1. 流体流动-计算题（题目）
[104] j01b15086
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ζ=0.75，全开球阀阻力系数ζ=6.4。(须考虑突然缩小及突然扩大局部阻力)
[106] j01b15092 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：⑴阀门全开时的流量
⑵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)
阀关时：(ZA+1.8)×1000=0.5×13600 ZA=5m
⑴阀全开：对A-A和C-C截面列伯努利方程：gZA+pA/ρ+uA/2=gZc+pC/ρ+uc/2+ΣhA-B, 取Zc=0(基准面),
2
9.81×5=[0.018(50/0.1+15)+1+0.5](u/2) 解出：u=3.02m/s
23
V=(π/4)×0.1×3.02×3600=85.4m/h
11
2
2
1. 流体流动-计算题（题目）
⑵对A-A到B-B截面列伯努利方程：gZA=(pB/ρ)+(uB/2)+ΣhA-B
9.81×5=(pB/ρ)+(3.02/2)+(0.018×30/0.1+0.5)3.02/2 解出pB=1.76×10N/m（表）
[107] j01b15179
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,
2
Σhf A-B=3u/(2g)。求:
(1)水在管内的流速u及流量V ；
(2)管道中点处M的静压强P。
4
2
2
2
2
[111] j01b15185
喷水泉的喷嘴为截头圆锥形,其长度L=0.5m,其两端的直径d1=40mm,d2=20mm,竖直装置。若把表压为
42
9.807×10N/m的水引入喷嘴,而喷嘴的阻力损失为1.5mH2O,如不计空气阻力,试求喷出的流量和射流的上
3
升高度。水的密度为1000kg/m。
[112] j01b15186
有一内径为ｄ=50mm的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板的孔流系数Ｃ0=0.62，孔板内孔直径ｄ0=25mm，Ｕ形压差计的指示液为汞：
（１）Ｕ形压差计读数Ｒ=200mm，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
3
量的最大水流量为Ｖmax=30m／ｈ时，则孔板的孔径应该用多大？（假设孔板的孔流
系数不变）
12
1. 流体流动-计算题（题目）
[114] j01b20093
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，压出管路总长80m,管路
33
摩擦系数λ=0.025，管子内径为0.05m，水的密度ρ=1000kg/m,泵的效率为0.8,输水量为10m/h，求: ⑴泵轴功率N轴的值？
2
⑵压力表的读数为多少kgf/cm。
⑴Na=Ne/η Ne=W·We W=10×1000/3600=2.778kg/s
We--泵对单位质量流体所做的有效功。 为此：选取1-1与2-2截面，并以 1-1截面为基准面。在两截面间作机械能衡算：
22
gZ1+(p1/ρ)+(u1/2)+We=gZ2+(p2/ρ)+(u2/2)+Σhf
∵Z1=0 Z2=2+18=20M p1=p2=0 u1=u2=0 We=g·Z2+Σhf
2
Σhf=λ(ΣL/d)(u/2)
22
u=(V/3600)/[(π/4)d]=(10/3600)/(0.785×0.05)=1.415m/s
2
Σhf=0.025×(100/0.05)(1.415/2)=50.06J/kg We=9.81×20+50.06=246.25J/kg Ne=W·We=2.778×246.25=684J/s Na =Ne/0.8=684/0.8=855W
⑵再就3-3与2-2截面作机械能衡算，并取3-3为基准面
22
gZ3+(p3/ρ)+(u3/2)=gZ2+(p2/ρ)+(u2/2)+Σhf，压 ∵Z3=0 Z2=18 p2=0 u2=0
222
∴p3/ρ=gZ2+Σhf，压-(u3/2)=9.81×18+λ(L压/d)(u3/2)-(u3/2)
13
1. 流体流动-计算题（题目）
=176.58+0.025(80/0.05)×(1.415/2)-(1.415/2) =215.6J/kg
3342
p3=1000×215.6=215.6×10Pa p3=215.6×10/(9.81×10)=2.198kgf/cm (表) [115] j01b20095
3
某液体密度800kg/m，粘度73cP，在连接两容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长为50m(包括局部阻力当量长度)，两容器液面差为3.2m(如图示)。 求：⑴管内流量为多少?
⑵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
0.25
管折算的当量长度又是多少? 层流:λ=64/Re; 湍流λ=0.3164/Re
22
⑴在1-1面和2-2面之间，列伯努利方程式，以2-2面为基准面：u1≈u2≈0
20.25
gz1=Σhf，1-2 =λ(L/d)(u/2) 设流体流动符合柏拉修斯公式：λ=0.3164/Re
Re=duρ/μ ∴gz=(0.3164/Re0.25)(L/d)(u2/2)=[0.3164/(ρ/μ) 0.25]
1.251.750.251.251.75
(L/d)(u/2) 即9.81×3.2＝[0.3164/（800/0.073）]（50/0.30）（u/2） ∴u=3.513m/s 验证：Re=0.3×3.513×800/0.073=1.155×104>3000，假设正确
2 23
∴V=Au=(π/4)du=(π/4)(0.3)×3.513×3600=893.9(m/h)
⑵流量减半，即流速减半 u=3.513/2=1.757m/s Re=5775符合柏拉修斯式条件
0.252
在1-1面至2-2面之间：gz=[(0.3164/Re)(L/d)+ζ](u/2)
0.252
即9.81×3.2＝[（0.3164/5775）（50/0.30）+ζ]（1.757/2） ∴ζ＝14.3 [123] j01c10093
在实验室流体沿程阻力测定装置上，对内径d=41mm、长L=1.5m的水平管段进行测试。流体为20℃水。
33
当流量为11m/h时，倒U形压差计(水面上侧为空气，空气密度?i?4.4kg/m)读数R=300mm，(1)试求这时
33
的摩擦系数?，(2)判断此管是光滑管还是粗糙管。(20℃水密度?=10kg/m，?=1.0cP)
[125] j01c10105
43
某烟囱内直径D=1m，烟气的质量流量W=1.80?10kg/h，烟气密度?=0.70kg/m，周围空气的密度
3
?a=1.20kg/m，在1-1截面处安置一U形压差计，指示液为水，测得R=10mm，设烟气流经此烟囱的摩擦损
2
失?H f=0.06(H/D)?u/(2g)m 。试求烟囱高度。
14
1. 流体流动-计算题（题目）
[128] j01c10108
精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经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?22?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
3
的密度为1000kg/m，黏度为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
0.25
可按下式计算:层流时,λ=64/Re；湍流时,λ=0.3164/Re。（略去出口动能）
[129] j01c10110
3
黏度为30cP、密度为900kg/m的液体，自Ａ经内径为40mm的管路进入Ｂ，两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时，阀前后压力表读数分别为0.9at和0.45at。现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m，阀前管长50m，阀后管长20m(均包括局部阻力的当量长度)。试求：
3
(１)管路的流量 m/h？
(２)定性说明阀前后压力表读数有何变化？
(1)阀全关时：
4
900?9.81z1 = 0.9?9.81?10 ? z1= 10 m
4
900?9.81z2 = 0.45?9.81?10 ? z2= 5 m 阀部分打开时：设管内流体层流
2
10?5=32?30?0.001?(50+30+20)u/(900?9.81?0.04) ?u = 0.736 m/s
校核Re:Re=0.040?0.736?900/0.030 = 883 , 层流，所设正确，计算有效。
23
则 V = (?/4) ?(0.040)?0.736?3600 = 3.33 m/h (2)阀部分打开时，p1下降，p2上升。
15