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1、1.(20分)如图所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流动，油的密度长L=3m ,直径d=50mm ,水银压差计测得 R=15.0mm。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：p =920kg/m3 ,管解:_ _ _ 0 25入=0.3164/Re 。入=64/Re；湍流:LP(1)列1截面和2截面间柏努利方程，取 2截面为基准面gZip11P2U1二 gZ2 P2u2 + j2hfhfp1产 Z1 -Z2PD = pDpc = P2 +(Z2 - Za)pg + R p0gPD = pi +(Zi - Z2)pg +
2、(Z2 - Zb)pi - P2 = R ( p 0 - p )g - (Z1 - Z2)pR(P0 - p) g = p1 - p2 + (Z1 - Z2)pg：0 - 7g =0.01513600 -920/、父 9.81 = 2.03 (J/kg)920设管中为湍流:0.31640.25ReL u20.3164-0.25Re2U =2.032-0.25Re2.030.052= 18.7034Re = 1.224 X 105 2000(湍流)油在管中为湍流流动(8分)(2)du P5Re =-=1.224 10#0.05 2 9204N=5 =7.5160 一 (Pa s)=0.7516
3、(cP)1.224 105(4分)（3）列1截面和2截面间柏努利方程，取 2截面为基准面2P2U2P1gZ22=gZ12721：2Ui2hf hf =22Z2 -Zi g汇hf=汇hf|Z2 Zl| = |Z1 Z2|P2 - pi| = |pi - p2|即压差计读数 R不变，但左边低右边高。2.（20 分）如图所示，已知： D = 100mm, d = 50mm形管读数R = 25mm寸，将水从水池中吸入水平管中， 力可忽略）。解：以0截面为基准，列截面1和截面2之间的柏努利方程D 2u2 一 d u12u12g(8分)H = 150mm p 气=1.2kg/m3 。当 U 问此时气体流量
4、V为多少m3/s （阻Pi = p HgRg = 13600 X 0.025 X 9.81 = 3335(Pa)P2 = -H p 水 g = -0.15 X 1000X9.81 = -1472(Pa)_ 22- D 二 du1 二u24422P2 - Pl .区= P2 - Pi . 16u17g2g：g2g/ 215u12 pi - p2Pu1 -2 P1 - p2,15 ：3335 147215 1.2= 23.11(m/s)_ 2-223.11 =0.1814(m3/s) =653.1(m3/h)、，二D23.14 0.12V 二u1 =3. (16分)如图示循环管路，离心泵的安装高度
5、Hg=3m泵特性曲线可近似表示为：H=23-1.43 X 105Q2,式中Q以m3/s表示。吸入管长(包括全部局部阻力的当量长度)为10m,排出管长(包括全部局部阻力的当量长度)为120m,管内径均为50mm假设摩擦系数入=0.02 ,水温20Co试求：(1)管路内的循环水量为多少？(2)泵进、出口压强各为多少？(1)列管路进出口间柏努利方程22gHe ; z22&v H2gz1 = Z2U1 = U2P1 = P2 He =、Hf2gHe28V2 =0.02二 g120 100.055(4V/nd2 22g83.142 9.81V2He = 6.88 X 105 V2H = 23 - 1.4
6、3X 105 q2H = He23 1.43X 105 V2 = 6.88 X 105 V2 V = 5.26 X10-3 m3/s = 18.9 m3/h(8分)(2)列进水液面与泵入口处之间柏努利方程222 = H +比生4 g g 2g :?g d 2g4V二d24 5.26 10“一一一 23.14 0.05= 2.68(m/s)Pa Pl = H gPg 十 1 十九.工ll d /Pa-Pi =3x1000x9.81 + 1+0.02x102.682 收m 1000 = 47386 (Pa)(真空度)0.05列进水液面与泵出口处之间柏努利方程2Pa- He=Hg U L , 7gg
