流体流动复习题
一、填空题：
1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s（ 1m/s）
3.（2分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________. 用剪应力的表达式为_______________.（ F'=μAdu/dy; τ=μdu/dy）
4.（2分）当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg. （ 850; -100）
5.（2分） 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.( s,s)
6.（4分） 当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.×104;
7.（2分）某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.( 24mm)
8.（3分）测量流体流量的流量计主要有如下四种: __ ___,______,____ , _______,测量管内流体点的速度,则用____. (转子流量计;孔板流量计;丘里流量计;湿式气体流量计 ;皮托管)
9.（2分）测量流体压强的仪器主要有如下两种: ______,_____.( U管压差计;弹簧压力计) 10.（4分）计算管道流体局部阻力的方法有: ________,____________,其相应的阻力计算公式为_____________,____________,( 当量长度法; 阻力系数法; hf =λ(le/d)(u2/2g); hf=(u2/2g) ) 11.（3分） 在流体阻力计算中,当量长度的定义是__________________________ . (能产生与某局部阻力相当的直管长度, 称为该局部阻力的当量长度。)
12.（2分）管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______.( ; 13.（3分）理想流体是指＿＿＿＿______＿＿＿；而实际流体是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩；具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。) 14.（3分）流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；质量流量用＿＿＿＿＿来计算；而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。(Vs＝ ms＝.ρ u＝Vs /A)
15.（3分）流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿，其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。 ( 湍流， um＝， 滞流， um＝ umax。)
16.（3分）流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速＿＿＿,动压头＿＿＿,静压头＿＿＿。(填增加,减少,不变）( 减少,减少,增加。)
17.（2分） 当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝＿＿＿＿＿＿＿。 ( de＝4×流通截面积/浸润周边; de＝d1－d2)
18. 流体的粘度指__________________________。粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度________；对于气体，温度升高，粘度________。 ( 流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力; 减少; 增大)
19.(2分）米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。(2倍) 20.（3分）柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿______________＿, 若用J/m3表示则可表示为________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。( gZ1+P1/ρ+u12/2= gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf; ρgZ1+P1+ u12/2×ρ=ρgZ2+P2+ u22/2×ρ+∑Wfg)
在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.（ Re=dｕρ/μ ; 105； 湍流）
2.（2分）某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.
21. .(2分）孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______,变_____；后者是恒_________,变_________。( 截面；压差；压差；截面)
22.（2分）在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________。( 冲压头；静压头)
23.（3分）某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是_______型曲线,其管中心最大流速为平均流速的_______倍,摩擦系数λ与Re的关系为___________。(抛物线；;2倍; λ＝64/Re)
