当前位置：文档之家 › 1流体流动

1流体流动

  • 格式：doc
  • 大小：335.00 KB
  • 文档页数：11

下载文档原格式

  / 11

合集下载

第一章流体流动

第一章流体流动

1.2 流体的黏度
本节的目的是了解流体流动的内部结构， 以便为阻力损失计算打下基础。 1、牛顿黏定律
流体的粘性 流体在运动的状态下,有一种抗拒 内在的向前运动的特性。粘性是流动性的反面。 流体的内摩擦力 运动着的流体内部相邻两流体 层间的相互作用力。是流体粘性的表现, 又称为 粘滞力或粘性摩擦力。 由于粘性存在，流体在管内流动时，管内任一截 面上各点的速度并不相同,如图1-12所示。
SI制 N/m2或Pa
压力的单位：Pa、Kgf/m2、atm、at、H2O、mmHg、 bar、torr等。

关系：1atm = 1.0336 at = 1.013×105 Pa = 1.0336 Kgf/m2 = 10.336 mH2O
= 760 mmHg = 1.013 bar = 760 torr
μ ── 比例系数，其值随流体的不同而异，流 体的粘性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或 动力粘度,简称为粘度。 式(1-6)或(1-6a)所显示的关系,称为牛顿粘性定 律。 （2）物理意义 牛顿粘性定律说明流体在流动过程中流体层间所 产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无 关。

流体的这一规律与固体表面的摩擦力规律不同。



（2）运动粘度γ (a)定义


v
运动粘度γ 为粘度μ 与密度ρ 的比值
m d u du d u v d m u dy dy dy v dy
即为单位体积流体的动量梯度

2、比重（相对密度）
d

H 2 O
277 K
3、 比容：ν = 1/ρ 即：单位质量流体所占有的体积， m3/Kg 4、重度：r = ρ·g 式中单位：r — kgf/m3 ；（工程制） N/m3 （SI制） ρ — kgf· 2/m4 s kg/m3 g—9.81m/s2 9.81m/s2

第一章流体流动

第一章流体流动

第一章：流体流动一、本章学习目的通过本章的学习，应熟练掌握流体静止的基本方程和流体流动的基本方程；熟练运用连续性方程和柏努利方程解决流体流动过程的计算问题；会计算管内流动的阻力损失，会计算简单管路。

二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。

每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的f h 与2u 成正比？光滑管流动时的摩擦损失f h 与u 的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。

已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m 3。

压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h 1。

已测得当压差计上指示剂读数为R 1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H 1。

试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。

化工原理-流体静力学方程

化工原理-流体静力学方程
pa p1 Bg(m R)
pa p2 Bg Z m AgR 于是 p1 Bg(m R) p2 Bg Z m AgR
18
一、压强与压强差的测量
上式化简，得
p1 p2 (A B )gR BgZ
若
Z 0
则 p1 p2 (A B )gR
若U管的一端与被测流体连接，另一端与大 气相通，此时读数反映的是被测流体的表压强。
不同基准压力之间的换算 表压力 = 绝对压力－大气压力 真空度 = 大气压力－绝对压力 真空度 = -表压力
5
第1章 流体流动
1.2 流体静力学基本方程式 1.2.1 静止流体的压力 1.2.2 流体静力学基本方程式
6
流体静力学方程
微元立方流体
边长:dx、dy、dz 密度:ρ
图1-6 微元流体的静力平衡
例1-7 附 图
25
动画16
三、液封高度的计算
设备内操作条件不同，采用液封的目的也就 不同。流体静力学原理可用于确定设备的液封 高度。具体见[例1-8]、[例1-9]。
26
三、液封高度的计算
1-与真空泵相通的不凝性气体出口 2-冷水进口 3-水蒸气进口 4-气压管 5-液封槽
例1-9 附图
27
练习题目
ΔP，在此情况下，单位面积上所受的压力，称
为压力强度，简称压强，俗称压力，其表达式
为
p P A
ห้องสมุดไป่ตู้
p lim P A0 A
4
静止流体的压力
压力的单位 在SI单位制中，压力单位是N/m2或Pa。 其 他 单 位 还 有 ： 1atm ＝ 101300 N/m2 ＝
101.3kPa ＝ 1.033kgf/cm2 ＝ 10.33mH2O ＝ 760mmHg

