若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ?103?20?103Pa? 真空表读数 真空度=大气压-绝压=?103??103Pa?
4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m3的重油，油面最高时离罐底 m，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm的孔，其中心距罐底1000 mm，孔盖用14 mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为×106 Pa，问至少需要几个螺钉？ 解：流体静力学方程，距罐底1000 mm处的流体压力为 4 ????
p?p??gh??103?960??(?)Pa??103Pa 作用在孔盖上的总力为 π F?(p?pa)A＝??＝?104N 4每个螺钉所受力为 π F1??10????103N 4因此
?? n?FF1??104??103?N??6
习题4附图 习题5附图
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5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U管压差计。读数分别为R1=500 mm，R2=80 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=100 mm。试求A、B两点的表压力。 解：A点的压力 pA??水gR3??汞gR2??1000???13600???Pa??104Pa B点的压力
pB?pA??汞gR1 ??10?13600????10Pa?4?46．如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100 mm，h=800 mm。为防止水银扩散至空气中，在水银面上方充入少量水，其高度可以忽略不计。已知当地大气压力为 kPa，试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p
根据流体静力学基本方程式，pA?pA? 则 p+?水gh+?汞gR?pa 5
习题6附图
p?pa??水gh??汞gR???10?1000???13600???Pa?
7．某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过 kPa，在炉外装一安全液封管装置，如本题附图所示。液封的作用是，当炉内压力超过规定值时，气体便从液封管排出。试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h。 解：?水gh?
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h???水g???1000?1000??m?习题7附图 流体流动概述
8. 密度为1800 kg/m3的某液体经一内径为60 mm的管道输送到某处，若其平均流速为 m/s，求该液体的体积流量、质量流量和质量通量[kg/(m2·s)]。
解： Vh?uA?uπ????3600m3s? 44π?uA??ud2?????1000kgs? 44G?u???1000kg?m2?s??800kg?m2?s?
9．在实验室中，用内径为 cm的玻璃管路输送20 ℃的70%醋酸。已知质量流量为
10 kg/min。试分别用用SI和厘米克秒单位计算该流动的雷诺数，并指出流动型态。 解：用SI单位计算
查附录70%醋酸在20 ℃时，??1069kgm3，???10?3Pa?s d?? mub?10?60?π4??1069?ms?
Re?dub?????1069??10?3??5657 故为湍流。 用物理单位计算
??1069gcm3，???cm?s? d?，ub?? Re?dub??????5657 10．有一装满水的储槽，直径 m，高3 m。现槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4 cm，测得水流过小孔的平均流速u0与槽内水面高度z的关系为： u0?
试求算放出1 m3水所需的时间；又若槽中装满 6
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煤油，其它条件不变，放出1m3煤油所需时间有何变化？ 解：放出1m3水后液面高度降至z1，则 z1?z0?质量守恒，得 w2?w1?dM?0，w1?0
d? w2??u0A0??A02gz 1??3??m? ? M??AZ (A为储槽截面积) 故有 ?A02gz??Adz?0 d?即
dz2gz??? A上式积分得 ??A1212)(z0?z1)
(2?1?1212 ? .4s????3??s????22 11．如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中 流出，管路出口高于地面 m。已知水流经系统的能量损失可按∑hf=计算，其中u为水在管内的平均流速。设流动为稳态，试计算A-A’截面处水的平均流速；水的流量。 解：A- A’截面处水的平均流速
在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得 p12p22 gz1?1ub1?1?gz2?ub2???hf 2?2? 式中 z1=7 m，ub1～0，p1=0 z2= m，p2=0，ub2 = u2 代入式得
22 ?7???1ub2? ub? 水的流量
Vs?ub2A?????2???? 4 7
习题11附图 习题12附图
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