浙江大学化工原理历年考研真题之流体流动.pdf

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1、浙江大学1998年研究生考题本题主要考察了伯努利方如下图所示，用管路连接水槽A、B、C。已知管径都为程的应用和汇合管路的计算。φ322.5×，点O至槽A、B、C的管长分别为6m、3m、5m（包括进出口、弯头及三通管件的局部当量长度），三槽水面维持恒定；支管OC上有一闸阀K，全开时的阻力系数为0.17。管的摩擦因数估计为0.02，流体为常温水。试求：⑴闸阀的局部阻力系数为多少时OB管段的流速为零？⑵当闸阀全开时各管段内水的流向和流量。（1）对于支管AO、OC的流向与分析可知为A→O和先判断管路中流体的流向。O→C。列出

2、各点总比能的关系，比对1-1截面和O点截面列方程为：较求出答案，其中总比能包含三部分：比位能、比动能2luAO和比压能；静止的流体内各E−E=λ①1Od2点的总比能相等。对1-1截面和3-3截面列方程为：2l+luAOOCE−E=(λ+ζ)②13阀d2若B支管液体不流动，则有：E=E③O2由方程①②③整理可以求出：lE−El+lAO13AOOCζ=λ−λ阀dE−Ed12其中：E−E=zg−zg=×59.8149.05/=JKg1313E−E=zg−zg=×29.8119.62/=JKg1212649.0565+即：ζ

3、=0.02−0.02=2.96阀0.02719.620.027所以当阀门的阻力系数为2.96时，支管B的流速为零。（2）当阀门全开时阻力系数为0.17小于2.96，则支管B中判断BO段的流体流动方的流向为B→O，此系统为汇合管路。向。此时在截面1-1和截面3-3间列算式为：分别写出截面1-1、3-3和截面2-2、3-3间的伯努利方22luluAO1OC3程。对于汇合管路总管路的E=E+λ+(λ+ζ)13阀d2d2流量为各分支管路流量之和。8λlλl/d+ζAO2OC阀2=E+V+8V3251243πdπd22=E+B

4、V+BV④31133同理可知：对于截面2-2和截面3-3列方程为：22E=E+BV+BV⑤232233有质量恒算可知：V=V+V⑥312pa且E=zg+(n=1,2,3)⑦nnρ−33由以上四个方程可以求出：V=2.2010×m/s3−33V=1.7310×m/s1−33V=0.4710×m/s2浙江大学1999年研究生考题本题主要考察了孔板流量如图所示，常温水由高位槽经一φ893.5×mm的钢管流向低计的测量原理、压差计测量位槽，两槽液位恒定。管路中装有孔板流量计和一个截止阀。计算和伯努利方程的应用已知直管和局部阻

5、力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m，截止阀在某一开度时其局部阻力系数为7.5，此时读数R=185mmHg柱。试求：1⑴此时管路中流量计两槽液面的位差△z；⑵此时阀门前后的压强差及其汞柱压差计的读数R2；⑶若将阀门关小，其流速减为原来的0.9倍，其读数R1为多少mmHg？截止阀的阻力系数变为多少？已知孔板流量计的流量与压差关系式为−3∆p3V=3.3210×，ρ为液体密度，Kgm/；∆p为孔ρ3板两侧压差，Pa；V为流量，m/s。流体在管内呈湍流流动，管路摩擦因数λ=0.026。汞的密3度为13600Kgm/。解

6、：（1）由题意知，此孔板流量计算公式为：由孔板流量计的测量原理求出管路的流量和流速。−3∆pV=3.3210×ρ−3∆p代入数值为：V=3.3210×ρR(ρ−ρ)g−3Hg=3.3210×ρ−30.185(136001000)10−=3.3210×10003=0.016m/sV0.016可以求出：u===3.03/ms220.785d0.7850.082×对两水槽液面列伯努力方程为：∆zg=∑hf写出伯努利方程求出高度差。22603.033.0310∆=z0.026×+7.50.08222∆=z12.12m（2）对

7、阀门处的压差计示数可表示如下：压差计的示数为动能差和∆p示=∑h阻力损失之和fρ2∆p示3.03代入数值为：=7.5→∆p=34.43KPa示10002由静力学方程得出指示剂又∆p=R(ρ−ρ)g示0的高度。即34.431000×=R(136001000)10−可求出：R=0.273m2有列伯努力方程可以看出：此时的压强差即压力表所示即：∆=p34.43KPa（3）流速变为原来的0.9倍即：由流速求出流量进而求出指示剂高度。u=0.9u=2.73/ms原3因流量正比于流速则V=0.9V=0.014m/s原R(ρ−ρ)

8、g−3Hg代入流量计算公式V=3.3210×ρ−3R1(136001000)10−0.014=3.3210×1000R=0.149mHg=149mmHg1此时对两槽间柏努力方程进行计算得：列出伯努利方程。∆zg=∑hf22602.732.7312.1210×=0.026×+ζ0.08222ζ=13.50浙江大学2000年研究生考题本题主要考察了