结构推理
如图所示,某厂计划建一水塔,将20℃水分别送至第一、第二车间的吸收塔中。第一车间的吸收塔为常压,第二车间的吸收塔内压力为20 kPa(表压)。总管内径为50 mm钢管,管长为,通向两吸收塔的支管内径均为20 mm,管长分别为28 m和15 m(以上各管长均已包括所有局部阻力当量长度在内)。喷嘴的阻力损失可以忽略。钢管的绝对粗糙度为0.2 mm。现要求向第一车间的吸收塔供应1 800 kg/h的水,向第二车间的吸收塔供应2 400 kg/h的水,则水塔需距离地面至少多高?已知:20℃水的黏度为,摩擦系数可由式计算。
【正确答案】解:总管路的流速为
第一车间的管路流速为
第二车间的管路流速为
则
大气压
以车间一为控制单元,在和断面间列伯努利方程,有
,故
解之得
以车间二为控制单元,在和断面间列伯努利方程,有
解之得
故水塔需距离地面13.90 m。
【答案解析】