第一章1-1 烟道气的组成约为N 275%，CO 215%，O 25%，H 2O5%（体积百分数）。

试计算常压下400℃时该混合气体的密度。

解： M m =M i y i =×28+×44+×32+×18=m =pM m /RT =×103××103×673)=0.545kg/m 31-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为和。

现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为。

问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少 解：成都 p R =95-8=87kPa （真空度） 拉萨 p R =62-8=54kPa （真空度）1-3 用如附图所示的U 型管压差计测定吸附器内气体在A 点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。

在某气速下测得R 1为400mmHg ，R 2为90mmHg ，R 3为40mmH 2O ，试求上述值。

解： p B =R 3H2O g +R 2Hg g =×1000×+×13600×=（表） p A =p B +R 1Hg g =+×13600×=（表） p =p A -p B =（表）1-4 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D 的贮液器和直径为d 的倾斜管组成。

若被测流体密度为0，空气密度为，试导出用R 1表示的压强差计算式。

如倾角为30o 时，若要忽略贮液器内的液面高度h 的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D /d 比值至少应为多少DαdR1R 1p 2hρ解： 由静力学方程 p =R (0-)g =R 1sin(0-)g =R 1(0-)g /2 (1) 若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为：R ’=R -h 液柱长度： R 1’=R 1-h /sin=R 1-2h p ’=R ’(0-)g =R 1’(0-)g /2=(R 1/2-h )(0-)g又 D 2h /4=d 2R 1’/4 即 h =R 1(d /D )2/[1+2(d /D )2]所以 p ’=R 1(0-)g /[2+4(d /D )2] (2) 相对误差为 (p -p ’)/p ≤ 代入式（1）和（2）： (p -p ’)/p =1-1/[1+2(d /D )2]≤ 解得： d /D ≤ 即 D /d ≥1-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。

储槽和虹吸管的直径分别为D 和d ，若流动阻力忽略不计，试计算虹吸管的流量。

储槽液面高度视为恒定。

解：p 1/+u 12/2+gz 1=p 1/+u 22/2+gz 2p 1=p 2，u 1=0，z 1=h ，z 2=0，u 2=u2gh =u 2 u 2=(2gh )1/2 q v ==(2gh )1/21-6 密度为920kg/m 3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为57mm×3.5mm ，两支管尺寸分别为38mm×2.5mm 和25mm×2.5mm 。

已知椰子油在总管中的流速为0.8m/s ，且38mm×2.5mm 与25mm×2.5mm 两支管中流量比为。

试分别求椰子油在两支管中的体积流量、质量流量、流速及质量流速。

解： q v =××=×10-3m 3/sq v 1+q v 2=×10-3m 3/s q v 1/q v 2= q v 2=×10-3/=×10-4m 3/s q v 1==×10-3m 3/sq m 2=q v 2=920××10-4=0.452kg/s q m 1=q v 1=920××10-3=0.993kg/s u 2=q v 2/=×10-4/×=1.564m/s u 1=q v 1/=×10-3/×=1.262m/sw 2=u 2=920×=1438.6kg/ w 1=u 1=920×=1161kg/1-7 用一长度为0.35m 的渐缩管将输水管路由内径100mm 缩至30mm 。

当管内水流量为0.52m 3/h ，温度为10℃时，问：（1）在该渐缩管段中能否发生流型转变；（2）管内由层流转为过渡流的截面距渐缩管大端距离为多少 解： u 1=q v1/=(3600××=sRe 1=d 1u 1/=××1000/=1407<2000 u 2=q v1/=(3600××=45msRe 2=d 2u 2/=××1000/=4691>4000 故可以发生转变 当Re =2000时，ud =2000×1000= ud 2=q v /=(3600×=×10-4两式相除 d =×10-4/=0.07035m由比例关系 ：=：x x =0.148m 直径为1.0m 的稀奶油高位槽底部有一排出孔，其孔径为15mm 。

