化工原理(上)课后习题解答-天大柴诚敬主编(13)

大学课后习题答案 配合普通高等教育“十五”国际级规划教材化工原理(上册) 天津大学化工学院 柴诚敬主编 高等教育出版社

20．如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的

底部与内径为100 mm的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m。

（1）当闸阀关闭时，测得R=600 mm、h=1500 mm； 当闸阀部分开启时，测得R=400 mm、h=1400 mm。摩擦 习题20附图 系数 可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为 0.5。问每小时从管中流出多少水（m3）？

（2）当闸阀全开时，U管压差计测压处的压力为多少Pa（表压）。（闸阀全开时Le/d≈15，摩擦系数仍可取0.025。） 解：（1）闸阀部分开启时水的流量

，，，

在贮槽水面1-1与测压点处截面2-2间列机械能衡算方程，并通过截面2-2的中心作基准水平面，得

22

gz1 ub1 p1 gz2 ub2 p2 hf， （a） 1－2

2 2

式中 p1=0(表)

p2 HggR H2OgR 13600 9.81 0.4 1000 9.81 1.4 Pa 39630Pa（表） ub2=0，z2=0

z1可通过闸阀全关时的数据求取。当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方程知

HOg(z1 h) HggR （b）

2

式中 h=1.5 m, R=0.6 m 将已知数据代入式（b）得

13600 0.6

1.5 m 6.66m z1

1000

hf,1-2 ( L c)ub 2.13ub2 (0.025 15 0.5)ub 2.13ub2

d

2

0.1

2

2

2

将以上各值代入式（a），即

239630

9.81×6.66=ub++2.13 ub2

10002解得 ub 3.13s

水的流量为 Vs 3600d2ub 3600 0.785 0.12 3.13m3 1.43m3

（2）闸阀全开时测压点处的压力

，，

在截面1-1与管路出口内侧截面3-3间列机械能衡算方程，并通过管中心线作基准平面，得

22

gz1 ub1 p1 gz3 ub3 p3 hf， （c） 1－3

2 2

π

4

式中 z1=6.66 m，z3=0，ub1=0，p1=p3

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