环境工程原理课后答案

第二章 质量衡算与能量衡算

2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：

（1）在1.013×105Pa 、25℃下，用μg/m 3表示该浓度； （2）在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？

解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等

由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为

V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0

＝22.4L×298K/273K

＝24.45L

所以O 3浓度可以表示为

0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L ）－1＝157.05μg/m 3

（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为

V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0

=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K ）

＝28.82L

所以O 3的物质的量浓度为

0.08×10－6mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L

2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？

解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即

33

965108.31429810400100.15101.0131064

A A RT pM ρ--???=??=??? 大于允许浓度，故不符合要求

2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位：

质量：1.5kgf·s 2/m= kg

密度：13.6g/cm 3= kg/ m 3

压力：35kgf/cm2= Pa

4.7atm= Pa

670mmHg= Pa

功率：10马力＝kW

比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）

3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）

流量：2.5L/s= m3/h

表面张力：70dyn/cm= N/m

5 kgf/m= N/m

解：

质量：1.5kgf·s2/m=14.709975kg

密度：13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3

压力：35kg/cm2=3.43245×106Pa

4.7atm=4.762275×105Pa

670mmHg=8.93244×104Pa

功率：10马力＝7.4569kW

比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）

3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）

流量：2.5L/s=9m3/h

表面张力：70dyn/cm=0.07N/m

5 kgf/m=49.03325N/m

2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如

ρ＝ρ0+At

式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；

ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。

t——温度，℉。

如果此方程在因次上是一致的，在国际单位制中A的单位必须是什么？解：由题易得，A的单位为kg/（m3·K）

2.5 一加热炉用空气（含O 2 0.21, N 2 0.79）燃烧天然气（不含O 2与N 2）。分析燃烧所得烟道气，其组成的摩尔分数为CO 2 0.07，H 2O 0.14，O 2 0.056，N 2 0.734。求每通入100m 3、30℃的空气能产生多少m 3烟道气？烟道气温度为300℃，炉内为常压。

解：假设燃烧过程为稳态。烟道气中的成分来自天然气和空气。取加热炉为衡算系统。以N 2为衡算对象，烟道气中的N 2全部来自空气。设产生烟道气体积为V 2。根据质量衡算方程，有

0.79×P 1V 1/RT 1＝0.734×P 2V 2/RT 2

即

0.79×100m 3/303K ＝0.734×V 2/573K

V 2＝203.54m 3

2.6某一段河流上游流量为36000m 3/d ，河水中污染物的浓度为

3.0mg/L 。有一支流流量为10000 m 3/d ，其中污染物浓度为30mg/L 。假设完全混合。

（1）求下游的污染物浓度 （2）求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。

解：（1）根据质量衡算方程，下游污染物浓度为

1122

12 3.0360003010000/8.87/3600010000

V V m V V q q mg L mg L q q ρρρ+?+?===++ （2）每天通过下游测量点的污染物的质量为

312()8.87(3600010000)10/408.02/m V V q q kg d

kg d

ρ-?+=?+?=

2.7某一湖泊的容积为10×106m 3，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50m 3/s 。一工厂以5 m 3/s 的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物，浓度为100mg/L 。污染物降解反应速率常数为0.25d －1。假设污染物在湖中充分混合。求稳态时湖中污染物的浓度。

解：设稳态时湖中污染物浓度为m ρ，则输出的浓度也为m ρ

则由质量衡算，得

120m m q q k V ρ--=

即

5×100mg/L －（5＋50）m ρm 3/s －10×106×0.25×m ρm 3/s ＝0

解之得

m ρ＝5.96mg/L

2.8某河流的流量为

3.0m 3/s ，有一条流量为0.05m 3/s 的小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水的混合状况，在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为1.0mg/L 。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出，溪水中示踪剂的最低浓度是多少？需加入示踪剂的质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。

