【1-32】如习题1-32附图所示，有黏度为1.7mPa?s、密度为765kg/m3的液体，从高位槽经直径为?114mm?4mm的钢管流入表压为0．16MPa的密闭低位槽中。液体在钢管中的流速为1m/s，钢管的相对粗糙度?/d?0．002，管路上的阀门当量长度le?50d。两液槽的液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离H。
解 在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H，以低位槽液面为基准面。
p1?（0表压）,p2?0.16?106Pa，两槽流速 u1?u2?0， Z1?H,Z2?0,管内流速u?1m/s,管径d?0.106m
液体密度??765kg/m3，黏度??1.7?10?3Pa?s 雷诺数Re?du??0.106?1??765?4.77?1043?1.7?10湍流
?/d?0.002，查得??0.0267
管长l?30?160?190m，阀门le出口?=1，90°弯头??0.75
2p2?l?le?uH????????g?d??2gd5，低位槽管?50，高位槽的管入口??0．
0.16?106??12?190???0.0267???50??05.?1?075.???239m. 765?9.81?0106.2?981.????第 21 页 共 30 页
【1-33】如习题1-33附图所示，用离心泵从河边的吸水站将20℃的河水送至水塔。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m。管路为?114mm?4mm的钢管，管长1800m，包括全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为30m3/h，试求水从泵获得的外加机械能为多少？钢管的相对粗糙度?d?0.002。
解 水在20℃时??998.2kg/m3，??1.004?10?3Pa?s
d?0.106m, l?le?1800m
习题1-33附图
流量 流速
Re?du?qV?30m/h
3u?qV?4? 230/3600?(0.106)2d??0.9448m/s
4??0.106?0.9448?998.2?9.96?104 ?31.004?10湍流
查得??0.0252 摩擦阻力损失
l?leu218000.94482?hf??d2?0.0252?0.106?2?191J/kg
以河水水面为基准面，从河水水面至水塔处的水管出口之间列伯努利方程。 外加机械能
u20.94482W?Z2g???hf?34.5?981.??191?530 Jkg/
22【1-34】如习题1-34附图所示，在水塔的输水管设计过程中，若输水管长度由最初方案缩短25%，水塔高度不变，试求水的流量将如何变化？变化了百分之几？水在管中的流动在阻力平方区，且输水管较长，可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头。
解 在水塔高度H不变的条件下，输水管长度缩短，输水管中的水流量应增大。
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从水塔水面至输水管出口之间列伯努利程，求得
lu2 H??Hf???d2g方
变。
习题1-34附图
因水塔高度H不变，故管路的压头损失不管长缩短后的长度l'与原来长度l的关系
l'?0．75l
为
在流体阻力平方区，摩擦系数恒定不变，有
?'???H'f??Hfl'(u')2lu2?'??d2gd2g0.75l(u')2lu2???d2gd2g
故流速的比值为
u'1??1.155 u0.75流量的比值为
q'V?1.155 qV 流量增加了15.5%
管路计算
【1-35】用?168mm?9mm的钢管输送流量为60000kg/h的原油，管长为
100km，油管最大承受压力为15.7MPa。已知
50℃时油的密度为890kg/m3，
黏度为181mPa?s。假设输油管水平铺设，其局部摩擦阻力损失忽略不计，试问为完成输油任务，中途需设置几个加压站？
解
d?0.15m, l?10k,0mmq? 60 /k0g00h 60000/36003qV?=0.01873 m/s890??890kg/m3,??181mPa?s第 23 页 共 30 页
u?qV?4?20.01873d?4?1.06m/s
?0.152Re?du???0.15?1.06?890?782层流
181?10?3??6464??0.0818 Re782因为是等直径的水平管路，其流体的压力降为
lu2100?1031.062?p???hf???=890?0．0818??=2.73?107Pa?27.3 MPa
d20.152油管最大承受压力为15.7MPa 加压站数
n?27.3?1.7 415.7需设置2级加压，每级管长为50km，每级的?p?27.3/2?13.65MPa，低于油管最大承受压力。
【1-36】如习题1-36附图所示，温度为20℃的水，从水塔用
?108mm?4mm钢管，输送到车间的低位槽中，低位槽与水塔的液面差为
12m，管路长度为150m（包括管件的当量长度）。试求管路的输水量为多少m3/h，钢管的相对粗糙度?／d?0.002。
解 水，t?20℃,??998.2kg/m3,?=1004.?10?3Pa?s
由伯努利方程，得管路的摩擦阻力损失为
?hf?Hg?12?9.81?118 J/kg
管内水的流速u未知，摩擦系数?不能求出。本题属于已知
l?150m、d?0.1m、?/d?0.002、 ?hf?118J/kg，求u与qVu??22d?hfl??/d2.51?lg???3.7d???? 2d?hf??l的问题。
2?0.1?118?0002.251.?1004.?10?3??2lg??3.7?1500.1?998.2??150? 2?0.1?118???2.55 m/s
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验算流动类型 体积流量
qV?Re?du???0.1?2.?559.982?25.?4?31.00?410510湍流
?4d2u?3600??4??0.1??255.?3600?721m.3／h
2
习题1-36附图 习题
1-37附图
【1-37】如习题1-37附图所示，温度为20℃的水，从高位槽A输送到低位槽B，两水槽的液位保持恒定。当阀门关闭时水不流动，阀前与阀后的压力表读数分别为80kPa与30kPa。当管路上的阀门在一定的开度下，水的流量为1.7m3/h，试计算所需的管径。输水管的长度及管件的当量长度共为42m，管子为光滑管。
本题是计算光滑管的管径问题。虽然可以用试差法计算，但不方便。最好是用光滑管的摩擦系数计算式
lu2与?hf??2.5?10?R?e10）
d235??0.3164Re0.25（适用于
及u?4qV2，推导一个?hf与qV及d之间的计算式。
?d/m3,??1004.?10?3Pa?s
解 水在20℃时??998.2kg水的流量1.7m3／h，管长及管件当量长度l?42m
阀门关闭时，压力表可测得水槽离压力表测压点的距离HA与HB。
pA80?103HA???8.17m?g998.2?9.81HB?pB30?10??3.06m?g998.2?9.813
两水槽液面的距离H?HA?HB?8.17?3.06?5.11m
以低位槽的液面为基准面，从高位槽A的液面到低位槽B之间列
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