1 流体流动

图1-2
解析
详解
[例1-4] 分支管路,如图1-18所示,用离心泵将槽 内的溶液同时送到敞口高位槽A和B中.已知从泵 口的三道处到A槽的管子直径 76 3m m, 为直管 部分长为20m,管件及阀门的当量长度为5m。从 三通管处到B槽的管子尺寸为 57 3mm,直管部分 长为47m, 管件及阀门的总当量长度为4.5m,A槽 比B槽液面高2m,槽中及A,B槽的液面均恒定。 总管路中流量为 60m3 / h ,求两支管路的流量。设 两支管中流动时的摩擦系数均可取为0.02。
详解
解析
图1- 4
[例1-6]有两个液面的高度相差6m槽,其底部彼此 用管道连接(如图1-38),A槽底面出口连接一根直 径为600mm,长为3000mm的管道BC,在接点C 管路分为两支管分别与下槽相通,支路CD和CE 的长度皆为2500m,直径均为250mm,若已知摩 擦系数值均为0.04,试求A槽向下槽的流量为多 少?(忽略所有的局部阻力)
[
如图1- 6
解析
详解
[例1 8]：如图1-44用泵将20 C水经总管分别打
o
入容器A、B内，总管流量为176m 3 / h, 总管直径 为168 5mm, C点压力为1.97 kgf / cm 2 (表)，求 泵供给的压头及支管CA , CB的阻力（忽略总管 内的阻力）。
图1-7
解析
详解
图1-3
解析
详解
[例1-5]如图1-25所示输水管路，在E,F两处各装一 压力表，并在这两点间装一水银U形压差计，由 高位槽A至E处管长为30m；E至F管长为10m( 均 包括局部阻力的当量长度)。管内摩擦系数 取 0.026，其余数据见图示(水管中水位恒定,水温 200 oC .)问: (1)：当阀门全开时,压力 PF 表读数为 147KPa(表压),U型压差计的读数R=25mmHg,试 3 求管路输水量（m /h）,及压力表 PE 读数．(2), 当阀门关闭时, PE , PF 两压力表及U型压差计读 数.
u '2 (2)( z1 h) z2 hf h 2g
解析结束,返回原题
[例1-2]解析 （1）根据雷诺数的大小可判断流动类型。
(2)
r 2 ur umax [1 ( ) ] R
1 , u umax , 2
r 2 ur 2u[1 ( ) ] R
r 2 1 当ur u，有上式可得： ( ) r R 2
2

2
2g
h f12
其中：z1 7.5m, z2 2.5m, p1 p2 0, u1 0,
h
f12
u (2)( z1 h) z2 hf h 2g 解析
u2 40 (u u2 ), 2g '2
u2 V
[例1-2] 流动类型、速度分布、直管阻力 850kg / m 3 8 103 Pa s 粘度为 ，密度为 的液 mm 体在内径为14 的钢管内流动，溶液的流 1m / s 速为 ，试计算： （１）判断流体的流动类型； （２）局部速度等于平均速度的位置到管轴线 的距离； 1.47 105 Pa （３）该管路为水平管，若上游压力为 1.27 105 Pa 流体流经多长的管子其压力才下降到
[例1-1] 如图1-1所示为一输水系统,管为 57 3.5m m
u2 已知 全部流动阻力为 R 40 2 （ 为管内流速）
u
试求：（1）水的流量为多少 m h ？ （2）欲将输水量增加20%，水箱内水面应升高 多少？ p u2 p u2
(1) z1
3
g
1

1
Biblioteka Baidu
2g
z2
g
解析
详解
[例1-3] 用泵将槽中的石油,经 108 4m m的管子输送到 高位槽中,油的流率为40 m3 / h,如图1-14所示。 两槽液位差为20m,管子总长为450m,(含各种管 件及阀门的当量长度)。试计算输送 50 C石油所 需的有效功率。设两槽液面恒定不变, 石油的密 度为 0.187 Pa s,粘度为 890kg / m.3
h
43.67m He N 此题也可不求摩擦系数,而用哈根-泊谡方程求 p f 出管路压力降 p f ,, 再换算成 h f g 解析结束,返回原题
f
[例1-4]解析：
pA u A PB uB '2 ZA h foA Z B h foB g 2 g g 2 g
(3) pf 32 lu / d l 15.3m
2
解析结束,返回原题
[例1-3]解析 此题中未给定流体的流动阻力， 也未给定管路的摩擦系数，因此应先判断流体 的流动类型，再由此求摩擦系数和流动阻力， 最后由机械能衡算方程求泵的功率。
u Re 判断流型 hf
p1 u12 p2 u2 2 由：z1 He z2 hf g 2g g 2g 其中：z1 0, z2 20m, p1 p2 0(表压） , u1 u2 0,
[例1-1]解析
2 p1 u12 p2 u2 (1) z1 z2 h f12 g 2g g 2g
其中：z1 7.5m, z2 2.5m, p1 p2 0, u1 0,
h
f12
u2 40 (u u2 ), 2g
u2 V
图1-5
解析
详解
例1-7]如图1-41 ，20℃软水由高位槽分别流入反 应器B和吸收塔C中，反应器B内压力为0.5at（表 压），吸收塔C中真空度为0.1at。总管为 57 3.5 , mm 管长为 20 z A ，通向器B的管路为 25 2.5mm ， 长为15 m,通向器C的管径为 25 2.5mm ，长为 20m （以上各管长包括各种局部阻力的当量长度在内）。 所有管道皆为无缝钢管，绝对粗糙度可取为 0.15mm。如果要求向反应器供应0.314kg/s的水， 向吸收塔供应0.471kg/s水，问高位槽液面至少高 于地面多少？