资源描述
1.(20分)如图所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流动，油的密度长L=3m ,直径d=50mm ,水银压差计测得 R=15.0mm。试求：(1)油在管中的流动形态；(2)油的粘度；(3)若保持相同的平均流速反向流动，压差计读数有何变化？层流：p =920kg/m3 ,管解:_ _ _ 0 25入=0.3164/Re 。入=64/Re；湍流:LP(1)列1截面和2截面间柏努利方程，取 2截面为基准面gZip11P2U1二 gZ2 P2u2 + j2hfhfp1产 Z1 -Z2PD = pDpc = P2 +(Z2 - Za)pg + R p0gPD = pi +(Zi - Z2)pg + (Z2 - Zb)pi - P2 = R ( p 0 - p )g - (Z1 - Z2)pR(P0 - p) g = p1 - p2 + (Z1 - Z2)pg：0 - 7g =0.01513600 -920/、父 9.81 = 2.03 (J/kg)920设管中为湍流:0.31640.25ReL u20.3164-0.25Re2U =2.032-0.25Re2.030.052= 18.7034Re = 1.224 X 105 2000(湍流)油在管中为湍流流动(8分)(2)du P5Re =-=1.224 10110.05 2 9204N=5 =7.5160 一 (Pa s)=0.7516 (cP)1.224 105(4分)（3）列1截面和2截面间柏努利方程，取 2截面为基准面2P2U2P1gZ22=gZ12721：2Ui2hf hf =22Z2 -Zi g汇hf=汇hf|Z2 Zl| = |Z1 Z2|P2 - pi| = |pi - p2|即压差计读数 R不变，但左边低右边高。2.（20 分）如图所示，已知： D = 100mm, d = 50mm形管读数R = 25mm寸，将水从水池中吸入水平管中， 力可忽略）。解：以0截面为基准，列截面1和截面2之间的柏努利方程D 2u2 一 d u12u12g(8分)H = 150mm p 气=1.2kg/m3 。当 U 问此时气体流量V为多少m3/s （阻Pi = p HgRg = 13600 X 0.025 X 9.81 = 3335(Pa)P2 = -H p 水 g = -0.15 X 1000X9.81 = -1472(Pa)_ 22- D 二 du1 二u24422P2 - Pl .区= P2 - Pi . 16u17g2g：g2g/ 215u12 pi - p2Pu1 -2 P1 - p2,15 ：3335 147215 1.2= 23.11(m/s)_ 2-223.11 =0.1814(m3/s) =653.1(m3/h)、，二D23.14 0.12V 二u1 =3. (16分)如图示循环管路，离心泵的安装高度Hg=3m泵特性曲线可近似表示为：H=23-1.43 X 105Q2,式中Q以m3/s表示。吸入管长(包括全部局部阻力的当量长度)为10m,排出管长(包括全部局部阻力的当量长度)为120m,管内径均为50mm假设摩擦系数入=0.02 ,水温20Co试求：(1)管路内的循环水量为多少？(2)泵进、出口压强各为多少？(1)列管路进出口间柏努利方程22gHe ; z22&v H2gz1 = Z2U1 = U2P1 = P2 He =、Hf2gHe28V2 =0.02二 g120 100.055(4V/nd2 22g83.142 9.81V2He = 6.88 X 105 V2H = 23 - 1.43X 105 q2H = He23 1.43X 105 V2 = 6.88 X 105 V2 V = 5.26 X10-3 m3/s = 18.9 m3/h(8分)(2)列进水液面与泵入口处之间柏努利方程222 = H +比生4 g g 2g :?g d 2g4V二d24 5.26 10“一一一 23.14 0.05= 2.68(m/s)Pa Pl = H gPg 十 1 十九.工ll d /Pa-Pi =3x1000x9.81 + 1+0.02x102.682 收m 1000 = 47386 (Pa)(真空度)0.05列进水液面与泵出口处之间柏努利方程2Pa- He=Hg U L , 7gg 2g :gI12u22gH g +四+ 1十九gpg“ I12u2P2 - Pa =：He -Hg 2一 1 十九二Z I1u2 = u1 = 2.68 m/sHe = 6.88 X 105 V2 = 6.88 X105X(5.26X 10-3)2 = 19 (m)P2 Pa =(193*000x9.81 1+0.02M102.682|X0.052 _5父1000 = 1.39父105 (Pa)（表压）（4分）4. （40分）如图所示，用清水泵将池A中水打到高位槽 B中，泵的特性曲线可用 H=250.004Q2表达，式中Q的单位为m3/h,吸入管路的阻力损失为4m水柱，泵出口处装有压力表，泵的阻力损失可忽略。