演习及小测PPT课件

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1、第七节 单元演习及小测第一章 流体流动作业：思考题作业：思考题6 64 4，6 65 5 单元演习 小 测例例1：如右图所示，流体如右图所示，流体在等径直管中右下在等径直管中右下向上流动，在截面向上流动，在截面1、2处连接处连接U形测形测压管，同时接压力压管，同时接压力表。问：表。问：1.压差计读数压差计读数R表示什么？表示什么？2.若流量不变，流向变为从上向下，压若流量不变，流向变为从上向下，压差计读数如何变化？差计读数如何变化？p1p212uRZ0第一章 流体流动解：解：首先依据静压方程首先依据静压方程求压差计读数求压差计读数R：1122()ipg ZRg Rpg Z )()(1212ZZ

2、gppRip1p212uRZ0再依据伯努力方程列式，有：再依据伯努力方程列式，有：注意：沿流动方向列方程！注意：沿流动方向列方程！gudlZgugpZgugp222212112222由于管径不变，由于管径不变，u1u2u121222ZZgppgudlgudlRi2)(2第一章 流体流动此式表明，这种情况下，压差计的读数此式表明，这种情况下，压差计的读数表示了这段管路沿程阻力的大小。表示了这段管路沿程阻力的大小。如果流向相反，则沿程阻力的符号相反，如果流向相反，则沿程阻力的符号相反，R值也相反，但大小不变。值也相反，但大小不变。例例2：用泵将：用泵将15 的水从一的水从一个大贮水池送至一敞口容器

3、，个大贮水池送至一敞口容器，如右图所示。槽内的水面高如右图所示。槽内的水面高于池中水面于池中水面50m，且水面维，且水面维持不变，管道内径为持不变，管道内径为76mm，泵的输水量为泵的输水量为34m3/h，管道，管道总摩擦损失为总摩擦损失为105J/Kg，如，如果泵和电机的总效率为果泵和电机的总效率为55%，试问电机所需要的功率为多试问电机所需要的功率为多少？少？50m7.6m3m11442233第一章 流体流动解题思路：解题思路：ehgmN其中，其中，m为输送流体的质量流率为输送流体的质量流率,可由输水可由输水量求得；量求得；he为离心泵提供的压头，需由伯努利方程为离心泵提供的压头，需由伯努

4、利方程求得。求得。为泵和电机的总效率、为泵和电机的总效率、g 为重力加速度，为重力加速度，均已知；均已知；电机功率电机功率解：解：选择截面列伯努利方程，选择截面列伯努利方程，可供选择的截面有：可供选择的截面有：1 11 1、4 44 4截面；截面；2 22 2、4 44 4截面；截面；1 11 1、3 33 3截面；截面；2 22 2、3 33 3截面；截面；首先以首先以1 11 1、4 44 4截面截面为例，介绍一下为例，介绍一下h he e的求的求解过程。解过程。fehZgugphZgugp4244121122第一章 流体流动50m7.6m3m11442233则：则：004141uupp4

5、141 /effhZZhZZWgmhe7.6081.9/10550kwwhgVhgmNese2.1010023.13600450m7.6m3m11442233再以再以11、33(管外侧管外侧)截截面为例，介绍一下面为例，介绍一下he的求解的求解过程。过程。211123332 2efpuZhggpuZhgg003134344341uuZZgZZgpppp已知：已知：第一章 流体流动50m7.6m3m11442233代入伯努力方程，有：代入伯努力方程，有：ffehZhZgZZghZ43341)(gWZZhZZhffe/1414mhe7.6081.9/10550因此，因此，kwwhgVhgmNese

6、2.1010023.136004选择管内侧和管外侧选择管内侧和管外侧为衡算截面的区别？为衡算截面的区别？如右图所示，如果选择如右图所示，如果选择出口管内侧为出口管内侧为3-3衡算截衡算截面，则：面，则：截面上的速度为管道内的流速，压力为截截面上的速度为管道内的流速，压力为截面上的压力，出口阻力为零。面上的压力，出口阻力为零。50m7.6m3m11442233fehZgugphZgugp3233121122第一章 流体流动如果选择管外侧为衡算如果选择管外侧为衡算截面，则：截面，则：由于截面的面积较大，截由于截面的面积较大，截面上的速度为零，压力为面上的速度为零，压力为截面上的压力，与选择管截面上

