1、 液体流经AB管段的压强差； 若泵的轴功率为500W，效率为60%，则AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。 *答案* 在A-B之间列柏方程（管中心线为基准面）：gZA+uA2/2+pA/= gZB+uB2/2+pB/+Wf pA-p2=Wf=Lu2/2d+p孔u0=C0 2gR（2-）/ =0.6320.6（13600-867）/867 =8.284m/s u=（16.4/33）28.284=2.046 m/s pA -pB=0.024（30/0.033）（2.0462/2）867+3.5104 =74590 N/m2 Ne=We .Ws=（74590/867）（/4）d2u =86（
2、0.7850.03322.046867）=130w有效功率百分数=130/（5000.6）100%=43.3%4.（18分）如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm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R600mm，h1500mm；当闸阀部分开启时， 测得R400mm，h1400mm，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/d15， 0.0 18），测压点B处的静压强为若干N/m2 （表压）。 *答
3、案* （1）当闸阀全关时，根据静力学关系： （Zh）R.汞 得水槽液位高度： ZR汞/h=0.613.6-1.5=6.66m 列AA与BB截面柏努利方程式： PB/（R汞h）/ =（0.413600-1.41000）/1000=4.04m ZPB/2/2（/d）2/2 （1（/d）2/26.664.04（10.0215/0.10.5）2/24.52/2 u（2.6229.81/4.5）0.53.38 m/s V0.7850.123.38360095.5 m3/h （2）当闸阀全开时，列AA与CC截面柏努利方程： Z2/2hf（1（lle）/d）2/2 6.66（1+0.018（35/0.1+1
4、5）+0.5） 2/2; 解得u4.02m/s , 由AA与BB截面间柏努利方程式得： Z2/2PB/f PB/（1（/d）2/2PB/Z（1（/d）2/26.66（10.01815/0.10.5）4.02 /（29.81）3.2 m, PB31392 N/m25.（15分）有一内径为d50mm的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板的孔流系数C00.62，孔板内孔直径d025 mm，U形压差计的指示液为汞：（1）U形压差计读数R200mm，问水的流量为多少？（2）U形压差计的最大读数Rmax800mm，问能测量的最大水流量为多少?（3）若用上述U形压差计，当需测量的最大水流量为 Vmax30m
5、3/h时，则孔板的孔径应该用多大？（假设孔板的孔流系数不变）（1）0C0（2（s）/）0.5 0.62（20.212.6）0.54.36m/s V0.7850.02524.3636007.7m3/h （2）max0.62（2max（ ）/）0.50.62（20.812.6）0.58.72m/s Vmax0.7858.72360015.4m3/h （3）max8.72 m/s; Vmax30m3/h 300.785d023600 解得： d00.0349m34.9mm 即应该用d035mm孔径的孔板。6.（12分）用内径为300mm的钢管输送20的水，为了测量管内水流量，在2m长主管上并联了一根
6、总长为10m（包括局部阻力的当量长度）内径为53mm的水煤气管，支管上流量计读数为2.72m3/h,求总管内水流量为多大？ 取主管的摩擦系数为0.018，支管的摩擦系数为0.03。 *答案* 设主管中水流量为V1，支管中水流量为V2 则 VV1V2 V20.785d22u236002.72m3/h u22.72/（36000.7850.0532）0.343m/s Wf22（l2/d2）u22/20.0310/0.0530.3432/20.333/kg Wf2Wf11（l1/d1）u12/2 0.0182/0.3u12/20.333 /kg 解得 u12.36 m/s Vs/4d12136000
7、.7850.322.363600600m3/h 总流量V6002.72602.72m3/h 7.（16分）在附图所示的管路系统中，有一直径为382.5mm、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6104Pa，AB段摩擦系数取为0.022，试计算：液体流经AB段的压强差； 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870 kg/m3,U形管中的指示液为汞,其密度为13600kg/m3。 *答案* uo =Co2gR（-）/=0.63
8、20.69.81（13600-870）/870 =8.27m/s u=（do /d）2uo =（16.4/33）28.27=2.043m/s Ws=2.043（/4）0.0332870 =1.52kg/s 流体流经AB段的压强差：在A与B两截面间列柏努利方程（管中心线为基准面）ZA g+（pA /）+（uA2/2）=ZB g+（pB /）+（uB2/2）+Wf ZA =ZB uA =uBWf=（l/d）（u2/2）+（610 /） =0.022（2.0432/2）+（6104/870） =111J/kg pA -pB =Wf =870111=96570PaNe=8000.62=496w AB段