管路为 57 x 3.5mm钢管。管路C处装有一个调节阀， 调节阀在某一开度时的阻力系数1=6.0,两U形管压差计读数 R1=800mm R2=700mm指示液为 CCI4 （密度p 0=1600kg/m3）,连通管指示液面上充满水，水的密度p =1000kg/m3,求：（1）管路中水的流量为多少？（单台泵）（2）泵出口处压力表读数为多少？（单台泵）（3）并联一台相同型号离心泵，写出并联后泵的特性曲线方程；（4）若并联后管路特性曲线方程L=13.5 +0.006Q2,求并联后输水量为多少m3/h由静力学基本方程：Pa = pbpc = pdPe = PfPa = pb = pi + p h h + Rl)gPc =pd = pb-p0 Rig = pi + P(h + Ri)g -P0Rigpe =pf = pd+p(Ri + R) g =pi + p (h+ Ri)g -po Rig +p(Ri +R)gPf =p2 + p(h+ Ri + R R2)g + Po R2gPi + p(h+ Ri) g - p 0 Rig + p (Ri+ R)g =p2 +p(h + Ri+ R R2) g + p 0 R2gAp = p i - p2 = R2 p og - R2Pg + Ri p og - Ri pg=(Ri + R2) ( p 0 -p ) g = (0.8 + 0.7) x ( i600 - i000) x 9.807=8.82 x i03 (Pa)22 p 2 8.82 i03u2 =* =2.946 i000u = i.7i ( m/s)22-Q = d u =0.05 i.7i 3600 =i2.ii44(m3/h)(2)列池面与泵出口压力表截面的柏努利方程Zi2Pi Ui -P2i H乙g 2g:g2“J Hf2gpi = 0 (表)2P2 口u v=H e - z2 - zi -g2gHfHe = H = 25 - 0.004Q2 = 25 - 0.004 Xi2.ii2 = 24.4(m)P2i.7i2号=24.4-2-4 = i8.25 ( m)g2 9.8iP2 = i8.25 p g = i8.25 X i000X 9.8i = i78.9 X i03 ( Pa)(表)(3) H 并=HQ并=2Q1 2Q = Q并代入 H = 25 -0.004Q2n2八2H 并=25-0.004 Q并=250.004父一Q 并12 J4_ 2H 并=250.00iQ 并(4) L = i3.5 + 0.006Q2 H 并=250.00iQ 并 2并联后泵的工作点:_2_213.5 0.006Q 并=250.00Q 并Q 并=40.5 (m3/h)5. (15分)某液体由一敞口贮槽经泵送至精储塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m,流体经换热器白压力损失为0.3kgf/cm2 ,精储塔压强为1kgf/cm2 (表)，排出管路为114X 4mm的钢管，管长为120m (包括局部阻力的当量长度)，流速为1.5m/s , 液体比重为0.96 ,摩擦系数为0.03 ,其它物性参数均与水极为接近。泵吸入管路压力 损失为1m，吸入管径为 114 x 4mm试通过计算，选择下列较合适的离心泵。(2)泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？注：当地大气压为 736mmHg(1)列贮槽液面与塔进口间的柏努利方程Z。2P0 , U0七2g2二 Z2 P2 U2g 2gH f ,0_2U0 = 0Z0 = 0P0 = 0 (表)P2 = 1 kgf/cm 2 = 0.981 x 105Pa (表)Q(m3/h)H(m)(%)Hs (m)2B192216666.03B57A5037.5646.44B919091686.23p = 960kg/m、. l u21201.520.033.89 md 2g 0.106 2 9.81二1i 3.89 :1 3.125 3.89 =8.015(m)二Z2P2g2u22g、H”二12981001.52. . . . .+960 9.812 9.818.015 =30.55 (m)*；： 2 二2 ,一 一 一 _ 3=d u =父 0.106 M1.5M3600 =47.63(m3/h)44(9分)选才i 3B57A型水泵。 Hs =Hs 10.33PaPgJ7736M 133.3、八，cc=6.4 10.33 - I = 6.488(m)960 M 9.81 2Hg =Hs -g s 2g最大垂直距离不能超过一一1.52. H s = 6.488 -1 = 5.373(m)2 9.815.373m。