根据与值，查得摩擦系数，并由本教材可查得各管件，阀门的当量长度分别为
闸阀（全开） 0.43×2=0.86m 标准弯头 2.2×5=11m
所以 于是
泵的轴功率为
1-18 10℃的水以500 L/min的流量流过一根300 m的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05 mm。有6 m的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。[90.4 mm]
【解】由于是直径相同的水平管，所以单位重量流体的泊式简化为
而
（a）
将各已知值代入式a，并简化得
（b）
与、有关，采用试差法，设=0.021代入式b，算出。验算所设之值是否正确。
10℃水物性由本教材附录
，则
由及，查得=0.021 ，故
1-19 在两座尺寸相同的吸收塔内，各填充不同的填料，并以相同的管路并联组合。每条支管上
B均装有闸阀，两支路的管长均为5 m（均包括除了闸阀以外的管件局部阻力的当量长度），管内径为200 mm。通过填料层的能量损失可分别折算为5u1与4u2，式中u为气体在管内的流速m/s，气体在支管内流动的摩擦系数为0.02。管路的气体总流量为0.3 m/s。试求：（1）两阀全开时，两塔的通气量；（2）附图中AB的能量损失。[Vs1=0.147 m/s，Vs2=0.153 m/s；AB的能量损失：279.25 J/Kg]
3
3
3
2
2
12A
【解】（1）两塔通气量 直径200mm管路上的全开阀 根据并联管路的流动规律
。 即
所以
解得
(2)AB的能量损失
1-20 如附图所示，20℃软水由高位槽A分别流入反应器B和吸收塔C中，反应器B内的压力为50 kPa，吸收塔C中的真空度为10 kPa，总管为?57 mm×3.5 mm，管长（20 + ZA）m，通向反应器B、吸收塔C的管路均为?25 mm×3.5 mm，长度分别为15 m和20 m（以上管长包括所有局部阻力的当量长度在内）。管壁粗糙度可取为0.15 mm。如果要求向反应器供应0.314 kg/s的水，向吸收塔供应0.471 kg/s水，问ZA至少为多少m？[ZA至少为11.4 m] 【解】 要完成向反应器B，吸收塔C的供水量能不同，应从中选取较大者才行。为此，应按供水量2求算zA或分支点O处的机械能。
沿支路1(通向B)：已知ms1=0.314kg·s，
-1
要求，所需在zA大小可
A要求分别沿支路1、支路
ρ=1000kg
ZA·m
-3
，
d1=0.02m；近似取20℃水的黏度μ=1×10-3Pa·s。则
u1?ms1/?(?/4)d?21?0.314/1000?1.0m·s
(?/4)?0.022-1
CB4m8m Re1?u1d11000?1.0?0.024 ??2?10?1?10?3
?d1?0.15?0.0075 20查图得λ1=0.0383[ε/d1＞0.005，超出式(1-60)的适用范围] 令分支点O处的机械能为Et，在点O与通向反应器B的管出口外侧之间列机械能衡算方程
O1Etl1u150?1031512-1
?gzB???1?9.81?4??0.0383???103.6J·kg
pB2O1?d1210000.022沿支路2(通向C)：
us2/?0.471/10002?m(?/4)d2?2(?/4)?0.022?1.5m·s-1
Re2d22??u??1000?1.5?0.021?10?3?3?104 ????0.0075
d2d1查图得λ2=0.0375 分支点O处的Ep2CtO2?gzl2u2C????2d
22.81?8??10?103201.52?91000?0.0375?0.02?2 =110.7J·kg-1
在Et中较大者，即O2、EtEt?Et?110.7J·kg-1
O1OO2 对总管：u?(ms1?ms2)/?(0.314?0.417)/1000(?/4)d2?(?/4)?0.052?0.4m·s-1
Re??ud?1000?0.4?0.05?1?10?3?2?104
?d?0.1550?0.003 ??0.100(?68d?Re)0.23?0.100?(0.003?680.232?104)?0.0314 在高位槽A液面与分支点O间列机械能衡算方程
lu2gzA?Et O??d2110.7?0.0314?20?z29.81zA0.4A?0.05?2
9.81zA?0.050zA?111.7
解得 zA=11.4m 1-21 如附图所示，某化工厂用管路1和管路2串联，将
PAPB12ABO容器A中的盐酸输送到
容器B中。容器A、B液面上方表压分别为0.5 MPa、0.1 MPa，管路1、2长均为50 m（以上管长包括所有局部阻力的当量长度在内），管道尺寸分别为?57 mm × 2.5 mm和?38 mm × 2.5 mm。两容器的液面高度差可忽略，摩擦系数λ都可取为0.038。已知盐酸的密度1150 kg/m，黏度2 mPa·s。试求：（1）该串联管路的输送能力；（2）由于生产急需，管路的输送能力要求增加50%。现库存仅有9根?38 mm × 2.5 mm、长6 m的管子。于是有人提出在管路1上并联一长50 m的管线，另一些人提出应在管路2上并联一长50 m的管线。试比较这两种方案。[方案一不可行；方案二可行] 【解】(1)球Vs
在液面A、B之间列机械能衡算方程
3
pA?已知l1=l2，故
?pB??8?l128?l22Vs?25Vs ?2d15?d2pA?pB??8?l1?2(112 ?)Vs55d1d20.5?106?0.1?1068?0.038?50112?(?)Vs 2551150?0.0520.033解得 Vs=0.00283m·s或10.19m·h (2)两种方案的比较
在定量计算之前，首先定性分析一下。要想增大管路系统的输送能力，应当在阻力较大的管线上并联一管路，才能明显的降低整个系统的流动阻力。本题管路2管径较小，显然阻力较大，应当在管路2上并联一管线，即采用方案二。下面具体计算。
方案一：在管路1上并联一长50m的管线，令其为管路3(见附图二)。
3
-1
3
-1
习题1-21附图二
沿管路3、2在液面A与B之间列机械能衡算方程
pA??pB??8?l8?l22V?V s3s25522?d3?d20.5?1060.1?1068?0.038?5028?0.038?502??2V?2V
11501150??0.0335s3??0.0335s2 Vs2再根据并联管路特点，有
ωf1=ωf3
2?Vs3?8.830?10?6 (a)
2