Σha =Σhb =Σhc =Hg J.kg 本题目有题图titu036
30.(10分) 题号:1291 第1章 知识点:340 难度:中等
冷冻盐水的循环系统，如图所示，盐水的密度为1100kg.m，管路的直径相同，盐水由A 流经两个换热器而至B的总能量损失为98.1J.kg，由B流至A的管路能量损失为49J.kg,A至B的位差为7m，若A处的压力表读数为 2.45×10N.m(表压)时，B处的压力表读数为若干N.m(表压)? *****答案*****
gZA +(pA /ρ)+(uA /2)=gZB +(pB /ρ)+(uB /2)+ΣhfAB pB =pA -(gZB +Σhf A B )ρ =245×10-(9.81×7+98.1) ×11 00=6.16×10N.m(表压) 本题目有题图titu037
31.(14分) 题号:1292 第1章 知识点:310 难度:较难 若烟囱的直径为D＝1m，烟气的质量流量G＝18000 kg.h，烟气的密度ρ＝0.7kg.m，周围空气的密度ρ＝1.2kg.m，在1－1截面处安置一个U形压差计， 并测得Ｒ＝10mmHO，烟气流经此烟囱的压降损失H＝0.06H/D× （ｕ/（2ｇ））〔m气柱〕。试求此烟囱的高度H为多少？ *****答案*****
G＝18000/3600＝5kg.s V＝G/ρ＝5/0.7＝7.14m.s ｕ＝V/（0.785D）＝7.14/（0.785×1）＝9.1m.s ｕ/2ｇ＝9.1/（2×9.8）＝4.23m 列1－1与2－2截面柏努利方程 P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＋Z＝P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＋Z＋H （－10×9.8/（0.7×9.8））
＝（-Hρｇ/ρｇ）+H+0.06×H/D×ｕ/2ｇ ＝（1.2/0.7）×H＋H＋0.06H×4.23 解得 H＝31m。 本题目有题图titu038
32.(16分) 题号:1293 第1章 知识点:430 难度:较难 水在下图管道中流动，流量为42.4m.h，A、B两截面的内径分别为50mm与100mm， 从A流向B的扩大阻力损失为ζ（ｕ（/2ｇ）），从B流向A的缩小阻力损失为ζ（ｕ
/（2ｇ）），可取ζ＝0.56，ζ＝0.42，压差计指示液为汞。（1）流体从A流向B，问R值为多少？（2）流体从B流向A，问R值为多少？ *****答案*****
ｕ＝V/（0．785d）＝42.4/（3600×0.785×0.05）＝6 m.s ｕ＝1/4×ｕ＝1.5m.s
在A、 B两截面间列柏努利方程式，并以ｕ＝（1/4）ｕ代入，经整理可得：从A流向B（P－P）/ρｇ＝ｕ/2ｇ×（1 5/16－ζ） 从B流向A（P－P）/ρｇ＝ｕ/2ｇ×（1 5/16＋ζ） （1）从A流向B （P－P）/ρｇ＝ｕ/2ｇ×（15/16－ζ）
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＝6/（2×9.81）×（15/16－0.56）=0.7m R（ρ－ρ）/ρ＝（P－P）/ρｇ＝0.7m ∴R＝0.7/12.6＝0.0555m＝55.5mm Hｇ （2）从B流向A
（P－P）/ρｇ＝ｕ/2ｇ×（15/16＋ζ） ＝6/（2×9.81）×（15/16＋0.42）＝2.5m R（ρ－ρ）/ρ＝（P－P）/ρｇ＝2.5m ∴R＝2.5/12.6＝0.1984m＝198.4mmHｇ 本题目有题图titu039
33.(16分) 题号:1294 第1章 知识点:430 难度:最难
精馏塔C塔顶列管式冷凝器D壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶，管路系统的部分参数如附图所示。已知管径为φ22×2mm，AB管路总长与所有局部阻力 (包括进、出口) 的当量长度之和为25m。操作条件下液体的密度为
1000kg.m，粘度为25cp。冷凝器壳方各处压强近似相等。求液体每小时的体积流量。摩擦系数可按下式计算:层流时,λ=64/Re;湍流时,λ= 0.3164/Re, *****答案*****