(6分)6.(18分)在如图所示的管路系统中，有一直径为中38X2.5mm长为30m的水平直管段AB,在其中装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C0为0.63 ,流体流经孔板流量计的永久压降为(1)流体流经AB段的压强差；(2)若泵的轴功率为 800观效率为 已知：操作条件下所输送液体的密度为kg/m3。6义104Pa, AB段摩擦系数 入为0.022，试计算:62%求AB段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。870kg/m3, U形管中的指示液为汞，其密度为136002R ：0 - ： g2二C0；d0解：(1) V =C0A03.142V =0.630.0164242 0.6 13600-870 9.813-6.285 ( m3/h)8704V4 6.2852 =2=2.042 (m/s)d23.14 0.0332 3600列A、B间柏努利方程22UApAUBpBgZAgZB八 hf2：2：Za = Zbua = ubPa - Pb = hf“ hf= 110.7 (J/kg)(12 分)l u26 104302.0422 6 104定 +=0.022d 2:0.0332870Pa -Pb =870x110.7 = 96276.9 (Pa)(2)有效功：Ne = N Y = 800X 0.62 = 496 (W)AB 段所消耗的功率：Nf = V p 2 hf = 6.285 X870X 110.7 / 3600 = 168.1 (W)(6分)Nf 168.1100% =33.9%Ne 4967.（18分）在如图所示的管路系统中，用离心泵将40c的油品（p =800 kg/m3 ）由容器A送至罐B,全部管线的直径均为 57X3.5mm,在其中装有孔径为 20mmB勺标准孔板流 量计来测量流量，流量系数C0为0.63 ,今测得孔板流量计读数 R为0.6m,指示液为汞。泵前后压力表读数分别为0.8at和4.8at （两压力表间的垂直距离很小，可忽略）。容器A液面上方压强为0.64at （表），罐B则与大气相通。在操作过程中，A B液面及其上方的压强均保持不变，油品在管内的流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。试求：（1）泵在该流量下的有效扬程（m）;（2）自A至B全部管线的总当量长度（包括局部阻力的当量长度）。解：（1）_ P2 - P1H 4.8 - 0.8 9.81 104800 9.81=50 (m)(4分)（2）列A和B两截面的柏努利方程22zA uA W H = zB uB 虺2 g ：g2g Pg八Hfua = ub = 0Pb = 0 (表)V = Co Ao2R - g3 142V =0.63 0.0224A= C0：d02、4.3m25m4V4 9.77-23.14 0.053600= 1.38 (m/s)H f =HpA - pB ZA -ZBf7g=5040.64 -0 9.81 10800 9.813 - 25 = 36 (m)Z8.l =、Hfd穹-0.05二 36 0.032 9.8121.382= 618(m)(14 分)（20分）用离心泵将密闭储槽中20c的水（密度为 1000kg/m3）通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。两储槽液面高度差为10m,密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg（真），泵进口处真空表 P2读数为294 mmHg （真）。出口管路上装有一孔板流 量计，其孔口直径 d0=70mm流量系数 C0= 0.7, U形管水银压差计读数 R= 170mm已 知管路总能量损失为 44J/kg，试求：（1）出口管路中水的流速；（2）泵出口处压力表 P3 （与图对应）的指示值为多少？