化工原理-题库--流体计算题

问水的流量为多少(2) U形压差计的最大读数Rmax=800mm,问能测量的最大水流量为多少 (3)若用上述U形压差计,当需测量的最大水流量为Vmax=30 m孔径应该用多大(假设孔板的孔流系数不变) *****答案***** (1)u

=c

(2gR(ρ

-ρ)/ρ) = ∴ V=×g(ρ

.h

时,则孔板的

××3600=

.h

=(2×××) (2)u

=(2R

-ρ)/ρ)

.h

=(2×××) (3)u 30=×d 解得: d

= , V××3600

= ∴V=×=30m

.h

××3600=

==, 即应该用d=35mm孔径的孔板。

本题目有题图titu051

45.(12分) 题号:1306 第1章 知识点:400 难度:较难

用内径为300mm的钢管输送20℃的水,为了测量管内水流量,在2m长主管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的水煤气管,支管上流量计读数为

.h,求总管内水流量为多大 取主管的摩擦系数为,支管的摩擦系数为。

*****答案***** 设主管中水流量为V 则 V=V

+V

,支管中水流量为V

V=u×3600=.h

=λ

(l

/d

)u

/2

u=(3600×× =×10/× ∑h

=∑h

)= ∑h/2 =J.kg(l/d

)u

/2

=λ/2= J.kg

∴×2/×u 解得 u

×3600=×

××3600

∴ V=π/4×d

=600m.h ∴总流量V=600+=本题目有题图titu052

.h

46.(16分) 题号:1307 第1章 知识点:530 难度:较难

在附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, 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Co为,流体流经孔板的永久压降为6×10

Pa,AB段摩擦系数λ取为,试计算:(1)液体流经AB段的压强差; (2)若泵的轴

功率为800w,效率为62%,求AB管段所消耗的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*****答案*****

uo =Co[2gR(ρ′-ρ)/ρ] =[2××(13600-870)/870]

,U形管中的指示液为汞,其密度为

= u=(do /d)

uo =33)

×=

Ws=×[(π/4)×]×870 = ⑴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)+(uA ZA =ZB uA =uB Σhf=λ(l/d)(u/2)+(6×10 =×(30/×

/2)+(6×10

/ρ) /870)= /2)=ZB g+(pB /ρ)+(uB

/2)+Σhf

∴pA -pB =ρΣhf =870×111=96570Pa ⑵Ne=800×=496w

AB段所消耗的功率Nf:Nf=WsΣhf =×111= ∴Nf/Ne=496==34% 本题目有题图titu053

47.(16分) 题号:1308 第1章 知识点:730 难度:中等

如图所示输水系统。已知:管路总长度(包括所有局部阻力当量长度) 为100m,压力表的阻力当量长度为80m,管路摩擦系数λ=,管子内径为,水的密度ρ=水量为10m

.h

,试求:(1)泵轴功率N轴= (2)压力表的读数为多少

,泵的效率为,输

*****答案*****

⑴N轴=Ne/η Ne=Ms·We Ms=10×1000/3600= We--泵对单位质量流体所做的有效功。为此:选取水槽1-1与高位槽2-2截面,并以 1-1截面的基准面。在两截面间做能量衡算:

gZ+(p/ρ)+(u/2)+We=gZ+(p

=p

/ρ)+(u=0 u

=u

/2)+Σhf =0

∵Z=0 Z=2+18=20M p

We=g·Z+Σhf Σhf=λ(ΣL/d)(u u=(V/3600)/[(π/4)d = Σhf=×(100/

] =(10/3600)/ ×

/2) )

Ne=Ms·We=×= N轴=Ne/=684/=855w

⑵再就压力表前截面3-3与2-2截面做能量衡算,并取3-3为基准面 gZ+(p

/ρ)+(u

/2)=gZ+(p

/ρ)+(u

/2)+hf压

∵Z=0 Z ∴p/ρ=gZ

=18 p+hf压-(u

=0 u=0 /2)

/2)-(u

/2)

=×18+λ(l压/d)(u =+(80/×

/2)-/2)

p=ρ×=

(表)

p=215620/×10

本题目有题图titu054

48.(18分) 题号:1309 第1章 知识点:430 难度:较难

某液体密度,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:(1)管内流量为多少(2)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=Re*****答案*****

⑴在上游1-1面和下游2-2面之间,列柏式以2-2面为基准面: u≈u

≈0 gz

=Σhf

= λ(l/d)(u

/2)

设流体流动符合柏拉修斯公式: λ=Re ∴gz=Re =[(ρ/μ) ∴u

=2gz

, Re=duρ/μ

)(l/d)(u/2)

] (l/d/{[(ρ/μ)

)(u]×(l/d

/2) )}

=

∴u= 验证:Re=××800/=11550>4000,假设正确 ∴V=(π/4)du=(π/4)

××3600=(m.h

)

⑵流量减半,即是流速减半 u=2= Re=5775符合柏拉斯式条件 列1-1面至2-2之间的柏式:

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