化工原理习题详解 1.流体流动(7)

23.4KPa。已知摩擦因数?均为0.025，水的密度为1000kg/m3。两水槽中液位恒定，且与大气相通。忽略e、B间高度差。试求：

（1）管段BC（包括所有局部阻力）的总长度为多少m? （2）若要泵同时向槽1、槽2输水，应如何调节两个阀门？

图1-19例1-17附图

【解】（1）对水池液面和泵入口处列柏努利方程为：

p真?g代入数值为：

?z??Hf

23.4?10310u2?2?0.025?? 310?100.0382?10可以求出：

u?1.02m/s

因为水只向槽1送水，则槽2液面的总比能与B点的总比能相同，对两槽列方程为：

z??HfBC

lBC1.022?0.0?25?代入数值为： 1.5

0.038?210lBC=43.83 m

（2）若要向槽2也供水，需将2管路上的阀门k1开大，将k2关小。 【例1-18】【浙江大学 2001年】如图所示离心泵输水管路，吸入管长3m，泵出口至O点管长及O’点至管出口管长各为15m（均包括全部局部阻力的当量长度），管径均为50mm。泵出口处至水池水面的垂直距离为1m。设备A和设备B的阻力损失可表示为：

hfA?0.025QA2,hfB?0.016QB2

设备与O点及与O’点间的阻力损失可忽略不计。孔板流量计的孔径为30mm，流量系数C。=0.65，U型压差计中指示液为汞。离心泵的特性曲线为：He=20-0.08Q2，以上流量Q以m3/h表示，扬程He和设备A、B的阻力损失以m表示，摩擦因数?=0.03。试求：

（1）管路中总流量；

（2）泵出口处压力表读数P；

（3）孔板流量计读数R。孔板流量计的孔速u。计算式：u0?C0中的Δp为孔板两侧的压差。汞的密度为13600kg/m3。

2?p?；式

图1-20例1-18附图

【解】（1）对两水池水面列柏努利方程为：

lu?He??h???0.025Qd2g2f2A/g

3?15?158Q22?0.03??0.0025Q A2420.059.81???0.05?3600?0.0202Q2?0.0025QA2

对于并联管路：

0.025QA2?0.016QB2Q?QA?QBH?20?0.08Q2

联立以上各式，可以求出：

Q?13.79m3/hH?4.77mu?1.95m/s

（2）由水池至泵出口列方程为：

pu2lu2H??Z???

?g2gd2g代入数值可以求出：

P=32.376 KPa

（3）对于孔板流量计：

u?C0u0?(2R(?0??)g?d2)u?5.42m/sd0R?28.1cm

1.4同步练习

1.4.1选择及填空题 1．【清华大学1998年试题】 如附图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ζ与压差计读数R的关系式为__ _____。 2．【清华大学1998年试题】有一并联管路如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1、u1、d1、l1、hf1及V2、u2、d2、l2、hf2。若d1=2d2，l1=2l2，则

（1）hf1/hf2＝（ ）

A．2； B．4； C．1/2； D．1/4； E．1 （2）当管路中流体均作层流流动时，V1/V2=（ ）

A．2； B．4； C．8； D．1/2； E．1 （3）当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ1＝λ2，则V1/V2=（ ）。

A．2； B．4； C．8； D．1/2； E．1/4 3．【武汉理工大学 2004年试题】在化工过程中，流动边界层分离的弊端主要是 ；而其可能的好处则主要表现在 。 4．【武汉理工大学 2005年试题】雷诺准数的物理意义是 。 5．【华南理工大学 2004年试题】流体在管内的流动状态属于完全湍流，若某流速下通过长为l米的直管阻力损失为100J/kg，其他条件不变流量提高一倍，则阻力损失为 。 6．【华南理工大学 2005年试题】LZB-40l转子流量计其转子为不锈钢（比重：7.92），刻度标值以水为基准，量程范围为0.25～2.5m3/h，若用此转子流量计来测量酒精（比重：0.8）的流量，则酒精的实际流量值要比刻度值 ，校正系数为 ，测量酒精时，此流量计的最大流量值为 。 7．【华南理工大学 2006年试题】某液体在内径为d0的水平管路中稳定层流流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2= d0/2）的管

子时，则其流速为原来的 倍，压降△P是原来的 倍。 8．【天津大学 2001年试题】用离心泵将某储槽A内的液体输送到一常压设备B，若设备B变为高压设备，则泵的输液量 ，轴功率 。 9．【天津大学 2004年试题】如图所示稳态流动系统，若AB与CD的管径、粗糙度和长度相同，两压差计的指示液相同，并且A、B、C、D点均在稳定段长度之后，则两压差计的读数 。

A．R1>R2 B． R1=R2 C． R1

A．动能 B． 位能 C． 静压能 D． 动能或位能或静压能 11．【天津大学 2006年试题】牛顿黏性定律的表达式是 ，其应用条件是 。 12．【天津大学 2006年试题】下列流量计属于变截面定压差式流量计的是 。

A．转子流量计 B．文丘里流量计 C．孔板流量计 D．皮托管测速计

图1-24选择与填空题13附图 图1-25选择与填空题14附图 13．【天津大学 2007年试题】如图所示，竖直圆管内径为30mm，自下而上流动的某牛顿型流体的密度为800kg/m3、黏度为3.0cP、流速为0.20m/s，则A、B两

截面处的压力差pA-pB为 Pa；U形管压差计的读数R为 Pa。 14．【天津大学 2007年试题】如图所示流动系统，B、C阀同时打开排液。B阀开度不变，C阀开度关小，则压力表A的读数 ，BD管段的流动摩擦阻力损失Σhf,B→D 。

A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不能确定 15．【大连理工大学 2005年试题】流体以层流状态流过串联直管的管段1和管段2，已知两管段长度相等，管段1内径d1=0.1m，管段2内径d2=0.2m，则流体流过两管段阻力损失的比值hf1/hf2= ，若流动处于完全湍流状态，且两管段的相对粗糙度相同，则hf1/hf2= 。

16.【清华大学 2002年试题】层流与湍流的本质区别是（ ）。

A.湍流流速>层流流速 B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流

C．层流的雷诺数<湍流的雷诺数 D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动

17.【华南理工2009年试题】当管子由水平放置改为垂直放置，其他条件不变，其能量损失 。

A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定

18. 【华南理工2008年试题】流体在某管内作层流流动，当流量减小时，其摩擦系数λ ，阻力损失 。 19．【天津大学2005年试题】测量管内流体流动参数（如流速、流量、压力等）时，测量点一般应选在管路的 。

A．稳定段长度之后 B．稳定段长度之前 C．流量调节阀之后 D．流量调节阀之前 1.4.2计算题

1.【武汉理工大学2004年研究生考题】用泵将贮槽中的石油，经Φ108×4mm的

3

管子输送到高位槽，油的流率为40m/h，如图，两槽液位差为20m，管子总长为450m（含各种管件及阀门的当量长度）。试计算输送50℃石油所需的有效功率。设两槽液位恒定不变，50℃石油的密度为890kg/m3，黏度为0.187Pa?s。

图1 …… 此处隐藏：1693字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……