用泵将储罐中的某混合液送至精墙塔的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压力为。流体密度为蒸缩塔进料口处的塔内压力为。进料口高于储罐内的液面,输送管道直径为,进料量为。料液流经全部管道的损失为,求泵的功率。解:以储罐的液面为上游截面,钣金外壳管路出口内侧为下游截面,并例附图以截面‘为基准水平面。在两截面之间列机械能衡算方程式,即台学,或写成面,因储罐截面比管道截面大得多,故可近似认为“将有关各值代人式,得泵的功率为例如本题附图,水在直径均一的虹吸管内稳态流动,设管路的损失可忽略不计。
试求管内水的流速:管内截面和处的流体压力。已知大气压力为。图中所注尺寸均为。解:虹吸管内水的流速在截面'与管子出口内侧截面之间列机械能衡例附图算方程式,并以为基准水平面。由于路的损失忽略不计,即故有:些台式中表压表压,将以上各值代人式中,得由于管径不变,故水在管内各截面上的流速均为,。各截面上的压力由于该系统内无输送泵,损失又可不计,钣金外壳故任一截面上的总机械能相等。按截面算出其值为以为基准水平面+因此,可得截面的压力为截面的压力为戴面的压力为截而的压力为由以上计算可知,而:这是由于流体在管内流动时,位能与压力能相互转换的结果。例如本题附图,水平通风管道某处的直径自渐缩到,为了估算管道中空气的流率,在维形接头两端各引出一个侧压口与管压差计相连接,用水作指示液测得读数为。设空气流过锥形接头的损失可忽略,试求空气的体积流率。空气的密度为解:通风管内空气祖度不变,压力变化也很小,故可按不可压缩流体处理,在截面'与截面'之间列机械能衡算方例附图程,以管线为基准水平面。由于,无外功加人币。
损失可忽略故有:与之差可根据钣金外壳管压差计读数利用式计算于是公即再由连续性方程,得器即式与式联立,得因此,本题附图的敞口贮槽内液面与排液口之间的垂直距离为,贮槽内径,排液管的内径,液体流过该系统的损失可按计算,式中“为流体在管内的流速。试求经小时后贮槽内液面下降的高度。解:本题为非稳态流动过程,由式知式中吾因此吾暮脂即能设在任一瞬时,液面下降至处,则在此瞬间,对液面'与排液管出口内侧间进行机械能衡算以为基准水平面:例附图式中,故上式简化为即将式代入式,得侣箭化简上式得初始条件为,,将式积分求解,得因此,经小时后贮槽内液面下降高度为第五节动量传递与流动阻力导论前一节曾经指出,流体输送过程中产生的机械能损失是由流体的流动阻力引起的。