在A、B两截面间列柏方程(以通过B的水平面为基准面)： gZA +(uA /2)+(pA /ρ)=gZB +(uB /2)+(pB /ρ)+Σhf A B pA =0.43×13600×9.81=5.737×10N.m pB =0.45×13600×9.81=6×10N.m 设流动为层流，,则 λ=64/Re=64μ/(duρ)
Σhf A B =λ[(l+Σle )/d](u/2)
=[64μ/(duρ)][(l+Σle )/d](u/2)=61.73u 将有关数代入柏方程求解： 9.81×6+(5.737×10/1000)=(6×10/1000)+61.73u u=0.911m.s
V=0.911×(π/4)×0.018×3600=0.834m.h 验算：Re=0.018×0.911×1000/(25×10)=656<2100(层流) 本题目有题图titu040
34.(14分) 题号:1295 第1章 知识点:430 难度:中等
有二个敞口水槽，其底部用一水管相连, 水从一水槽经水管流入另一水槽,水管内径0.1m,管长100m,管路中有两个90°弯头,一个全开球阀, 如将球阀拆除,而管长及液面差H等其他条件均保持不变,试问管路中的流量能增加百分之几?设摩擦系数λ为常数,λ=0.023,90°弯头阻力系数ξ=0.75,全开球阀阻力系数ξ=6.4。 *****答案*****
拆除球阀之前，管内流速为u1 ，取上游1-1与下游2-2截面列柏式 ： △p=0 △u=0 △Z=H ∴gH=Σhf
Σhf =[λ(l/d)+Σζ](u1 /2)]=[λ(l/d)+2ζ9 0 °+ζ球+ζ缩小+ζ扩大](u1 /2) =[0.023(100/0.1)+2×0.75+6.4+0.5+1.0](u1 /2) =16.2u1 拆除球之后，管内流速为u2
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Σhf ′=[λ(l/d)+2ζ9 0 °+ζ小+ζ大)(u2 /2) =[0.023(100/0.1)+2×0.75+0.5+1.0)(u2 /2)=13u2 因拆除球阀前后H不变，
Σhf =Σhf ′ (u2 /u1 )=16.2/13=1.246
u2 /u1 =1.116 流量V关系为： V2 =1.116V1 本题目有题图titu041
35.(15分) 题号:1296 第1章 知识点:340 难度:较难 如图所示，油在光滑管中以u=2m.s的速度流动，油的密度ρ=920kg.m， 管长L=3m， 直径d=50mm， 水银压差计测得R=15.0mm，ρ=13600kg.m。试求：(1)油在管中的流动形态； (2)油的粘度； (3)若保持相同的平均流速反向流动，压差计读数有何变化？层流:λ=64/Re;湍流:λ=0.3164/Re *****答案*****
在1-1′和2-2′间列方程，基准面为2-2′ (p1 -p2 )/ρ=(Z2 -Z1 )g+Σhf =-Lg+Σhf
测量得：①p1 -p2 =-Lρg+Rg(ρ汞-ρ) 代入上方程： -Lg+Rg(ρ汞-ρ)/ρ=-Lg+Σhf ∴Σhf =[(ρ汞-ρ油)/ρ油]Rg =[(13600-920)/920]×0.015×9.81=2.03[J.kg] 设为湍流，在光滑管中 λ=0.3164/Re ∴Σhf =λ(l/d)(u/2)=(0.3164/Re)(3/0.05)×(2/2)=2.03 ∴Re=37.97/2.03 ⑴∴Re=1.224×10 湍流
⑵根据Re=duρ/μ=0.05×2×920/μ=1.224×10 粘度 ∴μ=7.52×10[Pa·S]= 0.75[厘泊] ⑶R值不变，但左边低右边高 本题目有题图titu042
36.(16分) 题号:1297 第1章 知识点:340 难度:中等
密度ρ=900kg.m的某液体由敞口高位槽A经内径为50mm的管道流入敞口贮槽B中。如图示K点的真空度为6kN.m，K点至管路出口处之管长20m，有3个90°弯头和一个阀门。已知各阻力系数为：ξ(入口)=0.5,ξ(出口)=1.0,ξ(9 0 °弯头)=0.75,摩擦系数λ=0.025。试求阀门M之阻力系数ξ为若干?大气压力Pa=101kN.m. *****答案*****
列液面K截面之间的柏式：
p=101kN.m Z=2m u≈0 pk=(101-6)=95kN.m Zk=0 uk =u=?
