复习思考题参考答案1．密度为850kg/m3、粘度为8×10-3Pa·s的液体在内径为14mm的钢管内流动，液体的流速为1m/s。计算：（1）雷诺准数，并指出属于何种流型；（2）若要使该流动达到湍流，液体的流速至少应为多少？解：（1）Re=duρ/μ=0.014×1×850/8×10-3=1487.5≤2000流动类型为层流（2）湍流时，Re≥4000，流速最小时，Re=4000，即duρ/μ=4000∴u=4000μ/dρ=4000×0.008/（0.014×850）=2.69m/s2．用108×4mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150m（包括管件的当量长度）。若此管路的全部能量损失为118J/kg，此管路输水量为若干m3/h？（管路摩擦系数可取为0.02，水的密度取为1000kg/m3）解：能量损失118J/kg∴u=2.8m/s流量V=uA=2.8×79.13m3/h3．用Φ168×9mm的钢管输送原油。管线总长100km,油量为60000kg/h，油管最大抗压能力为1.57×107Pa。已知50℃时油的密度为890kg/m3,粘度为181cp。假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务,中途需设几个加压站?解：u1=u2，Z1=Z2，u=V/A=(60000/890)/(3600×0.785×0.152)=1.06m/sRe=duρ/μ=0.15×1.06×890/(181×10-3)=782层流λ=64/Re=64/782=0.0818ΔP=λ(l/d)(u2/2)ρ=0.0818×(105/0.15)×(1.062/2)×890=2.72×107Pan=2.72×107/(1.57×107)=1.73中途应设一个加压站4．某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。测得R1=400mm，R2=50mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=50mm。求A、B两处的表压强。解：U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以忽略。设R2下端为C点，R1下端为D点，因此可认为PA≈PC,PB≈PD。PA≈PC=ρH2OgR3+ρHggR2=1000×9.81×0.05+13600×9.81×0.05=7161N/m2（表压）PB≈PD=PA+ρHggR1=7161+13600×9.81×0.4=6.05×104N/m2（表压）5．用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量损失为20J/kg，流量为36m3/h，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%，求泵的轴功率。（水的密度取为1000kg/m3）解：设水池液面为1-1＇截面，高位槽液面为2-2＇，以水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式。Z1=0，Z2=50m，u1≈0，u2≈0，P1=P2=0（表压），Σhf=20J/kg∴we=9.81×50+20=510.5J/kg水的质量流率ws=36×1000/3600=10kg/s有效功率Ne=we·ws=510.5×10=5105W轴功率N=5105/0.6=8508.3W6．水以2.5m/s的流速流经38×2.5mm的水平管，此管以锥形管与另一38×3mm的水平管相连。如附图所示，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两截面间的能量损失为1.5J/kg，求两玻璃管的水面差（以mm记），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为1000kg/m3）解：上游截面A-A＇，下游截面B-B＇，通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中ZA=ZB=0，uA=2.5m/s，ΣhfA,B=1.5J/kg根据连续性方程式，对于不可压缩流体有m/s两截面的压强差为==868.55N/m2即mmH2O由于∴pB＞pA7.在如图所示的测压差装置中，U形管压差计中的指示液为水银，其密度为Hg，其他管内均充满水，其密度为w，U形管压差计的读数为R，两测压点间的位差为h，试求a、b两测压点间的压力差。解：由所以所以8．用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，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76×2.5mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按与计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07×103Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为10