24.（3分）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。(减小;增大;不变) 25.（2分）流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。(粘性)
26.（2分）液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。(不变;降低)
27.（4分）流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________。( 1/16)
28（4分）液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。( 2) 29.（2分）水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。 （高位压头） 30.（4分）流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。（ 管壁；中心）
31.（4分）测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。测量管内流体点速度,则用_____________。（孔板；文丘里；转子；皮托管。） 32..（3分）在输送液体的管路中,要使P1-P2
= △Pf的条件_________________。
,质量流量为_________,平均流
（ 管径相等，处于同一水平面，无外加能量。）
33.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为 m3/s速为_______。( 22kg/s;s)二、选择题
1.（2分）一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（ ） 关系(答案A) A. 体系＞大气压 B. 体系＜大气压 C. 体系＝大气压
2.（3分） 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )（答案 A） A. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关 3.（2分）层流与湍流的本质区别是：( )。（*答案* D）
A. 湍流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
4.（2分）在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ ）倍。 ***答案*** （*答案* C） A. 2 B. 8 C. 4
5.（2分）柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。（ ） （*答案*A）
A. a位置 B. c位置 C. b位置
6.（2分）流体在管路中作稳态流动时,具有（ ）特点.( D) A. 呈平缓的滞流 B. 呈匀速运动
C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等； D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化
7.（2分）园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（ ）。（*答案* A） A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流
间的阻力损
8.（4分）流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（ ）成比例,作完全湍流时,则呈（ ）成比例。（*答案*C；A)
A. 平方 B. 五次方 C. 一次方
9.（2分） 稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ ）。（*答案* A）
A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变、不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变
10.（4分）如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为：PE（ ）PG（ ）PF. 当阀门打开后： PE（ ）PG（ ）PF(***答案*** A; A; C; C)
A. 等于 B. 小于 C. 大于 三、判断题：
1.（2分）流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。（ ） (*答案* ×) 2.（2分）当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。（ ）(*答案*×) 3.（2分）牛顿粘性定律是：流体的粘度越大,其流动性就越差。( ) (*答案* ×)
4.（2分）流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。 （ ）(*答案* √) 5.（2分）当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数（ ）；也可用来计算流体在非园形管内的流速。（ ）(*答案* √;×)
6.（2分）流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。（ ）(*答案* √) 7.（2分）流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的倍。（ ）(*答案*×)
8.（2分）液体在园形管中作滞流流动时,其它条件不变,而流速增加一倍,则阻力损失增加一倍（ ）(*答案* √) 9（2分）转子流量计可用来测量高压蒸汽（ ）和腐蚀性流体（ ）的流量。(× ; √)
