习题22附图 习题24附图 管路计算 25.某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m,吸入管直径为5omm的水煤气管(ε=0.2mm)。管下端 装有一带滤水网的底阀,泵吸入口附近装一真空表。底阀至真空表间的直管长8m,其间有一个90 标准弯头。试估计当泵的吸水量为20m3/h时真空表的读数为多少kPa?操作温度为20℃。 又问当泵的吸水量增加时,该真空表的读数是增大还是减少? 26.一高位槽向用水处输水,上游用管径为50mm水煤气管,长80m,在途中设90°弯头5个。然后突 然收缩成管径为40mm的水煤气管,长20m,设有12开启的闸阀一个。水温20℃,为使输水量达 3×10-3m3/s,求高位槽的液位高度z。 真空表O 00) 习题25附图 习题26附图 27用压缩空气将密闭容器(酸蛋)中的硫酸压送至敞口高位槽。输送流量为00m3/min,输送管路为 Φ38×3mm无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m,在压送过程中设为不变。管路总长 20m,设有一个闸阀(全开),8个标准90°弯头。求压缩空气所需的压强为多少MPa(表压)? 操作温度下硫酸的物性为p=1830kgm3,p=12mPa·s
管路计算 25. 某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m,吸入管直径为50mm的水煤气管(ε=0.2mm)。管下端 装有一带滤水网的底阀，泵吸入口附近装一真空表。底阀至真空表间的直管长8m，其间有一个90° 标准弯头。试估计当泵的吸水量为20m3 /h时真空表的读数为多少kPa？操作温度为20℃。 又问当泵的吸水量增加时，该真空表的读数是增大还是减少？ 26. 一高位槽向用水处输水，上游用管径为50mm水煤气管，长80m，在途中设90°弯头5个。然后突 然收缩成管径为40mm的水煤气管，长20m，设有1/2开启的闸阀一个。水温20℃，为使输水量达 3×10-3m3 /s，求高位槽的液位高度z。 27. 用压缩空气将密闭容器(酸蛋)中的硫酸压送至敞口高位槽。输送流量为0.10m3 /min，输送管路为 Ф38×3mm无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m，在压送过程中设为不变。管路总长 20m，设有一个闸阀(全开)，8个标准90°弯头。求压缩空气所需的压强为多少MPa(表压)？ 操作温度下硫酸的物性为ρ=1830kg/m3，μ=12 mPa·s
压缩空气 习题27附图 习题28附图 *28.粘度为30mPa·s、密度为900gm3的液体自容器A流过内径40mm的管路进入容器B。两容器均 为敞口,液面视作不变。管路中有一阀门,阀前管长50m,阀后管长20m(均包括局部阻力的当量长 度)。当阀全关时,阀前、后的压强计读数分别为009MPa与0045MPa。现将阀门打开至1/4开度,阀 门阻力的当量长度为30m。试求: (1)管路的流量 (2)阀前、阀后压强计的读数有何变化? 29在20℃下苯由高位槽流入某容器中,其间液位差5m且视作不变,两容器均为敞口。输送管为 Φ32×3mm无缝钢管(ε=005mm),长100m(包括局部阻力的当量长度),求流量。 *30.某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m,c/d=0.0004。烟气在烟囱内的平均 温度为200℃,在此温度下烟气的密度为067kg/m3,粘度为0.026mPa·s,烟气流量为8000m3h 在烟囱高度范围内,外界大气的平均密度为1.15kg/m3,设烟囱内底部的压强低于地面大气压 20mmH20,求此烟囱应有多少高度 试讨论用烟囱排气的必要条件是什么?增高烟囱高度对烟囱内底部压强有何影响? 31.某水槽的截面积A=3m2,水深2m。底部接一管子Φ32×3mm,管长10m(包括所有局部阻力当量 长度),管道摩擦系数λ=0.022。开始放水时,槽中水面与出口高差H为4m,试求水面下降一米所需的 时间。 燃烧炉 习题30附图 习题31附图 32.附图所示管路,用一台泵将液体从低位槽送往高位槽。输送流量要求为2.5×10-3m3/s。高位槽上 方气体压强为02MPa(表压),两槽液面高差为6m,液体密度为1100gm3。管道q40×3mm,总长(包 括局部阻力)为50m,摩擦系数λ为0024。求泵给每牛顿液体提供的能量为多少
