Z2=4.41?104 /900?9.81=5m
当阀门打开时，假设流动为层流，对罐1和2的液面列B.E. Z1g= Z2g+64/Re(l/d)(u2/2) 解得：u=0.89m/s
验证：Re=u?d/?=0.89?900?0.044/0.03=1175<2000, 假设成立
－
V=uA=4.87 m3?h1
（2）通过罐1液面与阀A以及罐2的液面与阀B列B.E.分析，可知： 压力表A的读数减少，压力表B的读数增加。
1－17如图所示，用一高位槽向一敞口水池送水，已知高位槽内的水面高于地面10 m，管路出口高于地面2 m，管子为Ф48×3.5mm钢管，在本题条件下，水流经该系统的总阻力损失Σhf =3.4u2(J?kg-1)，(未包括管出口阻力损失，其中u为水在管内的流速，m?s-1。) 试计算 （1）A—A′截面处水的流速m?s-1。
（2）水的流量，以m3?h-1计。
（3）若水流量增加20%，可采用什么措施？（计算说明）（或高位槽液面应提
高多少米？）
[(1) 4.49m?s-1；(2) 21.33m3?h-1；(3) 提高3.54m]
习题1－17 附图
解：（1）对1-1和2-2面列B.E. 8g=3.4 u2 +1/2u2 U=4.49m/s
(2)V=uA=21.33m3?h-1
(3)水流量增加20%，水的流速为u’=1.2?4.49=5.39m/s 对新液面1’-1’和2-2面列B.E.
(8+z)g=3.4?5.392/2+1/2? (5.39)2 z=3.54m
1－18用泵将密度为850kg?m-3，粘度为0.190Pa?s的重油从贮油池送至敞口高位槽中，如图所示，升扬高度为20m。输送管路为Ф108×4mm钢管，总长为1000m（包括直管长度及所有局部阻力的当量长度）。管路上装有孔径为80mm的孔板以测定流量，其油水压差计的读数R＝500mm。孔流系数C0＝0.62，水的密度为1000kg?m-3。试求： (1)输油量是多少m3?h-1？
(2)若泵的效率为0.55，计算泵的轴功率。
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习题1－18 附图
[(1)14.76 m3?h-1；(2)3609W]
解： (1)uo = Co[2Rg(?o-?)/?]1/2 =0.62[2?0.5?9.8(1000-850)/850] 1/2=0.81m/s 输油量为V=0.81?0.785?0.082=4.1?10-3m3/s=14.7 m3?h-1
u= uo (Ao/A)=0.81?(0.08/0.1)2 =0.52m/s (2)Re=0.52?0.1?850/0.19=232<2000 层流
管线阻力为hf=64/Re(l/d)u2/2=64/232(1000/0.1)(0.522/2)=373J/kg 泵的有效功为W=20?9.81+hf=569.5J/kg
轴功率为N=569.5?4.1?10-3?850/0.55=3.61kW
1-19用离心泵将某溶液由反应槽送往一密闭高位槽，如图示。两槽液面的高度可认为不变，高度差10m，管路总当量长度为200m（包括所有直管和局部阻力的当量长度），管路均为?57?3.5mm钢管，已知孔板流量计流量系数为0.61，孔截面积与管道截面积比为0.25，U型压差计读数为R=600mm，指示液为水银，管路摩擦系数?取为0.025，反应槽上真空表
－
的读数为200mmHg，高位槽上压强计读数为0.5kgf?cm2（表压），泵的效率65%，试求(1) 流体流量多少kg?s-1；（2）泵的输出功；（3）泵的轴功率？（溶液密度近似取为1000kg?m-3，水银密度为13600 kg?m-3）
压力表高位槽真空表反应槽
[(1)3.64kg?s-1；(2)346.1J?kg-1；(3)1.94kw]
1 uo = Co[2Rg(?o-?)/?]1/2 =0.61[2?0.6?9.8(13600-1000)/1000] 1/2=7.42m/s w=7.42?0.785?0.25?0.052?1000=3.64kg/s
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u= uo (Ao/A)=7.42 ?025 =1.86m/s
2 H=(Z2-Z1)+(P2-P1)/ ?g+hf (Z2-Z1)=10m
(P2-P1)/ ?g= (0.5?9.8?10000+200?1.013?100000/760)/1000?9.8=7.72m hf =0.025?200?1.862/(2?9.8?0.05)=17.6m
