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9例题及解答（上）一、 如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U形管压差计中的指示液均为水银，密度为rHg，测压连接管内充满常温的水，密度为rw，两U形管的连通管内充满空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U形管压差计的读数分别为R1、R2，试求a、b两点间的压力差。（10分）解： ， 而 ，所以 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f60mm3.5mm，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)压缩空气的压力p1为若干（表压）？(2)U形管压差计读数R2为多少？知： 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 又在BC两截面间列柏努利方程： 得 所以 而 所以 所以 (2) 在B2两截面间列柏努利方程：得 所以 而 所以 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l1。（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l2是否大于l1。（5分）知：求：(1) (2) 解：(1) 由 得 (2) 所以 由在湍流区，得 又由 ，得 所以 d=120mm四、 在如图所示的平板导热系数测定装置中，试样直径，且由于试样厚度远小于直径，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。空气隙在下的导热系数，在下的导热系数。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）解：由 得 又由 ，得 所以 所以 五、 在某列管换热器中，用100C水蒸汽将物料由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：求：解：由 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 而 所以 而 所以 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35
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