题目
从高位槽向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。 要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内 压头损失为1.2m(不包括出口压头损失),试 求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米?
从高位槽向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。 要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内 压头损失为1.2m(不包括出口压头损失),试 求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米?
题目解答
答案
应该高出1.2米
解析
本题考察伯努利方程在流体流动中的应用,核心在于理解压头损失与液面高度差的关系。关键点如下:
- 高位槽与塔内的压力均为大气压,因此静压头差仅由液面高度决定。
- 压头损失(1.2米)是管路中摩擦等因素导致的能量损耗。
- 高位槽液面流速可忽略(因液面大),管内流速已知,但动能变化对总高度差的贡献极小,可忽略不计。
综上,液面高度差主要由压头损失决定。
根据伯努利方程(忽略动能变化):
$z_1 = z_2 + h_{\text{损失}}$
其中:
- $z_1$ 为高位槽液面高度,$z_2$ 为塔入口高度,
- $h_{\text{损失}} = 1.2 \, \text{m}$ 是管路压头损失。
因此,液面高度差为:
$h = z_1 - z_2 = h_{\text{损失}} = 1.2 \, \text{m}$