解：设溪水中示踪剂的最低浓度为ρ

则根据质量衡算方程，有

0.05ρ＝（3＋0.05）×1.0

解之得

ρ＝61 mg/L

加入示踪剂的质量流量为

61×0.05g/s ＝3.05g/s

2.9假设某一城市上方的空气为一长宽均为100 km 、高为1.0 km 的空箱模型。干净的空气以4 m/s 的流速从一边流入。假设某种空气污染物以10.0 kg/s 的总排放速率进入空箱，其降解反应速率常数为0.20h －1。假设完全混合，

（1）求稳态情况下的污染物浓度；

（2）假设风速突然降低为1m/s ，估计2h 以后污染物的浓度。

解：（1）设稳态下污染物的浓度为ρ

则由质量衡算得

10.0kg/s －（0.20/3600）×ρ×100×100×1×109 m 3/s －4×100×1×106ρm 3/s ＝0 解之得

ρ＝1.05× 10-2mg/m 3

（2）设空箱的长宽均为L ，高度为h ，质量流量为q m ，风速为u 。

根据质量衡算方程

12m t

m m d q q k V d ρ--= 有

()22t

m d q uLh k L h L h d ρρρ--=

带入已知量，分离变量并积分，得 23600-6-50 1.0510t 10 6.610d d ρ

ρρ-?=-??

? 积分有 ρ＝1.15×10-2mg/m 3

2.10 某水池内有1 m 3含总氮20 mg/L 的污水，现用地表水进行置换，地表水进入水池的流量为10 m 3/min ，总氮含量为2 mg/L ，同时从水池中排出相同的水量。假设水池内混合良好，生物降解过程可以忽略，求水池中总氮含量变为5 mg/L 时，需要多少时间？

解：设地表水中总氮浓度为ρ0，池中总氮浓度为ρ

由质量衡算，得

()0t

V V d V q q d ρρρ-= 即

1t 10(2)

d d ρρ=?- 积分，有

5

0201t 10(2)t d d ρρ=?-?

? 求得 t ＝0.18 min

2.11有一装满水的储槽，直径1m 、高3m 。现由槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4cm ，测得水流过小孔时的流速u 0与槽内水面高度z 的关系 u 0＝0.62（2gz ）0.5

试求放出1m 3水所需的时间。

解：设储槽横截面积为A 1，小孔的面积为A 2

由题得

A 2u 0＝－dV/dt ，即u 0＝－dz/dt×A 1/A 2

所以有

－dz/dt ×（100/4）2＝0.62（2gz ）0.5

即有

－226.55×z -0.5dz ＝dt

z 0＝3m

z 1＝z 0－1m 3×（π×0.25m 2）-1＝1.73m

积分计算得

t ＝189.8s

2.12 给水处理中，需要将固体硫酸铝配成一定浓度的溶液作为混凝剂。在一配料用的搅拌槽中，水和固体硫酸铝分别以150kg/h 和30kg/h 的流量加入搅拌槽中，制成溶液后，以120kg/h 的流率流出容器。由于搅拌充分，槽内浓度各处均匀。开始时槽内预先已盛有100kg 纯水。试计算1h 后由槽中流出的溶液浓度。

解：设t 时槽中的浓度为ρ，dt 时间内的浓度变化为d ρ

由质量衡算方程，可得

()3012010060t d t d ρρ-=+???

? 时间也是变量，一下积分过程是否有误？

30×dt ＝（100＋60t ）dC ＋120Cdt

即

（30－120C ）dt ＝（100＋60t ）dC

由题有初始条件

t ＝0，C ＝0

积分计算得：

当t ＝1h 时

C ＝15.23％

2.13 有一个4×3m 2的太阳能取暖器，太阳光的强度为3000kJ/（m 2·h ），有50％的太阳能被吸收用来加热流过取暖器的水流。水的流量为0.8L/min 。求流过取暖器的水升高的温度。

解：以取暖器为衡算系统，衡算基准取为1h 。

输入取暖器的热量为

3000×12×50％ kJ/h ＝18000 kJ/h

设取暖器的水升高的温度为（△T ），水流热量变化率为m p q c T ?

