04流体流动习题集答案解析

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1、23.10℃的水以500L/min的流量流过一根长为300m的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05mm。有6m的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。解：这是关于试差法的应用。10的水，在管路两端端列柏努利方程，以管子中心线所在的水平面为基准面，得由范宁公式(1)(1)在该题中，假设不是最好的选择，因为管径不知道，不好由反查，且假设后由于不知道，也不能求和。(2)假设管径为待求量，但若假设，由于实际生产中管子的规格多样，范围太广，不易得到准确范围。(3)可假设根据本教材表，选择合适的流速代入计算。自来水的流速为1~1.

2、5m/s。取水的流速为1.3。根据给出的也可判断，所计算的阻力损失和管子的粗糙度有关，必定为湍流。且流体黏度比较大，必须使在较大值时保证水是湍流的。此时由(1)式计算的，查摩擦系数图，，两者之间一致，假设合理。管子的直径为90.4mm。24.某油品的密度为800kg/m3、黏度为41cP，由附图中所示的A槽送至B槽，A槽的液面比B槽的液面高1.5m。输送管径为、长50m(包括阀门的当量长度)，进、出口损失可忽略。试求：(1)油的流量(m3/h)；(2)若调节阀门的开度，使油的流量减少20%，此时阀门的当量长度增加多少(m)?解

3、：题给条件下，油品的密度，黏度(1)在A、B两槽间列柏努利方程，并以B槽液面为基准面，得其中，(表压)，，将以上数据代入柏努利方程，即此情况下，应假设，求出之后，计算，由于并未给出粗糙度的值，且流体黏度很大，可先试验层流的磨擦系数关系式。假设流体处在层流区，有解得假设合理(2)流量减少之后此时流体仍处在层流区，阀门开度减小流速下降，直管阻力损失减小，但由于阀门关小之后，局部阻力损失过大。所以总阻力损失没变。25.在两座尺寸相同的吸收塔内，各填充不同的填料，并以相同的管路并联组合。每条支管上均装有闸阀，两支路的管长均为5m(包括

4、除了闸阀以外的管件局部阻力的当量长度)，管内径为200mm。通过填料层的能量损失可分别折算为与，式中u为气体在管内的流速，m/s。气体在支管内流动的摩擦系数λ=0.02。管路的气体总流量为0.3m3/s。试求：(1)当两阀全开时，两塔的通气量；(2)附图中AB的能量损失。解：(1)并联管路中，各支路的阻力损失相等，那么直径200mm管路上的全开闸阀，所以(1)(2)由(1)、(2)解得(2)取任一支路进行能量损失计算皆可26.用离心泵将20℃水经总管分别送至A、B容器内，总管流量为89m3/h，总管直径为。泵出口压强表读数为1

5、.93×105Pa，容器B内水面上方表压为lkgf/cm2。总管的流动阻力可忽略，各设备间的相对位置如本题附图所示。试求：(1)两支管的压头损失，；(2)离心泵的有效压头He。解：(1)在总贮槽液面和主管路压力表之后，记为截面，列柏努利方程，并以通过截面2主管路中心线的水平面作为位能基准面，得其中，(表压)代入之后得到：(2)在截面2和容器A的液面之间列柏努利方程，得其中(表压)(表压)由于主管路的阻力可以忽略，同样可列出截面2到容器B的液面的柏努利方程，解得27.用效率为80%的齿轮泵将黏稠的液体从敞口槽送至密闭容器内，两者

6、液面均维持恒定，容器顶部压强表的读数为30×103Pa。用旁路调节流量，其流程如本题附图所示。主管流量为14m3/h，管径为，管长为80m(包括所有局部阻力的当量长度)。旁路的流量为5m3/h，管径为，管长为20m(包括除了阀门外的所有局部阻力的当量长度)。两管路的流型相同，忽略贮槽液面至分支点O之间的能量损失。被输送液体的黏度为，密度为1100kg/m3。试计算：(1)泵的轴功率；(2)旁路阀门的阻力系数。解：(1)流体在总管中的速度，总管阻力损失：在敞口槽和密闭容器之间列柏努利方程，得(2)旁路的流速，旁路是一循环管路，循

7、环系统中，28.本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持恒定，水分别从BC与BD两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离均为11m。AB管段内径为38mm、长为58m；BC支管的内径为32m、长为12.5m；BD支管的内径为26mm、长为14m。各段管长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB与BC管段的摩擦系数λ均可取为0.03。试计算：(1)当BD支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量为若干(m3/h)?(2)当所有阀门全开时，两支管的排水量各为若干(m3/h)?BD支管的管壁绝对粗糙度可取为0.15mm，水的密度为10

8、00kg/m3，黏度为0.001Pa·s。解：(1)在高位槽液面和BC支管出口内侧截面间列柏努利方程，并以截面为位能基准面，得(1)其中(表压)将以上数值代入方程(1)，整理得(2)根据连续性方程，解得代入(2)式，解得，(2)根据分支管路的流动规律，有(3)由于出口管BC、