计算题（修订版）

1. 流体流动-计算题（题目）

[96] j01b10094

在实验室流体沿程阻力测定装置上，对内径d=42mm的无缝钢管进行测试。流体为20℃的水

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(?=10kg/m，?=1.0cP)，测试段管长L=1.5m。当流量为11m/h时，倒U形压差计(水面上侧为空气，空气

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密度?i?4.4kg/m)读数为170mm，试计算由此算得的摩擦系数?与按布拉修斯公式算得的?光的相对误差。

[99] j01b10099

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某油品在?89 ?４mm的无缝钢管中流动。在Ａ和Ｂ的截面处分别测得表压强p1＝15.2?10Pa，p2＝

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14.8?10Pa。试计算管路中油品的流量。已知：Ａ、Ｂ间长为40m，其间还有2个90°弯头(每个弯头的当

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量长度Le＝35d)，?油＝820kg/m，μ油＝121cp。

[100] j01b10103

如图所示的管路系统中，有一直径为φ38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB，在其中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降为6×104 Pa，AB段摩擦系数λ取为0.022，试计算：

⑴液体流经AB段的压强差；

⑵若泵的轴功率为800W，效率为62%，求AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。已知：操作条件下液体的密度为870kg/m3 ，U形管中的指示液为汞，其密度

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为13.6×10 kg/m3。

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uo =Co [2gR(ρi-ρ)/ρ]0.5 = 0.63[2×0.6×9.81(13.6×10-870)/870] 0.5 =8.27m/s ；

u=(do /d) 2 uo =(16.4/33) 2 ×8.27=2.043m/s；W=2.043×[(π/4)×0.0332 ]×870=1.52kg/s； ⑴流体流经AB段的压强差

在A与B两截面间列伯努利方程(管中心线为基准面)：

ZA g+(pA /ρ)+(uA 2 /2)=ZB g+(pB /ρ)+(uB 2 /2)+Σhf ；ZA =ZB；uA =uB；

Σhf =λ(L/d)(u2 /2)+(6×104 /ρ)=0.022×(30/0.033)×(2.0432 /2)+(6×104 /870)=111J/kg；

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1. 流体流动-计算题（题目）

∴pA -pB =ρΣhf =870×111=9.66×10Pa；

⑵Ne=800×0.62=496W；AB段所消耗的功率 Nf=WΣhf =1.52×111=168.7W ∴Nf/Ne=168.7/496=0.34=34％ [102] j01b15061

如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔,泵吸入管路为φ108×4mm，长2m的钢管。泵压出管路为φ76×3mm,长30m的钢管, 压出管路上装有标准阀一只，闸阀一只，90℃弯头4 只。在压出管路上还装有孔

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板流量计，孔板孔径为40mm，孔流系数Co=0.62，水银压差计读数R=456mm。吸收塔喷咀处压力为0.5kgf/cm

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(表压)，碱液密度ρ=1100kg/m，泵的效率η=0.6，直管阻力系数λ=0.02(吸入、压出管道近似取相同值)，弯头ζ=0.75，标准阀ζ=6，闸阀ζ=0.17，孔板ζ=8，试求泵所需功率。

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Ｖ=(π/4)×0.042×0.62[2g×0.456×(13.6×103-1100)/1100] 0.5=0.00786m3/s u1=0.00786/[(π/4)×0.12]=1.0m/s u2=1.0×(0.1/0.07) 2=2.04m/s

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ΣHf =(0.02×2/0.1+0.5)×1.0/2g+(0.02×30/0.07+4×0.75+6+0.17+8)×2.04/2g

=5.51m

He=5.51+(20-1.5)+0.5×104/1100+2.042/2g=28.77m Na=28.77×0.00786×1100×9.81/(103×0.6)=4.07kw [103] j01b15073

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用泵将密度为850kg/m，黏度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中，升扬高度为20m。输送管路为φ108×4mm的钢管，总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当量长度)。管路上装有孔径为80mm

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的孔板以测定流量，其U形油水压差计的读数R=500mm。孔流系数Co=0.62，水的密度为1000kg/m。试求:

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⑴输油量是多少m/h?