7、 2g :gI12u22gH g +四+ 1十九gpg“ I12u2P2 - Pa =：He -Hg 2一 1 十九二Z I1u2 = u1 = 2.68 m/sHe = 6.88 X 105 V2 = 6.88 X105X(5.26X 10-3)2 = 19 (m)P2 Pa =(193*000x9.81 1+0.02M102.682|X0.052 _5父1000 = 1.39父105 (Pa)（表压）（4分）4. （40分）如图所示，用清水泵将池A中水打到高位槽 B中，泵的特性曲线可用 H=250.004Q2表达，式中Q的单位为m3/h,吸入管路的阻力损失为4m水柱，泵出口处装有压力表，泵
8、的阻力损失可忽略。管路为 57 x 3.5mm钢管。管路C处装有一个调节阀， 调节阀在某一开度时的阻力系数1=6.0,两U形管压差计读数 R1=800mm R2=700mm指示液为 CCI4 （密度p 0=1600kg/m3）,连通管指示液面上充满水，水的密度p =1000kg/m3,求：（1）管路中水的流量为多少？（单台泵）（2）泵出口处压力表读数为多少？（单台泵）（3）并联一台相同型号离心泵，写出并联后泵的特性曲线方程；（4）若并联后管路特性曲线方程L=13.5 +0.006Q2,求并联后输水量为多少m3/h由静力学基本方程：Pa = pbpc = pdPe = PfPa = pb = p
9、i + p h h + Rl)gPc =pd = pb-p0 Rig = pi + P(h + Ri)g -P0Rigpe =pf = pd+p(Ri + R) g =pi + p (h+ Ri)g -po Rig +p(Ri +R)gPf =p2 + p(h+ Ri + R R2)g + Po R2gPi + p(h+ Ri) g - p 0 Rig + p (Ri+ R)g =p2 +p(h + Ri+ R R2) g + p 0 R2gAp = p i - p2 = R2 p og - R2Pg + Ri p og - Ri pg=(Ri + R2) ( p 0 -p ) g = (0.
10、8 + 0.7) x ( i600 - i000) x 9.807=8.82 x i03 (Pa)22 p 2 8.82 i03u2 =* =2.946 i000u = i.7i ( m/s)22-Q = d u =0.05 i.7i 3600 =i2.ii44(m3/h)(2)列池面与泵出口压力表截面的柏努利方程Zi2Pi Ui -P2i H乙g 2g:g2“J Hf2gpi = 0 (表)2P2 口u v=H e - z2 - zi -g2gHfHe = H = 25 - 0.004Q2 = 25 - 0.004 Xi2.ii2 = 24.4(m)P2i.7i2号=24.4-2-4 = i
11、8.25 ( m)g2 9.8iP2 = i8.25 p g = i8.25 X i000X 9.8i = i78.9 X i03 ( Pa)(表)(3) H 并=HQ并=2Q1 2Q = Q并代入 H = 25 -0.004Q2n2八2H 并=25-0.004 Q并=250.004父一Q 并12 J4_ 2H 并=250.00iQ 并(4) L = i3.5 + 0.006Q2 H 并=250.00iQ 并 2并联后泵的工作点:_2_213.5 0.006Q 并=250.00Q 并Q 并=40.5 (m3/h)5. (15分)某液体由一敞口贮槽经泵送至精储塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离
12、为12m,流体经换热器白压力损失为0.3kgf/cm2 ,精储塔压强为1kgf/cm2 (表)，排出管路为114X 4mm的钢管，管长为120m (包括局部阻力的当量长度)，流速为1.5m/s , 液体比重为0.96 ,摩擦系数为0.03 ,其它物性参数均与水极为接近。泵吸入管路压力 损失为1m，吸入管径为 114 x 4mm试通过计算，选择下列较合适的离心泵。(2)泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？注：当地大气压为 736mmHg(1)列贮槽液面与塔进口间的柏努利方程Z。2P0 , U0七2g2二 Z2 P2 U2g 2gH f ,0_2U0 = 0Z0 = 0P0 = 0 (表)P2 = 1 kgf/cm 2 = 0.981 x 105Pa (表)Q(m3/h)H(m)(%)Hs (m)2B192216666.03B57A5037.5646.44B919091686.23p = 960kg/m、. l u21201.520.033.89 md 2g 0.106 2 9.81二1i 3.89 :1 3.125 3.89 =8.015(m)二Z2P2g2u22g、H”二12981001.52. . .
