第一章流体流动
4某储油罐中盛有密度为960kgm3的重油如附图所示油面最高时离罐底95m油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760mm的孔其中心距罐底1000mm孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为395×106Pa问至少需要几个螺钉大气压力为1013×103Pa
解由流体静力学方程距罐底1000mm处的流体压力为绝压Pa108131Pa015981996010310133ghppρ
作用在孔盖上的总力为
N106273N7604
π1031011081314233a
AppF每个螺钉所受力为
N100936N01404
π
10539321÷F
因此
个6955N100936106273341≈FF
5如本题附图所示流化床反应器上装有两个U管压差计。读数分别为R1500mmR280mm指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水其高度R3100mm。试求A、B两点的表压力。
解1A点的压力
表Pa101165Pa0808191360010819100042汞3水AgRgRpρρ2B点的压力
表
Pa107836Pa5081913600101651441汞ABgRppρ
习题4附图习题5附图
7某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过133kPa表压在炉外装一安全液封管又称水封装置如本题附图所示。液封的作用是当炉内压力超过规定值时气体便从液封管排出。试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深
度h。
习题7附图
解313gh水ρ
m361m8910001000313313gh水ρ
10有一装满水的储槽直径12m高3m。现由槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4cm测得水流过小孔的平均流速u0与槽内水面高度z的关系为
zgu26200
试求算1放出1m3水所需的时间设水的密度为1000kgm32又若槽中装满煤油其它条件不变放出1m3煤油所需时间有何变化设煤油密度为800kgm3
解放出1m3水后液面高度降至z1则
m1152m88460321785012
1zz由质量守恒得
2
1
d0dMwwθ
01w无水补充
200000622wuAAgzAρρ为小孔截面积
AZMρA为储槽截面积故有026200θ
ρρddzAgzA
即
θdA
Agz
dz0
62
02上式积分得
26202
2112100
zzAAg
θmi
12s4126s11523040181926202
2
1212
11如本题附图所示高位槽内的水位高于地面7m水从φ108mm×4mm的管道中流出管路出口高于地面15m。已知水流经系统的能量损失可按∑hf55u2计算其中u为水在管内的平均流速ms。设流动为稳态试计算1AA截面处水的平均流速2水的流量m3h。解1AA截面处水的平均流速
在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程得22
121b12b2f
11
22ppgzr