流体流动习题答案

第一章 流体流动习题解答

1. 某设备上真空表的读数为×103 Pa，试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地域大气压强为×103 Pa。

解：真空度＝大气压－绝压

p绝压?patm?p真空度?(98.7?13.3)?103Pa 表压＝－真空度＝?103Pa

2. 在此题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m3的油品，油面高于罐底9.6 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm的圆孔，其中心距罐底800 mm，孔盖用14 mm的钢制螺钉紧固。假设螺钉材料的工作应力取为×106 Pa，问至少需要几个螺钉?

解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p，那么p罐内液体作用于孔盖上的平均压强 p??g?z?960?9.81?(9.6?0.8)?82874Pa(表压)

作用在孔盖外侧的是大气压pa，故孔盖内外所受的压强差为?p?82874Pa

作用在孔盖上的净压力为 p??pp ?d2?82575?(?0.762)?3.76?104N44? 每一个螺钉能经受的最大力为：

F钉?32.23?106??4?0.0142?4.96?103N

螺钉的个数为3.76?104/4.96?103?7.58个 所需的螺钉数量最少为8个

3. 某流化床反映器上装有两个U管压差计，如此题附图所示。测得R1=400 mm，R2=50 mm，指示液为水银。为避免水银蒸气向空间扩散，于右边的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=50mm。试求A、B两处的表压强。

解：U管压差计连接管中是气体。假设以?g,?H2O,?Hg别离表示气体、水与水银的密度，因为?gC

?Hg，故由气

柱高度所产生的压强差能够忽略。由此能够以为pA?pC，

pB?pD。

由静力学大体方程式知

D

pA?pC??H2OgR3??HggR2

?1000?9.81?0.05?13600?9.81?0.05 ?7161Pa(表压)

pB?pD?pA??HggR1?7161?13600?9.81?0.4?6.05?104Pa

4. 此题附图为远距离制量操纵装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H=1 m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m3。试求当压差计读数R=68 m时，相界面与油层的吹气管出口距离h。

压缩空气

解：如图，设水层吹气管出口处为a