1、例题及解答（上）例题及解答（上）一、如图所示，常温的水在管道中流过，两个串一、如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的联的U形管压差计中的指示液均为水银，密度形管压差计中的指示液均为水银，密度为为 Hg，测压连接管内充满常温的水，密度为，测压连接管内充满常温的水，密度为 w，两，两U形管的连通管内充满空气。若测压前形管的连通管内充满空气。若测压前两两U形管压差计内的水银液面均为同一高度，形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两测压后两U形管压差计的读数分别为形管压差计的读数分别为R1、R2，试求试求a、b两点间的压力差两点间的压力差 。(10分分)bapp 1R2R空气abHgwwHg1
2、2345h解：，11ghppwa11ghppwa21pp 132gRppHg43pp 254gRppHg55ghppwb52455ghgRpghppwHgwb而 ，所以 524113ghgRpghgRpppwHgwHgba5121ghghRRgwwHg211Rhh225Rhh222121RgghRgghRRgppwwwwHgbagRRRRgRRgwHgwHg2121212121二、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60mm3.5mm，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 时：(1)压缩空气
3、的压力p1为若干（表压）？(2)U形管压差计读数R2为多少？2,2,18.1,uhuhhBCfCDfABfmmhmmR200,4512Rh1R1pm10m5m2apABCD知：3/1100mkgmmd535.32602,uhhCDfABf2,18.1uhBCfmmR451mmh200求：(1)p1 (2)R2解：(1)在两槽液面间列柏努利方程：由两槽液面为大液面，且2液面通大气，得 所以 12,2222211122fhupgzupgzCDfBCfABfhhhzzgp,121)(222212118.31018.1)(uguuuzzgp又在BC两截面间列柏努利方程：得 而 所以 BCfCCCBBB
4、hupgzupgz,2222BCfBCCBhzzgpp,)(ggRzzggRppHgBCHgCB5)()()(11ggRugHg5)(18.1512所以(2)在B2两截面间列柏努利方程：18.1)(12gRuHg18.1)(18.31011gRgpHg)(3316.12274318.1807.9)110013600(045.018.3807.9110010表压PaCDfBCfBBBhhupgzupgz,2222222得 所以 而 所以 222218.1)(2uuzzgupBB22218.172uugupB268.17ugpBghgRpHgB22268.17ugghgRHgggRghgughgR
5、HgHgHg18.1)(68.1)7(68.17122mmm609608885842.01360018.1)110013600(045.068.11100)2.07(三、在实验室用管道阻力测定装置对镀锌管（内径为27mm）阻力进行测定时，水的流量为2L/s，水银U形管压差计读数为400mm，测压点间距为5290mm，水的粘度为1cP，密度为1000kg/m3，水银的密度为13600kg/m3。试求摩擦系数1。（5分）在相同条件下对另一镀锌管（内径为16.25mm，绝对粗糙度与第一管相同）阻力进行测定时，水的流速为5.80m/s。试估计此时摩擦系数2是否大于1。（5分）知：mmmd027.027
6、1mmml290.55290smsLVs/102/233mmmR4.0400sPacP310113/1000mkg30/13600mkgmmmd01625.025.162求：(1)(2)解：(1)mmmd01625.025.162smu/80.52121?12smdVus/4931.3027.0002.0442211由 得 04.9431410110004931.3027.0Re3111udPagRppp28.49427807.9)100013600(4.0)(021122udlphf04135.04931.3290.5100028.49427027.02222111ulpd(2)所以 由在湍
7、流区，得 又由 ，得 所以 94250101100080.501625.0Re3222ud12ReRe)(Re,df121122dd12bmmb1.02mmb1.01d=120mm1t2tQ四、在如图所示的平板导热系数测定装置中，试样直径 ，且由于试样厚度b远小于直径d，可以忽略试样径向的热损失。由于安装不好，试样与冷、热表面之间均存在着一层厚度为0.1mm的空气隙。设热表面温度 ，冷表面温度 。测试时测得的传热速率。mmd120Ct1801Ct 302空气隙在t1下的导热系数 ，在下t2的导热系数 。试计算空气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。（提示：不考虑空气隙计算得到的导热系 数 为表
8、观值，考虑空气隙计算得到的导热系数 为真实值，即要计算 ）（10分）)/(10780.321KmW)/(10675.222KmW解：由 得 又由 得 bttSQ21bbdttQbSttQb3067.3412.0785.0301802.584222121221121221121bbbSttSbSbSbttQQSttbbb212211所以 所以 221121bbQSttb022765.010675.2101.010780.3101.02.5812.0785.03018023232b9271.43%90.212190.09271.433067.349271.43五、在某列管换热器中，用100C水蒸汽
9、将物料由20C加热到80C。运行半年后，由于污垢的影响，在相同操作条件下物料出口温度仅为70C，现欲使物料出口温度仍维持80C，试问蒸汽温度应提高到何值？（10分）知：CT100Ct 201求：解：由 Ct 802Ct702CT100CT100Ct 201CtCt70,8022CtCt30,2022Ct801TTCt 201Ct 802CTt 802CTt 201TCt 802)(12ttcWtKSpccm)(12ttcWtSKpccm得 所以 为维持出口温度仍为80C，设需把蒸汽温度提高到 ，则 所以 565060207020801212 tttttKtKmmmmtKtK56TmmtSKtK
10、S mmmtKtKt 56而 所以 而 Ctttttm9773.503080ln3080ln1212Cttmm 1727.619773.5056561727.618020ln608020ln20808020ln)80()20(ln1212 TTTTTTTTtttttm所以 1727.61608020lnTT6667.280201727.6160eTT806667.26667.220TT20806667.26667.1TCT1166667.120806667.2TT2t1t1t六、在列管换热器中，用120C的饱和蒸汽将存放在常压贮槽中的温度为20C、比热为2.09 、质量为2104kg的重油进行
11、加热。采用输油能力为6000kg/h的油泵，将油从贮槽送往换热器，经加热后再返回贮槽中，油循环流动。若要求经4h后油温升高至80C，试计算换热器的传热面积。设加热过程中K可取为350 ，且在任何时刻槽内温度总是均匀一致的。)/(CkgkJ)/(2CmW 知：，CT120Ct201Ct 801)/(2090CkgJcp kgm4102skghkgW/36006000/6000s36004)/(3502CmWK 求：S解：在时刻，又 所以 ，2112122112121212lnlnlnlntTtTtttTtTtttTtTtTtTtttttm211212lntTtTttKStKSttWcmp21ln
12、tTtTKSWcppWcKStTtT21ln pWcKSetTtT21pWcKSetTtT12pWcKSetTTt12在d内，所以 dtTtTttKSdtKSdtmcmp21121lndWcKStetTTKSdtmcpWcKSpp111detetTTeKSWcKSpppWcKSWcKSWcKSp11deteTeWcpppWcKSWcKSWcKSp111所以 dtTeeWcppWcKSWcKSp11deemWtTdtppWcKSWcKStt 101111 pppWcKSWcKSWcKSemWeemWtTtT111ln2121ln11tTtTWmepWcKS 21ln11tTtTWmepWcKS 21ln11tTtTWmepWcKS 21ln11lntTtTWmWcKSp 所以 21ln11lntTtTWmKWcSp 243526.148012020120ln360043600600010211ln350209036006000m
