文档介绍：第一章流体的流动
一、计算题
1. 等压面的判断
如附图所示,A与B两设备内充满水,两设备之间的U形压差计内的指示液为水银。试说明:
(1)1、2、3、4各点压强是否都相等?
(2)5、6、7、8各点压强是否都相等?
(3)9、10、11、12各点压强是否都相等?
(4)两U形压差计读数R与H是否相同?为什么?
答:略。
2. 液封高度的确定
精馏塔底部用蛇管加热,×105N/m2,液体密度为950 kg/m3。采用Π形管出料,Π形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管AB连通(见附图)。试求:
为保证塔底液面高度不低于1m,Π形管高度H应为多少?
为防止塔内蒸汽由连通管逸出,Π形管出口液封高度H’至少应为多少?
答:(1)略;(2)。
复式压差计的测量
用一复式U形压差计测量某种流体流过管路中A、B两点的压力差。已知流体的密度为ρ,指示液的密度为ρ0,且两U形管之间的流体与管内流体相同。已知两个U形压差计的读数分别为R1、R2,试推导A、B两点压力差的计算式,并分析由此可得出什么结论?
答:略。
4. 分层器中分界面的确定
附图所示是一个油水分离器。油水的界面依靠倒U形管调节。已知ρ油=780 kg/m3,u水=,。求:
(1)阀1关、阀2、3开时,H=?(界面位置)
(2)阀1开、阀2、3开时,H=?
(3)阀1关、阀2开、阀3关时,倒U形管中液面的高度为多少?(设容器中油水界面H为(1)计算值)
(4)阀1关、阀2关、阀3开时,分离器内界面能维持吗?
答:(1);(2);(3);(4)略
为测定贮罐中油品的贮存量,采用附图所示的远距离液位测量装置。已知贮罐为圆柱形,,,油品的密度为850 kg/m3。若测得U形压差计读数R为150mmHg,试确定贮罐中油品的贮存量,分别以体积及质量表示。
答:;4612kg。
两贮罐中均装有密度为800kg/m3的油品,用一根管路连通。,×104Pa且维持恒定,贮罐2与大气相通。当阀门F关闭时,贮罐1、,
。试判断阀门开启后油品的流向,并计算平衡后两贮罐新的液位高度。
答:贮罐1:;贮罐2:。
7. 水平管路与倾斜管路中倒U形压差计测量的比较
水从倾斜直管中流过,在截面A与B处接一空气压差计,其读数R=10mm,两测压点垂直距离a=,见附图。试求:
(1)A、B两点的压差等于多少?
(2)管路水平放置而流量不变,压差计读数及两点的压差有何变化?
答:(1);(2)R不变, kPa。
附图所示为丙烯精馏塔回流系统。(表压),(表压),塔内丙烯入口距离槽内液面的高度差为30m,管子规格为,输送量为40×103kg/h,丙烯密度为600 kg/m3,管路全部阻力(不包括出口阻力)为150J/kg,试问完成此输送任务是否需要装泵?
答:不需要。
用泵扬送河水经喷头喷出,如附图所示。水的流量为40 ,(表压),进水管直径为,出水管径为,设全部管路压头损失为,试求泵的外加压头为多少?其它数据见附图。又问:
(1)夏季水位上涨2m,外加压头有何变化?
(2)冬季水位下降1m,外加压头有何变化?
(3)旱季水位降至泵入口处以下10m,外加压头有何变化(设当地大气压为1atm)
答:;(1);(2);(3)不能吸水。
如附图所示,20℃水由高位水槽经管道从喷嘴流入大气,水槽中水位恒定。已知d1=125mm ,d2=100mm ,喷嘴内径d3=75mm,U形压差计的读数R=80mmHg。若忽略摩擦损失,求水槽的高度H及喷嘴前压力表读数。
答:;(表压)。
如附图所示,水从液位恒定的敞口高位槽中流出并排入大气。高位槽中水面距地面8m,出水管为φ89×4mm,管出口距地面为2m。阀门全开时,(不包括出口压头损失)。
试求管路的输水量,m3/h;
(2)分析阀门从关闭到全开,管路中任意截面A-A′处压力的变化。
答:(1);(2)略。
如附图