第1章流体流动1-1．容器A中气体的表压力为60kPa，容器B中的气体的真空度为1.2×104Pa。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干Pa。该处环境大气压等于标准大气压。（答：A,160kPa；B,88kPa）解：取标准大气压为100kPa，所以得到：PA=60+100=160kPa；PB=100−12=88kPa。1-2．某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa，当地大气压为101.3kPa，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa。(答：-169kPa)解：ΔP=P进−P出=−12−157=−169kPa。1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa（表压）。问水封管插入液面下的深度h最小应为若干？（答：1.02m）解：H=ΔPρg=10×103103×9.8=1.02m习题1-3附图1-4．某一套管换热器，其内管为φ33.5mm×3.25mm,外管为φ60mm×3.5mm。内管流过密度为1150kg⋅m−3，流量为5000kg⋅h−1的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）为0.5MPa，平均温度为00C，流量为160kg⋅h−1的气体。标准状态下气体密度为1.2kg⋅m−3，试求气体和液体的流速分别为若干m⋅s−1？（答：UL=2.11m⋅s−1；Ug=5.69m⋅s−1）习题1-4附图解：d内=33.5−3.25×2=27mm，d外=60−3.5×2=53mm；对液体：ul=VlAl=ml/ρlπd内24=4×5000/36001150×π×0.0272=2.11m⋅s−1；对气体：ρ1ρ0=P1P0⇒ρ1=ρ0P1P0=1.2×0.5×1061.01325×105=5.92kg⋅m−3，Ag=A外−A内=π4(d外2−D内2)=π4(0.0532−0.03352)=1.32×103m2，ug=VgAg=mg/ρgAg=160/36001.32×10−3×5.92=5.69m⋅s−1。1-5．25°C水在内径为50mm的管内流动，流速为2m⋅s−1。试求雷诺准数为若干？（答：1.12×105）解：Re=ρduμ==1.12×105。（25°C下水的ρ，μ查物性手册）1-6．（1）设流量为4L⋅s−1，水温200C，管径为φ57mm×3.5mm，试判断流动类型。（2）条件与上相同，但管中流过的是某种油类，油的运动黏度为4.4⋅cm2⋅s−1，试判断流动类型。（答：（1）1.01×105，湍流；(2)231<2000，层流）解：⑴d=57−3.5×2=50mm，u=qVA=4qVπd2=4×4×10−3π×0.052=2.04m⋅s−1，查物性手册得200C下水的密度和粘度分别为：ρ=998.2kg⋅m−3，μ=1.004×10−3Pa⋅s，Re=ρduμ=998.2×0.05×2.041.004×10−3=1.01×105>4000所以流体在管内的流动类型为湍流；⑵ν=μρ⇒Re=ρduμ=duν=0.05×2.044.4×10−4=231<2000所以流体在管内的流动类型为层流。1-7．密度为1800kg⋅m−3的某液体经一内径为60mm的管道输送到某处，若其流速为0.8m⋅s−1，求该液体的体积流量m3⋅h−1，质量流量kg⋅s−1和质量流速kg⋅m−2⋅s−1。（答：8⋅14m3⋅h−1；4⋅07kg⋅s−1；1440kg⋅m−2⋅s−1）解：qV=Au=πd2u4=π×0.062×0.84=2.26×10−3m3⋅s−1=8⋅14m3⋅h−1，qm=qVρ=2.26×10−3×1800=4⋅07kg⋅s−1，um=qm/A=4.07/(0785×0.062)=1440kg⋅m−2⋅s−1。1-8．有一输水管路，200C的水从主管向两支管流动，主管内水的流速为1.06m⋅s−1，支管1与支管2的水流量分别为20×103kg⋅h−1与10×103kg⋅h−1。支管为φ89mm×3.5mm。试求：（1）主管的内径；（2）支管1内水的流速。(答：（1）d=0.1m；（2）1.053m⋅s−1)习题1-8附图解：⑴q=ρAu，q=q1+q2⇒A=qρu=(20+10)×103/3600998.2×1.06=7.88×10−3m2，A=πd24⇒d=√4Aπ=√4×7.88×10−3π=0.1m；⑵q1=ρAu1，⇒u1=q1ρA=4×20×103/3600998.2×π×(89−3.5×2)2×10−4=1.053kg⋅m−2⋅s−1。1-9．已知水在管中流动。在截面1处的流速为0.5m⋅s−1。管内径为0.2m，由于水的压力产生水柱高为1m；在截面2处管内径为0.1m。试计算在截面1、2处产生水柱高度差h为多少？（忽略水由1到2处的能量损失）（答：0.191m）习题1-9附图解：u2=u1(d1d2)2=0.5×(0.20.1)2=2m⋅s−1，对截面1与截面2列伯努利方程：u122g+P1ρg=u222g+P2ρg⇒P1−P2ρg=u¿2g， ΔP=P1−P2=ρgh，∴h=ΔPρg=P1−P2ρg=u¿2g=22−0.522×9.8=0.191m。1-10．图示吸液装置中，吸入管尺寸为φ32mm×2.5mm，管的下端位于水面下2m，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为8u22g。若截面2-{2'¿处的真空度为39.2kPa，由1-{1'¿截面至2-{2'¿截面的压头...
