发布时间 : 星期三 文章化工原理习答案题2010.19更新完毕开始阅读824558d26f1aff00bed51e65
3?10?50.019??999.72Dum?0.785?0.019Re???1538?2000 核算?3?1.3077?10假设层流成立 选管：ф22×1.5mm
10当流 体以15m/h的流量在10m长,规格为Φ89×4.5mm的水平无缝直圆管内稳定流动时,试计算其压头损失和压
力损失,并判断流体的流动类型。
（流体的密度800kg/m;粘度0.002PaS;λ取0.03,g=9.81m/S）。 解： um?qv1?D24Dum??15/3600?0.829m/s0.785?0.0820.08?0.829?800?26528?4000属湍流0.0023
2
3
Re???Lu2m100.08292Hf???0.03???0.131m
D2g0.082?9.81L?u2m10800?0.8292pf???0.03???1030.86Pa
D20.08211．如图所示两个敞口容器位置，输送20℃的二氯乙烷2m/10min，试求泵所提供的有效压头。
已知：二氯乙烷粘度8.3×10Pa.s，密度1250kg/m,z1=2m,z2=14m,管长共20m, 管子规格φ59×3mm，管路上装0
有90标准弯头10个,全开闸门2个,单向阀1个(ξ取2.0),e取0.3mm. 解：以储罐的液面为1-1′，以高位槽液面为2-2′，以1-1′为基准水平面。 列柏努利方程
2pm2umpm1um12z1???He?Z2??2?Hf?g2g?g2g－4
3
3
因Pm1=Pm2=Pa um1＝um2?0 Z2-Z1=12m 则He=( Z2-Z1)+Hf=12＋hf 阻力计算
管长L=15m 管经：D=53mm
um吸 流速：
qV10?60?1.51m/s??220.785D吸0.785?0.0532
Re?7
Dum???0.053?1.51?12505?1.21?10
8.3?10?45
管件：全开闸阀2个，Le=2×0.35=0.7m 标准弯头10个, Le=10×1.6=16m 则∑Le=16.7m 单向阀
??2;出口??1
e0.3??0.0057 d吸53查表λ
吸
=0.032
um2L?Le20?16.71.512??)?(0.032?3)?＝2.924m 阻力损失：Hf＝(?D2g0.0532?9.81则He=12+Hf=12+2.924=14.924m
12．一圆管输送未知粘度的液体，液体的密度为1050kg/m3，流量为0.15m3/h, 管子的规格为φ57×3.5mm.若在管
长L=15m的管长上测得流体的压头损失20mm液柱,若假设流体的流动型态为滞流,试计算液体的粘度并验证流动型态. 解：
流速 um?qV1?D24?0.15/3600?0.0212m/s 20.785?0.05假设为层流 由
Lum2Hf??, ??64?64?64?
D2gRedum?dum??232?LumLu2m64?LumHf??????D2gDum?D2gD2?g??HfD2?g32Lum20?10?3?0.052?1050?9.81??0.0506Pa?S
32?15?0.0212核算Re?Dum??0.05?0.0212?1050??22?2000
0.05063
假设层流成立
13.用管道输送液体，输液直圆管为φ76×3mm新无缝钢管，输液量qV =25m/h，所送液体的运动粘度ν = 0.6×-623
10m/s，密度ρ=820kg/m。试求直圆管每米管长的压力降。(e取0.2mm) 解：
um?qV1?D24?25/3600?1.805m/s 20.785?0.077 6
Re?Dum???Dum??0.07?1.8055?2.106?10
0.6?10?6e0.2??0.0029 D70查表,
??0.027
L?u2mpf??D22??umpf0.027?820?1.8052???515.23Pa/m L2D2?0.0714 .在20℃下将浓95%乙醇从低位贮槽中用泵送至高位贮罐中，泵入口管路为φ57×3.5mm的无缝钢管1m，泵出口管路由φ38×3mm的无缝钢管9m、出口管路上装有一个全开的截止阀和一个90o标准弯头。管路入口在低位贮槽液面以下2m，低位贮槽内液体表面压力为大气压力，管路出口在低位贮槽液面以上5m，管路出口表压力为20kPa，若流量维持在10m3/h，求泵需提供的有效功率。（20℃浓度95%乙醇的密度ρ=804kg/m3，μ=1.4×10-3Pa·s，e取0.2mm）。 解：以储罐的液面为1-1′，以出口内侧为2-2′，以1-1′为基准水平面。 列柏努利方程
22pm2umpm1um1z1g???We?Z2g??2?hf?2?2
因Pm1=Pa;Pm2=Pa +20000Pa; um1＝0 Z2-Z1=5m
2um2We?(Z?Z)g???hf 21则
?2pm2um吸?qV10/3600??1.415m/s220.785D吸0.785?0.05
um2?qV10/3600??3.456m/s 0.785D220.785?0.03222umWe?(Z2?Z1)g??2?hf?2pm2?5?9.81?吸入管阻力计算 管长L吸=1m; 进口?200003.456??hf?78.898?hf80422
?0.5
管经：D吸=50mm 而
7
um吸?1.415m/s
Re?Dum???0.05?1.415?8044?4.06?10
1.4?10?37
e0.2??0.004 D50查表λ
吸
=0.031
um2L?Le11.4152??)?(0.031?0.5)?＝1.121J/kg 阻力损失：hf吸＝(?D20.052
排出管: 管长9m 管32mm 流速：um2管件：
1个全开截止阀11m 1个标准弯头1m ∑Le排=12m
?3.456m/sm/s
e0.2??0.00625 D排32Re?查表λ则
排
Dum??=0.034
0.032?3.456?8044??6.35?10
1.4?10?3hf排29+123.4526?L?Le?um??????＝0.034＝133.2J5/ k g
D20.0322??则hf=hf吸+ hf排=1.121+133.25=134.371J/kg
We?78.898?hf?78.898?134.371?213.27J/kg
则Pe=We·qV.ρ=213.27×804×10/3600=476.3W
15.若流体在等厚等直径垂直直圆管中稳定流动,试推导一下流动阻力的计算公式－范宁公式。
解：一段等直垂直圆管，管径D，管长L，流速um，压力pm，壁面切应力τw。设流体由上向下稳定流动，沿流体流动方向取两个截面，在1-1’及2-2’ 截面间列柏努利
pm1um12pm2um22Z1???He?Z2???H?f?g2g?g2g因Z1=L，Z2＝0， um1=um2, He=0,H’f为直管阻力；则
pm1?pm2?p???Hf?L?
?g?g1?受力分析:推动力=（p–p）? A=△P’ ??D (方向向下) ．．．．42
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