根据热量衡算方程，有

18000 kJ/h ＝0.8×60×1×4.183×△TkJ/h.K

解之得

△T ＝89.65K

2.14 有一个总功率为1000MW 的核反应堆，其中2/3的能量被冷却水带走，不考虑其他能量损失。冷却水来自于当地的一条河流，河水的流量为100m 3/s ，水温为20℃。

（1）如果水温只允许上升10℃，冷却水需要多大的流量； （2）如果加热后的水返回河中，问河水的水温会上升多少℃。

解：输入给冷却水的热量为

Q ＝1000×2/3MW ＝667 MW

（1）以冷却水为衡算对象，设冷却水的流量为V q ，热量变化率为m p q c T ?。 根据热量衡算定律，有

V q ×103×4.183×10 kJ/m 3＝667×103KW

Q ＝15.94m 3/s

（2）由题，根据热量衡算方程，得

100×103×4.183×△T kJ/m3＝667×103KW

△T＝1.59K

第三章 流体流动

3.1 如图3-1所示，直径为10cm 的圆盘由轴带动在一平台上旋转，圆盘与平台间充有厚度δ=1.5mm 的油膜。当圆盘以n=50r/min 旋转时，测得扭矩M=2.94×10-4

N·m 。设油膜内速度沿垂直方向为线性分布，试确定油的黏度。

图3-1 习题3.1图示

解：在半径方向上取dr ，则有

dM ＝dF·r

由题有

dF ＝τ·dA

d =d u y

τμ? 22dA=(d )2d r r r r r πππ+-=?

d 2=d u nr y πδ

所以有

23d dM=2d 4d d u n r r r r r y μπμπδ

??= 两边积分计算得

24M=n

r μπδ

代入数据得

2.94×10－4N·m ＝μ×（0.05m ）4×π2 ×（50/60）s /（1.5×10－3m ）

可得

μ＝8.58×10－3Pa·s

3.2 常压、20℃的空气稳定流过平板壁面，在边界层厚度为1.8mm 处的雷诺数为6.7×104。求空气的外流速度。

解：设边界层厚度为δ；空气密度为ρ，空气流速为u 。

由题，因为湍流的临界雷诺数一般取5×105＞6.7×104，

所以此流动为层流。对于层流层有

0.54.641=

Re x

x δ 同时又有 x Re =xu ρμ

两式合并有

0.54.641Re =u ρδμ

? 即有

4.641×（6.7×104）0.5＝u×1×103kg/m 3×1.8mm /（1.81×10－5Pa·s ）

u ＝0.012m/s

3.3 污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两池水面差最大为10m ，管路摩擦损失为4J/kg ，流量为34 m 3/h 。求提升水所需要的功率。设水的温度为25℃。

解：设所需得功率为N e ，污水密度为ρ

N e ＝W e q v ρ＝（gΔz ＋∑h f ）q v ρ

=(9.81m/s 2×10m+4J/kg)×1×103kg/m 3×34/3600m 3/s

= 964.3W

3.4 如图所示，有一水平通风管道，某处直径由400mm 减缩至200mm 。为了粗略估计管道中的空气流量，在锥形接头两端各装一个U 管压差计，现测得粗管端的表压为100mm 水柱，细管端的表压为40mm 水柱，空气流过锥形管的

能量损失可以忽略，管道中空气的密度为1.2kg/m 3，试求管道中的空气流量。

图3-2 习题3.4图示

解：在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程：

u 12/2＋p 1/ρ＝u 22/2＋p 2/ρ

由题有

u 2＝4u 1

所以有

u 12/2＋p 1/ρ＝16u 12/2＋p 2/ρ

即

15 u 12＝2×(p 1- p 2)/ρ

=2×(ρ0-ρ)g(R 1-R 2)/ρ

=2×（1000-1.2）kg/m 3×9.81m/s 2×（0.1m －0.04m ）

/（1.2kg/m 3）

解之得

u 1＝8.09m/s

所以有

u 2＝32.35m/s

q v ＝u 1A ＝8.09m/s×π×（200mm ）2＝1.02m 3/s

3.5 如图3-3所示，有一直径为1m 的高位水槽，其水面高于地面8m ，水从内径为100mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m ，水流经系统的能量损失（不包括出口的能量损失）可按25.6u h f =∑计算，式中u 为水在管内的流速，单位为m/s 。试计算

