第1章 疑難習(xí)題解答

1、習(xí)題解答113用?168mm9mm的鋼管輸送原油。管線總長(zhǎng)100km油量為60000kgh，油管最大抗壓能力為1.57107Pa。已知50℃時(shí)油的密度為890kgm3粘度為181cp。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)。問(wèn)：為完成上述輸油任務(wù)中途需設(shè)幾個(gè)加壓站(1個(gè))【解】u=VA=w(ρA)=60000(36008900.7850.152)=1.06ms在起點(diǎn)終點(diǎn)建立伯努利方程，有，2211221222efpupuzgWzgh??

2、????????由于z1=z2，u1=u2=u，22efulWhd????Re=ρudμ=8901.060.15(181103)=7821，取n=2即，中途至少應(yīng)再設(shè)一個(gè)加壓站【注】本題中，完成總長(zhǎng)100km的輸送任務(wù)需要的壓力至少為Δp=2.72107Pa，而管道能夠承受的壓力不得超過(guò)1.57107Pa，不能一次加壓，至少分成2次加壓，所以中途至少設(shè)一個(gè)加壓站。115一高位牛奶貯槽通過(guò)管子向下面的配料槽供料。兩個(gè)槽內(nèi)液面的高度差為2.

3、5m，管路由?38mm2.5mm的無(wú)縫鋼管組成，管路全長(zhǎng)40m，其間有2個(gè)90彎頭，一個(gè)截止閥調(diào)節(jié)流量。管壁粗糙度為0.15mm，求牛奶流量。牛奶的密度為1030kgm3，黏度為2.12mPa.s。(3.171m3h)【解】貯槽配料槽間的位置關(guān)系及管道如右圖所示。以配料槽液面為基準(zhǔn)面，建立貯槽液面—配料槽液面的伯努利方程，有fehpugzWpugz??????????2222121122已知u1=u2=0，z1=2.5，z2=0，p1=

4、p2=0(表壓)，We=0，代入伯努利方程，得：2.5fhg??已知局部阻力系數(shù)為：一只截止閥0.95，兩只90彎頭20.75，管道入口0.5，管道出口1.0，則。95.3???，u為管道中牛奶的流速。22240()(3.9)(1212.123.9)20.03322fluuuhd????????????依題意，，整理，得2(1212.123.9)2.52ug???(a)2(1212.123.9)549.05ug????設(shè)λ＝0.025，

5、由式(a)解出u=1.19ms；計(jì)算Re=1.92104，2.5m貯槽配料槽其中：22ss()4jVuDd????2230.50.785(0.10.04)0.0033ms?????223jj200.7850.040.0251ms4jVud???????所以V2=VsVj＝0.0033＋0.0251＝0.0284m3s22220.02843.62ms0.7850.1VuA????2)由1截面至2截面列動(dòng)量守恒方程動(dòng)量守恒方程，則ssjju

6、VuVuVApp???????2221)(所以，2122()jjssppVuVuVuA?????即，32121000(0.0251203.30100.50.02843.26)52365Pa0.7850.1pp???????????由流體靜力學(xué)，知，21()ppRg????水水所以21523650.4236m423.6mm()(136001000)9.81ppRg??????????水【注】本題1)問(wèn)：質(zhì)量守恒定理要根據(jù)具體情況，靈活運(yùn)用

7、，切不可生搬硬套；2)問(wèn)：動(dòng)量守恒原理運(yùn)用。由于在1截面上存在兩股流體混合，混合時(shí)產(chǎn)生碰撞，有能量損失，因此，機(jī)械能不守恒。118如圖所示，從自來(lái)水總管接一管段AB向工廠供水，在B處分成兩路各通向一樓和二樓。兩支路各安裝一截止閥，出口分別為C和D。已知管段AB、BC和BD的長(zhǎng)度分別為100m、10m和20m(包括直管長(zhǎng)度及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度)，管內(nèi)徑皆為30mm。假定總管在A處的表壓為0.343Mpa，不考慮分支點(diǎn)B

8、處的動(dòng)量交換和能量損失，且可認(rèn)為各管段內(nèi)的流動(dòng)均進(jìn)入阻力平方區(qū)，摩擦系數(shù)皆為0.03，試求：1)D閥關(guān)閉，C閥全開(kāi)(ξ＝6.4)時(shí)，BC管的流量；2)D閥全開(kāi)，C閥關(guān)小至流量減半時(shí)，BD管的流量、總管流量。(1.72Ls；0.812Ls，1.67Ls)【解】1)D閥關(guān)閉時(shí)，為簡(jiǎn)單管路。在AC截面（閥門(mén)出口內(nèi)側(cè)）列柏努利方程CfACCCAAAhpugzpugz??????????2222其中，ZA=Zc，uA=uc，pc=0(表壓)；2)