H=10+7.72+17.6=35.3m, W=Hg=346.1J/kg
N=Hwg/?=346.1?3.64/0.65=1.94kw
1－20在直径D＝40mm的管路中接一文丘里管如图所示，文丘里管的上游接一压力表，压力表的读数为13.73?104N?m-2，压力表轴心与管中心的垂直距离为0.5m，管内水的流量为1.51L?s-1。管路下面有一水池，池内水面与管中心的垂直距离为3m。文丘里喉部直径为10mm，喉部接一细管，细管一端插入水池中。若忽略文丘里管的阻力损失，池水能否被吸入管中。
习题1－20 附图 [池水将被吸入管内]
解：取断面1－1和2－2如图所示。两断面的平均流速为
4V4?1.51?10?3u1???1.2m/s
?d2??0.042d120.042u2?2u1?（）?1.2?19.2m/s
d20.01在两断面间列伯努利方程式
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p2p1u12?u22???g?g2g?1.4?9.81?10?1000?9.81?0.519.2?1.2???4.2m1000?9812?9.81?0?0， ?g?2p?H?2?3?4.2??1.2m ?g?g422
若以水池液面和大气压为基准，则 池水单位重量的总势能
断面2－2处单位总势能
因
?0?＞2，故池水将被吸入管内。 ?g?g
1－21 15oC的水在经过内径为7mm的钢管内流动，流速为0.15 m?s-1，试问：（1）流动为层流还是湍流？（2）如上游压强为686.7kPa，问流经多长的管子流体的压强下降到294.3kPa，这里的压强均为绝对压？（3）在距离管壁何处的点速度等于平均速度？(水的密度和粘度分别取1000 kg?m-3和0.001cP) [(1)层流；(2)400m；(3)1.026mm] 解：（1）Re=0.15×1000×0.007/0.001=1050<2000, 层流 (2) (686700-294300)/1000=(64/1050)(l/0.007)(0.152/2) L=400m
(3)1/2=[1-(r/0.0035)2] R=2.47mm
距离管壁y=3.5-2.47=1.026mm
1－22 水由具有固定水位的水槽中沿直径（内径）为100mm的输水管流入大气中，管路是由L＝50m的水平管和倾斜管段组成，水平管段在水面下2m，倾斜管段的高度Z＝25m，为了使得水平段末端曲折出的真空度为7mH2O，安装在倾斜管的阀门局部阻力系数应为多少？此时水的流量为多少？直管的摩擦系数?＝0.035，大气压为10H2O，忽略进口和曲折出的局部阻力。
习题1－22 附图
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[19.7，87.5 m3?h-1]
解：对液表面和管曲折处列B.E.
2p1u12p2u2z1???z2???hf1?2
?g2g?g2g2=-7+u2/2g+0.035(50/0.1) u2/2g U=3.09m/s, V=uA=87.5 m3?h-1 对管曲折处与管出口列B.E.
2p1u12p2u2z1???z2???hf1?2
?g2g?g2g25-7=0.035(50/0.1) 3.092/2g+?(3.092/2g) ?=19.7
1－23 有一输水管系统如下图所示，出水口处管子直径为Φ55?2.5mm，设管路的压头损失为16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）。求水的流量为多少m3?h-1？
由于工程上的需要，要求水流量增加20%，此时，应将水箱的水面升高多少m？ 假设管路损失仍可以用16u2/2（u指出水管的水流速，未包括出口损失）表示。
习题1－23 附图
[221m3?h-1；3.5 m]
解：对液面和管出口处列B.E.
8g = 16u2/2 所以管内流速 u= 3.13m/s
流量为V=u?d2/4=3.13??0.052/4=0.0614m3/s = 221m3/h
提高水量20%后：zg = 16u’2/2 因为 u’=1.2u = 3.76m/s 所以 z= 11.5m 水箱的水面升高为 11.5 – 8 = 3.5 m
1－24在图示并联管路中，支路ADB长20m，支路ACB长为5m（包括管件但不包括阀门的当量长度），两支管直径皆为80mm，直管阻力系数皆为0.03。两支路各装有闸门阀一个，换热器一个，换热器的局部阻力系数皆等于5。试求当两阀门全开时，两支路的流量之比。
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