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1、【 1-1】如习题1-6 附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。试求：(1) 管子上端空间的绝对压力；(2) 管子上端空间的表压；(3) 管子上端空间的真空度；(4) 若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m ， h=2m 水柱。(1) 管子上端空间的绝对压力绝p在水平面11处的压力平衡，有.绝绝大气压力10120010009 81281580 （绝对压力）pghpPa(2) 管子上端空间的表压表p(3) 管子上端空间的真空度真p(4) 槽内为四氯化碳，管中液柱高度
2、h常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/cclkgm431594 【 1-2】在 20条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。水银的密度为/313550kgm ，当地大气压力为101kPa。试求试管底部的绝对压力为多少Pa。解水的密度/3水=998kgm【 1-3】如习题1-8 附图所示，容器内贮有密度为/31250kgm 的液体，液面高度为3.2m 。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及 1m，容器上部空间的压力（表压） 为 29.4 kPa。试求： (1) 压差计读数（指示液密度为/31400kgm ）； (2)A 、 B 两个弹簧压力表的
3、读数。解容器上部空间的压力.29 4（表压）pkPa液体密度/31250kgm ，指示液密度/301400kgm(1) 压差计读数R=? 在等压面1111 上pp(2) .AppgPa333 2129 4102 212509 8156 410习题 1-1 附图【 1-4】常温的水在如习题1-15 附图所示的管路中流动。在截面1 处的流速为./0 5m s，管内径为200mm ，截面 2 处的管内径为100mm 。由于水的压力，截面1 处产生1m 高的水柱。试计算在截面1 与 2 之间所产生的水柱高度差h 为多少（忽略从1 到 2 处的压头损失）? 解./10 5um s另一计算法计算液柱高度时
4、，用后一方法简便。【 1-5】在习题1-16 附图所示的水平管路中，水的流量为./2 5Ls。已知管内径15dcm, .225dcm，液柱高度11hm。若忽略压头损失，试计算收缩截面2 处的静压头。解水的体积流量././332 52 510VqLsms ，截面 1 处的流速./.312212 5101 2740 0544Vqum sd截面 2 处的流速./.2212120 051 2745 10 025duum sd在截面1 与 2 之间列伯努利方程，忽略能量损失。截面 2 处的静压头.20 2 1 8hm水柱负值表示该处表压为负值，处于真空状态。【 1-6】如习题1-17 附图所示的常温下操
5、作的水槽，下面的出水管直径为.573 5mmmm。当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa 。而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa 。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m 水柱，试求水的流量为多少/3mh? 解出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa （表压）能反映出水槽的水面距出水管的高度h 阀门开启后，压力表读数.220 3pkPa（表压）从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速2u水的流量【 1-7】如习题1-19 附图所示，有一高位槽输水系统，管径为.mmmm573 5。已知水在管路中流动的机械能损失为习题 1-4 附图习题 1-5 附图习题 1-6
6、附图习题 1-7 附图2452fuh(u 为管内流速)。试求水的流量为多少/3mh。欲使水的流量增加20% ，应将高位槽水面升高多少米？解管径.0 05dm，机械能损失2452fuh(1) 以流出口截面处水平线为基准面，水的流量./.Vqdumsmh2233320 051 462 871010 3 44(2) .10 21 2VVVqqq ./221 21 2 1 461 75 uum s高位槽应升高.m7 185218 【 1-8】如习题1-20 附图所示，用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为.mmmm322 5，管的下端位于水面以下2m，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为282u
7、g。若截面22处的真空度为39.2kPa ，由1 1截面至22截面的压头损失为2122ug。试求： (1) 吸入管中水的流量，/3mh； (2) 吸入口1 1截面的表压。解管内径.0 0320 002520 027dmm，水密度/31000kgm截面22处的表压.239 2pkPa，水槽表面10p（表压）(1) 从00 至22 ， 00为基准面，压头损失222222118+= 822 222fuuuHggg水的流量().22323 6 0 00 0 2 71 4 33 6 0 02 9 544Vqd umh(2) 从,121 1 至2205ZZ【 1-9】 20的水在mmmm2196的直管内流
8、动。试求：(1) 管中水的流量由小变大，当达到多少/ms3时，能保证开始转为稳定湍流；(2) 若管内改为运动黏度为./cms20 14的某种液体，为保持层流流动，管中最大平均流速应为多少？解(1) 水， 20，./.,.33998 2，1 005100 207kgmPa s dm体量流量./22430 2070 019456.541044Vqd ums(2) ././2420 140 14 10cmsms【 1-10 】水的温度为10 ，流量为330 Lh，在直径.mmmm573 5、长为100m 的直管中流动。此管为光滑管。(1) 试计算此管路的摩擦损失；(2) 若流量增加到990 Lh，试
