材料热工基础答案张美杰编

第二单元部分课后习题答案

1-45解： (1)对圆形管道，空气运动的平均流速为：700 Q 4Q 3600 v A d2 3.14 0.42 4

1.548 (m / s )

则由达西公式可得，风道的沿程压头损失为：l v2 20 1.2 1.5482 pl 0.0219 d 2 0.4 2

1.57 (Pa)

返 回

第二单元部分课后习题答案

(2)对矩形管道，空气运动的平均速度为：700 Q Q v 3600 A hb 0.3 0.5

1.296 (m / s )

矩形风道当量直径为：de 4A 4hb 4 0.3 0.5 U 2(h b) 2 (0.3 0.5)

0.3750 (m )

则由达西公式可得，矩形风道的沿程压头损失为：l v2 20 1.2 1.2962 pl 0.0219 de 2 0.375 2

1.18 ( Pa )

返 回

第二单元部分课后习题答案

1-46 (补充数据，风道流速 10m/s) 。解：矩形风道的当量直径为：de 4A 4hb 4 0.55 0.3 U 2(h b) 2 (0.55 0.3)

0.3882 (m )

风道流体流动雷诺数为：Re vde

10 0.3882 247283.6 4 0.157 10

则根据柯列勃洛克公式，风道的沿程阻力力系数由下式确定：1

2 lg(

6 2.51 ) 3.7 388.2 2.473 105

利用迭代法求解上式可得： 0

0.05 , 1

0.04434 , 2

0.04435 , 3

0.04435

故风道沿程阻力系数为： 0.04435 则该风道的沿程压头损失为：pl l v2 50 (11.77 / 9.8) 102 0.04435 de 2 0.3882 2

343.03 ( Pa )

返 回

第二单元部分课后习题答案

1-52

返 回

第二单元部分课后习题答案

解：依题意可得模拟电路如下图所示：

Q1=40m3/h 1SH1

A

SH2

H2=17.585m 2

Q2=8m3/h

题给水管内径可近似采用标称直径，2in 管为 50mm,4in 管为 100mm 总水管进口局部阻力系数可取普通锐缘进口的阻力系数 i 0.5 查附录 III 可得闸阀全开局部阻力系数 f 0.17 、90º弯头局部阻力系数 w 0.75

查表 1-3 可得常温下水的运动粘度 1.01 10 6 m2 s 。 早期一般室外总管采用铸铁管，室内支管采用镀锌钢管，查表 1-7,可得总水管的当量粗糙 度取为 1 0.3mm ,支水管当量粗糙度取 2 0.15mm

返 回

第二单元部分课后习题答案

总水管流速雷诺数： v1 支水管流速雷诺数： v2

4Q1 4 40 / 3600 d12 3.14 0.12

v d 1.415 0.1 1.415 ( m / s ) , Re1 1 1 1.01 10 6

140099

4Q2 4 8 / 3600 1.132 2 2 d2 3.14 0.05

( m/ s ) , Re2

v2 d2

1.132 0.05 56040 6 1.01 10

则根据柯列勃洛克公式，总水管和支管的沿程阻力力系数：1

1

2 lg(

0.3 2.51 1 0.15 2.51 , ) 2 lg( ) 3.7 100 1.4 105 1 3.7 50 0.56 105 2 2

利用迭代法求解以上两式可得： 1

0.02712 , 2

0.02838

将上述有关数据代入管路阻抗计算式可得：SH 1 8( 1 1 g 2 d14 8( 2 24 g 2 d2

l1 ) d1

8 (0.5 2 0.17 3 0.75

0.02712 9.8 3.142 0.14

310 ) 0.1 8 (3.09 84.072) 72168 ( s2 / m5 ) 0.009662 22 ) 0.05 8 (4.84 12.49) 229537 ( s2 / m5 ) 0.0006039

SH 2

l2 ) d2

8 (0.5 2 0.17 4 0.75 1 0.02838 9.8 3.142 0.0542 H2 SH 2Q2 17.585 229537 (

则 A 点总水头： H A

8 2 ) 17.585 1.133 18.72 (m) 3600 40 2 ) 5 18.722 8.91 5 22.6 (m) 3600

水塔离地面的高度： H1 H A SH 2Q22 5 18.722 72168 (

返 回

第二单元部分课后习题答案

1-53

解：依题意可得模拟电路图如下：pA ?

