《和综合例题》PPT课件.ppt
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1、2023/8/4,第1章和第2章综合例题,1,第1章和第2章综合例题,例1:如图所示为一毛细管粘度计,刻度a至b间的体积为3.5ml,毛细管直径为1mm。若液体由液面a降至液面b需要时间80s,求此液体的运动粘度。说明:毛细管两端b和c的压强都是0.1MPa,a和b间的压强差及毛细管表面张力的影响均忽略不计。粘度计垂直放置。,解:毛细管管段为bc段,因为a和b间的压强差可以忽略,所以液体由液面a降至液面b的过程为稳定流动状态。毛细管中的流速会很小(层流),并且流速恒定。,自截面b至截面c列机械能方程式,选水平基准面就是截面c所处的水平面,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,2,例2粘度为
2、,密度为的液膜(liquid-film)沿垂直平壁自上而下作匀速层流流动,平壁的宽度为B,高度为H。现将坐标原点放在液面处,取液层厚度为y的一层流体作力平衡,该层流体所受重力为(yBH)g。此层流体流下时受相邻液层的阻力为BH.求剪应力与y的关系。利用牛顿粘性定律,推导液层内的速度分布。并证明单位平壁宽度液体的体积流量为,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,3,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,4,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,5,例3 支管中阀门开度对于流量分配的影响,某水槽的液位维持恒定,水由总管A流出,然后由B、C两支管流入大气。已知B、C两支管的内径均为20m
3、m,管长lB=2m,lC=4m。阀门以外的局部阻力可以忽略。设流动已进入阻力平方区,管路中的阻力系数均可取 0.028,交点O的阻力可忽略。(1)B、C两阀门全开(=0.17)时,求两支管流量之比;(2)提高位差 H,同时关小两阀门至1/4开度(=24),使总流量保持不变,求 B、C两支管流量之比;(3)说明流量均布的条件是什么?,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,6,解:(1),自 O 面分别至B、C管末端列出机械能衡算式,(2)H增加,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,7,(3)说明流量均布的条件,定性判断:由第1步和第2步的计算结果变化趋势可以看出,随着阀门开度的减小,即
4、阀门阻力的增加,uB与uC的数值趋向于接近.结论:增加阻力,可以使得流量分配趋向于均匀化。(精馏塔板、填料支撑板、流化床中的气体分配板均利用了这一原理),2023/8/4,第1章和第2章综合例题,8,例4用同一台离心泵由水池A向高位槽B和C供水,高位槽B和C的水面高出水池水面A分别为ZB25m,Zc=20m.当阀门处于某一开度时,向B槽和C槽的供水量恰好相等,即VB=VC=41/s.管段长度、管径及管内摩擦阻力系数如下:,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,9,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,10,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,11,2023/8/4,第1章和第2章
5、综合例题,12,例5 烟囱高度的设计计算,取烟囱的直径为2m,/d=0.0004。烟气在烟囱内的平均温度为200oC,在此平均温度下烟气的密度为0.67kg/m3,粘度为0.026mPa.s,烟气流量为80000m3/h。在烟囱高度范围内,外界大气的平均密度为1.15kg/m3,设烟囱内底部的压强低于地面大气压0.2MPa,求此烟囱应有多高?并分析烟囱增高对烟囱内底部压强有何影响?,解:,烟囱内,烟囱外,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,13,d,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,14,例6:选泵的设计型问题(华东理工大学2000年考研题),管内流动时的动压头很小,可以忽略。设
6、泵的效率为60%,求泵的轴功率。,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,15,解:泵的功率要保证在三通3处的总压头能够同时按所要求的流量将粗汽油分送到两个塔内。,显然,应按照所需压头较大的分支管路,确定3处的压头。,三通3处的总压头,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,16,显然,供给3-4分支管路的压头过剩,流量便比所要求的值为大。操作时,将这一支管中的阀门关小,增大这一支管中的压头损失,从而达到减小流量达到设计值的要求。因为,在供给压头一定时,阻力增加,流量减小。,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,17,例7低压气体在水平的等径管中作稳定流动,其平均速度();雷诺数()。
7、A、升高B、降低C、不变D、不确定解:因为管路是水平的,等径的,在流动的过程中,机械能损失转化为流体的内能,实际上流体的温度会略有增加。再加之能量损失使静压强降低,气体的体积流量将因温度的增加和压强的降低而增加,所以气体的流速有增大,故答案A正确。气体的雷诺数表示为,因为是稳定流动,质量流速G不变,但是因为粘度随温度的升高而增大,故雷诺数Re会略有减小,故答案B正确。,2023/8/4,第1章和第2章综合例题,18,在管路a、b、c中,管径d1 相同,d2等于20.5d1,两测压点距离相等,阀门阻力系数相等,管内流量相同。分析:压差计读数Ra和Rb、Rc的相对大小如何?若流动方向改变,读数Ra
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