第二单元部分课后习题答案
1-45解： (1)对圆形管道，空气运动的平均流速为：700 Q 4Q 3600 v A d2 3.14 0.42 4
1.548 (m / s )
则由达西公式可得，风道的沿程压头损失为：l v2 20 1.2 1.5482 pl 0.0219 d 2 0.4 2
1.57 (Pa)
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第二单元部分课后习题答案
(2)对矩形管道，空气运动的平均速度为：700 Q Q v 3600 A hb 0.3 0.5
1.296 (m / s )
矩形风道当量直径为：de 4A 4hb 4 0.3 0.5 U 2(h b) 2 (0.3 0.5)
0.3750 (m )
则由达西公式可得，矩形风道的沿程压头损失为：l v2 20 1.2 1.2962 pl 0.0219 de 2 0.375 2
1.18 ( Pa )
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1-46 (补充数据，风道流速 10m/s) 。解：矩形风道的当量直径为：de 4A 4hb 4 0.55 0.3 U 2(h b) 2 (0.55 0.3)
0.3882 (m )
风道流体流动雷诺数为：Re vde
10 0.3882 247283.6 4 0.157 10
则根据柯列勃洛克公式，风道的沿程阻力力系数由下式确定：1
2 lg(
6 2.51 ) 3.7 388.2 2.473 105
利用迭代法求解上式可得： 0
0.05 , 1
0.04434 , 2
0.04435 , 3
0.04435
故风道沿程阻力系数为： 0.04435 则该风道的沿程压头损失为：pl l v2 50 (11.77 / 9.8) 102 0.04435 de 2 0.3882 2
343.03 ( Pa )
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1-52
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第二单元部分课后习题答案
解：依题意可得模拟电路如下图所示：
Q1=40m3/h 1SH1
A
SH2
H2=17.585m 2
Q2=8m3/h
题给水管内径可近似采用标称直径，2in 管为 50mm,4in 管为 100mm 总水管进口局部阻力系数可取普通锐缘进口的阻力系数 i 0.5 查附录 III 可得闸阀全开局部阻力系数 f 0.17 、90º弯头局部阻力系数 w 0.75
查表 1-3 可得常温下水的运动粘度 1.01 10 6 m2 s 。 早期一般室外总管采用铸铁管，室内支管采用镀锌钢管，查表 1-7,可得总水管的当量粗糙 度取为 1 0.3mm ,支水管当量粗糙度取 2 0.15mm
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第二单元部分课后习题答案
总水管流速雷诺数： v1 支水管流速雷诺数： v2
4Q1 4 40 / 3600 d12 3.14 0.12
v d 1.415 0.1 1.415 ( m / s ) , Re1 1 1 1.01 10 6
140099
4Q2 4 8 / 3600 1.132 2 2 d2 3.14 0.05
( m/ s ) , Re2
v2 d2
1.132 0.05 56040 6 1.01 10
则根据柯列勃洛克公式，总水管和支管的沿程阻力力系数：1
1
2 lg(
0.3 2.51 1 0.15 2.51 , ) 2 lg( ) 3.7 100 1.4 105 1 3.7 50 0.56 105 2 2
利用迭代法求解以上两式可得： 1
0.02712 , 2
0.02838
将上述有关数据代入管路阻抗计算式可得：SH 1 8( 1 1 g 2 d14 8( 2 24 g 2 d2
l1 ) d1
8 (0.5 2 0.17 3 0.75
0.02712 9.8 3.142 0.14
310 ) 0.1 8 (3.09 84.072) 72168 ( s2 / m5 ) 0.009662 22 ) 0.05 8 (4.84 12.49) 229537 ( s2 / m5 ) 0.0006039
SH 2
l2 ) d2
8 (0.5 2 0.17 4 0.75 1 0.02838 9.8 3.142 0.0542 H2 SH 2Q2 17.585 229537 (
则 A 点总水头： H A
8 2 ) 17.585 1.133 18.72 (m) 3600 40 2 ) 5 18.722 8.91 5 22.6 (m) 3600
水塔离地面的高度： H1 H A SH 2Q22 5 18.722 72168 (
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1-53
解：依题意可得模拟电路图如下：pA ?
Q1Sp1
Sp3
A
B
Q3Sp2
pC 0
C
Q2
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查文献“夏星星 冯良(同济大学) ,管道绝对当量粗糙度取值及其影响分析，上海煤气 2010 年第 2 期” ,新的焊接管当量粗糙度 0.05mm ,总管两个 90º标准弯头，阻力系数 0.75 支管 取 90ºY 形三通一个，阻力系数取 1,标准 90º标准弯头 1 个，阻力系数 0.75 查表 1-4,空气的运动粘度 1.49 10 5 m2 s 1.21kg / m3总管流速雷诺数：v1 4Q1 4 5335 / 3600 d12 3.14 0.4352vd 9.977 0.435 9.977 ( m / s ) ,Re1 1 1 1.49 10 5
291275 253356
支管流速雷诺数： v2
4Q2 4 2667.5 / 3600 15.10 2 2 d2 3.14 0.25
( m/ s ) , Re1
v1d1
15.10 0.25 1.49 10 5
则根据柯列勃洛克公式，总水管和支管的沿程阻力力系数：1
1
2 lg(
0.05 2.51 1 0.05 2.51 , ) 2 lg( ) 3.7 435 2.91275 105 1 3.7 250 2.53356 105 2 2
利用迭代法求解以上两式可得： 1
0.01563 , 2
0.01658
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第二单元部分课后习题答案
将上述有关数据代入管路阻抗计算式可得：S p1 8 ( 1 1 l1 ) d1 8 1.21 (2 0.75 0.01563 3.142 0.4354 27 ) 0.435 9.68 (1.5 0.97) 67.7 ( kg / m7 ) 0.353 7 ) 0.25 9.68 (1.75 1 0.4642) 807 ( kg / m7 ) 0.03851
2 d148 ( 2 2 l2 ) d2
S p2
2 d24
8 1.21 (1 0.75 1 0.01658 3.142 0.254
则 AC 之间的总阻抗为Sp Sp1 S p2 4 67.7 807 =269.5 ( kg / m7 ) 4
压头损失为：pA SpQ 2 =269.5 ( 5335 2 ) =592(Pa) 3600
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第二单元部分课后习题答案
若不计局部阻力压头损失：S p1 8 ( 1 1 l1 ) d1 8 1.21 (0 0.01563 3.14 0.4352 4
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