*28. 粘度为30 mPa·s、密度为900kg/m3的液体自容器A流过内径40mm的管路进入容器B。两容器均 为敞口，液面视作不变。管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m (均包括局部阻力的当量长 度)。当阀全关时，阀前、后的压强计读数分别为0.09MPa与0.045MPa。现将阀门打开至1/4开度，阀 门阻力的当量长度为30m。试求： (1)管路的流量； (2)阀前、阀后压强计的读数有何变化？ 29. 在20℃下苯由高位槽流入某容器中，其间液位差5m且视作不变，两容器均为敞口。输送管为 Ф32×3mm无缝钢管(ε=0.05mm)，长100m(包括局部阻力的当量长度)，求流量。 *30. 某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m，ε/d=0.0004。烟气在烟囱内的平均 温度为200℃，在此温度下烟气的密度为0.67kg/m3，粘度为0.026 mPa·s，烟气流量为80000m3/h。 在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度为1.15kg/m3，设烟囱内底部的压强低于地面大气压 20mmH20，求此烟囱应有多少高度？ 试讨论用烟囱排气的必要条件是什么？增高烟囱高度对烟囱内底部压强有何影响？ *31. 某水槽的截面积A=3m2，水深2m。底部接一管子Ф32×3mm，管长10m(包括所有局部阻力当量 长度)，管道摩擦系数λ=0.022。开始放水时，槽中水面与出口高差H为4m，试求水面下降一米所需的 时间。 32. 附图所示管路，用一台泵将液体从低位槽送往高位槽。输送流量要求为2.5×10-3m3 /s。高位槽上 方气体压强为0.2MPa(表压)，两槽液面高差为6m，液体密度为1100kg/m3。管道φ40×3mm，总长(包 括局部阻力)为50m，摩擦系数λ为0.024。求泵给每牛顿液体提供的能量为多少？
习题32附图 习是 题33附图 *33.两敞口容器其间液面差6m,底部用管道相联。A槽底部出口有一直径600mm、长3000m的管道 BC,然后用两根支管分别与下槽相通。支管CD与CE的长度皆为2500m,直径均为250mm。若已知摩 擦系数均为004,试求A槽向下槽的流量。设所有的局部阻力均可略去 *34.水位恒定的高位槽从C、D两支管同时放水。AB段管长6m,内径4mm。BC段长15m,内径 25mm。BD段长24m,内径25mm。上述管长均包括阀门及其它局部阻力的当量长度,但不包括出口 动能项,分支点B的能量损失可忽略,试求 (1)D、C两支管的流量及水槽的总排水量 (2)当D阀关闭,求水槽由C支管流出的出水量 设全部管路的摩擦系数均可取0.03,且不变化,出口损失应另作考虑 习题34附图 习题35附图 *35.某水槽的液位维持恒定,水由总管A流出,然后由B、C两支管流入大气。已知B、C两支管的内 径均为20mm,管长lB=2m, lo=4m。阀门以外的局部阻力可以略去。 (1)B、C两阀门全开(=0.17)时,求两支管流量之比 (2)提高位差H,同时关小两阀门至1A4开(=24),使总流量保持不变,求B、C两支管流量之比; (3)说明流量均布的条件是什么? 设流动以进入阻力平方区,两种情况下的λ=0028,交点O的阻力可忽略。 *36.欲将500kgh的煤气输送100公里,管内径为300mm,管路末端压强为0.5MPa(绝压),试求管路 起点需要多大的压强 设整个管路中煤气的温度为20℃,λ=0016,标准状态下煤气的密度 为0:5kgm3 流量测量 37在一内径为300mm的管道中,用毕托管来测定平均分子量为60的气体流速。管内气体的温度为 40℃,压强为101.3kPa,粘度o02mPa·s。已知在管道同一横截面上测得毕托管最大读数为 30mmH2O。问此时管道内气体的平均速度为若干?
*33. 两敞口容器其间液面差6m，底部用管道相联。A槽底部出口有一直径600mm、长3000m的管道 BC，然后用两根支管分别与下槽相通。支管CD与CE的长度皆为2500m，直径均为250mm。若已知摩 擦系数均为0.04，试求A槽向下槽的流量。设所有的局部阻力均可略去。 *34. 水位恒定的高位槽从C、D两支管同时放水。AB段管长6m，内径41mm。BC段长15m，内径 25mm。BD段长24m，内径25mm。上述管长均包括阀门及其它局部阻力的当量长度，但不包括出口 动能项，分支点B的能量损失可忽略，试求： (1)D、C两支管的流量及水槽的总排水量； (2)当D阀关闭，求水槽由C支管流出的出水量； 设全部管路的摩擦系数均可取0.03，且不变化，出口损失应另作考虑。 *35. 某水槽的液位维持恒定，水由总管A流出，然后由B、C两支管流入大气。已知B、C两支管的内 径均为20mm，管长lB = 2m， lO = 4m。阀门以外的局部阻力可以略去。 (1)B、C两阀门全开(ζ=0.17)时，求两支管流量之比； (2)提高位差H，同时关小两阀门至1/4开(ζ=24)，使总流量保持不变，求B、C两支管流量之比； (3)说明流量均布的条件是什么？ 设流动以进入阻力平方区，两种情况下的λ=0.028，交点O的阻力可忽略。 *36. 欲将5000kg/h的煤气输送100公里，管内径为300mm，管路末端压强为0.15MPa(绝压)，试求管路 起点需要多大的压强？ 设整个管路中煤气的温度为20℃，λ=0.016，标准状态下煤气的密度 为0.85kg/m3。 流量测量 37. 在一内径为300mm的管道中，用毕托管来测定平均分子量为60的气体流速。管内气体的温度为 40℃，压强为101.3kPa，粘度0.02mPa·s。已知在管道同一横截面上测得毕托管最大读数为 30mmH2O。问此时管道内气体的平均速度为若干？