（已知 P2与P3相距0.1m）15解：(1) V=C0A0 (AP/ p ) 0.5AP= Rg( p 0 p ) =0.17 X 9.81 X ( 13600 1000) = 2.1 X 104V =0.7 X 0.785 X 0.072 (2X 2.1 X 104/1000 ) 0.5 =0.0174 m3/su =V/(0.785d2) =0.0174/ (0.785 X0.12 ) = 2.22 m/s(8 分)(2)选低位水池的水面为基准面，列 1 1和4- 4两截面的柏努利方程Z1+P1/ p g+u12/2g+H=Z4+P4/ p g+u42/2g+ 二 Hfu1 =u4=0 Z1 =0 P4/ pg = 0H= Z4 +汇 HfP1/p g= 10+44/9.81 +0.6 X13.6 =22.7( mH2Q再选泵入口管所在截面为基准面，列 2-2和3 3两截面的柏努利方程Z2+P2/ p g+u22/2g+H=Z3+P3/ p g+u32/2gP3/ p g = H h0+ u22/2g u32/2g + P2/ p gu3 = u4P3/ p g = H h0+P2/ p g = 22.7 -0.1 0.294 X 13.6 = 18.6(m)P3 = 1000X 9.81 X 18.6 = 1.82 X 105 Pa (表)(12 分)9. （32分）如图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm的钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U形管压差计，测压点与管路出口端之间距离为20m。（1）当闸阀关闭时测得 R = 600mm , h = 1500mm；当闸阀部分开启时，测得 R = 400mm , h = 1400mm ,管路摩擦系数取 0.02,入口处局部阻力系数取 0.5,问每小时从管中流出 水量为多少m3?（2）当阀全开时（取闸阀全开le/d = 15,入=0.018）,测压点B处的压力为多少 Pa （表压）。15mB20m1X(B解：（1）当闸阀全关时，由静力学关系:（ZA + h ） pg = R p 0g得水槽液位高度：ZA = Rp0 /p - h = 0.6 X 13600/1000 -1.5 = 6.66m 列AA与B B截面间柏努利方程H f ,ABPb + hp g = R p 0gPb:gPb0.4 13600 ,土 =-1.4=4.04 (m)g 10002r_Pb_ Ubd 2gA 一 ：g 一 2g1 0.02 15 0.5 UB0.12g2= 4.5UB =6.664.04 = 2.62 2gUb2.62 2 9.81 =3.38m/s4.523=- 0.1 3.38 3600 = 95.5 m /h4（18 分）（2）当阀全开时，列AA与C C截面间柏努利方程Za2gH f,AC2g35u1 0.018 0.018 15 0.5 0.122=8.07 -=6.662g2gUc6.66 2 9.814.02 m/s8.07列AA与B B截面间柏努利方程ZaPbg2UB 八 Hf,AB2gZaPb:g2lU B+ 入一+ q d2gUB = ucPb：g2lU B+ K 一 十 k |d2g115= 6.66 1+0.018父0.1c 4.020.52 9.81Pb=3.2 mPb = 3.2X 1000X9.81 = 3.1392 X 104 （Pa）（表）（14 分）的两端，其读数为 0.142m, （1）两支管的流量比 V2/V1 ; （2）泵的有效功率（kW）。12支管总长（包括当量长度）,（m）42.9100管内径（mm）50100摩擦系数0.0210.018试求:压为0.01962MPa,两容器之间液面差为 7m。泵的特性曲线为 H = 35 T4.4Q2 （H mQ m3/min）。两支管的数据如下表:10. （28分）用一离心泵将密度为 1000kg/m3的溶液从池 A抽出，经一主管后分成两个支管。支管1去罐C,支管2去容器D。已知罐C的真空度为367.8mmHg,容器D的表现将一 U形管压差计（内装四氯化碳，密度为 1603 kg/m3）接到支管1上长4m的直管段口114m7m20解：(1)在U形管上取两等压面 a, bpa = pc + R p CC14g + (Zac - R) pg pb = pd + Zbd p gpa = pbpc + R p CCI4g + (Zac - R) pg = pd + Zbd p g pd - pc + (Zbd - Zac) pg = R( p CCI4 - p )gpd - pc - p gl = R( p CCI4 - p )g列d与c间的柏雾莉方程2一U1-gZd pd2hf =?d12U1-2- ： = pd - pcZd -Zc ：g = Pd - Pc - ：glI 2J D = R :CCIg d122U1P PCCI4 一 .=2R4d1 gZ2U1c c 1603 -1000 =2 0.142 9.810.05Eb = Ec + 2hfi = Edpc2 uC-21000+ E hf20.021 4ui = 1m/sd22U22p - p二 hf1 二-gZd - pd - . 