1?0，z2?15m，u1?0，p1?0，

?hf?120Jkg，??1200kgm3

p2?V20?200?1.97m---4分 ?101330??26670Pa，u2?s?2sA3600?0.785?0.067602u2p21.972?26670???hf?9.81?15???120?246.9J 2分 ∴We?gz2?kg2?2120020?1200泵的有效功率Ne?246.9??1647W?1.65kW -------------3分

3600N1.65?2.54kW -------------2分 泵的轴功率N?e??0.6514、（本题12分）水在水平管内流动，截面1处管内径d1为0.2 m，截面2处管内径d2为0.1 m。现测得

水在某流量下截面1、2处产生的水柱高度差h为0.20 m，若忽略水由1至2处的阻力损失，试求水的流量m3/h。