10．（2分） 在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。（ ）实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关。（ ）(*答案* × 四、问答题
1.（8分）什么是流体连续稳定流动？流体流动的连续性方程的意义如何？
***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时，流体质点连续的充满其所在空间，流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。
流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律，它是根据质量守恒定律建立起的，连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择，及其控制。
2.（8分） Z1＋p1/ρｇ＝Z2＋p2/ρｇ（1），ｐ＝ｐa＋ρｇh（2）；这两个静力学方程式说明些什么？ ***答案***
(1)说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等；
(2)说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。
3.（6分）如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接, 在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动？为什么？ ***答案*** pa /ρ+Zg=p2/ρ+Σhf
；
当(pa /ρ+Zg)>p2/ρ时, 由1流向2, 当(pa /ρ+Zg)< p2/ρ时, 由2流向1。
4.（10分） 用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示： 皮托管编号 管内直径mm 皮托管测压孔高度mm 1 72 2 21 72 3 12 72 4 12 21 ; √)
关闭阀A，玻管水柱高度mm 全开阀A 皮托管测压孔 柱高度mm(平行水流方向) 全开阀A 皮托管测压孔 柱高度mm(正对水流方向) 472 472 472 472 322 根据以上实验数据，回答下列问题：
(1)、第4点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH2O？ (2)、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O？ (3)、第1点的速度为多少m/s? ***答案***
(1) Z4=21(mmH2O ) , P4/(ρg)=H4-Z4=322-21=301(mm H2O)； h动4=u42/(2g)==(H2O) (2) hf(2-3)= H2O)
(3) ∵ u12/(2g)=；∴ u1=0.95m/s五、计算题
1.（12分） 水塔供水系统，管路总长Lm(包括局部阻力在内当量长度), 1-1'到2-2'的高度H (m),规定供水量V m3/h。当忽略管出口局部阻力损失时，试导出管道最小直径dmin的计算式。若L=150m，H=10m, V=10 m3/hdmin
***答案*** 在1-1′与2-2′间列柏努利方程，以通过水平管的中心线为准面
gZA+uA2/2+pA/ρ= gZB+uB2/2+pB/ρ+∑Wf
(Z1-Z2)+(p1-p2)/ρg=Wf =λ(L/d)u22/2g； 由 (p1-p2)=0 (Z1-Z2)=H ∴H=λ(L/d)u22/2g 而u2=Vh /[3600(πd2/4)]代入上式 H=λ(8Vh L/3600πgd2)
=> d2=λ(8LVh /3600πgH)∴d=[λ(8LVh/3600πgH)] 代入数据：d=[×(8×150×10/3600×π××10)] ==
2.（12分） 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中,输液管为φ38×2.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的ΣWf=2 [J/kg],因扩大生产，须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少? ***答案***
低液面2-2为基准，在1-1与2-2间列柏努力方程： gZA+uA2/2+pA/ρ= gZB+uB2/2+pB/ρ+∑Wf ∵u1≈0≈u2; p1=p2
于是gZ1=gZ2+ΣWf g(Z1-Z2)=ΣWf = u2/2
u=[2g(Z1-Z2)/] =(2××6/=2.39m/s
2 Z1′=Z2+′2/2g =5+×/(2× =
, λ=，求水平基
增高为：Z1′-Z1==
3.（15分）如图所示的管路系统中，有一直径为φ38×、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量,流量系数 Co=。流体流经孔板永久压强降为×104N/m2，AB段的摩擦系数可取为。试计算: ⑴液体流经AB管段的压强差； ⑵若泵的轴功率为500W，效率为60%，则AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。 ***答案***
⑴在A-B之间列柏方程(管中心线为基准面)： gZA+uA2/2+pA/ρ= gZB+uB2/2+pB/ρ+∑WfpA-p2=ρ∑Wf=ρλLu2/2d+△p孔
u0=C0 [2gR(ρ2-ρ)/ρ]
=[2××(13600-867)/867] =8.284m/su=33)2×=2.046 m/s
∴pA -pB=×(30/×2)×867+×104 =74590 N/m2
有效功率百分数=130/(500××100%=%
⑵Ne=We .Ws=(74590/867)[(π/4)d2uρ] =86×××867)=130w