（1）若水槽中水位不变，试计算水的流量；

（2）若高位水槽供水中断，随水的出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m 所需的时间。

图3-3 习题3.5图示

解：（1）以地面为基准，在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程，有

u12/2＋p1/ρ＋gz1＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σh f

由题意得

p1＝p2，且u1＝0

所以有

9.81m/s2×（8m－2m）＝u2/2＋6.5u2

解之得

u＝2.90m/s

q v＝uA＝2.90m/s×π×0.01m2/4＝2.28×10－2m3/s

（2）由伯努利方程，有

u12/2＋gz1＝u22/2＋gz2＋Σh f

即

u12/2＋gz1＝7u22＋gz2

由题可得

u1/u2＝（0.1/1）2＝0.01

取微元时间dt，以向下为正方向

则有u1＝dz/dt

所以有

（dz/dt ）2/2＋gz 1＝7（100dz/dt ）2/2＋gz 2

积分解之得

t ＝36.06s

3.6 水在圆形直管中呈层流流动。若流量不变，说明在下列情况下，因流动阻力而产生的能量损失的变化情况：

（1）管长增加一倍；（2）管径增加一倍。

解：因为对于圆管层流流动的摩擦阻力，有

2

20328d l u r l u p m m f μμ==? （1）当管长增加一倍时，流量不变，则阻力损失引起的压降增加1倍

（2）当管径增加一倍时，流量不变，则

u m,2＝u m,1/4

d 2=2d 1

,2f p ?=,1f p ?/16

即压降变为原来的十六分之一。

3.7 水在20℃下层流流过内径为13mm 、长为3m 的管道。若流经该管段的压降为21N/m 2。求距管中心5mm 处的流速为多少？又当管中心速度为0.1m/s 时，压降为多少？

解：设水的黏度μ=1.0×10-3Pa.s ，管道中水流平均流速为u m

根据平均流速的定义得：

402020d d 18d =8d f

f v m p r p q l u r A r l

πμπμ=-=- 所以

20

8m f u l p r μ?=- 代入数值得

21N/m 2＝8×1.0×10-3Pa·s×u m ×3m/（13mm/2）2

解之得

u m ＝3.7×10－2m/s

又有

u max ＝2 u m

所以

u ＝2u m [1－（r/r 0）2]

（1）当r ＝5mm ，且r 0＝6.5mm ，代入上式得

u ＝0.03m/s

（2）u max ＝2 u m

Δp f ’＝ u max ’/ u max ·Δp f

＝0.1/0.074×21N/m

＝28.38N/m

3.8 温度为20℃的水，以2kg/h 的质量流量流过内径为10mm 的水平圆管，试求算流动充分发展以后：

（1）流体在管截面中心处的流速和剪应力；

（2）流体在壁面距中心一半距离处的流速和剪应力

（3）壁面处的剪应力

解：（1）由题有

u m ＝q m /ρA

＝2/3600kg/s/（1×103kg/m 3×π×0.012m 2/4）

＝7.07×10－3m/s

4m e u d R ρμ

=＝282.8＜2000 管内流动为层流，故

管截面中心处的流速

u max ＝2 u m ＝1.415×10－2m/s

管截面中心处的剪应力为0

（2）流体在壁面距中心一半距离处的流速：

u ＝u max （1－r 2/r 02）

u 1/2＝1.415×10－2m/s×3/4

＝1.06×10－2m/s

由剪应力的定义得

20d 4d m u u r r r μτμ

=-= 流体在壁面距中心一半距离处的剪应力：

τ1/2＝2μu m /r 0

＝2.83×10－

3N/m 2 （3）壁面处的剪应力：

τ0＝2τ1/2＝5.66×10－3N/m 2

3.9 一锅炉通过内径为3.5m 的烟囱排除烟气，排放量为3.5×105m 3/h ，在烟气平均温度为260℃时，其平均密度为0.6 kg/m 3，平均粘度为2.8×10－4Pa·s 。大气温度为20℃，在烟囱高度范围内平均密度为1.15 kg/m 3。为克服煤灰阻力，烟囱底部压力较地面大气压低245 Pa 。问此烟囱需要多高？假设粗糙度为5mm 。