Q1Sp1

Sp3

A

B

Q3Sp2

pC 0

C

Q2

返 回

第二单元部分课后习题答案

查文献“夏星星 冯良(同济大学) ,管道绝对当量粗糙度取值及其影响分析，上海煤气 2010 年第 2 期” ,新的焊接管当量粗糙度 0.05mm ,总管两个 90º标准弯头，阻力系数 0.75 支管 取 90ºY 形三通一个，阻力系数取 1,标准 90º标准弯头 1 个，阻力系数 0.75 查表 1-4,空气的运动粘度 1.49 10 5 m2 s 1.21kg / m3总管流速雷诺数：v1 4Q1 4 5335 / 3600 d12 3.14 0.4352vd 9.977 0.435 9.977 ( m / s ) ,Re1 1 1 1.49 10 5

291275 253356

支管流速雷诺数： v2

4Q2 4 2667.5 / 3600 15.10 2 2 d2 3.14 0.25

( m/ s ) , Re1

v1d1

15.10 0.25 1.49 10 5

则根据柯列勃洛克公式，总水管和支管的沿程阻力力系数：1

1

2 lg(

0.05 2.51 1 0.05 2.51 , ) 2 lg( ) 3.7 435 2.91275 105 1 3.7 250 2.53356 105 2 2

利用迭代法求解以上两式可得： 1

0.01563 , 2

0.01658

返 回

第二单元部分课后习题答案

将上述有关数据代入管路阻抗计算式可得：S p1 8 ( 1 1 l1 ) d1 8 1.21 (2 0.75 0.01563 3.142 0.4354 27 ) 0.435 9.68 (1.5 0.97) 67.7 ( kg / m7 ) 0.353 7 ) 0.25 9.68 (1.75 1 0.4642) 807 ( kg / m7 ) 0.03851

2 d148 ( 2 2 l2 ) d2

S p2

2 d24

8 1.21 (1 0.75 1 0.01658 3.142 0.254

则 AC 之间的总阻抗为Sp Sp1 S p2 4 67.7 807 =269.5 ( kg / m7 ) 4

压头损失为：pA SpQ 2 =269.5 ( 5335 2 ) =592(Pa) 3600

返 回

第二单元部分课后习题答案

若不计局部阻力压头损失：S p1 8 ( 1 1 l1 ) d1 8 1.21 (0 0.01563 3.14 0.4352 4

d2

4 1

27 ) 0.435 9.68 (0 0.97) 0.353

26.6 ( kg / m7 )

S p2

8 ( 2 2

l2 ) d2

2 d24

8 1.21 (0 1 0.01658 3.142 0.254

7 ) 0.25 9.68 (0 1 0.4642) 368.0 ( kg / m7 ) 0.03851

则 AC 之间的总阻抗为Sp Sp1 S p2 4 26.6 368 =118.6 ( kg / m7 ) 4

压头损失为：pA SpQ 2 =118.6 ( 5335 2 ) =260(Pa) 3600

如果再不计出口动能

损失，A 点的总压与出口处的总压差，纯管道的摩擦损失为：pA po S pQ 2 =55 ( 5335 2 ) =122(Pa) 3600

返 回

第二单元部分课后习题答案

返 回

第二单元部分课后习题答案

解： 模拟电路图如下： QA ASHA SHC

CHC 55

J

QCSHB

BH B 45

QBH A 60

返 回

第二单元部分课后习题答案

该水管为室外水管，通常使用铸铁管，查表 1-7 …… 此处隐藏：3382字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……