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《【精品】化工原理思考题及解陈敏恒版.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第一章流体流动例1.1单杯式压强计单杯式水银压强计的液杯克径D=100mm,细管冇径d=8mm,用此压强计测量容器内水而上方的压强p（）,测压点C位于水面以下h=0.5m,试求：（1）当压强计读数R=300mm,杯内水银界面与测压点C的垂冑距离ho=O.4m,压强Pu等于多少？（2）若衣压增加一倍（po=2po）,并忽略杯内界面高度的变化，则读数R为多少？（3）若表压增加一倍（po=2p°）,并计及杯内界面位匱的变化，则读数R为多少？例1・16附图W（1）因A、B两点位于同一*平而，Pa=PbPo=PgR・Pg（h+ho）=13600x9.81x0
2、.3-1000x9.81（0.5+0.4）=3.12xlO4Pa（表压）（2）表压加倍后，设压强计读数为R,若忽略杯内水银界面高度的变化，则氏二Po+恁（h+h°）PE_2x3」2x104+1000x9.81（0.5+0.4）-13600x9.81=0.534m（3）与（I）相比，表压加倍后杯内水银面下降了AB,管内水银面上升了Ah?,压强计读数的増加量为D2ARAR=Ah1+Ah2,而丛2二疋Ah△h
3、=则根据等高面即等压面的原理•••Po+恁（h+h0+Ahj）=pg（R+AR）Po-[pgR-慫（h+h（））]=z?gAR-pgd2ARD2+
4、d2AR=Po-Po3.12xl04Pg-Pgd2D2+d213600x9.8lx0.00*Of+0.00*=0.234mR=R+AR=0.3+0.234=0.534m此结果表明，使用单杯压强计，因Ahi«Ah2t完全可以忽略杯内界面高度的变化，既方便又准确。例1.2阻力损失与势能的消耗例1・30附图高位槽水而距管路的乖育距离保持为5m不变，水面上方的压强为4.905xlO4Pa（表压），管路直径为20mm,长度为24m（包括管件的当量长度），阻力系数为0.02,管路中装球心阀一个，试求：（1）当阀门全开（7=64）时，管路的阻力损失为多少？阻力损
5、失为出II动能的多少倍？（2）假定2数值不变，当阀门关小（7=20）时，管路的出口动能和阻力损失有何变化？解：（1）在断而1・1和2・2之间列机械能衡算式P,U.p9U2§zi+—+v=gz2+^+v+Xhtp2p2—=(gZi+—)-(gz2+—)ppp+工hf若取大气床强和管出II高度为基准，并忽略容器内流速（即11尸0），则竺诃+匹=¥+4+$)芈pp2d22绅+皿9.8.x5+4-9()5x1°4守===3.1J/kg/1+2—+：l+0.02x^^+6.4d0.02工h,=(2丄+：)H=(24+64)x3」=95J/kgd2UAP4.9
6、05x1()4QQ1A7[ovt/l>h.==(+5x9.81)—3.1=95J/kg厶，p21000oSlk=2-4-<=0.02x^+6.4=30.4（fS）u；d0.02T此结果表明，实际流休在管内流动时，阻力损失和动能的増加是造成流体势能减少的两个主要原因。但対于通常管路，动能增加是一•个可以忽略的小量，而阻力损失是使势能减小的主要原因。换言之，阻力损失所消耗的能量是山势能提供的。⑵当7=20时9.81x5+2gH+匹Pl+0.02x丄+20().024.905xl()4""1000=2.2J/kgAPu：z__4.9（）5xl（y_-八
7、u八”¥h,==（9.81x5+）—2.2=95.9J/kg厶q21000与（1）比较，当阀门关小时,出口动能减少而阻力损失略有增加,但是,绝不可因此而误解为阻力损失所消耗的能最是山动能提供的。实际上，动能的増加和阻力损失皆山势能提供，当阀门关小时，曲于损失的能最增加使得动能减少了。例1.3无外加功流体输送管路的流量调节在图示管路中装一球心阀和一压力表,管路出口距高位槽液面的垂f[距离为IOni，圧力衣轴心距管中心的垂克距离为0.5m,假定床力表接管内充满液体。（1）调节阀门开度，使出口流速为lm/s,此时压力表M的读数为7.848x109a（表压
8、），试求阻力损失htAC、hfAB、hfBC各为多少？（2）若将阀门开大，使流量加倍，问hfAC、hfAB和h「BC各有何变化？此时压力表读数为多少？（设阀门开大前后，沿程阻力系数不变）。例1.35附图解：（1）在断面1・1和2・2之间列机械能衡算式（以管出口高度为基准），得9U；X7UP]•?2U7TJXhfAC=^^■〒二gH・p22在断而M和B・B之间列机械能衡算式，得=9.81x10-—=97.6J/kg2°p2p29.8B0-7・848xg0.5x9.8W000—f1(X)0在断面B-B和2-2Z间列机械能衡算式，得v_Pr-P?_匹_7
9、.848x10°+0.5x9.81x1000_乙1BC-p~~p~1000_ZhfBc=工h,Ac•工h『AB=97.6-
