★ 连续性方程和柏努利方程的应用。
例1-1】如本题附图所示，用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为，管的下端位于水面以下2m，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为。若截面处的真空度为39.
2kpa，由截面至截面的压头损失为。试求：
1)吸入管中水的流量，；
2)吸入口截面的表压。
解管内径，水密度。
截面处的表压，水槽表面（表压）
1) 从为基准面，压头损失。
水的流量 2) 从。
柏努利方程的综合练习。
例1-2】水从贮槽a经图示的装置流向某设备。贮槽内水位恒定，管路直径为φ89×3.5 mm，管路上装一闸阀c，闸阀前距管路入口端26m处安一个u形管压差计，指示液为汞，测压点与管路出口之间距离25m。
试计算：
1）当闸阀关闭时测得h=1.6 m，r=0.7 m；当闸阀部分开启时，h=1.
5 m，r=0.5 m。管路摩擦系数，则每小时从管中流出的水量及此时闸阀的当量长度为若干？
2）当闸阀全开时（），测压点b处的表压强为若干？
解：该题为静力学基本方程、柏努利方程、连续性方程、管路阻力方程的联合应用的综合练习题。
1）水的流量及闸阀的当量长度。
首先根据闸阀全关时的h、r值，用静力学方程求h。在1－1与b－b两截面之间列柏努利方程式求流速，然后再用连续性方程求流量、用阻力方程求。
闸阀全关时，对u形管等压面4－4列静力学方程得；
当闸阀部分开启时，以管中心线为基准面，在1－1与b－b两截面之间列柏努利方程得。
式中：h=7.92m, =26m，λ=0.023，d=0.082m
将有关数据代入上式解得u=2.417m/s
在b－b与2－2截面之间列柏努利方程得。
解得 =38.4m
2)阀门全开时得pb
以管中心线为基准面，在1－1与2－2两截面之间列柏努利方程求得管内速度，再在b－b与2－2截面之间列柏努利方程求pb
在1－1与2－2之间列柏努利方程得。
解得：u=3.164m/s
在b－b与2－2之间列柏努利方程得。
流体的输送。
例1-3】离心泵吸入管径d=100mm，吸水管长度l=20m，流量，水泵允许吸上真空度为6m水柱，不带阀的滤水网阻力系数=6，90°曲弯头阻力系数=0.3，摩擦阻力系数λ=0.03。
试求：1）离心泵的几何安装高度（安全系数取1m，水温20℃）；
2）若要求泵的升扬高度为10m，应选多大功率的泵？（设η=70%，泵出口阻力可忽略）。
解：（1）在水槽截面与吸入口截面列柏氏方程得：
已知： =0， =0，
代入方程解得：，考虑按完全安全系数，则离心泵的几何安装高度应为2.52m。
2）在水槽截面与泵出管口截面列柏氏方程得：
因（通大气），，
故 重力沉降计算。
含有球形染料微粒的水溶液置于量筒中，静置15分钟，然后用吸管于液面下4厘米处吸取少量试样。试问可能存在于试样中的最大微粒直径是多少微米？已知染料的密度是3000kg/m,水的密度为1000 kg/m粘度为1cp。
解： 假设为滞流沉降：
则 验算： <1，假设正确。
离心沉降计算。
已知含尘气体中尘粒的密度为=2300 kg/m气体温度为377k，粘度为0.036cp，流量为1000 m/h，密度ρ=0.36 kg/m。
现采用标准旋风分离器分离其中的尘粒，取d=400mm。试计算理论上能分离出来的最小颗粒直径d和压强降。
解：对于标准型旋风分离器，有关参数为：进口管宽度：；进口管高度：，气流旋转的有效圈数：，
进口气速为：
临界粒径。压强降。
圆筒壁导热计算。
例3-1】有一蒸汽管道，其外径为100mm，长50m，管外覆盖一层厚为30mm的保温层。保温材料的导热系数随温度而变化，其关系式为； w/(m·c)（式中t温度c）。现已测得水蒸汽管道的外表面温度为150c，保温层表面温度为40c。
试计算该管道的散热量以及保温层的温度分布。
解：（1）将保温层视为单层圆筒壁。
壁面平均温度℃
导热系数·℃）
壁面平均面积。
散热量q=43059w=43.06kw
2）设在保温层半径r处的温度为t
则有： 解得。
换热器的核算。
例3-2】欲将体积流量为（标准状况）的常压空气，用绝对压力为200kpa的饱和水蒸气加热，空气从10℃加热到90℃。现有一列管式换热器，其规格如下：钢管直径，管长1.
6m，管数271根。如用此换热器，使空气在管内流动，水蒸气在管外冷凝，试验算此换热器面积是否够用？水蒸气冷凝时的对流传热系数可取为。
解空气的平均温度。
空气的物性参数
空气流量 热负荷
水蒸气 平均温度差
空气流速 湍流。
已有换热器的传热面积为。
够用 换热器的操作与调节。
例3-3】某厂采用一套管换热器冷凝2000kg/h甲苯蒸气，冷凝温度为110℃，甲苯的气化潜热为363kj/kg,其冷凝传热系数为5600w/m2℃。冷却水于20℃及5000kg/h的流量进入套管内管（内管尺寸为φ57mm×3.5mm）。
水的物性可取为：密度为995kg/m3;比热容为4.174kj/(kg·k)；导热系数为0.
62 w/（m·k）：粘度为8×10-4pa·s。 忽略管壁及垢层热阻且不计热损失。
求：1）冷却水的出口温度及套管管长；
2）由于气侯变热，冷却水的进口温度升为30℃，在水流量不变的情况下，该冷凝器能冷凝多少苯蒸气。
解：（1）由热量衡算可求得冷却水出口温度。
热量衡算式为：
代入已知量
得。由传热速率方程计算套管管长。
（在0.7~120范围内）
设套管足够长，可由下式计算水侧的对流传热系数：
将上述各量代入传热速率方程：
得。校核：l/d=10.3/0.05=206>60 计算结果有效。
2）依题意可认为k不变，则由得。
解得。故此时换热器的冷凝量为：
例3-4】在一单程列管式换热器内用110℃的饱和蒸汽将某溶液加热，换热器由38根25×2.5mm 的管子组成，管长2m，壳程为水蒸汽冷凝，其冷凝传热系数0 = 104w/(m2·℃)管程走溶液，流量为0.03m3/s，进口温度为20℃，密度900kg/m3，比热容为3.
9kj/(kg·℃)管壁及污垢热阻均忽略不计，管内溶液侧的对流传热系数为i = 2500w/(m2·℃)管内为湍流，求：（1）以外表面为基准的总传热系数；（2）溶液的出口温度；（3）若检修中发现有8根管子已损坏，将坏管堵塞后继续使用，此时换热器的总传热系数和溶液的出口温度将改变多少？
解：以外表面积计，2）
解得 t2=28.1
3)将8根坏管堵塞后，管程流量不变，
速度增大为原来的1.2667倍，仍为湍流。
管程。解得： =27.5
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