7、的压力，与选择管内侧为衡算截面的压力相内侧为衡算截面的压力相同；出口阻力为一倍速度同；出口阻力为一倍速度头。头。fehguZgphZgugp222333121150m7.6m3m11442233可以看出，对于实际管路，选择出口内侧为截可以看出，对于实际管路，选择出口内侧为截面和选择出口外侧为截面是相同的。面和选择出口外侧为截面是相同的。但对于理想管路则有差别，为什么？但对于理想管路则有差别，为什么？理想管路不考虑出口阻力，需理想管路不考虑出口阻力，需要选择出口内侧为衡算截面才要选择出口内侧为衡算截面才能正确列出伯努利方程，如右能正确列出伯努利方程，如右图：图：11222222121122Zgu

8、gpZgugp21pp 01u)(2212ZZgu第一章 流体流动否则，否则，22,22121122ZgugpZgugpo01u21pp 0,2ou有：有：21ZZ 错误！错误！第一章 流体流动高位槽内贮有高位槽内贮有20 的水，水的水，水深深1m1m，并维持不变。高位槽，并维持不变。高位槽底部接一长底部接一长12m12m、直径、直径100mm100mm的垂直管。若假定管内的阻的垂直管。若假定管内的阻力系数为，试求：力系数为，试求：1.1.管内流量和管内出现的最管内流量和管内出现的最低压强。低压强。2.2.若将垂直管路无限延长，若将垂直管路无限延长，管内流量和管内出现的最低管内流量和管内出现的

9、最低压强有何变化。压强有何变化。1122 BC第一章 流体流动例例3：解：解：选择选择11、22截面，列伯努利方程，有：截面，列伯努利方程，有：gugudlguZgpZgugp2225.02222221211122()8.1/10.5g ZZum sl d smudV/0634.01.8)4/1.014.3()4/(322管内流量为：管内流量为：1122 BC为求解最低压强，在垂直管路中，任取一点为求解最低压强，在垂直管路中，任取一点C，在在C截面和截面和2-2截面之间列伯努利方程，有：截面之间列伯努利方程，有：gugudZZZgpZgugpCCC2222222220)211(2gudZgpc

10、c0331.02112gud可知，位置越高，压强越低，故可知，位置越高，压强越低，故B点点(入口入口内侧内侧)压强最低。压强最低。由于：由于：第一章 流体流动0)211(2gudZgpBB由下式可求得由下式可求得B点点(入口内侧入口内侧)压强：压强：241(1)2 3.896 10()BBaupgZdgP 表压)(10236.64绝压aP第一章 流体流动若管长无限延长，则下式取极若管长无限延长，则下式取极限，有：限，有：122()10.52()10.52 9.9/gZZul dglhl dgmdsmudV/0777.09.9)4/1.014.3()4/(322管内流量为：管内流量为：1122

11、BC若管长无限延长，则有：若管长无限延长，则有：02112gudBZ)211(2gudZgpBB无法依据下式进行计算：无法依据下式进行计算：如何处理？如何处理？第一章 流体流动 此时可以考虑在此时可以考虑在11截面和截面和B截面截面(入口内侧入口内侧)列伯努力方程：列伯努力方程：guguZgpZgugpBB225.02221211有：有：2144(1.5)2 6.37 10(3.76 10(BBaaupg ZZgPP 表压）绝压）1122 BC单元测验单元测验在内径为在内径为100mm的水平钢管内输送盐水，的水平钢管内输送盐水，1100kg/m3，钢管，钢管mm，每每100m钢管的压力损失，折算成压头损失。钢管的压力损失，折算成压头损失。一一.由于管路腐蚀，两年后钢管绝对粗糙度由于管路腐蚀，两年后钢管绝对粗糙度增至原来的增至原来的10倍，试求此时的压力损失。倍，试求此时的压力损失。求：求：右图所示，水由高右图所示，水由高位槽经管道从喷嘴位槽经管道从喷嘴流出，已知流出，已知d1=125mm，d2=100mm，喷嘴，喷嘴d3=75mm，压差计，压差计读数为读数为80mmHg，若忽略阻力损失，若忽略阻力损失，求求H和和pA(表压表压)80mmd1d2d3pAH二二.