9、所消耗的功率N：N=WsWf =1.52111=168.7wN/Ne=118.7/496=0.34=34%8.（18分）某液体密度800kg/m3，粘度73cp，在连接两容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长为50m（包括局部当量长度），两容器液面差为3.2m（如图示）。求： 管内流量为多少? 若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少? 按该管折算的当量长度又是多少?层流:=64/Re;湍流=0.3164/Re0.25 *答案* 在1-1面和2-2面之间，列柏式以2-2面为基准面：u1u20 gz =Wf= （l/d）（u2/2） 设流体流动符合柏拉
10、修斯公式：=0.3164/Re0.25； Re=du/ gz =0.3164/Re0.25 （l/d）（ u2/2） =0.3164/（/）0.25 （l/d1.25）（u1.75/2） u1.75=2gz/0.3164/（/）0.25（l/d1.25）=9.01542;u=3.513m/s 验证：Re=0.33.513800/0.073=115504000，假设正确V= （/4）d2u=（/4）（0.3） 23600=893.95（m3/h）流量减半，即是流速减半 u=3.513/2=1.7565m/sRe=5775,符合柏拉斯式条件, 列1-1面至2-2之间的柏式： gz=（0.3164/
11、Re0.25）（l/d）+（u2/2）;=2gz/u-（0.3164/Re0.25）（l/d） =23.2/1.7565-（0.3164/57750.25）（50/0.3） =14.3又（u2/2）=（le /d）（u2/2）=（0.3164/Re0.25）（le /d）（u2/2）; =（0.3164/Re0.25）（le /d）le =（d/0.3164）Re0.25 =（0.314.3/0.3164）57750.25=118.2（m）9.（20分）粘度为30cp，密度为900kg/m3的液体，自A经内径为40mm的管路进入B，两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时，阀前
12、后压力表读数分别为0.9atm和0.45atm。现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度）。试求: （1）管路的流量m3/h ？（2）阀前后压力表读数有何变化？ *答案* （1）阀关时 P1Z1，Z1P1/0.9104/（9009.81）=10mZ2P2/0.459.81）5m 阀开时，两槽面间列柏式:PA/ZAA2/2PB/ZBB2/2Wf （1）（ZAZB）Wf （105）9.8149.05Wf Wf=（/d）u2/2=（502030）/0.04）u2/21250u2 代入（1） 49.051250u2 设0.02，则（4
13、9.05/（12500.02）0.51.4m/s Re0.041.4900/（3010-3）1680 层流 64/16800.038设 分析：，仍为层流49.05125064/（0.04900/（301 0-3）u2 0.736 m/s Vs0.7850.0420.73636003 .33m3/h （2）阀开后，P1，P210.（20分）用离心泵将密闭储槽中 20的水通过内径为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294mmHg（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
14、= 0.7, U形水银压差计读数R=170mm。 已知管路总能量损失为44J/kg，试求：出口管路中水的流速。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）。 *答案* u0 = （2P/）0.5 P=Rg（o-）=0.17（13600-1000）=2.1104V=0.7（/4）（0.07）2（2.11042/1000） 0.5 =0.7（0.07） 2 （4.210） 0.5 =0.0174 m3/s u=V/（0.785d2）=0.0174/（0.7850.12）=2.22m/s选低位水池的水平为基准面，取1-1、2-2两截面建立柏努利方程：Z1+（p1/g）
15、+（u12/2g）+He= Z2+（p2/g）+（u22/2g）+hf u1= u2= 0 , Z1= 0 , p2/g0He= Z2+hf -（ p1/g） =10+（44/9.81）+0.613.6=22.7（mH2O）再选泵入口管所在面为基面，取3-3、4-4两截面建立柏努利方程： Z3+（p3/g）+（u32/2g）+He= Z4+（p4/g）+（u42/2g） （p4/g）=H-ho -（ u42- u32）/2g+ （p3/g） ;（ u42- u32）/2g0 p4=g（H-ho +（p3/g） =10009.8（22.7-0.1-0.29413.6） =1.83105Pa=1.