解：设烟囱的高度为h ，由题可得

u ＝q v /A ＝10.11m/s

Re ＝duρ/μ＝7.58×104

相对粗糙度为

ε/d ＝5mm/3.5m ＝1.429×10－3

查表得

λ＝0.028

所以摩擦阻力

22f h u h d λ=∑

建立伯努利方程有

u 12/2＋p 1/ρ＋gz 1＝u 22/2＋p 2/ρ＋gz 2＋Σh f

由题有

u 1＝u 2，p 1＝p 0－245Pa ，p 2＝p 0－ρ空gh

即

（h×1.15 kg/m3×9.8m/s2－245Pa）/（0.6kg/m3）＝h×9.8m/s2＋h×0.028/3.5m×（10.11m/s）2/2

解之得

h＝47.64m

3.10用泵将水从一蓄水池送至水塔中，如图3-4所示。水塔和大气相通，池和塔的水面高差为60m，并维持不变。水泵吸水口低于水池水面2.5m，进塔的管道低于塔内水面1.8m。泵的进水管DN150，长60m，连有两个90°弯头和一个吸滤底阀。泵出水管为两段管段串联，两段分别为DN150、长23m和DN100、长100 m，不同管径的管道经大小头相联，DN100的管道上有3个90°弯头和一个闸阀。泵和电机的总效率为60％。要求水的流量为140 m3/h，如果当地电费为0.46元/（kW·h），问每天泵需要消耗多少电费？（水温为25℃，管道视为光滑管）

图3-4 习题3.10图示

解：由题，在进水口和出水口之间建立伯努利方程，有

W e＝gh＋Σh f

25℃时，水的密度为997.0kg/m3，粘度为0.9×10－3Pa·s

管径为100mm时，

u＝4.95m/s

Re＝duρ/μ＝5.48×105，为湍流

为光滑管，查图，λ＝0.02

管径为150mm 时

u ＝2.20m/s

Re ＝duρ/μ＝3.66×105

管道为光滑管，查图，λ＝0.022

泵的进水口段的管件阻力系数分别为

吸滤底阀ζ＝1.5；90°弯头ζ＝0.75；管入口ζ＝0. 5

Σh f1＝（1.5＋0.75×2＋0.5＋0.022×60/0.15）×（2.20m/s ）2/2

＝29.76m 2/s 2

泵的出水口段的管件阻力系数分别为

大小头ζ＝0.3；90°弯头ζ＝0.75；闸阀ζ＝0.17；管出口ζ＝1

Σh f2＝(1＋0.75×3＋0.3＋0.17＋0.02×100/0.1)×(4.95m/s)2/2＋

(0.023×23/0.15)×(2.20m/s)2/2

＝299.13m 2/s 2

W e ＝gh ＋Σh f =29.76m 2/s 2＋299.13m 2/s 2＋60m×9.81m/s 2＝917.49 m 2/s 2＝

917.49J/kg

W N ＝（917.49J/kg/60％）×140m 3/h×997.0kg/m 3＝5.93×104W

总消耗电费为

59.3kW×0.46元/（kW·h ）×24h/d ＝654.55元/d

3.11 如图3-5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20kPa （表压）。总管内径为50mm 钢管，管长为（30＋z 0），通向两吸收塔的支管内径均为20mm ，管长分别为28m 和15m （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0.2mm 。现要求向第一车间的吸收塔供应1800kg/h 的水，向第二车间的吸收塔供应2400kg/h 的水，试确定水塔需距离地面至少多高？已知20℃水的粘度为1.0×10－3 Pa·s ，摩擦系数可由式23.0Re 581.0??? ??+=d ελ计算。

