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1、题库2 流体流动计算题及答案一.计算题1.(10分) 题号:1262 第1章 知识点:420 难度:容易 水平串联的两直管1、2，管径d=d/2，管道1长为100m，已知流体在管道1中的雷诺数(Re)=1800，今测得某流体流经管道1的压强降为0.64(m液柱)，流经管道2的压强降为64(m液柱)，试计算管道2的长度(设局部阻力可略去)。*答案* d=d/2 u=4u Re/Re=（du/）/（du）=1/2Re=900 =64/Re=0.03562 =0.071 p/p=2(l/d)(u/2)/1(l/d)(u/2)=2(l/2d)(u/4)/(100/d)u=l/(16100)l=1610
2、00.064/0.64=160m2.(10分) 题号:1263 第1章 知识点:100 难度:较难 以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P。已知各液面标高分别为h=2.6m，h=0.3m，h=1.5m，h=0.5m, h=3.0m。求此密闭容器水面上方的压强P(kN.m)(表压)*答案* 按表压计算，Pa=0 P=g(h1 -h2 ), P=P P=P+g(h -h)=g(h-h+h-h) P=P-g(h -h ) =13.69.81(2.6-0.3+1.5-0.5)-19.81(3-0.5) =415.7kN.m本题目有题图titu0193.(10分) 题号:1264 第1章 知识点:23
3、0 难度:中等 水在管内流动，截面1处管内径为0.2m，流速为0.5m.s，由于水的压强产生水柱高1m; 截面2处管内径为0.1m 。若忽略水由1至2处的阻力损失，试计算截面1、2处产生的水柱高度差h为多少m?*答案* 1-1、2-2间列柏努利方程式: Z+u/2g+p/g =Z+u/2g+p/g+hf p-p=g(u/2g-u/2g)=(u/2-u/2) u/u=d/d u=0.5(0.2/0.1)=2m.s u代入 p-p=(2-0.5/2)=1876N.m p-p=gh h=(p-p)/g =1875/(10009.81)=0.191m本题目有题图titu0204.(12分) 题号:12
4、65 第1章 知识点:340 难度:中等 水塔供水系统，管路总长L m(包括局部阻力在内当量长度),1-1到2-2的高度Hm,规定供水量V m.h。当忽略局部阻力损失和动压头时，试导出管道最小直径dmin的计算式。若L=150m， H=10m,V=10m.h,=0.023，求d*答案* 在1-1与2-2间列柏努利方程，以通过水平管的中心线为水平基准面 (Z-Z)+(p-p)/g=hf =(L/d)u/2g 由 p-p=0 Z-Z=H H=(L/d)u/2g 而u=Vh /3600(d/4)代入上式 H=(8Vh L/3600gd) = d=(8LVh /3600gH) d=(8LVh /360
5、0gH) 代入数据： d=0.023(815010/36009.8110) =0.0466m=46.6mm本题目有题图titu0215.(10分) 题号:1266 第1章 知识点:430 难度:中等 一输油管，原输送=900kg.m，=1.35泊的油品，现改输送=880kg.m，=1.25泊的另一油品。若两种油品在管内均为层流流动，且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降-pf不变,则输送的油量(质量流量m)有何变化?(用百分数表示)*答案* 64/R（l/d).(u/2)=64/R(l/d).(u/2) u/(du).u=u/(du).u uu/=uu/ u/u=/ =1.35880/1.2
6、5900=1.056 输油量比原来增加5.6%6.(10分) 题号:1267 第1章 知识点:340 难度:中等 密度为1000kg.m，粘度为1cp的水，以10m.h的流量在513mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为1.5kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa? (Re=310-110时, =0.3164/Re)*答案* u=V/(d/4)=10/(36000.045/4)=1.75m.sRe=du/=0.0451.751000/(110)=78750=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189由柏式： Z=
7、Z u=up/=p/+ (l/d)(u/2) p=p-(l/d)(u/2) =1.59.8110-0.0189(100/0.045)(1.75/2)1000 =8.310N.m(表压)7.(10分) 题号:1268 第1章 知识点:420 难度:中等 某流体在管内作层流流动，若体积流量不变，而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化？*答案* 根据泊氏方程：-p=32ul/d 以及：(/4)du=(/4)du=Vs已知：d=2d 则：u/u=d/d=(2d)/d=4 即：u=u/4原工况：-p=32ul/d 现工况：-p=32ul/d= l=l u=u/4 d=2d 将上述各
8、项代入并比较：现/原:p/p=32ul/d=1/16 答：因摩擦而引起的压降只有原来的1/168.(12分) 题号:1269 第1章 知识点:340 难度:中等 用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为 38.4吨. h,高位槽中液面比油池中液面高20m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为1084mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率=50%。*答案* 对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le )/d(u/2g)Z=20m l+le =430m d=108-24=100mm=0.1
9、m u=Vs/0.785d =38400/36000.7850.1960 =1.415m.sRe=du/=0.11.415960/343010=39.62000 =64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616(430/0.1)(1.415/29.81)=729.13m N=QHeg/=38400729.139.81/(36000.51000) =152.6kw9.(12分) 题号:1270 第1章 知识点:300 难度:中等 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中,输液管为382.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为u m.s,系统的hf=2
10、0.6(u/2 )J.kg,因扩大生产，须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少?*答案* u0u p=p于是gZ=gZ+hfg(Z-Z)=hf =20.6u/2u=2g(Z-Z)/20.6 =(29.816/20.6)=2.39m.sZ=Z+20.6u/2g =5+20.6(1.32.39)/(29.81) =15.136m增高为：Z-Z=15.136-11=4.136m本题目有题图titu02210.(12分) 题号:1271 第1章 知识点:340 难度:容易 用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9
11、.80710N.m,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m, 在某送液量下,泵对水作的功为317.7J.kg，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为1084mm,水的密度为1000kg.m。求输水量为多少m.h。*答案* Zg+(p/)+(u/2)+W=Zg+(p/)+(u/2)+hf 已知数据：Z=0；P(表)=0；u0；W=317.7J.kg；Z=20m；p=9.80710 N.m(表)；=1000kg.m简化上式：W=Zg+(p/)+(u/2)+hf 又hf =(l/d)(u/
12、2)=9.9u317.7=9.8120+9.80710/1000+u/2+9.9u 10.4u=23.43u=1.5m.s , V=(/4)Du3600=0.785(0.1) 1.53600=42.41m.h本题目有题图titu02311.(10分) 题号:1272 第1章 知识点:100 难度:中等 有一敞口储油罐，为测定其油面高度，在罐下部装一U形管压差计(如图示)，油的密度为，指示液密度为，(U形管压差计B侧指示液面上充以高度为h的同一种油),当储油罐充满时，U形管指示液面差为R，试导出：当储油罐油量减少后，储油罐内油面下降高度H 与U 形管B 侧液面下降高度h 之间的关系。*答案* 由静力学方程式：H=R+h (a) 当罐内液面下降H时，B侧下