2 l2 U2d2 2=g Zc -Zd pC 二 pD2Udcc” -367.8 133.3 -19620= 9.81 7 1000 2I1 U142.9 120.021-9.031260.05 22U2U2 = 1m/s=2 9.03126 010.018 100VV1U2 A2U1 A1d2(18 分)(2) V =V1 +V2以 2二，2=d1 u1d2 u-2 Ui4(m3/s) = 0.58875(m 3/min)V =0.052 0.1212 = 0.00981254Ne = p gHV = 1000 X 9.81 X 30 X 0.0098125 = 2.888 (kW)(10 分)2U2 一gH 二 hf2H = 35 T4.4Q2 = 35 -14.4X 0.588752 = 30 (m) 11. (20分)如图所示，管路由 (f)57X3.5mm钢管组成，管长18m,有标准直角弯头两个(1= 0.75),闸门阀一个(I = 0.17),直管阻力系数为 0.029, 高位槽内水面距管路出口的垂直距离为9m。试求：(1)管路出口流速及流量；(2)若在管路出口装一直径为25mm的喷嘴，喷嘴的局部阻力系数为1 = 0.5,管路出口流速和流量为 多少？(3)改变喷嘴尺寸，可能获得的最大喷出速度为多少？(设喷嘴 1= 0.5不变)(4)若将流体视为理想流体，安装喷嘴前后流量各为多少?(1)列1 1与22截面间柏努利方程2,22U2l U2U2=十九十工二 2d 22f 、l -gH = 1 + 九一 +I dU22gHT ld、I A = 0.5 Ib = 0.75t c = 0.17Id = 0.75，江 a + t b + tc + Id = 2.17U2= 3.6 m/sI 2M9.81父911 +0.029父吗m+2.17 0.05管内流量 V =d2u2 =314 0.052 3.6 =7.07 10& m3 s = 25.45 m3 h 44 d2 = 0.025m列1 1与22截面间柏努利方程-2U22du：十.式pgHS,20 =6.5 - 10.339.8 1041000 9.8= 6.5-0.33 = 6.17HS,60 =6.5 10.339.8父104 1000x9.8149.4m 133.3* 1000x9.8-0.2444= 6.5 -0.33-1.79 =4.3820c 时:2Hg =Hs -U- - Hf12g= 6.17 -_ _22.222 9.81= 5.72 mh = 4.8m 5.72m安装合适60c时：Hg = 4.38 -0.247 -0.20 = 3.93 (m) He此泵可用(6分)QH ：g90 89.22 1000 9.810.68 3600= 32.18 (kW)用阀门调节所损失的功率Q H - He 7gn90 89.22 - 64 1000 9.81八= 9.100.68 3600(kW)(6分) QQ n2H n ）= iH，nj则泵的特性曲线为2900Q Q=1.115Q26002H = f2900 H r = 1.244H 、2600 J1.244H = 124.5-0.392X 1.115QH = 100 -0.351 Q H = 100 - 0.351 X 90 = 68.41mn=QH；F= 24.67 (kW)90 68.41 1000 9.810.68 3600节约能量为：32.18 -24.67 = 7.51 （ kW）比第（2）问节约能量：7.51/32.18 = 23.3%（6分）17.（17分）某一型号离心泵，用20c清水为介质测量其单台泵特性曲线可近似表示为H = 50 T.i X 106Q2（式中Q的单位为m3/s）。测量时，当流量 Q为20m3/h时，用功率表测得电机所消耗的功率为1.5kW,电动机的效率为93%。泵由电动机通过联轴器直接带动，传动效率为96%。试求此时的轴功率 N和效率Y。若用两台此型号的离心泵从水池向密闭容器供水，适当关闭或开启阀门，两泵即可串联又可并联工作。如图所示，已知水池和容器内液面间的高度差为10m,容器内压强为98.1 kPa （表压），管路总长为20m （包括各种管件的当量长度，但不包括阀门A）,管径为50mm o假设管内流动已进入阻力平方区，其阻力系数入=0.025,若两支路皆很短，其阻力损失可以忽略。当地大气压Pa=1.013X105Pa。试求当阀门A的阻力系数为 1A =100时，哪一种组合方式的输送能力大？