4.（18分）如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一为汞的U管压差计，测压点与管路出口端之间距离为20m。 1．当闸阀关闭时测得R＝600mm，h＝1500mm；当闸阀部分开得R＝400mm，h＝1400mm，管路摩擦系数取，入口处局部阻力系每小时从管中流出水量为多少m3。
2．当阀全开时（取闸阀全开le/d＝15， λ＝ 18），测压点B强为若干N/m2
（表压）。
***答案***
（1）当闸阀全关时，根据静力学关系：
（Z＋h）ρｇ＝R.ρ汞ｇ 得水槽液位高度： Z＝Rρ汞/ρ－h=×6.66m 列A－A与B－B截面柏努利方程式： Z＝ｕ2/2ｇ＋PB/ρｇ＋∑ｈf
PB/ρｇ＝（Rρ汞－hρ）/ρ =××1000)/1000=4.04m
Z－PB/ρｇ＝ｕ2/2ｇ＋（λ（ｌ/d）＋ζ）ｕ2/2ｇ ＝（1＋λ（ｌ/d）＋ζ）ｕ2/2ｇ
－＝（1＋×15/＋）ｕ2/2ｇ＝ｕ2/2ｇ ∴u＝（×2×）＝ m/s V＝×××3600＝95.5 m3/h
处的静压启时， 测数取，问100mm个指示液
（2）当闸阀全开时，列A－A与C－C截面柏努利方程：
Z＝ｕ’2/2ｇ＋∑hf’＝（1＋λ（l＋le）/d＋ζ）ｕ’2/2ｇ
＝(1+(35/+15)+ ｕ’2/2ｇ; 解得u’＝s ,
由A－A与B－B截面间柏努利方程式得： Z＝ｕ’2/2ｇ＋PB’/ρｇ＋∑ｈf’
＝PB’/ρｇ＋（1＋λ（ｌ/d）＋ζ）ｕ’2/2ｇ
量，孔板汞：（1）最大读数差计，当（假设孔
∴PB’/ρｇ＝Z－（1＋λ（ｌ/d）＋ζ）ｕ’2/2ｇ
＝－（1＋×15/＋）×/(2×＝3.2 m, ∴PB’＝31392 N/m2
5.（15分）有一内径为d＝50mm的管子，用孔板流量计测量水的流的孔流系数C0＝，孔板内孔直径d0＝25 mm，U形压差计的指示液为U形压差计读数R＝200mm，问水的流量为多少？（2）U形压差计的Rmax＝800mm，问能测量的最大水流量为多少?（3）若用上述U形压需测量的最大水流量为 Vmax＝30m3/h时，则孔板的孔径应该用多大？板的孔流系数不变）
（1）ｕ0＝C0（2ｇＲ（ρs－ρ）/ρ） ＝（2×××）＝s ∴ V＝×××3600＝7.7m3/h （2）ｕmax＝（2Ｒmaxｇ（ρ ∴Vmax＝×××3600＝15.4m3/h
－ρ）/ρ）＝（2×××）＝s
（3）ｕmax＝ m/s; Vmax＝30m3/h 即应该用d0＝35mm孔径的孔板。
30＝×d02××3600 解得： d0＝0.0349m＝34.9mm
6.（12分）用内径为300mm的钢管输送20℃的水，为了测量管内水流量，在上并联了一根总长为10m（包括局部阻力的当量长度）内径为53mm的水煤气流量计读数为h,求总管内水流量为多大？ 取主管的摩擦系数为，支管的摩擦
2m长主管管，支管上系数为。
***答案***
设主管中水流量为V1，支管中水流量为V2 则 V＝V1＋V2 V2＝×3600＝2.72m3/h
u2＝（3600××）＝0.343m/s
∑Wf2＝λ2（l2/d2）u22/2＝×10/×2＝Ｊ/kg ∑Wf2＝∑Wf1＝λ1（l1/d1）u12/2 ∴×2/×u12/2＝ Ｊ/kg 解得 u1＝2.36 m/s
水平直管Co为，流液体流经所消耗的kg/m3,U
∴ Vs＝π/4×d12ｕ1×3600＝×××3600＝600m3/h ∴总流量V＝600＋＝602.72m3/h
7..（16分）在附图所示的管路系统中，有一直径为φ38×、长为30m的段AB，在其中间装有孔径为的标准孔板流量计来测量流量，流量系数体流经孔板的永久压降为6×104Pa，AB段摩擦系数λ取为，试计算：⑴AB段的压强差； ⑵若泵的轴功率为800w，效率为62%，求AB管段功率为泵的有效功率的百分率。已知:操作条件下液体的密度为870 形管中的指示液为汞,其密度为13600kg/m3。 ***答案***
uo =Co[2gR(ρ′-ρ)/ρ]=[2××(13600-870)/870] =8.27m/s u=(do /d)2uo =33)2×=2.043m/s Ws=×[(π/4)×]×870 =1.52kg/s⑴流体流经AB段的压强差：
在A与B两截面间列柏努利方程(管中心线为基准面) ZA g+(pA /ρ)+(uA2/2)=ZB g+(pB /ρ)+(uB2/2)+ΣWf ZA =ZB uA =uB ΣWf=λ(l/d)(u2/2)+(6×10⑵Ne=800×=496w
AB段所消耗的功率N：N=WsΣWf =×111= ∴N/Ne=496==34%
/ρ) =×(30/×2)+(6×104/870) =111J/kg
∴pA -pB =ρΣWf =870×111=96570Pa
8.（18分）某液体密度800kg/m3，粘度73cp，在连接两容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长为50m(包括局部当量长度)，两容器液面差为(如图示)。求： ⑴管内流量为多少? ⑵若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少? 按该管折算的当量长度又是多少?层流:λ=64/Re;湍流λ=
***答案***
⑴在1-1面和2-2面之间，列柏式以2-2面为基准面： u1≈u2≈0 gz ∴gz
=ΣWf= λ(l/d)(u2/2)
设流体流动符合柏拉修斯公式：λ=； Re=duρ/μ
= (l/d)( u2/2) =[(ρ/μ)] (l/2)
∴=2gz/{[(ρ/μ)]×(l/}=;∴u=3.513m/s∴V= (π/4)d2u=(π/4) 2××3600=(m3/h)
⑵流量减半，即是流速减半 u=2=1.7565m/s
Re=5775,符合柏拉斯式条件, 列1-1面至2-2之间的柏式： gz=[(l/d)+ζ](u2/2);∴ζ=2gz/u-(l/d) =2×××(50/ =
验证：Re=××800/=11550>4000，假设正确
又ζ(u2/2)=λ(le /d)(u2/2)=(le /d)(u2/2); ∴ζ=(le /d) le =(dζ/ =××=(m)
