11. 本题附图所示的贮槽内径d为2 m，槽底与内径d0为32 mm的钢管相连，槽内无液体补充，其液面高度h1为2 m(以管子中心线为基准)。液体在本题管内流动时的全部能量损失可按计算，式中u为液体在管内的流速。
试求当槽内液面下降1 m时所需的时间。
解：根据物料衡算，在时间内，槽内由于液面下降而减少的液体量均由管路出口流出，于是有。
取管中心线所在的水平面位能基准面，在瞬时截面与管路出口截面间列柏努利方程，得。
其中， (表压)
解得2)将(2)式代入(1)式，并在下列边界条件下积分。
12. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m3，循环量为36 m3/h。
管路的直径相同，盐水由a流经两个换热器而至b的能量损失为98.1 j/kg，由b流至a的能量损失为49 j/kg，试计算：(1) 若泵的效。
率为70%时，泵的轴功率为若干kw? (2) 若a处的压强表读数为103 pa时，b处的压强表读数为若干？
解：对循环系统，在管路中任取一截面同时作上游和下游截面，列柏努利方程，可以证明泵的功率完全用于克服流动阻力损失。
1) 质量流量
2) 在两压力表所处的截面a、b之间列柏努利方程，以通过截面a中心的水平面作为位能基准面。
其中，，，kpa，
将以上数据代入前式，解得(表压)
13. 用压缩空气将密度为1100 kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液面维持恒定。管路直径均为，其他尺寸见本题附图。
各管段的能量损失为，。两压差计中的指示液均为水银。试求当r1=45 mm，h=200 mm时：
(1) 压缩空气的压强p1为若干？ (2) u管压差计读r2数为多少？
解：求解本题的关键为流体在管中的流速。
(1)在b、c间列柏努利方程，得。
代入(1)式，同时已知
解得。在低位槽液面与高位槽液面之间列柏努利方程，并以低位槽为位能基准面，得。
其中 (表压)
代入上式可得。
(表压)2) 若求关键在于，通过可列出一个含的静力学基本方程。
为此在低位槽液面与截面b之间列柏努利方程，以低位槽为位能基准面，得。
其中，，，表压)
(表压)代入(2)式：
14. 在实验室中，用玻璃管输送20℃的70%醋酸。管内径为1.5 cm，流量为10 kg/min。用si和物理单位各算一次雷诺数，并指出流型。
解：(1) 用si制计算。
从本教材附录中查得70%醋酸在20℃时的物理性质：，，
流动类型为湍流。
2) 用物理单位计算，
15. 在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置u管压差计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为10 800 kg/h时，u管压差汁读数r为100 mm。
粗、细管的直径分别为与。计算：(1) 1 k**流经两截面间的能量损失；(2) 与该能量损失相当的压强降为若干？
解：(1) 取接入管路的u型管管线所在的平面与管截面垂直的平为面和，并取管路中心线所在的平面为基准面，那么。
在截面和间列bernouli方程：
于是 对u型管压计：
对水在水平管中的流动：
对粗管：；对细管： 于是
16. 密度为850 kg/m3、黏度为8×10-3 pa·s的液体在内径为14 mm的铜管内流动，溶液的流速为1 m/s。试计算：
(1) 雷诺准数，并指出属于何种流型；(2) 局部速度等于平均速度处与管轴的距离；(3) 该管路为水平管，若上游压强为147×103 pa，液体流经多长的管子，其压强才下降到127.5×103 pa?
解：(1) 流动类型属层流。
(2) 对层流流动的流体，其瞬时速度和半径之间的关系如下：
而平均速度
于是当局部速度等于平均速度时，有，即当时，管路中的瞬时速度和平均速度相同。
所以。2) 定义上游截面，下游截面为，对直径相同的水平管路。
根据哈根~泊谡叶公式，即。
则液体流经的管长为。
03流体流动习题答案
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