05 第一章 流体流动习题.pptx

第1页：习题讲评例

习题讲评例

• 一、小结
• 1.重要公式
• 2.重要概念
• 3.重要仪表与设备
• 二、习题讲评例
• 1.轴功的计算例
• 2.流向判断例
• 3.高度的计算例
• 4.流速的计算例
• 5.复杂管路的计算

第2页：重要公式gpzgpzrr

重要公式gpzgpzrr

• 2211+=+
• （1）流体静力学方程
• （2）连续性方程
• （3）机械能衡算式-----稳定流动-----不可压缩流体-----圆管内-----分支或并联管路-----柏努利方程范宁公式------层流湍流

第3页：其他重要公式流量测量drdvdydv

其他重要公式流量测量drdvdydv：（4）其他重要公式流量测量drdvdydvmmt-==-------牛顿粘性定律-------湍流速度分布-------层流-------光滑管内流体湍流流动的摩擦系数-------并联管路各支管压头损失-------皮托管-------孔板流量计-------转子流量计()()r21210021ppAACuD--=

第4页：重要概念流体微团和连续介质模型表压、绝压

重要概念流体微团和连续介质模型表压、绝压：.重要概念流体微团和连续介质模型表压、绝压、真空度与等压面流量与流速稳定流动与不稳定流动牛顿粘性定律和粘度及其影响因素流体流动类型与雷诺数层流与湍流的本质区别边界层概念和边界层分离当量长度与阻力系数

第5页：重要仪表与设备

重要仪表与设备

• .重要仪表与设备
• （1）压差计结构及测量原理
• （2）流量计结构及测量原理单管压力计U型管压差计斜管压差计双液柱压差计皮托管孔板流量计文丘里管流量计转子流量计

第6页：习题讲评例1.轴功的计算管道尺寸为φ11

习题讲评例1.轴功的计算管道尺寸为φ11：习题讲评例1.轴功的计算管道尺寸为φ114×4mm，流量为85m3/h水在管路中流动时的总摩擦损失为10J/kg（不包括出口阻力损失），喷头处压力较塔内压力高20kPa，水从塔中流入下水道的摩擦损失可忽略不计。求泵的有效轴功率。

第7页：习题讲评例1.轴功的计算管道尺寸为φ11（续）

习题讲评例1.轴功的计算管道尺寸为φ11（续）：z1=0,u1=0p1=0（表压）433gzpgz=+r

第8页：

第一章 习题：本页为「第一章 习题」的节标题页，正文内容以课件原图呈现。

第9页：假设垂直小管中流体静止例2流向判断喉径内

假设垂直小管中流体静止例2流向判断喉径内：解：假设垂直小管中流体静止例2流向判断喉径内径与水管内径之比为0.8。若忽略水在管中流动时的能量损失，试判断垂直小管中水的流向。

第10页：小管中的水自下而上流动

小管中的水自下而上流动：。Et2′<Et3？思考：小管多长时，水静止不动？

第11页：小管中的水自上而下流动

小管中的水自上而下流动：？思考：若将垂直小管改为弯头小管，弯头迎着来流方向，如图所示，试判断此时弯头小管中水的流向。Et2′>Et3

第12页：例3 高度的计算30m160m21如图所

例3 高度的计算30m160m21如图所：例3.高度的计算30m160m21如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径φ114×4mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6×105Pa，流体在管内的流速为1.0m/s。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：两液面的垂直距离

第13页：例3 高度的计算30m160m21如图所（续）

例3 高度的计算30m160m21如图所（续）：13/2330m160m21解：从1至2面列机械能衡算式p1=0，p2=1.6×105Pa（表压）ρ=765kg/m3，H=0u1=u2=0欲求（z1-z2），只需求出ΣHf即可查摩擦系数图可得λ=0.027

第14页：

第一章 习题：本页为「第一章 习题」的节标题页，正文内容以课件原图呈现。

第15页：例4 流速的计算如图所示

例4 流速的计算如图所示：例4.流速的计算如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径φ114×4mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6×105Pa，两槽液面的垂直距离为30m。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。求：管路中输水量的大小30m160m2130m

第16页：由机械能衡算式---------方程

由机械能衡算式---------方程

• 解：由机械能衡算式---------方程
• （1）假设λ=0.02，带入方程
• （1）可得u=2.107(m/s)查摩擦系数图可得λ´=0.025

第17页：再以λ´=0.025带入方程

再以λ´=0.025带入方程：（1）可得u´=1.892(m/s)查摩擦系数图可得λ´´=0.0254，与λ´=0.025基本相等。最终流速u=1.892m/s

第18页：例5 复杂管路的计算21OABpApB如

例5 复杂管路的计算21OABpApB如

• 5.复杂管路的计算21OABpApB如图所示，某化工厂用管路1和管路2串联，将容器A中的盐酸输送到容器B内。已知容器A、B液面上方的表压分别为0.5MPa、0.1MPa，两容器间的液位差和管路中所有局部阻力均可以忽略不计，管壁绝对粗糙度ε=0.5mm。求
• （1）该串联管路的输送能力
• （2）由于生产急需，管路输送能力要求增加50%，现只有9根管路3，问用管路3分别在1和2上并联，哪个方案可行？管路1（φ57×2.5、长50m）管路2（φ38×2.5、长50m）管路3（φ38×2.5、长6m）盐酸μ=2.0cP，ρ=1150kg/m3

第19页：在容器A、B的液面间列机械能衡算式代

在容器A、B的液面间列机械能衡算式代：解：（1）在容器A、B的液面间列机械能衡算式代入机械能衡算式整理得

第20页：将式（2）代入式（1）并化简得先假设λ1

将式（2）代入式（1）并化简得先假设λ1

• 将式
• （2）代入式
• （1）并化简得先假设λ1和λ2的初值，代入
• （3）式得u1，再代入
• （2）式得u2由u1和u2分别计算Re1和Re2，可计算得到λ1和λ2的新值，以新值代入
• （3）式重复计算，直至前后计算获得的λ1和λ2的值基本一致为止，通过如此试差可得

第21页：将式（2）代入式（1）并化简得先假设λ1（续）

将式（2）代入式（1）并化简得先假设λ1（续）：u1=1.32m/su2=3.28m/s（2）方案一：在管路1上并联一管路3，其长也为50m321OABpApB

第22页：联立式（1）、（4）和

联立式（1）、（4）和

• 联立式
• （4）和
• （5），首先假设λ1、λ2和λ3的初值进行试差计算，可得u1、u2和u3的数值方案二：在管路2上并联一管路3，其长也为50m，计算结果为

第23页：方案二可行，方案一不可行

方案二可行，方案一不可行：结论：方案二可行，方案一不可行。输送能力