16、8大气压（表） p4=1.8kgf.cm-2 （表） 泵出口处的指示值为1.8kgf.cm-2 11.（18分） 如图所示，槽内水位维持不变，在水槽底部用内径为100mm的水管引水至用户C点。管路上装有一个闸阀，阀的上游距管路入口端10m处安有以汞为指示液的U管压差计（s=13600kg/m3），压差计测压点与用户C点之间的直管长为25m。问：（1）当闸阀关闭时，若测得R=350mm，h=1.5m，则槽内液面与水管中心的垂直距离Z为多少m？（2）当闸阀全开时（阀=0.17 , =0.02），每小时从管口流出的水为若干m3/h？ *答案* （1）闸阀关闭，系统内处于静止，由U管处等压面得： 水g
17、（Z+h）=sgR Z=s.R/水-h =136000.35/1000-1.5=3.26m （2）以槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，管中心线为基准面，列柏式：Z1+u12 /（2g）+P1 /（g）= Z2+u22 /（2g）+P2 /（g）+hf 又hf =（.L/d+）. u22/（2g） =（0.0235/0.1+0.5+0.17）u22 /（2g）=7.67 u22 /（2g）则 3.26+0+0=0+ u22/（2g）+0+7.67 u22/（2g） 解得 u2=2.72m/s V =.d2.u2 /4 =.（0.1）22.723600/4=76.87m3/h 12.（20分）如
18、下图所示的输水系统,用泵将水池中的水输送到敞口高位槽,管道直径均为833.5mm,泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水面高度为4.8m, 压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道的全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道的全部阻力损失为4.9 J/kg，压力表的读数为2.5kgf.cm-2，泵的效率为70%，试求：两液面的高度差H为多少m? 泵所需的实际功率为多少kw? 真空表的读数多少kgf.cm-2? *答案* 取截面0-0, 1-1, 2-2, 3-3如图, 在截面2-2和3-3间列柏努利方程以2-2为基准面（目的求H3）
19、 Z2g+（p2/）+（u22/2）= Z3g+（p3/）+（u32/2）+Wf 1at=9.807104N/m2=1kgf.cm-2 ;u=Q/A=（36/3600）（/4）0.0762=2.21m/s （2.59.807104/103）+ （2.212/2） =H39.81+4.9245.2+2.44=9.81H3 +4.9 H3=242.74/9.81=24.74m;H= H3 +5=24.74+5=29.74m在0-0和3-3间列柏努利方程以0-0为基准面（求We） Z0g+（p0/）+（u02/2）+We=Hg +（p3/）+（u32/2）+Wf We=Hg +Wf=29.749.8
20、1+（1.96+4.9）=298.62J/kgms=Vs=（36/3600）103=10kg/s;Ne=MsWe= 10298.62wN实=Ne/=2986.2/0.70=4267W=4.266kw在00和11间列柏氏方程以00为基准面 Z0g+（p0/）+（u02/2）= Z1g+（p1/）+（u12/2）+Wf （p0 p1）/=4.89.81+（2.212/2）+1.96 =51.49J/kg（p0 p1）=51.491000/（9.81103）=0.525kgf.cm-2二 1.（10分） 将20的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损
21、失为50J/kg，流量为20m3/h，试求理论功率为多少kw？ *答案* 在水池液面1-1与高位槽液面2-2间列柏努利方程（1-1为基准）： Z112/2P1/eZ222/2P2/+Wf Z10，Z231.6m，P1P2，10，20， Wf50/kg eZ2Wf9.8131.6503 60/kg ms20/360010005.556kg/s; Ne ms3605.5562000/s2kw2.（16分）如图所示输水系统。管路总长度（包括所有局部阻力当量长度） 为100m，从压力表至高位槽所有管长（包括所有局部阻力当量长度）为80m,管路摩擦系数=0.025，管子内径为0.05m，水的密度=100
22、0kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为10m3/h，求:（1）泵轴功率N轴=?（2）压力表的读数为多少kgf/cm2 * N轴=Ne/ ,Ne=msWe ,ms=101000/3600=2.778kg/s We-泵对单位质量流体所做的有效功。 选取1-1与2-2截面，并以 1-1截面的基准面。在两截面间做能量衡算：Z112/2P1/HeZ222/2P2/+hfZ1=0 Z2=2+18=20m p1=p2=0 10，20，We=gZ2+hf hf=（L/d）（u2/2）u=（V/3600）/（/4）d2 =（10/3600）/（0.7852 0.052）=1.415m/s hf=0.025（1
23、00/0.05）（1.4152/2）=50.06J/kg; We=9.8120+50.06=246.25J/kg Ne=MsWe=2.778246.25=684J/s ; N轴=Ne/0.8=684/0.8=855W再就3-3与2-2截面做能量衡算，并取3-3为基准面 gZ3+（p3/）+（u32/2）=gZ2+（p2/）+（u22/2）+hfZ3=0 Z2=18 p2=0 u2=0p3/=gZ2+hf -（u32/2） =9.8118+（l/d） （u32/2） -（u32/2） =176.58+0.025（80/0.05）（1.4152/2）-（1.4152/2） =176.58+40.0
24、4-1.0=215.62J/kg ; P3=215.62=215620N/m2 P3=215620/（9.81104）=2.198kgf/cm2 （表）3.（18分）如图3B57离心泵将20的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为1084mm管路全长100m（包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内）。已知：水的流量为56.5m3/h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg/m3，管路摩擦系数可取为0.024，试计算并回答：（1）水在管内流动时的流动形态；（2）管路所需要的压头和功率； *答案* 已知：d=108-24=100mm=0.1mA=（/4）d2=3.14（1/
25、4）0.12=0.78510-2m2 l+le=100m Q=56.5m3/h u=Q/A=56.5/（360010-2）=2m/s =1cp=10-3PaS =1000kg/m3 =0.024 Re=du/=0.11000/10-3=21054000; 水在管内流动呈湍流 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：Z1=0 u1=0 p1=0（表压） Z2=18m u2=0; P2/g=2.5103/（10009.81）=25m hf =（l+le ）/d（u2/2g） =0.024（100/0.1）22/（29.81）=4.9m;He=18+25+4.9=47.9m Ne=HQg=47.9100056.5/3600=7.4kw4.（20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，孔流系数为0.61。管路为573
