= 0.843 m/s
8 .高位槽内的水面高于地面8m,水从φ108×4mm的管道中流出,管路出口高于地面2m。
在本题特定条件下,水流经系统的能量损失可按∑hf = 6.5 u2 计算,其中u为水在管道的流速。试计算:
⑴ A—A 截面处水的流速; ⑵ 水的流量,以m3/h计。
分析:此题涉及的是流体动力学,有关流体动力学主要是能量恒算问题,一般运用的是柏努力方程式。运用柏努力方程式解题的关键是找准截面和基准面,对于本题来说,合适的截面是高位槽1—1和出管口 2—2,如图所示,选取地面为基准面。
解:设水在水管中的流速为u ,在如图所示的1—1 ,2—2处列柏努力方程
Z1g + 0 + P1/ρ= Z2g+ u/2 + P2/ρ + ∑hf
(Z1 - Z2)g = u/2 + 6.5u 代入数据
2
22
,
,
,
,
'
3
(8-2)×9.81 = 7u , u = 2.9m/s 换算成体积流量
VS = uA= 2.9 ×π/4 × 0.12 × 3600 = 82 m/h
9. 20℃ 水以2.5m/s的流速流经φ38×2.5mm的水平管,此管以锥形管和另一φ53×3m的水平管相连。如本题附图所示,在锥形管两侧A 、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A ﹑B两截面的能量损失为1.5J/㎏,求两玻璃管的水面差(以mm计),并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。 分析:根据水流过A、B两截面的体积流量相同和此两截面处的伯努利方程列等式求解
解:设水流经A﹑B两截面处的流速分别为uA、 uB uAAA = uBAB
∴ uB = (AA/AB )uA =
(33/47)×2.5 = 1.23m/s 在A﹑B两截面处列柏努力方程
Z1g + u1/2 + P1/ρ = Z2g+ u2/2 + P
2
2
2
2
3
2
/ρ + ∑hf
∵ Z1 = Z2
∴ (P1-P2)/ρ = ∑hf +(u1-u2)/2 g(h1-h 2)= 1.5 + (1.232-2.52) /2 h1-h 2 = 0.0882 m = 88.2 mm
10.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定,各部分相对位置如本题
附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm,在操作条件下,泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa,水流经吸入
管与排处管(不包括喷头)的能量损失可分别按∑hf,1=2u2,∑hf,2=10u计算,由于管径不变,故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa(表压)。试求泵的有效功率。
分析:此题考察的是运用柏努力方程求算管路系统所要求的有效功率把整个系统分成两部分来处理,从槽面到真空表段的吸入管和从真空表到排出口段的排出管,在两段分别列柏努力方程。
2
2
2
即 两玻璃管的水面差为88.2mm
解:总能量损失∑hf=∑hf+,1∑hf,2 u1=u2=u=2u+10u2=12u2
在截面与真空表处取截面作方程: z0g+u02/2+P0/ρ=z1g+u/2+P1/ρ+∑hf,1
( P0-P1)/ρ= z1g+u/2 +∑hf,1 ∴u=2m/s
∴ ws=uAρ=7.9kg/s
在真空表与排水管-喷头连接处取截面 z1g+u/2+P1/ρ+We=z2g+u/2+P2/ρ+∑hf,2
∴We= z2g+u2/2+P2/ρ+∑hf,2—( z1g+u2/2+P1/ρ)
=12.5×9.81+(98.07+24.66)/998.2×103+10×22
=285.97J/kg
Ne= Wews=285.97×7.9=2.26kw
11.本题附图所示的贮槽内径D为2m,槽底与内径d0为33mm的钢管相连,槽内无液体补充,其液面高度h0
为2m(以管子中心线为基准)。液体在本题管内流动时的全部能量损失可按∑hf=20u2公式来计算,式中u为液体在管内的流速m/s。试求当槽
2
2
2
2
2
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