食工原理课后习题答案解析第1_2章

1、第一章1-1 烟道气的组成约为N275%，CO215%，O25%，H2O5%（体积百分数）。试计算常压下400时该混合气体的密度。解： Mm=SMiyi=0.7528+0.1544+0.0532+0.0518=30.1 rm=pMm/RT=101.310330.1/(8.314103673)=0.545kg/m3 1-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为0.095MPa和0.062MPa。现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为8.0kPa。问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少？解：成都 pR=95-8=87kPa（真空度） 拉萨 pR=62-8=54kPa（真空度） 1-3

2、 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。在某气速下测得R1为400mmHg，R2为90mmHg，R3为40mmH2O，试求上述值。解： pB=R3rH2Og+R2rHgg=0.0410009.81+0.09136009.81=12399.8Pa（表） pA=pB+R1rHgg=12399.8+0.4136009.81=65766.2Pa（表） Dp=pA-pB=65766.2-12399.8=53366.4Pa（表）1-4 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密度为r0，空气密度为r，试导出用R1表示的压强差计

3、算式。如倾角a为30时，若要忽略贮液器内的液面高度h的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D/d比值至少应为多少？解： 由静力学方程 Dp=R(r0-r)g=R1sina(r0-r)g=R1(r0-r)g/2 (1) 若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为：R=R-h 液柱长度： R1=R1-h/sina=R1-2h Dp=R (r0-r)g=R1(r0-r)g/2=(R1/2-h)(r0-r)g 又 pD2h/4=pd2R1/4 即 h=R1(d/D)2/1+2(d/D)2 所以 Dp=R1(r0-r)g/2+4(d/D)2 (2) 相对误差为 (Dp-Dp)/Dp0.001 代入

4、式（1）和（2）： (Dp-Dp)/Dp=1-1/1+2(d/D)20.001 解得： d/D0.02237 即 D/d44.71-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。储槽和虹吸管的直径分别为D和d，若流动阻力忽略不计，试计算虹吸管的流量。储槽液面高度视为恒定。解： p1/r+u12/2+gz1=p1/r+u22/2+gz2 p1=p2，u1=0，z1=h，z2=0，u2=u 2gh=u2 u2=(2gh)1/2 qv=0.785d2u2=0.785d2(2gh)1/2 1-6 密度为920kg/m3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为f57mm3.5mm，两支管尺寸分别为f38mm2

5、.5mm和f25mm2.5mm。已知椰子油在总管中的流速为0.8m/s，且f38mm2.5mm与f25mm2.5mm两支管中流量比为2.2。试分别求椰子油在两支管中的体积流量、质量流量、流速及质量流速。解： qv=0.7850.0520.8=1.5710-3m3/s qv1+qv2=1.5710-3m3/s qv1/qv2=2.2 qv2=1.5710-3/3.2=4.9110-4m3/s qv1=2.2qv2=1.07910-3m3/s qm2=rqv2=9204.9110-4=0.452kg/s qm1=rqv1=9201.07910-3=0.993kg/s u2=qv2/0.785d22

6、=4.9110-4/(0.7850.022)=1.564m/s u1=qv1/0.785d12=1.07910-3/(0.7850.0332)=1.262m/s w2=ru2=9201.564=1438.6kg/(m2.s) w1=ru1=9201.262=1161kg/(m2.s)1-7 用一长度为0.35m的渐缩管将输水管路由内径100mm缩至30mm。当管内水流量为0.52m3/h，温度为10时，问：（1）在该渐缩管段中能否发生流型转变；（2）管内由层流转为过渡流的截面距渐缩管大端距离为多少？解： u1=qv1/0.785d12=0.52/(36000.7850.12)=0.0184m/

7、s Re1=d1u1r/m=0.10.01841000/0.=14074000 故可以发生转变 当Re=2000时，ud=20000./1000=0. ud2=qv/0.785=0.52/(36000.785)=1.8410-4 两式相除 d=1.8410-4/0.=0.07035m 由比例关系 (0.1-0.03)：0.35=(0.1-0.07035)：x x=(0.1-0.07035)0.35/(0.1-0.03)=0.148m1-8 直径为1.0m的稀奶油高位槽底部有一排出孔，其孔径为15mm。当以2.0m3/h的固定流量向高位槽加稀奶油的同时底部排出孔也在向外排出奶油。若小孔的流量系数

8、Cd为0.62（Cd为孔口实际流量与理想流量之比），试求达到出奶油与进奶油流量相等时高位槽的液位及所需的时间。（假设高位槽最初是空的）解： 设任一时刻槽内液位为h，则由柏努利方程得： 理论流速 uth=(2gh)1/2 实际流速：u=C0(2gh)1/2 流量： qv=pd2u/4=0.7850.01520.62(29.81h)1/2=4.8510-4h1/2 代入 qv=2/3600 m3/s， H=2/(36004.8510-4)2=1.312m 由物料衡算 qv,in-qv,out=dV/dq=0.785D2dh/dq 令y=h1/2，则dh=2ydy，当h=H时，y=H1/2=1.14

9、5m 1-9 用压缩空气将密度为1081kg/m3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽，如附图所示。要求每批的压送量为1.2m3，20分钟压完，管路能量损失为25J/kg，管内径为30mm，密闭容器与高位槽两液面差为16m。求压缩空气的压强为多少Pa（表压）?解： p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf u1=0，z1=0，p2=0，z2=16 m，Shf=25J/kg u2=1.2/(20600.7850.032)=1.415m/s p1=(1.4152/2+9.8116+25)1081=1.987104Pa1-10 敞口高位槽中的葡萄酒（密度为985 kg/m3）经