南工大化工原理《第一章 流体流动》习题解答

南工大化工原理《第一章 流体流动》习题解答

《第一章流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。

如图。

已知水及油的密度分别为1000和860kg/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m。

若在高楼范围内气温维持20℃不变。

设大气静止，气体压强为变量。

地平面处大气压强为760mmHg。

试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。

3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。

问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N？外界大气压为1atm。

4．外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20℃干空气的密度。

空气分子量按29计。

5．有个外径为R2、内径为R1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。

若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。

设球内空气重量可略。

6．为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。

如图。

指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。

气体密度为1.20kg/m3。

读数R=100mm。

问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U 形压差计测压差。

如图。

已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。

当管路内气体压强p与外界大气压p相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。

现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。

（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。

如图。

在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。

复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。

1.流体分类及流动现象

1.流体分类及流动现象
粘度(或称视粘度)η来近似描述非牛顿流体的粘稠特性。
＝
(2)
du dy
非牛顿流体的流动涉及国民经济的许多部门，如化工、 轻工、食品、石油、水利、建筑、冶金等等。
非牛顿流体力学
1 分类及流动现象变方程 2 非牛顿流体的结构流 3 塑性流体的流动规律 4 幂律流体的流动规律 5 卡森流体在圆管中的结构流 6 管流研究的特性参数法 7 流变参数测定
1 非牛顿流体的分类
1） 超硬刚体 这是一种绝对刚体，也称欧几里得刚体。刚体的粘度
无限大，在任何外力下不发生形变。 2） 弹性体
在外力作用下发生形变，外力解除后，形变完全恢复。
1 非牛顿流体的分类及其流变方程
2） 弹性体 按变形和回复时间又可分为三种： a. 理想弹性体 形变和回复瞬时完成，遵守胡克定律，即应力与应
湍流减阻可以使流量增大，对传热、传质有利。 例如：在消防水中添加少量聚乙烯氧化物，可使消防车水龙头喷出水的扬程 提高一倍以上。对于水工建筑、水电站建筑中的气蚀和水锤等特殊现象，用 高聚物添加剂可以减轻其破坏作用。
未添加聚乙烯氧化物的情形
添加聚乙烯氧化物后的情形
1.2 粘弹性流体奇特物理力学现象
9.二次流 二次流是由流动(主流)引起的另一种伴随流动，由
1 非牛顿流体分类
τ
τ
τ0
t0
t
图2 触变性流体剪切应力 随时间的变化
τ0
t0
t
图3 震凝性流体剪切应力 随时间的变化
1 非牛顿流体分类
(2) 粘弹性流体 粘弹性流体可认为是纯粘性流体和达到其屈
服应力之前能完全恢复其形变的纯弹性固体之间 的物质。粘弹性流体既具有部分弹性恢复效应， 又具有与时间无关及与时间有关的两大类非牛顿 流体的粘性效应，它是最一般的流体。

化工原理第一章 流体流动1

化工原理第一章 流体流动1

机械能：位能、动能、静压能及外功，可用于输 送流体； 内能与热：不能直接转变为输送流体的能量。
下午6时51分 23喻国华
2．实际流体的机械能衡算 (1) 以单位质量流体为基准 假设 流体不可压缩， 则 1 2
流动系统无热交换，则 qe 0
流体温度不变， 则 U1 U 2 并且实际流体流动时有能量损失。 设1kg流体损失的能量为Σ Wf（J/kg），有：
下午6时51分 2喻国华
例: 如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体 在某截面处的压力，直接在该处连接一U形压差计， 指示液为水银，读数 R ＝ 250mm ， h ＝ 900mm 。
已知当地大气压为101.3kPa，
水 的 密 度 1000kg/m3 ， 水 银 的
密度13600kg/m3 。试计算该截
u2 d1 0.656 u1 d 2
u2=0.656×1.747=1.146m/s
2
由连续性方程,对管１和管２有
9 103 u1 1.747m / s 2 2 0.785 0.081 d1 4 Vs
1
2
3a
对管1和管3有
下午6时51分
u3 d1 2.62 u1 d3
不可压缩性流体， Const.
Vs u1 A1 u2 A2 uA 常数
圆形管道 ： u 1
A2 d 2 u2 A1 d 1
2
即不可压缩流体在管路中任意截面的流速与 管内径的平方成反比 。
下午6时51分
17喻国华
例:如附图所示，管路由一段φ 89×4mm的管1、一 段φ 108×4mm的管2和两段φ 57×3.5mm的分支管

1-3 流体的流动现象

知识点1-3 流体的流动现象1．学习目的通过简要分析在微观尺度上流体流动的内部结构，为流动阻力的计算奠定理论基础。

流体流动的内部结构是流体流动规律的一个重要方面。

这些现象的产生在于流体的粘性。

2．本知识点的重点本知识点以层流（滞流）和湍流（紊流）两种基本流型的本质区别为主线展开讨论，要求重点掌握：（1）牛顿粘性定律的表达式、适用条件；粘度的物理意义及不同单位之间的换算。