图3-5 习题3.11图示

解：总管路的流速为

u0＝q m0/（ρπr2）

＝4200 kg/h/（1×103kg/m3×π×0.0252m2）

＝0.594m/s

第一车间的管路流速为

u1＝q m1/（ρπr2）

＝1800kg/h/（1×103kg/m3×π×0.012m2）

＝1.592m/s

第二车间的管路流速为

u2＝q m2/（ρπr2）

＝2400 kg/h/（1×103kg/m3×π×0.012m2）

＝2.122m/s

则

Re0＝duρ/μ＝29700

λ0＝0.1（ε/d＋58/Re）0.23＝0.0308

Re1＝duρ/μ＝31840

λ1＝0.1（ε/d＋58/Re）0.23＝0.036

Re2＝duρ/μ＝42400

λ2＝0.1（ε/d＋58/Re）0.23＝0.0357

以车间一为控制单元，有伯努利方程

u12/2＋gz1＋p1/ρ＋Σh f1＝gz0＋p0/ρ

p1= p0，故

（1.592m/s）2/2＋9.8m/s2×3m＋0.0308×（0.594m/s）2×（30＋z0）m/（2×0.05m）＋0.036×（1.592m/s）2×28m/（2×0.02m）＝9.8m/s2×z0

解之得

z0＝10.09m

以车间二为控制单元，有伯努利方程

u22/2＋gz2＋p2/ρ＋Σh f2＝gz0＋p0/ρ

（2.122m/s）2/2＋9.8m/s2×5m＋20kPa/（1×103kg/m3）＋0.0308×（0.594m/s）2×（30＋z0）m/（2×0.05m）＋0.0357×（2.122m/s）2×15m/（2×0.02m）＝9.8m/s2×z0解之得

z0＝13.91m

故水塔需距离地面13.91m

3.12 如图3-6所示，从城市给水管网中引一支管，并在端点B处分成两路分别向一楼和二楼供水（20℃）。已知管网压力为0.8×105Pa（表压），支管管径均为32mm，摩擦系数λ均为0.03，阀门全开时的阻力系数为6.4，管段AB、BC、BD的长度各为20m、8m和13m（包括除阀门和管出口损失以外的所有局部损失的当量长度），假设总管压力恒定。试求

（1）当一楼阀门全开时，二楼是否有水？

（2）如果要求二楼管出口流量为0.2L/s，求增压水泵的扬程。

图3-6 习题3.12图示

解：（1）假设二楼有水，并设流速为u2，此时一楼的流速为u1

以AC所在平面为基准面，在A、C断面之间建立伯努利方程，有

u A2/2＋p A/ρ＝u12/2＋p1/ρ＋gz2＋Σh fAC

因为u A＝u1＝0；p1＝0

则有

p A/ρ＝Σh fAC （1）

在A、D断面之间建立伯努利方程，即

u A2/2＋p A/ρ＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σh fAD

u A＝u2＝0；p2＝0；z2＝3m

p A/ρ＝Σh fAD＋gz2 （2）

联立两式得

Σh fBC＝Σh fBD＋gz2（3）（0.03×8m/0.032m＋6.4＋1）×u12/2＝（0.03×13m/0.032m＋6.4＋1）×u22/2＋

3m×9.8m/s2

所以有

u1min2/2＝1.97m2/s2

Σh fmin＝（0.03×28m/0.032m＋6.4＋1）×u1min2/2＝67.28 m2/s2＜p A/ρ

所以二楼有水。

（2）当二楼出口流量为0.2L/s时，u2＝0.249m/s

代入（3）式

（0.03×8m/0.032m＋6.4＋1）×u12/2＝（0.03×13m/0.032m＋6.4＋1）×u22/2＋3m×9.8m/s2

可得

u1＝2.02m/s

此时AB段流速为u0＝2.259m/s

Σh fAC＝0.03×20m/0.032m×（2.259m/s）2/2＋（0.03×8m/0.032m＋6.4＋1）×（2.02m/s）

2/2

＝48.266 m2/s2＋30.399 m2/s2

＝78.665 m2/s2

p A/ρ＝0.8×105Pa/（998.2kg/m3）＝80.144 m2/s2

因为Σh fAC< p A/ρ