发布时间 : 星期五 文章化工原理习题详解 1.流体流动更新完毕开始阅读
对B、C处水槽液面列柏努利方程为：
EB??hfB?EC??hfC
化简为： zBg??h??hf CfBlu2752.552?hfB??d2?0.03?0.05?2?146.31J/kg lu2u2?hfC??d2??2
2275uu?0.03???15??30u20.0522?146.?31u2 30代入上式为： 10?10u=2.87m/s
VOC?0.785d2u?0.785?0.052?2.87?20.28m3/h
（2）对于分支管路而言：
VAO?VOB?VOC?38.28m3/h
uAO?VAO38.281??2.41m/s
0.785d236000.785?0.0752lu21002.412?hfA??d2?0.03?0.075?2?116.16J/kg
对A、B处两槽液面处列柏努利方程为：
pA???hfA?B
pA?116.16?146.31 1000 pA=262.47KPa（表压）
【例1-9】【华东理工大学 2005年】如图所示常温水由高位槽流向低位槽，管内流速1.5m/s，管路中装有一个孔板流量计和一个截止阀，已知管道为的钢管，内径50mm，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数为7.5。设系统为稳定湍流，管路摩擦系数为0.026。求：
（1）管路中的质量流量及两槽液面的位差； （2）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数。
（3）若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，近似不变。问：孔板流量计的读数变为原来的多少倍（流量系数不变）？截止阀的阻力系数变为多少？
（4）定性分析阀门前a点处的压强如何变化？为什么？
图1-12例1-9附图
【解】（1）由题意知，输送液体为常温水，则水的密度为1000kg/m3，对于管内的体积流量
V?0.785d2u?0.785?0.052?1.5?0.0029m3/s
则管中的质量流量为：
W?V??0.0029?1000?2.9kg/s
对两液面间列柏努利方程：
?zg??hf
此时阻力损失包括阀门局部阻力和其它地方的阻力损失。
lu2601.52hf???0.026??35.1J/kg
d20.052u21.52h???7.5??8.44J/kg
22'f代入上式为
10?z?35.1?8.44
可以求出：
?z?4.35m
（2）对阀门处的压差计示数可表示如下：
?p示?代入数值为：
??hf
?p示??p示?8.44K Pa?8.441000又?p示?R(?0??)g 即8.44?1000?R(13600?1000)10
可求出：
R2?0.067m
由柏努利方程可以看出：此时的压强差即压力表所示，即：
?p?8.44KPa
（3）流速变为原来的0.8倍即：
u?0.8u原?1.2m/s
因流量正比于流速则
V?0.8V原?0.0023m3/s
其中流量计算公式
V?C0A0两种情况进行比较可得：
R(?Hg??)g? R2V?(2)2 R1V1即：R2?0.64R1
此时对两槽间柏努利方程进行计算得：
?zg??hf
601.221.224.35?10?0.026???
0.0522??29.22
（4）a处压强增加，高液位槽液面和a处截面列柏努利方程为：
（位能+静压能）1=（动能+静压能+阻力损失）2
流速变小则a截面处的动能和阻力损失减小，对于式子左端数值不变则a处静压能增大，即a处压力增大。
【例1-10】【华南理工大学 2000年】水由具有固定水位的水槽中沿直径（内径）为100mm的输水管流入大气中，管路是由L=50m的水平管和倾斜管段组成，水平管段在水面下h=2m，斜管段的高度H=25m，为了使得在水平段末端曲折处1-1’面的真空度为7mH2O，安装在斜管段的插板节门的阻力系数应为多少？此时管中水的流量为多少？直管段的摩擦阻力系数=0.035，大气压强为10mH2O，忽略进口和曲折处的局部阻力损失。
图1-13例1-10附图
【解】对水槽液面和曲折处列柏努利方程为：
u2gz1????hf
?2代入数值为：
p真?10?7u250u210?2???0.035?
?20.12求出：u?3.12m/s
V?0.785d2u?0.0245m3/h?88.15m3/h
对曲折处和出口处列柏努利方程为：
gz1?p真???hf
代入数值为：
?10?73.1225010?25??(??0.035?)
?20.1可求出
ζ=19.48
【例1-11】【华南理工大学 2001年】用离心泵将某溶液由反应槽送往一密闭高位槽，如图所示。两槽液面的高度可认为不变，液位差10m，管路总当量长度为200m（包括所有直管和局部阻力的当量长度），管路均为Φ89×4.5mm钢管。已知孔板流量计流量系数为0.61，孔截面积与管道截面积比为0.2。U形压差计读数为R=600mm，指示剂为水银。管路摩擦系数为0.025，反应槽上真空表的读数为200mmHg，高位槽上压强计读数为0.5Kgf/cm2（表压）泵的效率65%，试求泵的轴功率？（溶液密度近似取1000kg/m3，水银密度为13600 kg/m3）
图1-14例1-11附图