9、计算其摩擦损失。解水在10时的密度.3999 7 kgm ，黏度.,.,Pasdmlm31 306100 05100，光滑管。习题 1-20 附图习题 1-12 附图习题 1-13 附图(1) 体积流量/.VqLhmh33300 33流速./.Vqumsd220 330 0467 360036000 0544雷诺数.Re.30 050 0467 99971787层流1 306 10du摩擦系数Re64640 03581787摩擦损失( .)/.fl uhJ kgd221000 04670 0358=0 0781 20 052(2) 体积流量/.39900 99 VqLhmh因流量是原来的3 倍
10、，故流速./um s0 046730 14 雷诺数Re1787 35360湍流对于光滑管，摩擦系数用 Blasius 方程式计算也可以从摩擦系数与雷诺数Re 的关联图上光滑管曲线上查得，. 0 037。摩擦损失(.)/.221000 14=0 037=0 725 20 052fl uhJkgd【 1-12 】把内径为20mm 、长度为2m 的塑料管（光滑管），弯成倒U 形，作为虹吸管使用。如习题1-31 附图所示，当管内充满液体，一端插入液槽中，另一端就会使槽中的液体自动流出。液体密度为/31000kgm ，黏度为1mPa s。为保持稳态流动，使槽内液面恒定。要想使输液量为./mh31 7，虹
11、吸管出口端距槽内液面的距离h需要多少米？解已知,/330 02210,=1dm lmkgmmPa s ，体积流量./31 7Vqmh流速. /./.221 7 36001 5040 0244Vqum sd从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式，以虹吸管出口截面为基准面光滑管，查得. 0 0235，管入口突然缩小.0 5U 形管（回弯头）. 1 5【 1-13 】如习题1-32 附图所示，有黏度为.1 7mPa s、密度为/3765kgm 的液体，从高位槽经直径为mmmm1144的钢管流入表压为0 16 MPa的密闭低位槽中。液体在钢管中的流速为m/1s，钢管的相对粗糙度/0 002d，
12、管路上的阀门当量长度50eld。两液槽的液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离H。解在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H，以低位槽液面为基准面。,.ppPauu61212（0 表压）0 1610，两槽流速0 ，液体密度/.33765，黏度1 710kgmPa s雷诺数.Re.430 1061 7654 7710湍流1 7 10du管长30160190lm，阀门50eld，高位槽的管入口0 5，低位槽管出口=1， 90 弯头.0 75【 1-14 】如习题1-34 附图所示，在水塔的输水管设计过程中，若输水管长度由最初方案缩短25% ，水塔高度不变，试求水的流量将如何变化？变化了百分之几
13、？水在管中的流动在阻力平方区，且输水管较长，可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头。解在水塔高度H 不变的条件下，输水管长度缩短，输水管中的水流量应增大。从水塔水面至输水管出口之间列伯努利方程，求得22fluHHdg因水塔高度H 不变，故管路的压头损失不变。管长缩短后的长度 l与原来长度l的关系为0 75ll在流体阻力平方区，摩擦系数恒定不变，有故流速的比值为流量的比值为. 1 155VVqq流量增加了15.5% 【 1-15 】用1689mmmm的钢管输送流量为/60000kgh的原油，管长为100km，油管最大承受压力为. MPa15 7。已知50时油的密度为/3890kgm ，黏度为181mP
14、a s。假设输油管水平铺设，其局部摩擦阻力损失忽略不计，试问为完成输油任务，中途需设置几个加压站？解.,/mdmlk mqk gh0 1 51 0 06 0 0 0 0因为是等直径的水平管路，其流体的压力降为油管最大承受压力为. MPa15 7加压站数.2 7 31 7 41 5 7n需设置2 级加压，每级管长为50km ，每级的. /.27 3 213 65pMPa，低于油管最大承受压力。【 1-16 】如习题1-16 附图所示，温度为20的水，从水塔用mmmm1084钢管，输送到车间的低位槽中，低位槽与水塔的液面差为12m ，管路长度为150m（包括管件的当量长度）。试求管路的输水量为多少
15、3m / h，钢管的相对粗糙度.0002d。解水，./.3320,998 2,=1 00410tkgmPa s习题 1-14 附图由伯努利方程，得管路的摩擦阻力损失为管内水的流速u 未知，摩擦系数不能求出。本题属于已知.lmdm150 、0 1、/./fdhJkg0 002、118，求与Vuq的问题。验算流动类型.R e.530 12 5 59 9 8 22 5 41 0湍流1 0 0 41 0du体积流量.22336000 12 55360072 144Vqd umh习题 1-16 附图习题 1-17 附图【 1-17 】如习题1-37 附图所示，温度为20的水，从高位槽A 输送到低位槽B，
16、两水槽的液位保持恒定。当阀门关闭时水不流动，阀前与阀后的压力表读数分别为80kPa与 30kPa 。当管路上的阀门在一定的开度下，水的流量为./mh317，试计算所需的管径。输水管的长度及管件的当量长度共为42m ，管子为光滑管。本题是计算光滑管的管径问题。虽然可以用试差法计算，但不方便。最好是用光滑管的摩擦系数计算式.Re0 250 3164（适用于.Re3525 1010）与22fl uhd及24Vqud，推导一个与及fVhqd 之间的计算式。解水在./.3320时998 2,1 00410kgmPa s水的流量.31 7mh，管长及管件当量长度42lm阀门关闭时，压力表可测得水槽离压力表测压点的距离与ABHH 。两水槽液面的距离.8 173 065 11ABHHHm以低位槽的液面为基准面，从高位槽A 的液面到低位槽B 之间列伯努利方程，得管路的摩擦损失fh与 H 的关系式为对于水力光滑管，fh与Vq及d之间的计算式为代入已知数求得管内径为.0 0 2 0 5dm验证Re范围.Re.Vqdud31 74998 243600290003 141 004100 0205湍流符合计算式中
