流体流动附答案

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1、第一章流体流动总结本章主要掌握的内容：1.常用物理量单位变换；2.压力的基准及表示形式；牛顿粘性定律3.连续性方程；4.流体静力学方程的应用；5.伯努利方程的应用；6.雷诺数；7.阻力计算；8.离心泵的结构、特性参数、特性曲线及离心泵的安装高度的计算。应掌握的基本公式3.表压＝绝对压-大气压真空度＝大气压-绝对压1.2.5.u1A11=u2A22=常数对于不可压缩性流体u1A1=u2A2u1/u2=(d2/d1)26.Re=duρ/μ——牛顿粘性定律4.9.7.P2=P0+gh8.10.Pe=

2、qvρgH5一.测压管分别与三个设备A、B、C、相通,下部为水银,上部为水,三设备水面同在一个水平面。（1）1、2、3三处压强是否相等？（2）4、5、6三处压强是否相等？（3）h1=100mm,h2=200mm,A通大气，求：B、C两设备水面上方的压力。ACBACB解:（1）1、2、3不等（2）4、5、6相等ACB（3）P4=P5P4=PA+ρ水gh2+ρ水gxP5=PB+ρ水gx+ρ汞gh1+ρ水gx（h2-h1）PB=PA-（ρ汞-ρ水）gh1=88970Pa（绝压）PB=12360Pa（真空度

3、）h1ACB（3）P4=P6P4=PA+ρ水gh2+ρ水gxP6=PC+ρ水gx+ρ汞gh2PC=PA-ρ汞gh2+ρ水gh2=76610Pa（绝压）PC=24720Pa（真空度）冷冻盐水循环系统,盐水的密度为1100kg/m3,循环量为36m3/h,由A至B的能量损失为98.1J/kg,由B至A的能量损失为49J/kg,计算泵的效率为70%时,泵的轴功率为多少?解:（1）取截面1兼为截面2Z1=Z1P1=P2u1=u2W=Σhf1-2=98.1+49=147.1J/kgNe=Hqvρg=Wqvρ=

4、1618.1W=1.62kWN轴＝Ne/η=2.31kW敞口贮槽内水位不变,槽底与直径为100mm的水管相通,距入口端15m处安一水银压差计,一臂通大气,测压点与管路出口端的直管长20m,(1)当闸阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm,闸阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,摩擦系数可取0.025,求:每小时从管中流出多少立方米水?(2)当闸阀全开时,U型压差计测压处的静压强。已知闸阀全开时，Le/d=15，λ=0.025。(1)由静力学方程求槽内水位高Z1ρ水gZ1+ρ水g

5、h=ρ汞gRh=1.5mR=0.6mZ1=6.66mZ1Z1gZ1+u12/2+P1/ρ=gZ2+u22/2+P2/ρ+∑hf1-2P1=0(表压)P2+ρ水gh=ρ汞gRP2=13600×9.81×0.4－1000×9.81×1.4=39630PaZ1∑hf1-2=(λL/d+ξC)u2/2=(0.025×15/0.1+0.5)u2/2=2.13u29.81×6.66=u2/2+39630/1000+2.13u2u=3.13m/sqv=3600×0.785×0.12×3.13=88.5m3/hZ1

6、(2)应由1—3截面求流速ugZ1+u12/2+P1/ρ=gZ3+u32/2+P3/ρ+∑hf1-3Z1=6.66mZ3=0u1=0P1=P3∑hf1-3=｛[0.025(15+20)/0.1+15]+0.5｝u32/2=4.81u329.81×6.66=u32/2+4.81u32u3=3.51m/sZ1Z1由截面1-2求P2∑hf1-2=(0.025×15/0.1+0.5)×3.512/2=26.2J/kg9.81×6.66=3.512/2+P2/1000+26.2P2=32974Pa小于原压力(

7、39630Pa)每小时将2000kg的溶液,用泵从反应器输送到高位槽,反应器上方为200mmHg真空度,高位槽通大气,管道为φ76×4mm钢管,总长50m,管线上有两个全开闸阀(Le=0.43),一个孔板流量计(§=4),五个标准弯头(Le=2.2),液面距管出口15m,泵的效率为70%,已知:ρ=1073,μ=0.63cp,λ=0.025,求:(1)泵的轴功率;(2)当△h=3m时,水的饱和蒸气压为3168Pa，求泵的安装高度。(由反应器到泵的能量损失为9.81J/kg)Z1=0u1=0Z2=15

8、mu2=1.43m/sP1=-200/760×101.3×103=-26658PaNe=ρgqvH=qmgH=20000/3600×9.81×20.18=1010wN=Ne/η=1010/0.70=1443w∑Hf=2.83H=20.18m∑Le=2×0.43+5×2.2=11.86∑ξ=0.5+4=4.5=2.79mHg=（P0-Pa）/ρg-△h-h0习题8P1=P+ρghP2=P+ρ0gR+ρg(h-R)P1=P2ρgh=ρ0gR+ρg(h-R)(ρ0-ρ)gR