发布时间 : 星期一 文章流体力学流体机械习题更新完毕开始阅读d742aa20dd36a32d737581fb
H＝ΔZ＋∑Hf1-2＝18＋1＋3＝22m ∴N轴＝QHρ/（102η）
＝(30/3600)×22×1000/(102×0.6)＝3kw Hg 允＝Hs 允－U2/2ｇ－Hf 吸 ＝6－1＝5m＞2m
∵Hg 实＜Hg 允 ∴安装高度合适。
23.现有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度Hs＝6m，用来输送20℃的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为1.5 mH2O，当地大气压为10mH2O，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米？
【解】 Hg ＝Hs －u12/2ｇ－∑ｈf0-1 ＝6－1.5 ＝4.5m
安装高度为4.5m。实际安装高度=4.5-0.5=4m
24.密度为1200kg/m3的盐水，以25m3/h的流量流过内径为75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为30 m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25％。试求泵的轴功率。 假设：（1）摩擦系数λ＝0.03；（2）泵的效率η＝0.6
【解】 Z1＋ｕ12/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ22/2ｇ＋P2/ρg+∑Hf Z1＝0，Z2＝30m，ｕ1≈0，ｕ2≈0，P1＝P2 ∴He＝Z2＋∑Hf＝30＋∑Hf
∑Hf＝（λ×ｌ/d×ｕ2/2ｇ）×1.25
ｕ＝V/A＝25/[3600×0.785×（0.07 5）2] ＝1.573m/s
∑Hf＝（0.03×120/0.075×1.5732/（2×9.81）×1.25 ＝7.567m盐水柱 He＝30＋7.567＝37.567m Ne＝QeHeρｇ
＝25/3600×37.567×1200×9.81＝3071w N轴＝Ne/η＝3071/0.6＝5118w
25.用泵将比重为0.85的某液体从低位槽打到高位槽。低位槽距地面高2m，管子出口距地面高20 m，管路阻力损失为30 J/kg，泵入口流速为0.915 m/s，入口管径为φ 89×6 mm 出口管径为φ60×4mm，求泵有效功率。
【解】在低位槽液面与管子出口截面列柏努利方程得： We=g(Z2-Z1)+(P2-P1)/ρ+(u22-u12)/2+hf
=9.81×18+0+0.9152 [（77/52）4-1]/2+30 =208.6 J/kg
Ne=WeρQ=208.6×850×0.915π×(0.077) 1/4=755w
26.有一输水管路，水由输水主管进入两支管。已知：输水主管内径d 0 =200mm,两根支管的流量为
V1?40m3/h，V2?80m3/h,若要求两支管流速均比主管流速大50%，试求：
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（1）输水主管中的流速u2为多少？
（2）输水管路中两支管的内径d1，d2各为多少？
【解】⑴求输水主管中的流速，主管的流量应为两只管流量之和
V0?V1?V2?40?80?120m3/h
u0?V0?4?d02120?1.06m/s
3600?0.785?0.22（2）求两支管的直经，依题意
u1 =u2=1.5u0=1.59m/s d1?V1?4?u140?0.094m
3600?0.785?1.59同理可求d2?0.133m?133mm
27.喷射泵入水管的内径是20mm,水的体积流量是0.339m/h,进水压强是5公斤/厘米（绝对压强）。喷嘴内径是2mm。在喷嘴处可以产生多大的真空度？设水的密度为1000kg/m，水流经喷嘴没有阻力损失，入水口和喷嘴间的位差可忽略不计。
【解】取入水口处为1－1截面，喷嘴处为2－2截面间列柏努利方程：
2u12p2u2 gZ1???gZ2???2?2332p1忽略两截面间的位差，则 Z1?Z2 u1?0.3393600??4?0.3m/s
?0.022同理可求 u2?30m /?p2?p1??122(u1?u2)22(u12?u2)?5?9.81?104?p2?p1??21000(0.32?302)?40.5kPa2
