PDF《第四章习题与参考答案》

第四章习题与参考答案 4-1 计算下面两管道的当量直径: 1)横截面边长为 a 的正边形管道;

2)内、外径分别为 和 的同心圆环套管.

1 d

2 d (答:1) a

3 ;

2) )

1 2 d d ? 4-2 大气压下 20℃的水和空气分别流过同一光滑管,若通水、通 气时的阻力系数 ,问在同样压差下气、水的体积流量 比. 空水kk=(答:28.8) 4-3 流体流经如图所示的环状间隙管道,两侧压力分别为P1和P2, 设间隙摩擦系数为ζ,局部阻力系数为K,流体密度为ρ,求 流体的体积流量. (答: ( )

2 1

2 1

2 1

2 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? = K b L P P rb Q ζ ρ π ) 4-4 当管路阀门关闭时,压力表读数为 49.0kPa,阀门开后降为 9.81kPa,从管路进口至装表处的能量损失为 γ g u h

2 2

2 * = 损,求管路中的平均流速. (答:5.11m/s) 4-5 断面面积相等的圆管和方管, 长度相等, 沿程阻力损失也相等, 流动均处于与雷诺数无关的紊流区,问圆管与方管输送流体 流量的能力相差多少? (答:1.06) 4-6 一电炉冷却水耗量为 6T/h,所需水压为 196.1kPa(表压) ,用 总长 10m, d=40mm 的水管接到位于同一高度的水源上,其间 有R/d=1 的90°弯头三个,开启角为 40°的旋塞阀一个,若4.0=ζ,问水源水压最小应为多少?若加大管径,其它条件 不变,水源水压应如何变化? (答:2.21*102 kPa) 4-7 一换热器安装在下烟道中,相关参数如图所示,求烟气通过该 换热器的阻力.其中 柱, O mmH h

2 1

5 .

10 = O mmH h

2 2

20 = 柱, 且烟道断面不变. (答:1.23*102 Pa) 烟气 换热器 4-8 高炉车间进气管道长L=120m,直径d=1.3m,管道沿途有曲率 半径R=2.6m的弯头

5 个,R=1.3m的弯头

4 个,还有K=3.5 的 闸阀

1 个.热风炉表压为 19.6kPa,要输送 20℃的空气Q=1.2 *105 m3 /h,求风机应提供的风压. (答:21.7kPa) 4-9 测90°弯头的局部阻力系数时,在A、B两断面接测压管.如图,弯头水平放置.已知管路直径 mm d

50 = .AB段管长 ,水流量Q=2.74*10 m L

10 = -3 m3 /s.摩擦系数

03 .

0 = ζ .A、 B间压差 m h

629 .

0 = Δ 水柱.求该弯头的K值. (答:0.296) 4-10 一圆断面风道,直径为 300mm,输送 20℃的空气,求保持层 流流态的最大流量.若输送 200kg/h 的空气,确定流动流态. (答: 4-11 水流经过一渐缩圆管,若已知直径比

2 2

1 = d d ,问雷诺数之 比21Re Re 为多少? 4-12 管路直径 d=100mm,输送 5℃的水,流量 s l Q /

10 = ,确定其 流态.若输送 , 的石油,保持前 一种情况的流速不变,流动又是什么流态?

3 /

850 m kg = ρ s cm /

14 .

1 2 = ν 4-13 一圆管输送 10℃的水,流量 ,若在 15m 长的管 段上测得水头损失为 20mm 水柱,求该圆管的直径. s cm Q /

35 3 = (答:19.4mm) 4-14 某润滑油循环系统,油管直径 mm d

15 = ,总管长 m l

5 .

1 = ,局 部阻力系数之和∑ =

20 ζ ,油的容重 ,动力粘性 系数 ,供油量

3 /

9 m kN = γ

2 /

2 .

0 m s N ? = μ min / 20l Q = ,求油泵的压头. (答:837kN/m2 ) 4-15 直径 mm d

100 = 的黄铜管,通过比重

85 .

0 = Δ 的液体,流量 ,在60m 长的水平管段上产生 的 压强降落,求该液体的动力粘性系数. s l Q /

2 .

4 =

2 /

1800 m N P = Δ (答:1.77*10-3 Pa・s) 4-16 油在立管中以的速度向下流动,油的密度,直径 ,汞比压计接于高差 的 两断面,读数 s m u /

1 =

3 /

920 m kg = ρ mm d

25 = m l

3 = mm h

90 = Δ ,如图,求: (1) 油在立管中的流态;