解：(1) Q = 20m3/h = 5.56 x 10-3m3/sH = 50 - 1.1 X106Q2 = 50 -1.1 X 106X 5.562X 10-6 = 16 (m) 有效功率：Ne = QH p g = 5.56X 10-3X 16X 1000X 9.81 = 0.873 (kW) 电机功率 =1.5 X 0.93 = 1.395 (kW) 轴功率： N = 1.395 X 0.96 = 1.34 (kW)效率：=Ne 100% 0.873 100% =65.1%N1.34(2)列水池与容器内两液面间的柏努利方程24 4 yp （ X l 尸u2ApZ l 产）、nd2 J 2H 管=AZ + + 儿+1A =AZ + + 九+ 1A -Q为、d 尸g 因、d ,J 2g98.1x103f 20、42八 2H 管=10+ 0.025x+100,zrQ1000M 9.8110.05 J 2x9.81x3.142 x 0.054H 管=20+1.456m106Q2两泵并联时：流量加倍，压头不变。Q并=2Q, H并=H,所以合成特性曲线为6 9并 /1.1X106 _ 25-2H并=501.1x10 M 一 =50Q并 =50 2.75父 10 Q并Q并，所以串联组合可获得较大的流量。18. (18分)一敞口高位水槽 A中水流经一喉径为 14mm的文氏管，将浓碱液槽 B中的碱液(密度为1400kg/m3)抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为 4 57 x3mm,自A至文氏管喉部 M处管路总长(包括所有局部阻力损失的当量长度在内)为 20m,摩擦系数可取0.025。当水流量为8m3/h时，试计算文氏管喉部M处的真空度为多少 mmHg;判断槽B中的浓碱液能否被抽吸入文氏管内(说明判断依据)。如果能被吸入，吸入量的大小于与哪些因素有关？主管道 u=Vs/A=(8/3600)/0.785 X 0.0512=1.09 m/s文氏管喉部 M 处 u2=Vs/A2=(8/3600)/ 0.785 X 0.0142=14.4 m/s 在高位槽水面与M处截面间列柏努利方程得：P2/p g=(Z1 Z2) (u22/2g)入(l/d) (u2/2g)=8 14.42/2g 0.025 (20/0.051) X (1.092/2g) =-3.16mH2O=232mmHg (真空度)h碱p碱=h水p水h 水=1.5X 1400/1000= 2.1mH2O3.16mH2O 故浓碱能被抽吸入管内。在B槽水面与M处水平截面间列柏努利方程得：Pa/ p g=h + (u 2/2g) + P2/ p g + hf 吸(Pa P2) /(pg) =h+ (u2/2g) + hf 吸可见吸入量的大小不仅与M处的真空度、B槽液面与M处的位差有关，而且与吸入管路情况(管径、管长、粗糙度等)有关。19. (18分)如图所示，用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的水面高度保持为10m,输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面0.8m处，孔径为20mm,孔板系数为0.61。管路为(j)57X 3.5mm的钢管，直管长 度和局部阻力当量长度之和(包括孔板局部阻力当量长度)为250m,其中贮水池至孔板前测压点A的直管长度和局部阻力当量长度之和为50m。水的密度为1000kg/m3,水的粘度为1cP。管子为光滑管。U形管中指示液均为水银，其密度为13600 kg/m3。当水的流量为6.86m3/h时，试确定： 水通过泵所获得的外加能量为多少？在孔板前测压点 A处安装的U形管压力计中指示液读数R1为多少？(忽略U形管压力计中水柱的影响)。孔板流量计的U形管中指示液读数 R2为多少？4V4 6.86斛：(1) u=7 =;=0.971 (m/s)二d23.14 0.052 3600Redu：= 0.05 0.971 1000口1 104=4855003164 _ 0.3164c 0.25a cuuc 0.25Re48550= 0.0213列贮水池1-1与高位槽2-2间的柏努利方程，以贮水池液面为基准22gZ1包5 We = gZ2反方hZi = 0Z2 = 10mui = U2 = 0p1 = p2l u2250 0.9712we =gZ2 + 九=9.81 x10 +0.0213Xx= 148.3 (J/kg)d20.052（2）以A点为2 -2截面，列贮水池1-1与截面2 -2间的柏努利方程2-.2 Pi UiP2 U2、，gZ12 We = gZ22 hf1NPi = 0 (表压)Ui = 0Zi =0U2= uZ2= 9.2mp2= Pan工U2Pa =We gZ2 1 + 九 d J2pA =148.3-9.81父 9.2 - 1+0.0213M P500.0509712=47.5353 (J/kg)Pa = 47.5353 X 1000 = 47535.3 (Pa)(表压)47535.313600 -1000 9.81= 38.46(cm)R1 =Pa - Pa: - ： g2：2_ 4 OxA0 = d0 = M0.022 =3.14 父10(m2)4422VP 66.86/3600、1000R2 = T!