流体流动习题答案

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1、第一章流体流动习题解答1.某设备上真空表的读数为13.3×103Pa，试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103Pa。解：真空度＝大气压－绝压表压＝－真空度＝-13.32.在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m3的油品，油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm的圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106Pa，问至少需要几个螺钉?p解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p，则p罐内液体作

2、用于孔盖上的平均压强(表压)作用在孔盖外侧的是大气压，故孔盖内外所受的压强差为作用在孔盖上的净压力为每个螺钉能承受的最大力为：螺钉的个数为个所需的螺钉数量最少为8个CD3.某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。测得R1=400mm，R2=50mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=50mm。试求A、B两处的表压强。解：U管压差计连接管中是气体。若以分别表示气体、水与水银的密度，因为，故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为，。由静

3、力学基本方程式知(表压)压缩空气4.本题附图为远距离制量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H=1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820kg/m3。试求当压差计读数R=68m时，相界面与油层的吹气管出口距离h。解：如图，设水层吹气管出口处为a，煤油层吹气管出口处为b，且煤油层吹气管到液气界面的高度为H1。则pH1(表压)(表压)U管压差计中，(忽略吹气管内的气柱压力)分别代入与的表达式，整理可得：根据计算结果可知从压差指示剂的读数可以确定相界面的位置。并可通过控制分相

4、槽底部排水阀的开关情况，使油水两相界面仍维持在两管之间。2345.用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，U管压差计的指示液为水银，两U管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及h4=1.4m。锅中水面与基准面间的垂直距离h5=3m。大气压强=99.3×103Pa。试求锅炉上方水蒸气的压强p。(分别以Pa和kgf/cm2来计量)。解：如图所示标记等压面2，3，4，大气压记为(1)(2)(3)(4)将以上四式相加并代入已知量6.根据本题

5、附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强p。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920kg/m3及998kg/m3，U管中油、水交界面高度差R=300mm。两扩大室的内径D均为60mm，U管内径d为6mm。当管路内气体压强等于大气压时，两扩大室液面平齐。解：可以知道当微差压差计的读数时，两扩大室液面相齐。那么当压力不同时，扩大室液面差与的关系可用下式计算：当时，根据静力学基本方程：(表压)7.列管换热器的管束由121根的铜管组成。空气以9m/s速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃、压强为19

6、6×103Pa(表压)，当地大气压为98.7×103Pa。试求：(1)空气的质量流量；(2)操作条件下空气的体积流量；(3)将(2)的计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。解：(1)(2)(3)8.高位槽内的水面高于地面8m，水从的管道中流出，管路出口高于地面2m。在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按计算(不包括出口阻力损失)，其中u为水在管内的流速m/s。试计算：(l)截面处水的流速；(2)水的流量，以m3/h计。解：(1)取高位槽水面为上游截面，管路出口内侧为下游截面，如图所示，那么(基准水平面为地面

7、)(表压)，处的流速与管路出口处的流速相同，(管径不变，密度相同)在截面和间列柏努利方程方程，得，其中代入数据解得(2)9.20℃的水以2.5m/s的流速流经的水平管，此管以锥形管与另一的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5J/kg，求两玻璃管的水面差(以m计)，并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。解：取两点处所在的与管路垂直的平面分别为上游和下游截面和，如图所示，并取管路中心线所在的水平面为基准面，那么，在截面和间

8、列柏努利方程：查表得到，那么，所以A点的压力大于B点的压力，即B管水柱比A管高88.510.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.06×103Pa；水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按与计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管