化工原理第四版第一章课后习题答案(11)

解 已知管内径d密度

998.2kg/m

3

0.0m5

，水的温度t=20℃

1.004 10

3

，黏度 Pa s，流速u 3m/s

5

雷诺数Re

du

0.05 3 998.21.004 10

3

1.49 10

湍流

管壁相对粗糙度 查得摩擦系数

d

0.004

0.0293

这两个直管的摩擦阻力损失相同，为

hf

lu

2

d2

0．0293

60.05

3

2

2

15.8 J/kg

(1) 弹簧压力表读数之差值 ①水平管

在A、B两截面列伯努利方程

gZA

pA

uA2

2

gZB

pB

uB2

2

hf

因ZA ZB，uA uB，故得

pA pB hf 998.2 15.8 15770Pa 15.77kPa

②垂直管

在A、B两截面间列伯努利方程，以截面A为基准面，

ZA 0,ZB L 6m, uA uB

pA

= gZB

pB

hf

pA pB gZB hf 998.2 9.81 6 998.2 15.8 74530Pa 74.53 kPa

上述计算结果表明，垂直管的pA pB大于水平管的pA pB。这是因为流体在垂直管中从下向上流动时，位能增大而静压能减小。

(2)U形管液柱压差计的读数R

①水平管与前面相同，由伯努利方程得 pA pB hf

a

另从U形管压差计等压面处力的平衡，求得

pA R g pB R 汞g

由式 a 与式(b)，求得

R

pA pBg( 汞 )

(b)

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