发布时间 : 星期二 文章第一章流体流动更新完毕开始阅读
Re?d?u??0.07?998.2?2.25?1.53?10 ?31.005?10流动为湍流。求摩擦系数尚需知道相对粗糙度?d，查表，取钢管的绝对粗糙度
?为0.2mm，则
?d?0.2?0.0028 670根据Re=1.53×105及?d＝0.00286查图，得λ＝0.027
lu2102.22?0.027?9.33J/k g所以能量损失 Wf??d20.072压头损失 hf?Wfg?9.33?0.95m 9.81压力损失 ?pf??Wf?998.2?9.33?9313Pa
9. 如附图所示，料液由敞口高位槽流入精馏塔中。塔内进料处的压力为30kPa（表压），输送管路为φ45×2.5mm的无缝钢管，直管长为10m。管路中装有180o回弯头一个，90o标准弯头一个，标准截止阀（全开）一个。若维持进料量为5m3/h，问高位槽中的液面至少高出进料口多少米？
操作条件下料液的物性：??890kg/m3，??1.2?10?3 Pa·s，??0.036
180o回弯头 ??1.5 90o标准弯头 ??0.75 标准截止阀（全开）
??6.4
解：如图取高位槽中液面为1-1′面，管出口内侧为2-2′截面，且以过2-2′截面中心线的水平面为基准面。在1-1′与2-2′截面间列柏努利方程(取出口端内侧)：
z1g?12p112pu1??z2g?u2?2??Wf 2?2?其中： z1=h； u1≈0； p1=0（表压）； z2=0； p2=20kPa（表压）； u2?Vs?53600?1.1 m/s ?20.785?0.042d42?l?u管路总阻力 ?Wf?Wf?Wf???????
?d?2'????0.5?1.5?0.75?6.4?9.15
2210?l?u??1.1?Wf?????????0.036??9.15??10.98J/kg
d20.042????所求位差
2u230?1031.12h?(???Wf)/g?(??10.98)/9.81?4.62m
?28902p210. 如图所示，从自来水总管接一管段AB向实验楼供水，在B处分成两路各通向一楼和二楼。两支路各安装一球形阀，出口分别为C和D。已知管段AB、BC和BD的长度分别为100m、10m和20m（包括管件的当量长度），管内径皆为30mm。假定总管在A处的表压为0.343MPa，不考虑分支点B处的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03，试求：
（1） D阀关闭，C阀全开（??6.4)时，BC管的流量为多少？
（2） D阀全开，C阀关小至流量减半时，BD管的流量为多少？总管流量又为
多少？
解：（1）在A-C截面（出口内侧）列柏努利方程
22uApCuCgzA???gzC????wf,A?C
?2?2pA?zA?zC uA?0 pC?0(表）
pA?wf,A?C2lAB?lBCuC?(???入口??阀)
d22lAB?lBCuC?(???入口??阀?1) ?d23.43?105?2100?10uC?/(0.03?0.5?6.4?1)
10000.03 =2.41m/s
0.032??1.71?10?3m3/s VC?uCd=2.4144?2(2) D阀全开，C阀关小至流量减半时：
在A-D截面（出口内侧）列柏努利方程（不计分支点B处能量损失）
22uApDuDgzA???gzD????wf,A?D
?2?2pA 其中： zA?0，zD?5m uA?0 pD?0(表）
?wf,A?D2lABlBDuDu2 ?(???入口)?(???阀)d2d2pA2lABlBDuDu2??入口)?(???阀?1)?5g?(?
?d2d2uD?VD/?4d2?4VD/0.032??1414.7VDVc ?VD?30.85?10?VDu?2??1414.7VD?1.20?2?d(0.03)244(1414.7VD?1.20)2(1414.7VD)23.43?10510020?5?9.81?(0.03?0.5)?(0.03?6.4?1)10000.0320.032
2?1.7?105VD?221.59?0 化简得 1.28?108VD解得： VD?8.10?10?4m3/s
总管流量 V?VC?VD?8.5?10?4?8.1?10?4?1.66?10?3m3/s 11. 用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m和45m。泵吸入管与排出管分别为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm，水的密度1000 kg/m3，粘度1.0×10-3 Pa﹒s，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：
??68???0.1????dRe?0.23
试求：（1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型？
（2）泵吸入口处A点的真空表读数？
33 解
：（
1
）
吸
入
管
内
流
速
45mu1?V1150/3600??1.263 m/s， 2A10.785?0.205A212m2Re1?d1u1???0.205?1.263?1000?258915，属于?31.0?101湍流； 排出管内流速 u2?m/s，
Re2?d2u2?V2150/3600??1.638 A20.785?0.1802??0.180?1.638?1000?294840，属于湍流；
1.0?10?3（2）在1－1与2－2间列柏努利方程
2u12p2u2z1g???z2g????Wf1?2?2?2p1
p1?pau1?0z1?0
2?lu2?u2?u12pA真＝p1－p2＝???z2?z1?g????2d2????
68??0.3??0.1???205258915??0.23?0.0231
?1.26321.263250pA真＝1000??2?9.81??0.0231??20.2052????24911 Pa ??