u?Vs0.785d2?3600?2.53m/s 0.785?0.07235 Re?du???0.07?996.95?2.535?1.955?10?4000 ?30.903?10?
为湍流
－
22．运动黏度为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 ??2000?2000?3.2?10?5 ?umax???0.927m/s
d0.069 ?Vmax??2dumax?0.785?0.0692?0.927?3.46?10?3m3/s 4 ?12.46m3/h
23．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）
解: u?Vs0.785d2?2.7?10?30.785?0.052?1.376m/s
10℃水物性:
ρ?999.7kg/m3,μ?1.305?10?3pa?s Re?
du?0.05?999.7?1.3764 ??5.27?10?1.305?10?3?d?0.5?0.01 50 查得 ??0.041
lu2201.3762 ??Wf???0.041???15.53J/kg
d20.052 ?hf??Wf/g?1.583m ?Pf??Wf???15525Pa
24. 如附图所示，水从高位槽流向低位贮槽，管路系统中有两个90o标准弯头及一个截止阀，管内径为100mm，管长为20m。设摩擦系数??0.03，试求：
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（1） 截止阀全开时水的流量；
（2） 将阀门关小至半开，水流量减少的百分数。
解：如图取高位槽中液面为1-1′面，低位贮槽液面为2-2′截面，且以2-2′面为基准面。在1-1′与2-2′截面间列柏努利方程：
z1g?12p112pu1??z2g?u2?2??Wf 2?2?1
1′ 其中： z1=4； u1≈0； p1=0（表压）； z2=0； u2≈0； p2=0（表压） 简化得 z1g??Wf
各管件的局部阻力系数：
进口突然缩小 ??0.5 90o标准弯头2个 ??0.75?2?1.5 截止阀（全开） ??6.0 出口突然扩大 ??1.0
题24 附图
2 4m 2′ ???0.5?1.5?6.0?1.0?9.0
l?u2?20?u2??Wf?????????9.0?0.03??7.5u2 ?d?2?0.1?2?4?9.81?7.5u2 u?2.29m/s
水流量 VS??2du?0.785?0.12?2.29?0.018m3/s?64.8m3/h 4（2）截止阀关小至半开时：
截止阀半开的局部阻力系数 ??9.5 此时总阻力
l?u'20?u'?'??Wf?????????12.5?0.03??9.25u'2 ?d?2?0.1?2?'22阀门关小后，局部阻力发生变化，但由于高位槽高度z1不变，所以管路总阻力不变，即
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?Wf??Wf
7.5u?9.25u
2'2'VSu'7.5 ???0.9
VSu9.25即流量减少10％。
25．如附图所示，用泵将贮槽中20℃的水以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80m（包括所有局部阻力的当量长度）。试计算泵所需的有效功率。(设管壁的粗糙度为0.2mm)
40Vs3600?1.415m/s 解: u???20.785?0.12d4'20℃水物性：ρ?998.2kg/m3,μ?1.005cP Re?du?0.1?998.2?1.4155 ??1.405?10?3?1.005?10根据?/d?0.2/100?0.002 ，查得??0.025
在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程: z1g?题25 附图
p1p112?u12?We?z2g?2?u2??Wf ?2?2简化: We?z2g??Wf
l??leu2801.4152而: ?Wf???0.025???20.0J/kg
d20.12 ?We?20?9.81?20.0?216.2J/k gms?Vs???40?998.2?11.09kg/s 3600 Ne?We?ms?216.2?11.09?2398W?2.40kW 26．有一等径管路如图所示，从A至B的总能量损失为?Wf。若压差计的读数为R，指示液的密度为?0，管路中流体的密度为
?，试推导?Wf的计算式。
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题26 附图
解：在A-B截面间列柏努利方程，有
zAg?pAp1212?uA?zBg?B?uB??Wf ?2?2等径直管，故上式简化为
zAg?pA??zBg?pB???Wf pA?pB ?Wf?(zA?zB)g?对于U形压差计，由静力学方程得
? （1）
pA?zA?g?pB?(zB?R)?g?R?0g
(pA?pB)?(zA?zB)?g?R(?0??)g (2)
(1)、（2）联立，得
?Wf?
R(?0??)g?
27．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?0.2 35℃空气物性: ρ?1.1465kg/m3,μ?18.85?10?6pa?s Re? 由 ?deu???0.24?1.1465?12?1.752?105 ?618.85?10d?0.0005,查得??0.019
lu2120122?0.019???684J/k g ??Wf??de20.242
?Pf??Wf???684?1.1465?784.2Pa
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