流体流动与输送机械习题课一、书1－30某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m，相对粗糙度为0.0004。烟气在烟囱内的平均温度为200℃，此温度下烟气的密度为0.67kg/m3，黏度0.026mP·s，烟气流量80000m3/h。在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度1.15kg/m3，烟囱内底部的压强低于地面大气压0.2kPa，（1）求此烟囱应有多少高度？（2）试讨论用烟囱排气的必要条件是什么？（3）提高吸气量，在设计上应采取什么措施？答案见陈敏恒习题答案。二、化工原理习题指导书p451－51用压缩空气将密度为1200kg/m3的碱液自低位槽送至高位槽，两槽的液面维持恒定。管子规格为φ60×3.5mm，各管段的能量损失分别为ABfW,2,uWCDf，2,5.1uWBCf（J/kg）（u为碱液在管内的流速）。两U形压差计中的指示液均为水银，R1=60mm,h=100mm。试求（1）压缩空气的压力p1；（2）U形压差计读数R2。解：（1）201,5.1)(ugRWBCf05412005112001360081906051012..)(...)(gRusmu/01.2在低位槽1与高位槽2间列柏努利方程21222212112121fWpugzpugz86.13101.25.381.9125.1222222121uuugzWgzpfkPap2.1581（表压）附图4m12m（2）在低位槽1与B处3间列柏努利方程31323312112121fWpugzpugz232231,231301.22381.941200102.1582121uugzpWugzppABfkPa.p81033（表压）由静力学方程203gRpghpam.....gghppRa780819136001081912001081033032三．如图示常温水由加压贮槽A以2.94kg/s的质量流量流向敞口高位槽B，两槽液面恒定，液面间距为4.43m，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，已知管道为57×3.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m，截止阀在此开度时的局部阻力系数=7.5。设系统为完全湍流，管路摩擦系数为0.026，已知汞的密度为13600kg/m3，水的密度为1000kg/m3。求：（1）加压贮槽A液面上方所需表压为多少kPa？（2）阀门前后的压强差)(Papab及汞柱压差计的读数R2(mm)；（3）若将阀门关小，现读得孔板流量计的读数R1为原来的0.81倍，设系统仍为完全湍流，近似不变，孔板流量计的孔流系数不变，求流速为原来的多少倍？截止阀阻力系数变为多少？（4）定性分析阀门前a点的压强如何变化？（给出结论及分析过程）R1R2ABabz解答：(1)smAGu/5.105.01000785.094.2/2以截面1为基准水平面，在1截面与2截面间列B.E2121fhzgpmgudlelhf44.481.925.1)5.705.060026.0(2)(2221表）(8781.91000)44.443.4()(2121kPaghzpf（2）Pau843825.110005.72p22ab2)(gRpiabR2=8438/[（13600-1000）9.81]=0.0683mmm3.68（３）AgRACuIOO/)/)(2(smRRuu/35.181.05.1''mhhff44.421'21mgudlelhf44.42)(2'''216.16,44.481.9235.1)05.060026.0('2''21mhf（4）1-a面间列B.Eafahpugzgza1212由上计算知：关小阀门后，流速减少，a1pafh四、某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其压头与流量的关系可用H＝18－6×105Q2（H单位为m，Q单位为m3/s）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽均为敞口，且水面维持恒定。管路系统的总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度）,管子的规格46×3mm，摩擦系数可取为0.02，试计算：（1）输水量m3/h；（2）若泵的效率为65％，水的密度为1000kg/m3，离心泵在运转时的轴功率KW；（3）若将输送系统的高位槽改为密闭容器，其内水面上方的压强为0.5kgf/cm2(表压)，其它条件均不变，试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化（不必计算，用公式与特性曲线图示说明）解答：223m11五、化工原理习题指导书p461－59如附图所示，高位槽中水分别从BC与BD两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m。AB管段的内径为38mm、长为28m；BC与BD支管的内径相同，均为32mm，长度分别为12m、15m（以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为0.03。试求：（1）BC支路阀门全关而BD支路阀门全开时的流量；（2）BC支路与BD支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。解：（1）在高位槽液面与BD管出口外侧列柏努利方程：fWugzpugzp222221112121简化：fABDWzg而22222211udludlWWWBDABfBDfABfABD2032.01503.02038.02803.081.9102221uu化简1.9803.705.11...