（2）两种流型的判据及本质区别；Re的意义及特点。

（3）边界层形成、发展及边界层分离现象。

流动边界层概念的提出对分析流体流动、传热及传质现象有重要意义。

（4）非牛顿型流体的流变特性。

3．本知识点的难点本知识点无难点。

4．应完成的习题1-9.本题附图所示为冷冻盐水循环系统。

盐水的密度为1100kg/m3，循环量为36m3/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98.1J/kg，由B流至A的能量损失为49J/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处的压强表读数为若干Pa？[答：（1）2.31kW；(2)6.2×104Pa(表压)]1-10.在实验室中，用玻璃管输送20℃的70％醋酸。

管内径为1.5cm，流量为10kg/min。

用SI和物理单位各算一次雷诺准数，并指出流型。

[答：Re=5.66×103]1-11.用压缩空气将密度为1100kg/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φ60×3.5mm，其它尺寸见本题附图。

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=45mm，h=200mm时：（1）压缩空气的压强p1为若干？（2）U管压差计读数R2为多少？[答：(1)1.23×105Pa(表压)；(2)630mm]（提示：U形管压差计读数R1表示了BC段的能量损失，即）本知识点通过简要分析在微观尺度上流体流动的内部结构，为管截面上流动的速度分布及流动阻力的计算打下基础。

1流体流动基本知识


m 其 xwi = i 中 m 总
V = 总
2011-8-26
xwA
ρ1
+
xwB
ρ2
+L +
xwn
ρn
=
m 总
ρm
∴
1
ρm
=
xwA
ρ1
+
xwB
ρ2
+L +
xwn
ρn
—液体混合物密度计算式 液体混合物密度计算式
4.与密度相关的几个物理量 与密度相关的几个物理量
1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示，单位 为m3/kg。 在数值上:
分五部分： 一、流量与流速 分五部分： 二、定态流动与非定态流动 三、连续性方程式 四、能量衡算方程式 五、柏努利方程式的应用
2011-8-26
一、流量与流速
1. 流量
单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。 若流量用体积来计量，称为体积流量VS；单位为：m3/s。 若流量用质量来计量，称为质量流量WS；单位：kg/s。 体积流量和质量流量的关系是： W
压缩性：
不可压缩流体：流体的体积如果不随压力及温度变化。液体 可压缩流体：流体的体积如果随压力及温度变化。气体
2011-8-26
第 二 节 内容： 内容：
流体静止的基本方程
流体在外力作用下达到平衡的规律， 流体在外力作用下达到平衡的规律， 主要讨论流体在重力作用下的平衡规律
分三部分： 分三部分： 一、流体的密度 二、流体的压强 三、流体静力学方程
可压缩性流体 f (T, p) ——可压缩性流体
3. 液体混合物的密度 液体混合物的密度ρm
液体混合时，体积往往有所改变。若混合前后体积不变， 则1kg混合液的体积等于各组分单独存在时的体积之和，令液 体混合物中各组分的质量分率分别为:

化工基础概论 第一章 流体流动与输送


Re 4000 时，是湍流流动； 2000 Re 4000时，有时出现层流，有时出现湍流，是一个不稳定的区域，称
为过渡区。在一般工程计算中，当 Re 2000 时可按湍流处理。
1.2.3直管阻力的计算
经过大量的实验研究发现，流体流过直管的阻力与其流体的动能 u2/2、管长 l 成 正比，与其管径成反比，即：
l u2 hf d 2
（J/kg）
（1-7）
式中 h f ——直管阻力，J/kg；
——摩擦系数；
l ——直管长度，m； d ——管内径，m；
u ——流体在管内的平均流速，m/s。
1.2.3直管阻力的计算
式（1-7）为直管阻力计算通式，称为范宁公式。范宁公式还可以写成以下两种 形式：
le u 2 h d 2
' f
（J/kg）
（1-13）
式中：d、u、 分别为与管件相连接的直管管件、管内流体平均流速以及摩擦系 数。各种管件和阀门的当量长度可由有关手册查得，表 1-1 列出了常见管件的
le d 值，即当量长度 le 与管内径 d 的比值。
1.2.5减小流动阻力的途径
（1）减小直管阻力的途径
l u 2 p f d 2
（Pa） （m）
（1-8） （1-9）
l u2 Hf d 2g
式中 p f ——直管压力降，Pa；
H f ——直管损失压头，m。
范宁公式不仅适用于层流， 也适用于湍流的阻力计算， 但式中摩擦系数 的 处理方法不同。 当流体在圆形直管内作层流流动时：
•
1.1.2流量
（1）体积流量
（2）质量流量
（1）体积流量
单位时间内流经管道任一截面上的流体体积量，称为体积流量，用符号 VS 或 Vh 表示，单位为 m3/s 或 m3/h。

