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
【解】对于孔板流量计有：
V?C0A0管道面积
2?p? ?C0A02R(?0??)g?
A?0.785d2?0.785?0.082?0.00502m2
空截面积
A0?0.2A?0.0010m2
带入流量计算公式为：
V?0.61?0.00102?0.6?(13600?1000)?10?0.0075m3/s
1000V0.0075??1.49m/s
0.785d20.785?0.082对两槽间列柏努利方程为：
u?p1?代入数值为：
?we?z2g?p2???hf
?200?133.30.5?9.807?1042001.492?we?10?10??0.025100010000.082
we?245.07J/kg
N?Ne??weV???2.83KW
【例1-12】【华南理工大学 2002年】如图，两水池的水位差H=24m，
l1=l2=l3=l4=100m，d1=d2=d4=100mm，d3=200mm，沿程阻力系数?1=?2=?4=0.025，?3=0.02，除阀门外，其它局部阻力忽略。
（1）当开启阀门时，阀门阻力系数ζ=30，求流量； （2）当关闭阀门时，?保持不变，求流量。
图1-15例1-12附图
【解】对两水槽液面列柏努利方程即：
gH??hf
（1）对两支管进行分析，其阻力损失相等。即：
lu2lu2u2 (?)2?(???)3d2d22代入数值为：
u32100u22100u320.025???0.02???30?
0.120.222化简为：
u3?0.79u2
由V?0.785d2u，因管路为并联管路则：
V总?4.16V2，u总?4.16u2
代入上述柏努利方程为：
10?24?0.025?10012??[u2?(4.16u2)2] 0.12可得：u2?1.02m/s
即V总?4.16V2?4.16?0.785?0.12?1.02?0.033m3/s
（2）当阀门关闭时有
l总?3l?300m
代入上述柏努利方程为：
300u210?24?0.025??
0.12可求出：
u?2.53m/s
进而求出
V?0.020m3/s
【例1-13】【华南理工大学 2003年】有一输水系统如图，管子规格为
u2Φ48×4mm，已知管路阻力（直管和局部阻力）损失为?hf?3.2，试求：
2g（1）该体系的流量；
（2）若欲使流量增大20%，水箱的高度应增加多少米？（设摩擦阻力系数不变）
图1-16例1-13附图
【解】（1）对水槽水面和出口处列柏努利方程为：
u2gz???hf
2u2u2带入数值为： 5?10??3.2?
22?10u?8.7m/s
V?0.785d2u?0.785?8.7?0.042?0.011m3/s?39.34m3/h
（2）流量增大20%即
V=39.34（1+20%）=47.23m3/h
u?V=10.45m/s 20.785d代入上述柏努利方程为：
10.45210.45210z??3.2?
22?10求出： z=7.21m
即增加2.21米。
【例1-14】【华南理工大学 2004年】用管子从高度为H的高位槽放水，为增大放水量，拟提出如下两种方案：
（1）并联一根结构和直径相同的管子；
（2）将原管子换成一根直径为原管径两倍的管子。
试定量比较两种方案水量增大的结果（设忽略摩擦系数的变化）。 【解】对高位槽液面和出口处列柏努利方程：
u2u2lu2gz???hf???
22d2（1）第一种情况并联一管子：
因两管子直径结构长度皆相等则：
V1?V2?0.5V总u1?u2?0.5u总
u总2u总2lu12gz???hf???22d22u总2l（0.5u总）gz???
2d22lu总gz?(1??)4d2lV2?(1??)
4d1.232d4（2）第二种情况扩大管径：
u2lu2lu21lV2gz????(1??) ?(1??)22d22d284d原1.232d原4由两种情况比较可知第二种情况下即扩径下流量增加较大。
【例1-15】【华南理工大学 2005年】一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密度为1400 kg/m3）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为φ57×3mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。
（1）当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg； （2）判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？
图1-17例1-15附图
【解】（1）V?8m3/h?0.0022m3/s 则流速可计算为
u?由连续性方程可知：
V0.0022??1.08m/s
0.785d20.785?0.0512u1d12?u2d22