化工原理(上)课后习题解答-天大柴诚敬主编(16)

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

23．本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面

维持恒定，水分别从BC与BD两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离均为11 。AB管段内径为38 m、长为58 m；BC支管的内径为32 mm、长为12.5 m；BD支管的内径为26 mm、长为14 m，各段管长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB与BC管段的摩擦系数 均可取为0.03。试计算（1）当BD支管的阀

3

门关闭时，BC支管的最大排水量为多少（m/h）；（2） 习题23附图 当所有阀门全开时，两支管的排水量各为多少

3

（m/h）？（BD支管的管壁绝对粗糙度，可取为0.15 mm，水的密度为1000 kg/m3，黏度为0.001Pa s。） 解：（1）当BD支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量

，

在高位槽水面1-1与BC支管出口内侧截面C-C,间列机械能衡算方程，并以截面C-C,为基准平面得

22

gz1 ub1 p1 gzC ubC pC hf

2 2

式中 z1=11 m，zc=0，ub1≈0，p1=pc

ubC2

故 hf=9.81×11=107.9J/kg （a）

2 hf hf,AB hf,BC （b）

2

ub,L Le

hf,AB ( c)AB

d2

2ub,582

(0.03 （c） 0.5)AB 23.15ub,AB

0.0382

2ub,12.52

hf,BC (0.03 （d） )BC 5.86ub,BC

0.0322

ub,AB (

dBC2

)ub,BCdAB

2ub,AB (

32422 （e） )ub,BC 0.5ub,BC

38

将式（e）代入式（b）得

22

hf,AB 23.15 0.5ub, （f） BC 11.58ub,BC

将式（f）、（d）代入式（b）,得

222 hf 11.58ub, BC 5.86ub,BC 17.44ub,BC

ubC=ub,BC，并以∑hf值代入式（a），解得 ub,BC=2.45 m/s 故 VBC=3600×

π

×0.0322×2.45 m3/h=7.10 m3/h 4

2

（2）当所有阀门全开时，两支管的排水量根据分支管路流动规律，有

2

gz ubC pC h gz ub,D pD h （a）

Cf,BCDf,BD

2 2

两支管出口均在同一水平面上，下游截面列于两支管出口外侧，于是上式可简化为

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