中国石油大学工程流体力学课后习题答案 - 袁恩熙(4)

2019-08-17 14:08

d?4M4?50?1000/3600??0.166m?166mm ?V?3.14?0.8?1000?0.83-5 一离心泵吸入管直径150mm,排出管直径100mm,若限制吸入管流速不超过0.7m/s,求流量及排

出管流速各为多少?

3.14?0.152?0.0124m3/s 解:Q?VA?0.7?4V排?V吸A吸A排2?d吸?1.5???=???0.7?1.575m/s ?d?V吸???1??排?23-6 自水箱接出一个水龙头,龙头前有压力表。当龙头关闭时,压力表读数为0.8大气压;当龙头

开启时,压力表读数降为0.6大气压。如果管子直径为12毫米,问此时的流量为多少? 解: p0=0.8at=8mH2O

对1-1、2-2列伯努利方程:

0.6?98000V228?0?0?0??98002gV2?2g?8?6??6.26m/s3.14?0.0122Q?V2A?6.26??7.08?10?4m3/s41

1

8mH2O 2

2

3-7 水从井A利用虹吸管引到井B中,设已知体积流量Q=100米/时,H1=3米,Z=6米,不计虹吸管

中的水头损失,试求虹吸管的管径d及上端管中的负压值p。 解:① 列1、2的伯努利方程:

3

V22H1?0?0?0?0?2gV2?2gH1?2?9.8?3?7.67m/sQ?V21

?d24?100/3600?0.068m?68mm3.14?7.67

2

44Qd???V2② 列1、3的伯努利方程:

0?0?0??z?H1??2p??V22g

?V?????9800?6??58.8?103Pa??58.8KPap????z?H1???2g???另解:列2、3的伯努利方程:

16

0?0?V22g?z?p??V22g

p???z??9800?6??58.8?103Pa??58.8KPa?0.6at3-8 为测管路轴线处的流速,装置如图所示的测速管。左管接于水管壁,量出不受流速影响的动压

强;右管为90°弯管,量出受流速影响的总压强。把两管连于U形管水银压差计上。若⊿h=200毫米,求管轴处的流速? 解:u22g?pA?p0?? u?2g?pA?p0?Hg???2g?h?Z1 2?9.8??13.6?1??9800?0.2?7.03m/s9800 Z2 ?p1??z1??Hg?h?p2??z2注:?

z1?z2??h?3-9 相对密度为0.85的柴油,由容器A经管路压送到容器B。容器A中液面的表压力为3.6大气压,

容器B中液面的表压力为0.3大气压。两容器液面差为20米。试求从容器A输送到容器B的水头损失?

解:列A、B两液面的伯努利方程:

0?p0A?油?0?20?p0A?p0Bp0B?油?0?hwA?B

hwA?B??油?3.6?0.3??98000?20?18.8m?20?0.85?98003-10 为测量输油管内流量,安装了圆锥式流量计。若油的相对密度为0.8,管线直径D=100毫米,

喉道直径d=50毫米,水银压差计读数

⊿h=40厘米。流量系数0.9,问每小时流量为若干吨? 解:

1

2

1

2

Q??A2g?p?

17

M??Q????d242g?Hg??油?h?油?13.6?0.8??9800?0.43.14?0.052?0.8?1000?0.9??2?9.8?

40.8?9800?15.8256kg/s15.8256?3600?t/h?57t/h1000

3-11 为了在直径D=160mm的管线上自动掺入另一种油品,安装了如下装置:自锥管喉道处引出一个

小支管通入油池内。若压力表读数2.4at,喉道直径d=40mm,T管流量Q=30L/s,油品相对密度0.9,欲掺入的油品相对密度为0.8,油池油面距喉道高度H=1.5m,如果掺入油量为原输送量的10%,B管水头损失设为0.5m油柱,试决定B管直径以多大为宜? 解: 列1-1、2-2的伯努利方程:

p1V12p2V22 ????2g?2gQ?V1A1?V2A2?30L/s?0.03m3/s

3.14?0.162A1???0.020096m2

443.14?0.042A2???0.001256m2

44?D2?d2V1?V2?Q0.03??1.493m/sA10.020096Q0.03??23.89m/sA20.001256

代入伯努利方程:

?p1V12?V22?V12?V22p2??????2g???p1??2g??

1.4932?23.892?2.4?98000?0.9?9800???20626.37Pa??0.21at2?9.8列3-3、4-4的伯努利方程:

18

V420?0?0?H???hwB?12gp4p4?p2p4??.37?20626??V4?2g??H??h?2?9.8??1.5?0.5???12.366?3.517m/s wB????0.8?9800???Q2?10%Q1?ABV4?dB?2?dB4V4?0.003m3/s4Q24?0.003??0.033m3.14?3.517?V43-12 图示水箱在水深H=3m处接一水平管线。管线由两种直径串联

已知:H=3m,d1=20mm,d2=10mm,L1=L2=10m,hw1=0.6mH2O,hw2=1mH2O 求:① Q;② i1,i2;③ 绘制水头线 解:① 对0-0、2-2两液面列伯努利方程:

V22H?0?0?0?0??(hw1?hw2)

2gV22?H?(hw1?hw2)?3?(1?0.6)?1.4m 2gV2?5.24m/s

3.14?0.012Q?A2V2?5.24??4.112?10?4m3/s

4② 粗管段:i1?细管段:i2??d2 ③ V1???d?12hw10.6??0.06 L110hw21??0.1 L2102??10??V???5.24?1.31m/s ?2?20???V12?0.09m 2g3-13 图示输水管路d1

意图。

19

3-14 用80KW的水泵抽水,泵的效率为90%,管径为30cm,全管路的水头损失为1m,吸水管水头损

失为0.2m,试求抽水量、管内流速及泵前真空表的读数。 解:N泵?N轴?泵?80?0.9?72KW

泵的扬程:H=z2-z1+h1-2=29+hw=30mH2O

N泵=?QH?Q?V?N泵?H?72?1000?0.245m3/s9800?304Q4?0.245??3.47m/s22?d3.14?0.3pV22g

对1-1、2-2两液面列伯努利方程:

0?0?0?2????0.22?V2???3.47???9800??2.2??p????2?0.2??? ??2g2?9.8??????27580.45Pa?27.58KPa3-15 图示一管路系统,欲维持其出口流速为20m/s,问需多少功率的水泵?设全管路的水头损失为

2m,泵的效率为80%,若压水管路的水头损失为1.7m,则压力表上的读数为多少?

20?3.14?0.012?1.57?10?3m3/s 解:Q?V2A2?420V22泵的扬程:H=z2-z1+hw+=20+2+=42.41m

2?9.82gN泵=?QH?9800?1.57?10?3?42.41?652.52WN轴=N泵652.52??815.65W0.82

?泵对1-1、3-3两液面列伯努利方程:

20


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