第一章 流体流动和输送
1-1 烟道气的组成约为N275%，CO215%，O25%，H2O5%（体积百分数）。试计算常压下400℃时该混合气体的密度。
解： Mm=Miyi=×28+×44+×32+×18= m=pMm/RT=×103××103×673)=m3
1-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为和。现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为。问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少
解：成都 pR=95-8=87kPa（真空度） 拉萨 pR=62-8=54kPa（真空度）
1-3 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。在某气速下测得R1为400mmHg，R2为90mmHg，R3为40mmH2O，试求上述值。
解： pB=R3H2Og+R2Hgg=×1000×+×13600×=（表） pA=pB+R1Hgg=+×13600×=（表）
p=pA-pB= 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密度为0，空气密度为，试导出用R1表示的压强差计算式。如倾角为30o时，若要忽略贮液器内的液面高度h的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D/d比值至少应为多少
p1h
p2R1R?0Dd?
解：由静力学方程 p=R(0-)g=R1sin(0-)g=R1(0-)g/2 (1) 若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为： R’=R-h 液柱长度： R1’=R1-h/sin=R1-2h
p’=R ’(0-)g=R1’(0-)g/2=(R1/2-h)(0-)g
又 D2h/4=d 2R1’/4
D2h=d 2R1’ =d 2(R1-2h)
即 h=R1(d/D)2/[1+2(d/D)2]
所以 p’=R1(0-)g/[2+4(d/D)2] (2) 相对误差为 (p-p’)/p≤ 代入式（1）和（2）： (p-p’)/p=1-1/[1+2(d/D)2]≤ 解得： d/D≤ 即 D/d≥
1-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。储槽和虹吸管的直径分别为D和d，若流动阻力忽略不计，试计算虹吸管的流量。储槽液面高度视为恒定。
h
解： p1/+u12/2+gz1=p1/+u22/2+gz2
p1=p2，u1=0，z1=h，z2=0，u2=u 2gh=u2 u=(2gh)1/2
qv= 2u2= 2(2gh)1/2
1-6 密度为920kg/m3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为57mm×，两支管尺寸分别为38mm×和25mm×。已知椰子油在总管中的流速为s，且38mm×与25mm×两支管中流量比为。试分别求椰子油在两支管中的体积流量、质量流量、流速及质量流速。 解： qv=××=×10-3m3/s qv1+qv2=×10-3m3/s
qv1= qv2
qv1+qv2= qv2=×10-3m3/s
qv2=×10-3/=×10-4m3/s qv1==×10-3m3/s qm2=qv2=920××10-4=s qm1=qv1=920××10-3=s u2=qv2/=×10-4/×=s
u1=qv1/=×10-3/×=s
w2=u2=920×= w1=u1=920×=1161kg/
1-7 用一长度为的渐缩管将输水管路由内径100mm缩至30mm。当管内水流量为h，温度为10℃时，问：（1）在该渐缩管段中能否发生流型转变；（2）管内由层流转为过渡流的截面距渐缩管大端距离为多少 解： u1=qv1/=(3600××=s
Re1=d1u1/=××1000/=1407<2000 u2=qv1/=(3600××=s
Re2=d2u2/=××1000/=4691>4000 故可以发生转变
当Re=2000时， ud=Re/ ud=2000×1000=
ud 2= qv/=(3600×=×10-4
两式相除 d=×10-4/= 由比例关系 ：=：x
x= 直径为的稀奶油高位槽底部有一排出孔，其孔径为15mm。当以h的固定流量向高位槽加稀奶油的同时底部排出孔也在向外排出奶油。若小孔的流量系数Cd为（Cd为孔口实际流量与理想流量之比），试求达到出奶油与进奶油流量相等时高位槽的液位及所需的时间。（假设高位槽最初是空的）
解：设任一时刻槽内液位为h，则由柏努利方程得： 理论流速： uth=(2gh)1/2 实际流速：u=Cd(2gh)1/2 流量：qv=d 2u/4=×××(2××h)1/2=×10-4h1/2
用qv=3600 m3/s代入上式, 即为出奶油与进奶油流量相等时高位槽的
液位H： H=[(3600××10-4)]2= 由物料衡算 qv,in-qv,out=dV/d=d
2?4.85?10?4h?0.785?12dh
3600d? 令y=h1/2，则dh=2ydy，当h=H时，y=H1/2= ???01.1452?10ydy?1047.077-6.178y1.1451.14541.145?02(6.178y?7.077)?2.2916.178dy
7.077-6.178y1.145
2?10[6.1784??dy?0?02.291dy?2y]?104[7.077-6.178y6.1780?2.2911.145ln(7.077?6.178y)0]?2486s 6.178
1-9 用压缩空气将密度为1081kg/m3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽，如附图所示。要求每批的压送量为，20分钟压完，管路能量损失为25J/kg，管内径为30mm，密闭容器与高位槽两液面差为16m。求压缩空气的压强为多少Pa（表压）