父；CoAo ) 2(Po - Pfe9.81R2 = 40cm20. （18分）如图所示的输水系统，输水量为 36m3/h,输水管均为。80X 2mm的钢管, 已知水泵吸入管路的阻力损失为 0.2m水柱，压出管路的阻力损失为 0.5m水柱，压出管 路上压力表的读数为 2.5kgf/cm2，试求：水泵的升扬高度（水池和高位槽之间液面差）；若水泵的效率Y = 70%,水泵的轴功率（kW）;水泵吸入管路上真空表的读数（mmHg）。注：当地大气压为 750mmHg 。4.8m解：（1）取各截面如图，1截面为基准面。列1截面与3截面间柏努利方程p1 Z1:g2U1 H =Z32g4V二d2 *4 36_/23.14 0.0763600= 2.2(m/s)U3 = up1 = paU产 0Z1 = 0Z3 = 4.8 + 0.2 = 5 ( m)He一二.H f 1 与He2.5 9.81 104二5 1000 9.812.22 0.2 2 9.81= 30.45 (m)截面与4截面间柏努利方程H f1_4p1 = p4 = paU1= U4= 0Z4 = He -(2 Hf1-2 +NeVH e ；gn36 30.45 9.81 10003600 0.7= 4.27 (kW)（3）列1截面与2截面间柏努利方程22色工=Z2成.U JP - Pz:g2Z2iPg 2g:?g2 g2.22,、Hg=4.8+0.2 = 5.25 (m)2 9.81P1 - p. = 386mmHg真空表读数为 386mmHg21. （15分）用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为9.807父104 N/m2 ,水槽的液面恒定，其上方通大气，水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下，泵对水作的功为317.7 J/kg,管内摩擦系数为0.018,吸入和压出管路总长为110m（包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度）输送管尺寸为* 108父4mm,水的密度为1000kg/m3,求输水量为多少 m3/h?由 P , P1 , u1 ,7.P2*U2*kh由 gZl 二万也=gZ2 T 万八hf1NZi = 0 ,Pi （表）=0 ,ui = 0一 hfi_2= 0.018100 u20.122二9u2317.7 = 9.8 20 +9.807 104 u22- 9u2100029.5u2 = 23.63 u = 1.58 m/sd2 u =0.12 1.58 3600 = 44.65 m3/h4422. （18分）用一离心泵将密度为 800kg/m3的煤油从罐 A送至塔B顶作吸收剂。已知罐A上方通大气，塔B内压力为0.03MPa （表），管线全长350m （包括除阀K以外的 全部直管及管件的当量长度），管线规格全为 中57 x 3.5mm,摩擦系数可视为常数入=0.02,入塔管口与罐 A液面的垂直距离为 20m。泵的特性曲线为 H = 40 -0.075Q2 （ H-m, Q-m3/h）o阀K全开时的输送量为 8.48 m3/h。试求：1 .阀K全开时的局部阻力系数及当量长度；2 .若K开度不变，应在直管段多长范围内并联一根等长等径的管子，可使煤油流量增加5%。解：（1）H = 40 - 0.075Q2 = 40 -0.075X 8.482 = 34.6 (m)4Q4 8.483.14 0.052 3600= 1.2(m/s)列截面1与截面2间的柏努利方程Pi2u1一H2g=Z22P2u2T- Zi = 0Pi = 0 (表)2gd 2g2 uK T-2gui = 0U2 = u- Z2P2HfK2gK = H fK2gHfKled 2gle =0.428752g0.03 106= 34.6 -20 -800 9.811+0.02M3501.22= 0.42875 (m)0.05 2 9.81= 0.428752 9.811.22le =H2 9.81 0.05_ 20.02 1.2= 5.842gdfK 2= 14.6 (m)(8分)(2) Q = 1.05Q = 1.05 X 8.48 = 8.904 (m3/h)H = 40 -0.075Q 2 = 40。075 X 8.9042 = 34.05 (m)4Q4 8.904-23.14 0.053600= 1.26 (m/s)2ul.2gh、z22ul=Z2三.J1 d二Z2“ l1 1 d4 d 2g=Z22g+ 1+,日2g2gd 2g-2 u
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