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1、-流体流动与输送机械习题课一、书130*工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m，相对粗糙度为0.0004。烟气在烟囱的平均温度为200，此温度下烟气的密度为0.67kg/m3，黏度0.026mPs，烟气流量80000m3/h。在烟囱高度围，外界大气的平均密度1.15kg/m3，烟囱底部的压强低于地面大气压0.2kPa，1求此烟囱应有多少高度.2试讨论用烟囱排气的必要条件是什么.3提高吸气量，在设计上应采取什么措施.答案见敏恒习题答案。二、化工原理习题指导书p45 151用压缩空气将密度为1200 kg/m3的碱液自低位槽送至高位槽，两槽的液面维持恒定。管子规格为603.5mm，各
2、管段的能量损失分别为，J/kgu为碱液在管的流速。两U形压差计中的指示液均为水银，R1=60mm, h=100mm。试求1压缩空气的压力p1；2U形压差计读数R2。 附图4m12m解：1在低位槽1与高位槽2间列柏努利方程表压2在低位槽1与B处3间列柏努利方程表压由静力学方程三如图示常温水由加压贮槽A以2.94kg/s的质量流量流向敞口高位槽B，两槽液面恒定，液面间距为4.43m，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，管道为f573.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度不包括截止阀总和为60m，截止阀在此开度时的局部阻力系数x=7.5。设系统为完全湍流，管路摩擦系数l为0.026，汞的密度为136
3、00 kg / m3，水的密度为1000kg/ m3。求：1加压贮槽A液面上方所需表压为多少kPa.2阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2(mm)；3假设将阀门关小，现读得孔板流量计的读数R1为原来的0.81倍，设系统仍为完全湍流，l近似不变，孔板流量计的孔流系数不变，求流速为原来的多少倍.截止阀阻力系数x变为多少.4定性分析阀门前a点的压强如何变化.给出结论及分析过程解答：(1)以截面1为基准水平面，在1截面与2截面间列B.E 2R2=8438/13600-10009.81=0.068341-a面间列B.E由上计算知：关小阀门后，流速减少，四、*型号的离心泵，在一定的转速下，在输送围，其压
4、头与流量的关系可用H186105Q2 H单位为m，Q单位为m3/s来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽均为敞口，且水面维持恒定。管路系统的总长为20m包括所有局部阻力的当量长度,管子的规格f463mm，摩擦系数可取为0.02，试计算：1输水量m3/h；2假设泵的效率为65，水的密度为1000kg/m3，离心泵在运转时的轴功率KW；3假设将输送系统的高位槽改为密闭容器，其水面上方的压强为0.5kgf/cm2(表压)，其它条件均不变，试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化不必计算，用公式与特性曲线图示说明解答：五、化工原理习题指导书p46 159 附图10 如附图所示，高位槽
5、中水分别从BC与BD两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m。AB管段的径为38mm、长为28m；BC与BD支管的径一样，均为32mm，长度分别为12m、 15m以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度。各段摩擦系数均可取为0.03。试求：1BC支路阀门全关而BD支路阀门全开时的流量；2BC支路与BD支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。 解：1在高位槽液面与BD管出口外侧列柏努利方程： 简化 ： 而 化简 又由连续性方程： 代入上式： 解得： 流量： 2当 BD，BC支路阀均全开时：C ，D出口状态完全一样，分支管路形如并联管路， (1)又 = (2)在高位槽液
6、面与BD出口列柏努利方程： (3)将2代入3式中：解得：流量：六、化工原理习题指导p44 147如附图所示，水由高位槽经管道从喷嘴流入大气，水槽中水位恒定。d1=125mm ，d2=100mm ，喷嘴径d3=75mm，U形压差计的读数R80mmHg。假设忽略水在管路中的流动阻力，求水槽的高度H及喷嘴前压力表读数。解：在12截面间列柏努利方程即 1由连续性方程 2将2代入1中，喷嘴处流速： 在水槽与喷嘴出口处列柏努利方程，并简化在喷嘴前后列柏努利方程，并简化 附图R1R215m喷嘴处压力：表压七、化工原理习题指导p47 162如下列图的输水实验装置，泵进、出管路直径一样，径均为65mm，两水池液面间的垂直距离为15m，孔板流量计的孔径为25mm，流量系数为0.62。已测得孔板流量计U形压差计R10.4m，泵进、出口间U形压差计R21.5m，指示液均为汞。试求：1泵的有效功率；2管路系统的总压头损失；3写出此管路特性方程。解：1在泵进、出口间列柏努利方程，简化得流量：有效功率：2在两液面间列柏努利方程，简化得3设管路特性方程为 将代入，得 所以管路特性方程为 . z.
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