⑵若泵的效率为0.55，计算泵的轴功率。

0.5

⑴u0=Co[2gR(ρi-ρ)/ρ] =0.62[2×9.81×0.5×(1000-850)/850]=0.816m/s

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Vh =0.816×0.785×(0.08)×3600=14.76m/h

2-3

⑵u=0.816×(80/100)=0.522m/s Re=0.1×0.522×850/(190×10)=234<2300

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λ=64/Re=64/234=0.274 Σhf =0.274×(1000/0.1)×(0.522/2)=373.3J/kg We=20×9.81+373.3=569.5J/kg Na=We·w/η=569.5×(14.76×850/3600)/(1000×0.55)=3.61kw

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1. 流体流动-计算题（题目）

[104] j01b15086

有二个敞口水槽，其底部用一水管相连, 水从一水槽经水管流入另一水槽, 水管内径0.1m,管长100m, 管路中有两个90°弯头, 一个全开球阀, 如将球阀拆除, 而管长及液面差H等其他条件均保持不变, 试问

管路中的流量能增加百分之几? 设摩擦系数λ为常数,λ=0.023, 90°弯头阻力系数ζ=0.75，全开球阀阻力系数ζ=6.4。(须考虑突然缩小及突然扩大局部阻力)

[106] j01b15092 如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm，h=1.8m。 求：⑴阀门全开时的流量

⑵阀门全开时B处的表压(阀全开时Le/d=15，入管口及出管口的阻力系数分别为0.5及1.0，设摩擦系数λ=0.018)

阀关时：(ZA+1.8)×1000=0.5×13600 ZA=5m

⑴阀全开：对A-A和C-C截面列伯努利方程：gZA+pA/ρ+uA/2=gZc+pC/ρ+uc/2+ΣhA-B, 取Zc=0(基准面),

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9.81×5=[0.018(50/0.1+15)+1+0.5](u/2) 解出：u=3.02m/s

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V=(π/4)×0.1×3.02×3600=85.4m/h

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2

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1. 流体流动-计算题（题目）

⑵对A-A到B-B截面列伯努利方程：gZA=(pB/ρ)+(uB/2)+ΣhA-B

9.81×5=(pB/ρ)+(3.02/2)+(0.018×30/0.1+0.5)3.02/2 解出pB=1.76×10N/m（表）

[107] j01b15179

如图所示,用内径d=100mm的管道,从水箱中引水。如水箱中水面恒定,水面高出管道出口中心高度H=4m,忽略水箱入管道的入口阻力损失,水在管内流动损失沿管长均匀发生,

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Σhf A-B=3u/(2g)。求:

(1)水在管内的流速u及流量V ；

(2)管道中点处M的静压强P。

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[111] j01b15185

喷水泉的喷嘴为截头圆锥形,其长度L=0.5m,其两端的直径d1=40mm,d2=20mm,竖直装置。若把表压为

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9.807×10N/m的水引入喷嘴,而喷嘴的阻力损失为1.5mH2O,如不计空气阻力,试求喷出的流量和射流的上

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升高度。水的密度为1000kg/m。

[112] j01b15186

有一内径为ｄ=50mm的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板的孔流系数Ｃ0=0.62，孔板内孔直径ｄ0=25mm，Ｕ形压差计的指示液为汞：

（１）Ｕ形压差计读数Ｒ=200mm，问水的流量为多少？

（２）Ｕ形压差计的最大读数Ｒmax=800mm，问能测量的最大水流量为多少?

（３）若用上述Ｕ形压差计，当需测

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量的最大水流量为Ｖmax=30m／ｈ时，则孔板的孔径应该用多大？（假设孔板的孔流

系数不变）

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