喷嘴处的真空度为 101.3－40.5＝60.8kPa
28.在内径为250mm的管道上安装一个开孔直径79mm的孔板，管道中流动的是20℃的水，若水的体
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积流量是70.6m3/h，问U形管压差计的液面高度差是多少？U形管压差计指示液密度为13600 kg/m，孔流系数C0=0.625。
【解】水流过孔板孔口处的流速为：
3u0?v?4?3600?70.62d0?4?4m/s
?0.0792由孔板流量计计算式
u0?C02gR(?0??)?2?u01000?42 ?R??2g(?0??)C022?9.81(13600?1000)?0.6252 ＝0.166m
29.转子流量计的转子由硬铝（比重为2.7）制成，测量101.3kPa和25℃的空气流量，在读数为R时空气流量为300m/h。
（1）转子形状不变，改用不锈钢（比重8.2）制成，若读数不变，相应的空气流量为多少？
（2）若为不锈钢转子，测量101.3kPa和25℃的二氧化硫气体，求读数为R时的二氧化硫流量。 （3）若（2）中二氧化硫为202.6kPa，求读数为R时的二氧化硫流量。 【解】（1）转子形状不变，改用不锈钢（比重8.2）读数不变。 V＝CRAR32gvf(?f??)Af?
读数不变时，环隙截面积AR不变，同时CR,Vf,?及Af均不变，则
V2? V1?R1???R2???8200?1.74 2700 ?V2?1.74V1?1.74?300?522m/h
（2）不锈钢转子，测量101.3kPa和25C的二氧化硫，读数不变二氧化硫的密度为：
03?s＝
64273??2.62kg/m3 22.429829273??1.19kg/m3 22.4298空气密度为： ?a?因CR,AR,?f及Af皆不变，故
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Vs?Va?a1.19??0.67 ?s2.26?Vs?0.67Va?0.67?522?350m3/h
（3）若（2）二氧化硫为202.6kPa,则二氧化硫的密度?s2为
?s2?2?2.62?5.24kg/m3
Vs2?Vs
?s1??0.707?s22
?Vs2?0.70V7735?024.57m3/hs?0.70?
30.试计算以120kg/h的流量流过的氢气导管的直径。已知管路长1000m,所允许的压强降△p=110毫米水柱，氢气的密度ρ=0.0825kg/m,沿程阻力系数λ=0.03.
【解】 氢气导管长1000m其所消耗的压强降?pf?110毫米水柱，此压强降主要用来克服直管阻力，即
3l?u2 ?pf??hf??
d2u?而
V?4?d24w??d2
l?4w28?lw2??pf???()?d2??d2??2d5 ?pf?110毫米水柱＝
0.110?101.3?103Pa?1.08?103Pa 10.331202)28?lw53600?3.03?10?4 d??22???pf0.0825???1.08?1038?0.03?1000?(8 故 d?0.19m
31.现测得某离心泵的排水量为12m/h,泵出口处压强表的读数为3.8公斤（力）/厘米（表压），泵入口处真空表的读数为200mm汞柱，轴功率为2.3kW。压强表和真空表两测压点的垂直距离为0.4m。吸
入管和压出管的内径分别为68mm和41mm.。大气压强为760毫米汞柱。试求此泵产生的压头及其效率。
【解】泵产生的压头可由下式计算
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2u2?u12 H?h0?H2?H1?
2g由题意：h0?0.4m H2?3.8kg/cm2?3.8?10?38m H1??200mmH?g?0.2?13.6??2.72m
u1?
V?4?3600?1213d2?4?0.92m/s
?0.0682?2.53m/su2?3600?将上述数据代入
?4?0.04122.532?0.922H?0.4?3.8?(?2.72)??41.4m2?9.81QH? ?N?
102?QH?12?41.4?1000?????58.82N3600?102?2.3
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