流体流动类型

流体流动类型流体是物质的一种状态，具有流动性质。

流体流动类型是指流体在运动过程中所表现出来的不同特征和规律。

根据不同的分类标准，可以将流体的流动类型分为多种。

一、按照黏性程度分类1. 粘性流：指在运动过程中，由于黏性力的作用，流体内部不同层次之间存在相对滑移的情况。

粘性流通常表现为速度分布不均匀、阻力较大、容易形成涡旋等特点。

2. 非粘性流：指在运动过程中，黏性力可以忽略不计。

非粘性流通常表现为速度分布均匀、阻力较小、容易形成层状结构等特点。

二、按照运动状态分类1. 层流：指在管道或沟渠内部，由于黏性力和惯性力之间的平衡作用，使得不同层次之间不存在相对滑移现象。

层流通常表现为速度分布均匀、无涡旋、无噪声等特点。

2. 湍流：指在管道或沟渠内部，由于黏性力和惯性力之间的失衡作用，使得不同层次之间存在相对滑移现象。

湍流通常表现为速度分布不均匀、存在涡旋、噪声较大等特点。

三、按照流体密度分类1. 均质流：指在运动过程中，流体密度均匀分布。

均质流通常表现为速度分布均匀、无涡旋、无噪声等特点。

2. 非均质流：指在运动过程中，流体密度不均匀分布。

非均质流通常表现为速度分布不均匀、存在涡旋、噪声较大等特点。

四、按照速度大小分类1. 低速流：指在运动过程中，流体的平均速度较慢。

低速流通常表现为阻力小、容易形成层状结构等特点。

2. 高速流：指在运动过程中，流体的平均速度较快。

高速流通常表现为阻力大、容易形成涡旋等特点。

五、按照压力变化分类1. 压缩性流：指在运动过程中，由于压力差异而引起的密度变化比较明显的情况。

压缩性流通常表现为波浪形的压力变化、速度分布不均匀等特点。

2. 不可压缩性流：指在运动过程中，流体密度基本保持不变的情况。

不可压缩性流通常表现为速度分布均匀、无波浪形的压力变化等特点。

综上所述，流体流动类型是指流体在运动过程中所表现出来的不同特征和规律。

根据不同的分类标准，可以将流体的流动类型分为多种，包括粘性流和非粘性流、层流和湍流、均质流和非均质流、低速流和高速流、压缩性流和不可压缩性流等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第一章 流体流动 静压强及其应用 1-1. 用习题1-1附图所示的U形压差计测量管道A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞，读数R=120mm，当地大气压pa为101.3kPa，试求：(1) A点的绝对压强，Pa；(2) A点的表压，Pa。

解：(1) RggRppHgaA2.1

53

1028.112.02.181.9100012.081.913600103.101Ap kPa

(2) 4351067.2103.1011028.1表Ap kPa 1-2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？

答：80.198013.0136001RHm

14.34214.3422DSm2

28.6214.3Vm3 储存量为：4.615498028.6kg=6.15t 1-3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m3。液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：(1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以N表示；(2) 槽底面所受的压强是多少Pa？

解：(1) 421042.15.046.0981.9880AhHgpAFN

(2) 441077.71042.1981.9880gHpPa 1-4. 附图为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出，水由底部经一倒置的U形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离Hs=500mm，油的密度为780kg/m3，水的密度为1000kg/m3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒置的U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少？ 因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。

解：gHgHs油

3901000500780Hmm 1-5. 用习题1-5附图所示复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h1=1.20m，h 2=0.3m，h3 =1.30m，h4 =0.25m，试以Pa为单位表示A、B两点的压差Δp。

解：21211hhgPghPPiA

2112hhgghPPiA(1)

4342323hhgghPhhgPPiBi(2)

(1)代入（2） 43423211hhgghPhhghhgghPiBiiA 5

411017.125.02.110001360081.9hhgPPiBAPa

1-6. 附图为一气柜，其内径9m，钟罩及其附件共重10吨，忽略其浸在水中部分所受之浮力，进入气柜的气速很低，动能及阻力可忽略。求钟罩上浮时，气柜内气体的压强和钟罩内外水位差Δh (即“水封高”)为多少？

