问答题
20℃的清水(密度为1000kg/m3)从附图所示的水管(内径85mm)中流出，已知水槽中水面高度恒定，当排水管线上出口阀门关闭时，压强表A的读数为98.1kPa；当该出口阀门开启后，压强表A的读数为40kPa。水从管进口至压强表A处的总能量损失可按∑Lf=1.824u2计算，其中u为水在管内的流速，单位m/s。求：
问答题
阀门开启后水的流量(m3/h)；
【正确答案】求流量Q。
当阀门关闭时，在水槽水面(1-1)至测压点(2-2)应用流体静力学基本方程式，
0+ρgh=p2=9.81×104(Pa)
解得：h=10(m)
当阀门开启后，在水槽水面(1-1)至测压点(2-2)间应用列柏努利方程，得：
[*] (1)
式中：ω=0，Δz=-10m，∑Lf=1.824u2，Δp=40kPa，Δu2=u2
代入式(1)得：
[*]
解得：u=5.00(m/s)
流量[*]
当阀门关闭时，在水槽水面(1-1)至测压点(2-2)应用流体静力学基本方程式，
0+ρgh=p2=9.81×104(Pa)
解得：h=10(m)
当阀门开启后，在水槽水面(1-1)至测压点(2-2)间应用列柏努利方程，得：
[*] (1)
式中：ω=0，Δz=-10m，∑Lf=1.824u2，Δp=40kPa，Δu2=u2
代入式(1)得：
[*]
解得：u=5.00(m/s)
流量[*]
【答案解析】
问答题
阀门开启后压强表B的读数是变小还是变大?
【正确答案】阀门开启后压强表B的读数是变大。
【答案解析】
问答题
为减少热损失，在外径150mm的饱和蒸汽管外覆盖厚度为80mm的保温层，保温材料的热导率λ=0.1+0.002T(式中T的单位为℃)。已知饱和蒸汽的温度为180℃(冷凝潜热为2019.3kJ/kg)，并测得距保温层中间即厚度为40mm处的温度为120℃。
(1)求保温层的外壁面温度；(2)单位管长蒸汽的冷凝量[kg/(m·s)]。
【正确答案】管壁面至保温层中间面的平均热导率为
[*]
单位管长的热损失为
[*]
保温层中间面至外壁面的平均热导率为：
[*]
解得保温层外壁面温度为 T3=60.2(℃)
单位管长蒸汽的冷凝量为：
[*]
[*]
单位管长的热损失为
[*]
保温层中间面至外壁面的平均热导率为：
[*]
解得保温层外壁面温度为 T3=60.2(℃)
单位管长蒸汽的冷凝量为：
[*]
【答案解析】
问答题
用一板框过滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤时间为2h，得滤液20m3。过滤后用10%滤液量的洗涤液(物性与滤液相同)洗涤，每次拆装等所需时间为15min。已知该操作过程中的过滤介质当量滤液量Ve=2.5m3。求该过滤机的生产能力。
【正确答案】生产能力的计算式如下：
[*] (1)
式中：V=20m3，τ=2h，τD=0.25h，[*]
应用恒压过滤方程可得：[*]
所以[*]
代入式(1)中，得：
[*]
[*] (1)
式中：V=20m3，τ=2h，τD=0.25h，[*]
应用恒压过滤方程可得：[*]
所以[*]
代入式(1)中，得：
[*]
【答案解析】