9.（20分）粘度为30cp，密度为900kg/m3的液体，自A经内径为40mm的管路进入B，两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时，阀前后压力表读数分别为和。现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度)。试求: (1）管路的流量m3/h
？(2）阀前后压力表读数有何变化？
***答案*** （1）阀关时
P1＝Z1ρｇ，Z1＝P1/ρｇ＝××104/(900×=10m
Z2＝P2/ρｇ＝××104/（900×）＝5m
阀开时，两槽面间列柏式:
PA/ρ＋ZAｇ＋ｕA2/2＝PB/ρ＋ZBｇ＋ｕB2/2＋∑Wf（1）（ZA－ZB）ｇ＝∑Wf （10－5）×＝＝∑Wf代入（1） ＝1250λu2
Wf=λ（ｌ/d）u2/2=λ（（50＋20＋30）/）u2/2＝1250λu2设λ＝，则ｕ＝（（1250×））＝1.4m/s Re＝××900/（30×10-3）＝1680 层流 λ＝64/1680＝＞λ设 分析：λ↑，ｕ↓，∴仍为层流 ＝1250×64/（×900ｕ/(30×1 0-3)）u2 ∴ ｕ＝0.736 m/s
Vs＝×××3600＝3 .33m3/h （2）阀开后，P1↓，P2↑
10.（20分）用离心泵将密闭储槽中 20℃的水通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。两储槽液面高度差为10m,密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg(真),泵进口处真空表P2读数为294mmHg(真)。出口管路上装有一孔板流量计,其孔口直径d0=70mm,流量系数α= , U形水银压差计读数R=170mm。 已知管路总能量损失为44J/kg，试求：⑴出口管路中水的泵出口处压力表P3(与图对应)的指示值为多少?(已知P2与P3相距0.1m)。 ***答案*** ⑴∵u0 =α (2△P/ρ)
△P=Rg(ρo-ρ)=××(13600-1000)=×104
2V=(π/4)×2×104×2/1000) =×× ×10) =0.0174 m3/s
流速。⑵
∴u=V/=×=[m/s]
⑵选低位水池的水平为基准面，取1-1、2-2两截面建立柏努利方程： Z1+(p1/ρg)+(u12/2g)+He= Z2+(p2/ρg)+(u22/2g)+Σhf′ u1= u2= 0 , Z1= 0 , p2/ρg≈0
∴He= Z2+Σhf ′-( p1/ρg) =10+(44/+×=(mH2O)
再选泵入口管所在面为基面，取3-3、4-4两截面建立柏努利方程： Z3+(p3/ρg)+(u32/2g)+He= Z4+(p4/ρg)+(u42/2g)
(p4/ρg)=H-ho -[( u42- u32)/2g]+ (p3/ρg) ;( u42- u32)/2g≈0 p4=ρg(H-ho +(p3/ρg)) =1000× =×105Pa=大气压(表) p4-2
-2
11.（18分） 如图所示，槽内水位维持不变，在水槽底部用内径为100mm的水管引水至用户C点。管路上装有一个闸阀，阀的上游距管路入口端10m处安有以汞为指示液的U管压差计（ρs=13600kg/m3)，压差计测压点与用
户C点之间的直管长为25m。问：（1）当闸阀关闭时，若测得R=350mm，h=1.5m，则槽内液面与水管中心的垂直距离Z为多少m？（2）当闸阀全开时（ζ阀= , λ=），每小时从管口流出的水为若干m3/h？ ***答案***
（1）闸阀关闭，系统内处于静止，由U管处等压面得： ρ水g(Z+h)=ρsgR ∴Z=ρρ水-h =13600×=3.26m
（2）以槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，管中心线为基准面，列柏式：
Z1+u12 /（2g)+P1 /(ρg)= Z2+u22 /（2g)+P2 /(ρg)+∑hf
又∵∑hf
=(λ.L/d+∑ζ). u22/(2g) =×35/++×u22 /(2g)= u22 /(2g)
则 +0+0=0+ u22/(2g)+0+ u22/(2g) 解得 u2=2.72m/s
V =π. /4 =π.2××3600/4=76.87m3/h
12.（20分）如下图所示的输水系统,用泵将水池中的水输送到敞口高位槽,管道直径均为φ83×,泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水面高度为, 压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道的全部阻力损失为kg，出水管道的全部阻力损失为 J/-2，泵的效率为70%，试求：⑴两液面的高度差H为多少m? ⑵泵所需的实际功率为多少kw? ⑶真空表的读数多少? ***答案*** ⑴取截面0-0, 1-1, 2-2, 3-3如图, 在截面2-2和3-3间列柏努利方程以2-2为基准面(目的求H3) Z2g+(p2/ρ)+(u22/2)= Z3g+(p3/ρ)+(u32/2)+Wf ∵1[at]=×104N/m2=1[] ;u=Q/A=(36/3600)[(π/4)]=s
××104/103)+ 2) =H3×+
+= + →H3==[m];∴H= H3 +5=+5=[m]
⑵在0-0和3-3间列柏努利方程以0-0为基准面(求We) Z0g+(p0/ρ)+(u02/2)+We=Hg +(p3/ρ)+(u32/2)+Wf We=Hg +Wf=×++=[J/kg]
ms=Vsρ=(36/3600)×103=10[kg/s];Ne=Ms·We= 10×[w] N实=Ne/η==4267[W]=[kw]
⑶在0－0和1－1间列柏氏方程以0－0为基准面 Z0g+(p0/ρ)+(u02/2)= Z1g+(p1/ρ)+(u12/2)+Wf
(p0 –p1)/ρ=×+2)+ =[J/kg] (p0 –p1)=×1000/×103-2
化工原理流体流动复习题