(p/ρg)+Z=(pk /ρg)+λ(l/d)(u/2g)+ζ(u/2g)+(u/2g) [101×10/(900×9.81)]+2 =[95×10/(900×9.81)]+[0.025(10/0.05)+0.5+1.0][u/(2×9.81)] 解得 u=2.84 m.s
再列K-出口管截面之间柏式：
pk =95kN.m Zk=10m uk =2.84m.s u=uk =2.84m.s p=101kN/m2 Z=0
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(pk /ρg)+(uk /2g)+Zk
=(p/ρg)+λ(l/d)(u/2g)+3×ζ弯(u/2g)+ζ出(u/2g)+ζ(u/2g) 95×10/(900×9.81)+10=101×10/(900×9.81)+[0.025(20/0.05)+3×0.75]×[2.84/(2×9.81)]+ζ2.84/(2×9.81)
解得ζ=10.45 本题目有题图titu043
37.(16分) 题号:1298 第1章 知识点:340 难度:中等
如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得 R=50cm，h=1.8m。求：(1)阀门全开时的流量 (2)阀门全开时B处的表压(阀全开时le /d=15，入管口及出管口的阻力系数分别为0.5 及1.0，设摩擦系数λ=0.018) *****答案*****
阀关时：(ZA +1.8)×1000=0.5×13600 ZA =5m ⑴阀全开：对A-A和C-C截面列柏努利方程： gZA +pA /ρ+uA /2=gZc+pC /ρ+uc /2+ Σh,
pA =0(表压), uA =0(大截面), Zc=0(基准面), pc =0(表压) 9.81×5=[0.018(50/0.1+15)+1+0.5](uc /2) 解出：uc =3.02m.s V=(π/4)×0.1×3×3600=88.5m.h ⑵对A-A到B-B截面列柏努利方程：
gZA +(pA /ρ)+(uA /2)=gZB +(pB /ρ) +(uB /2)+Σh-, pA =0, uA ≈0,ZB=0 ,uB =uC =3.02m.s 9.8 1×5=(pB /ρ)+(3.02/2)+(0.018×50/0.1+0.5)3.02/2 解出pB =17580N.m 本题目有题图titu044
38.(15分) 题号:1299 第1章 知识点:310 难度:较难
如图所示:水以一定流速自下向上流动，在U形压差计中测得读数h＝100mm，二测 压孔间距为1m，求： （1）流体由1－1截面流至2－2截面的能量损失h为多少m水柱？（2）1－1与2－2截面间静压差ΔP为多少m水柱？ （3）若流体作反向流动，则U形压差计读数h为多大？ *****答案*****
（1）列2-2与1-1截面柏努利方程式得： P/ρｇ＝P/ρｇ＋ｌ＋h
即（P－P）/ρｇ＝h＋ｌ ……① 列0－0等压面静力学方程式得： （P－P）/ρｇ＝h（ρ－ρ）/ρ＋ｌ……② 比较式①与式②得： h＝h（ρ－ρ）/ρ＝0.1×12.6＝1.26mHO （2）（P－P）/ρｇ＝h＋ｌ＝1.26＋1＝2.26mHO （3）若反向流动，采用类似方法可得 （P－P）/ρｇ＝h－ｌ……③ （P－P）/ρｇ＝h（ρ－ρ）/ρ－ｌ……④
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即h＝h（ρ-ρ）/ρ ∵h＝h ∴h＝h＝100mm 本题目有题图titu045
39.(15分) 题号:1300 第1章 知识点:320 难度:较难
如图所示，用内径d＝100mm的管道，从水箱中引水。如水箱中水面恒定，水面高出管道出口中心高度H＝4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失，水在管内流动损失，沿管长均匀发生，h＝3·ｕ/（2ｇ）。求： （1）水在管内的流速ｕ及流量Q, （2）管道中点处M的静压强P。 *****答案*****
（1）列0－0与2－2截面柏努利方程： Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＝Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＋∑h 以2－2截面为基准面，Z＝0，ｕ＝0，P＝P ∴4＝ｕ/2ｇ＋3ｕ/2ｇ＝4×ｕ/2ｇ 解得 ｕ＝√（2ｇ）＝4.43 m.s ∴V＝ｕA＝0.785×0.1×4.43 ＝0.0348 m.s＝125 m.h （2）列M点与出口截面的柏努利方程 Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＝Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＋∑ｈ 1＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＝ｕ/2ｇ＋3/2×ｕ/2ｇ ∵ ｕ＝ｕ ∴P/ρｇ＝3/2×ｕ/2ｇ－1＝0.5 mHO ∴P＝0.5×9.8×10＝4.9×10N.m 本题目有题图titu046
40.(14分) 题号:1301 第1章 知识点:320 难度:较难 水从蓄水箱，经过一水管和喷嘴在水平方向射出，如附图所示。假如，Z＝12m， Z＝Z＝6.5m，d＝20 mm，d＝10mm，水流经d管段的阻力损失为2m HO，流经d管段的阻力损失为1mHO，求：（1）管嘴出口处的流速ｕ； （2）接近管口2－2截面处的流速ｕ及压强P； *****答案*****
（1）列1－1与3－3截面柏努利方程式 Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＝Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＋h ｕ＝0，P＝P＝0（表压） ∴12－6.5＝ｕ/2ｇ＋（2＋1） 解得 ｕ＝√（2.5×2×9.81）＝7 m.s （2）ｕ＝ｕ（d/d）＝7×（10/20）＝1.75m.s 由1－1与2－2截面列柏努利方程式可得 P/ρｇ＝（Z－Z）－ｕ/2ｇ－h ＝（12－6.5）－1.75/（2×9.81）－2＝3.344m水柱（表压） ∴ P＝3.344×1000×9.81＝32804Pａ 本题目有题图titu047
41.(16分) 题号:1302 第1章 知识点:320 难度:较难 40℃水由高位槽经异径收缩管向下流动，为保证水在流经收缩管时不产生气化现象，收
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