解：3231054.1481.91010dAmgpPa

157.081.910001054.13gphm

1-7. 附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，凝液与水沿大气腿流至地沟排出，现已知器内真空度为82kPa，当地大气压为100kPa，问其绝对压为多少Pa？并估计大气腿内的水柱高度H为多少米？

答：1882100pppa绝kPa

36.881.9100010823gpHm

1-8. 如图所示，在A、B两容器的上、下各接一压差计，两压差计的指示液相同，其密度均为ρi。容器及测压导管中均充满水，试求：(1) 读数R与H之间的关系；(2) A点和B点静压强之间的关系。

解：(1) gHgRPPiiBA HR (2) gzppBA *1-9. 测量气体的微小压强差，可用附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为ρ1的液体，U形管下部指示液密度为ρ2，管与杯的直径之比d/D。试证气罐中的压强pB可用下式计算：

2

2

112DdhghgppaB

解：ghpghhgpaB121 hgghppaB

112

hDhd2244 2

2

112DdhghgppaB

*1-10. 试利用流体平衡的一般表达式(1-9)，推导大气压p与海拔高度h之间的关系。设海平面处的大气压强为pa，大气可视作等温的理想气体。 解： 质量守恒 1-11. 某厂用φ114×4.5mm的钢管输送压强p=2MPa(绝压)、温度为20℃的空气，流量(标准状况：0℃，101.325kPa)为6300m3/h。试求空气在管道中的流速、质量流量和质量流速。

答：/sm095.0/hm5.3422000273325.101293630033100101PTPTqqvv m/s0.11105.0785.0095.04221dquv

30kg/m3.14.2229

36kg/m81.23293314.829102RT

PM

skg/m9.26181.230.112uG kg/s28.236003.163000vomqq 机械能守恒 1-12. 水以60m3/h的流量在一倾斜管中流过，此管的内径由100mm突然扩大到200mm，见附图。A、B两点的垂直距离为0.2m。在此两点间连接一U形压差计，指示液为四氯化碳，其密度为1630kg/m3。若忽略阻力损失，试求：(1) U形管两侧的指示液液面哪侧高，相差多少mm？(2) 若将上述扩大管道改为水平放置，压差计的读数有何变化？

解：(1) 2222BBAAuPuP

m/s12.21.0785.060422AvAdqu

m/s53.02.0785.060422BvBdqu

75.2106253.012.21000222222BAABuuPPPa

U形管两侧的指示液液面A侧高 gRPPiAB

34.081.91000163075.2106gPPRiAB

m

(2) 不变 1-13. 某鼓风机吸入管直径为200mm，在喇叭形进口处测得U形压差计读数R=25mm，指示剂为水。若不计阻力损失，空气的密度为1.2kg/m3，试求管道内空气的流量。

解：2222222111ugzpugzp

gRpi2

22.202.1025.081.91000222gRuim/s 67.2285360022.202.0785.0422udqv

m3/h

1-14. 图示为马利奥特容器，其上部密封，液体由下部小孔流出。当液体流出时，容器上部形成负压，外界空气自中央细管吸入。试以图示尺寸计算容器内液面下降0.5m所需的时间。小孔直径为10mm。设小孔的孔流系数C0=0.62。

答：2222222111ugzpugzp

appp21，02z，m2.06.08.01z，01u m/s98.12.081.92222gzu m/s23.198.162.0200uCu 液面下降小于0.6米，液体下降过程中流速不变

s146323.101.05.06.045.0422022ud

D



1-15. 水以3.77×10-3 m3/s的流量流经一扩大管段。细管直径d=40mm，粗管直径D=80mm，倒U形压差计中水位差R=170mm。求水流经该扩大管段的阻力损失。 解：列1-2截面伯努利方程

1222221122fhgugPgugP

gRPP12

221244uDudqv

122uDdu smdquv/00.304.014.31077.3442321

mDdguRgugugPPhf26.08040181.92317.012224222122212112

1-16. 图示为30℃的水由高位槽流经直径不等的两管段。上部细管直径为20mm，下部粗管直径为36mm。不计所有阻力损失，管路中何处压强最低？该处的水是否会发生汽化现象？ 解： *1-17. 在一水平管道中流着密度为ρ的液体，收缩管前后的压差为(p1-p2)，管截面积为A1 及A2。忽略阻力损失，试列出流速u1和u2的计算式。 解：由1-2截面列伯努利方程