3.7如图3.30所示,用毕托管测量气体管道轴线上的流速Umax,毕托管与倾斜(酒精)微压计相连。已知d=200mm,sinα=0.2,
3
3
L=75mm,酒精密度ρ1=800kg/m,气体密度ρ2=1.66Kg/m;Umax=1.2v(v为平均速度),求气体质量流量。
解:此装置由毕托管和测压管组合而成,沿轴线取两点,A(总压测点),测静压点为B,过AB两点的断面建立伯努利方程有:
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:20;left:0px;margin-left:123px;margin-top:5px;width:219px;
height:50px'
其中ZA=ZB, vA=0,此时A点测得
的是总压记为PA*,静压为PB
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:21;left:0px;margin-left:153px;margin-top:8px;width:130px; height:42px'
得
不计水头损失,化简
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:22;left:0px;margin-left:89px;margin-top:14px;width:259px; height:40px'
由测压管知:
由于气体密度相对于酒精很小,可忽略不计。
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:23;left:0px;margin-left
:79px;margin-top:1px;width:134px; height:51px'
得
由此可
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style='mso-ignore:vglayout;;z-index:24;left:0px;margin-left:115px;margin-top:16px;width:144px; height:41px'
气体质量流量:
代入数据得M=1.14Kg/s
3.9如图3.32所示,一变直径的管段AB,直径dA=0.2m,dB=0.4m,高差h=1.0m,用压43
强表测得PA=7x10Pa,PB=4x10Pa,用流量计测得管中流量Q=12m/min,试判断水在管段中流动的方向,并求损失水头。
4
解:由于水在管道内流动具有粘性,沿着流向总水头必然降低,故比较A和B点总水头可知管内水的流动方向。
即:管内水由A向B流动。
以过A的过水断面为基准,建立A到B的伯努利方程有:
代入数据得,水头损失为hw=4m
第四章(吉泽升版)
4.1 已知管径d=150 mm,流量Q=15L/s,液体温度为 10 ℃,其运动粘度系数ν=0.415cm2/s。试确定:(1)在此温度下的流动状态;(2)在此温度下的临界速度;(3)若过流面积改为面积相等的正方形管道,则其流动状态如何?
解:流体平均速度为:
雷诺数为:态。
,2320≤3069.6≤13000,故此温度下处在不稳定状
因此,由不稳定区向湍流转变临界速度为:,得v’=3.6m/s
由不稳定区向层流转变临界速度为:,得v’’=0.64m/s
若为正方形则故为湍流状态。
4.2 温度T=5℃的水在直径d=100mm的管中流动,体积流量Q=15L/s,问管中水流处于什么运动状态?
解:由题意知:水的平均流速为:
查附录计算得T=5℃的水动力粘度为
根据雷诺数公式 故为湍流。
4.3 温度T=15℃,运动粘度ν=0.0114cm2/s的水,在 直径d=2cm的管中流动,测得流速v=8cm/s,问水流处于什么状态?如要改变其运动,可以采取哪些办法?
解:由题意知: 故为层流。
升高温度或增大管径d均可增大雷诺数,从而改变运动状态。
4.5 在长度L=10000m、直径d=300mm的管路中输送重γ=9.31kN/m3的重油,其重量流量G=2371.6kN/h,求油温分别为10℃(ν=25cm2/s)和40℃(ν=1.5cm2/s)时的水头损失
解:由题知:
油温为10℃时
40℃时
4.6某一送风管道(钢管,⊿=0.2mm).长l=30m,直径d=750 mm,在温度T=20℃的情况下,送风量Q=30000m3/h。问:(1)此风管中的沿程损失为若干?(2)使用一段时间后,其绝对粗糙度增加到⊿=1.2mm,其沿程损失又为若干?(T=20℃时,空气的运动粘度系数ν=0.175cm2/s) 解:(1)由题意知:
由于Re>3.29*105,故