38.在一直径为5cm的管道上装一标准的孔板流量计,孔径为25mm,U形管压差计读数为 220mmHg。若管内液体的密度为100kgm3,粘度为06mPa·s,试计算液体的流量 39.有一测空气的转子流量计,其流量刻度范围为400-4000/h,转子材料用铝制成(p铝 =2670kg/m3),今用它测定常压20℃的二氧化碳,试问能测得的最大流量为若干lh? 非牛顿流体流动 40.图示为钢板表面涂塑过程,钢板宽度为lm,以0.5m/s的速度移动。板与模口的间隙为0.001m。在 加工温度下,塑料糊的流动特性服从幂律式 z=2500 d 求模口中塑料糊的剪切率、拉动该板所需的力和功率? 0. oIm 0.001m 习题40附图 41.用泵将容器中的蜂蜜以628×10-3m3/s的流量送往高位槽中,管路长(包括局部阻力的当量长度) l+le=20m,管径为0.lm,蜂蜜流动特性服从幂律 0.5 du 0.0 密度p=1250kg/m3,求泵需提供的能量Jkg L 习题41附图 习题42附图 42.已知融熔态巧克力浆的流动服从如下的卡森( Casson)方程 ty tn 式中μ∞为dudy很大的粘度,Pa·s。今由仪器测得40℃下巧克力浆的剪应力τ与剪切率dudy的关系 du/dy(1/s) 0.5 1.0 5.0 10.0 100 T(Pa) 34 42.1 83.2 123 377 659
38. 在一直径为5 cm的管道上装一标准的孔板流量计，孔径为25mm，U形管压差计读数为 220mmHg。若管内液体的密度为1050kg/m3，粘度为0.6 mPa·s ，试计算液体的流量。 39. 有 一 测 空 气 的 转 子 流 量 计 ， 其 流 量 刻 度 范 围 为 400—4000l/h， 转 子 材 料 用 铝 制 成 (ρ 铝 =2670kg/m3 )， 今用它测定常压20℃的二氧化碳，试问能测得的最大流量为若干l/h？ 非牛顿流体流动 40. 图示为钢板表面涂塑过程，钢板宽度为1m，以0.5m/s的速度移动。板与模口的间隙为0.001m。在 加工温度下，塑料糊的流动特性服从幂律式 求模口中塑料糊的剪切率、拉动该板所需的力和功率？ 41. 用泵将容器中的蜂蜜以6.28×10-3m3 /s的流量送往高位槽中，管路长(包括局部阻力的当量长度) l+le=20m，管径为0.1m，蜂蜜流动特性服从幂律 密度ρ=1250kg/m3，求泵需提供的能量J/kg？ 42. 已知融熔态巧克力浆的流动服从如下的卡森(Casson)方程： 式中μ∞为du/dy很大的粘度，Pa·s。今由仪器测得40℃下巧克力浆的剪应力τ与剪切率du/dy的关系 如下： du/dy (1/s) 0.5 1.0 5.0 10.0 50 100 τ(Pa) 34 42.1 83.2 123 377 659
试用最小二乘法求出式(a)中的屈服应力ty及粘度μ∞o 43.图示容器中盛有密度为p=1200kg/m3的芥末酱,容器底部有一直径d=10mm、长1m的直管。当容 器中液面不断下降至H=035m时,管壁处剪应力τw等于流体屈服应力τy,芥末酱在管内不再流 对管径为d、管长为L的管内流体作力平衡可得 d-+pg-d L=t tdL 式中△p为直管上下二端的压强差,试求该芥末酱的屈服应力τvo 44.已导出圆管内流动时的剪应力分布为式(1-63 △P r 若为幂律流体作层流流动, 联立(a)、(b两式积分,取边界条件r=R处,u=0。试证管内流体的速度分布为 △P n Rn1 2KI n+1 流量为 V=u(2rr)dr 0 (d) 试证管内平均流速为 △P n R 2Kl)3n+1 习题44附图 第一章思考题 1.什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?
试用最小二乘法求出式(a)中的屈服应力τy及粘度μ∞。 43. 图示容器中盛有密度为ρ=1200kg/m3的芥末酱，容器底部有一直径d=10mm、长1m的直管。当容 器中液面不断下降至H=0.35m时，管壁处剪应力τw等于流体屈服应力τy，芥末酱在管内不再流 动。 对管径为d、管长为L的管内流体作力平衡可得 式中Δp为直管上下二端的压强差，试求该芥末酱的屈服应力τy。 44. 已导出圆管内流动时的剪应力分布为式(1-63)， (a) 若为幂律流体作层流流动， (b) 联立(a)、(b)两式积分，取边界条件r=R处，u=0。试证管内流体的速度分布为 (c) 流量为 (d) 试证管内平均流速为 (e) 第一 章 思考题 1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?