当以2.0m 3/h 的固定流量向高位槽加稀奶油的同时底部排出孔也在向外排出奶油。

若小孔的流量系数C d 为（C d 为孔口实际流量与理想流量之比），试求达到出奶油与进奶油流量相等时高位槽的液位及所需的时间。

（假设高位槽最初是空的） 解： 设任一时刻槽内液位为h ，则由柏努利方程得：理论流速 u th =(2gh )1/2 实际流速：u =C 0(2gh )1/2 流量： q v =d 2u /4=×××(2××h )1/2=×10-4h 1/2代入 q v =2/3600 m 3/s ， H =[2/(3600××10-4)]2=1.312m 由物料衡算 q v ,in -q v ,out =d V /d=dϑd d 1785.01085.43600224hh ⨯=⨯-- 令y =h 1/2，则d h =2y d y ，当h =H 时，y =H 1/2=1.145m ⎰⎰+-=⨯=145.10145.1044d 6.178-7.077291.2)077.7178.6(178.62106.178-7.077d 102y yy yyϑ⎰⎰=---=+-=145.10145.10145.104145.104s 2486])178.6077.7ln(178.6291.2178.62[10]6.178-7.077d 291.2d 178.62[10y yy y y1-9 用压缩空气将密度为1081kg/m 3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽，如附图所示。

要求每批的压送量为1.2m 3，20分钟压完，管路能量损失为25J/kg ，管内径为30mm ，密闭容器与高位槽两液面差为16m 。

求压缩空气的压强为多少Pa （表压）A16m压缩空气解：p 1/+u 12/2+gz 1=p 2/+u 22/2+gz 2+h fu 1=0，z 1=0，p 2=0，z 2=16 m ，h f =25J/kg u 2=(20×60××=1.415m/sp 1=2+×16+25)×1081=×104Pa1-10 敞口高位槽中的葡萄酒（密度为985 kg/m 3）经38mm×2.5mm 的不锈钢导管流入蒸馏锅，如图所示。

高位槽液面距地面8m ，导管进蒸馏锅处距地面3m ，蒸馏锅内真空度为8kPa 。

在本题特定条件下，管路摩擦损失可按h f =kg （不包括导管出口的局中阻力）计算，u 为葡萄酒在管内的流速m/s 。

试计算：（1）导管A —A 截面处葡萄酒的流速；（2）导管内葡萄酒的流量。

解： p 1/+u 12/2+gz 1=p 2/+u 22/2+gz 2+h fp 1=0，u 1=0，z 1=8 m ，p 2=-8kPa ，z 2=3m ，u 2=u 8×9,81=-8000/985+u 2/2+3×+ m/s 86.27985800081.95=+⨯=u q v =××=×10-3m 3/s1-11 如附图所示，水从离地面18m 处用273mm×5mm ，长35m （包括局部阻力损失的当量长度）的管道连接到离地面10m 处，并测得高低两处压强分别为345kPa 和415kPa （表压）。

试确定：（1）水的流动方向；（2）若管路摩擦系数取，管路中水的流量为多少解：u 1=u 2 p 1/+gz 1=348×103/1000+18×=kg p 2/+gz 2=415×103/1000+10×=kg u 12/2+=u 22/2++×(35/×u 2/2m/s 578.235026.0263.02)1.51358.524(=⨯⨯⨯-=u q v =××=0.14m 3/s1-12 如图所示，槽内水位维持不变，槽底部与内径为50mm 的钢管联结，管路中B 处装有一U 型管压差计。

当阀门关闭时读数R =350mmHg ，h =1200mm 。

（1）阀门部分开启时，测得R =250mm ，h =1250mm ，若AB 段能量损失为10J/kg ，问管内流量为多少m 3/h （2）阀门全开时，若AB 段与BC 段的能量损失分别按h fAB =kg ，h fAC =7u 2J/kg 计算（不包括管出口阻力），u 为管内流速。

问B 点处（压差计处）的压强为多少解：阀门全关时：p 0=R Hg g =×13600×=×104Pa （表）H H2O g =×104+h H2O g =×104+×1000×=×104Pa H =×104/(1000×=5.96m 阀门部分开时：p A /+u A 2/2+gz A =p B /+u B 2/2+gz B +h fAB p A =0，u A =0，z A =H =5.96m ，h fAB =10J/kg ， z B =0，u B =up B =×13600×+×1000×=×104Pa （表）×=×104/1000+u 2/2+10u=2.388m/s q v h=×××3600=16.87m3/h 阀门全开时：p A/+u A2/2+gz A=p C/+u C2/2+gz C+h fAB+h fBCz C=0，p C=0，u C=u×=u2/2++7u2u=2.535m/sp B/+u B2/2+gz B=p C/+u C2/2+gz C+h fBC z B=z C，p C=0，u B=u Cp B=1000×7×=×104Pa（表）1-13 如图所示的一冷冻盐水循环系统，盐水循环量为30 m3/h时，盐水流经换热器A的阻力损失为50J/kg，流经换热器B的阻力损失为60J/kg，管路中流动的阻力损失为30J/kg。