10、f38mm2.5mm的不锈钢导管流入蒸馏锅，如图所示。高位槽液面距地面8m，导管进蒸馏锅处距地面3m，蒸馏锅内真空度为8kPa。在本题特定条件下，管路摩擦损失可按Shf=6.5u2J/kg（不包括导管出口的局中阻力）计算，u为葡萄酒在管内的流速m/s。试计算：（1）导管AA截面处葡萄酒的流速；（2）导管内葡萄酒的流量。解： p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf p1=0，u1=0，z1=8 m，p2=-8kPa，z2=3m，u2=u 89,81=-8000/985+u2/2+39.81+6.5u2 qv=0.7850.03322.86=2.44310-3m3/s1

11、-11 如附图所示，水从离地面18m处用f273mm5mm，长35m（包括局部阻力损失的当量长度）的管道连接到离地面10m处，并测得高低两处压强分别为345kPa和415kPa（表压）。试确定：（1）水的流动方向；（2）若管路摩擦系数取0.026，管路中水的流量为多少？解： u1=u2 p1/r+gz1=348103/1000+189.81=524.58J/kg p2/r+gz2=415103/1000+109.81=513.1J/kg u12/2+524.58=u22/2+513.1+0.026(35/0.263)u2/2 qv=0.7850.26322.578=0.14m3/s1-12 如

12、图所示，槽内水位维持不变，槽底部与内径为50mm的钢管联结，管路中B处装有一U型管压差计。当阀门关闭时读数R=350mmHg，h=1200mm。（1）阀门部分开启时，测得R=250mm，h=1250mm，若AB段能量损失为10J/kg，问管内流量为多少m3/h？（2）阀门全开时，若AB段与BC段的能量损失分别按ShfAB=1.6u2J/kg，ShfAC=7u2J/kg计算（不包括管出口阻力），u为管内流速。问B点处（压差计处）的压强为多少？解：阀门全关时： p0=RrHgg=0.35136009.81=4.67104Pa（表） HrH2Og=4.67104+hrH2Og=4.67104+1.2

13、10009.81=5.847104Pa H=5.847104/(10009.81)=5.96m阀门部分开时： pA/r+uA2/2+gzA=pB/r+uB2/2+gzB+ShfAB pA=0，uA=0，zA=H=5.96m，ShfAB=10J/kg，zB=0，uB=u pB=0.25136009.81+1.2510009.81=4.562104Pa（表） 5.969.81=4.562104/1000+u2/2+10u=2.388m/s qvh=0.7850.0522.3883600=16.87m3/h阀门全开时： pA/r+uA2/2+gzA=pC/r+uC2/2+gzC+ShfAB+ShfB

14、C zC=0，pC=0，uC=u 5.969.81=u2/2+1.6u2+7u2 u=2.535m/s pB/r+uB2/2+gzB=pC/r+uC2/2+gzC+ShfBC zB=zC，pC=0，uB=uCpB=100072.5352=2.249104Pa（表） 1-13 如图所示的一冷冻盐水循环系统，盐水循环量为30 m3/h时，盐水流经换热器A的阻力损失为50J/kg，流经换热器B的阻力损失为60J/kg，管路中流动的阻力损失为30J/kg。管路系统采用同直径管子，盐水密度为1100kg/m3（忽略泵进、出口的高差），试计算：（1）若泵的效率为68%，泵的轴功率为多少kW？（2）若泵出口

15、压强为0.26MPa（表压），泵入口压力表读数为多少Pa？解：（1）We=50+60+30=140J/kg qm=301100/3600=9.17kg/s P=Weqm/h=1409.17/0.68=1.89103W（2）在泵出入口间列柏努利方程： p入/r+We=p出/r p入=1100(0.26106/1100-140)=1.06105Pa1-14 要求以均匀的速度向果汁蒸发浓缩釜中进料。现装设一高位槽，使料液自动流入釜中（如附图所示）。高位槽内的液面保持距槽底1.5m的高度不变，釜内的操作压强为0.01MPa（真空度），釜的进料量须维持在每小时为12m3，则高位槽的液面要高出釜的进料口多

16、少米才能达到要求？已知料液的密度为1050kg/m3，粘度为3.5cP，连接管为f57mm3.5mm的钢管，其长度为(x-1.5)+3m，管道上的管件有180回弯管一个，截止阀（按1/2开计）一个及90弯头一个。解： p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf p1=0，u1=0，z1=x，p2=-10kPa，z2=0，u2=u=12/(36000.7850.052)=1.7m/s Re=dur/m=0.051.71050/0.0035=2.55104 取e=0.2 mm，e/d=0.004，l=0.027；z入=0.5，截止阀z=9.5，弯头z=0.75，回弯管z=1

17、.5 Shf=0.027(x+1.5)/0.05+0.5+0.75+9.5+1.51.72/2=0.78x+18.872 9.81x=-10000/1050+1.72/2+0.78x+18.872 x=1.2m1-15 如附图所示，拟安装一倒U型管压差计测量L管段的阻力损失。管内流体密度r=900kg/m3，粘度m=1.510-3Pa.s；指示剂为空气r0=1.2kg/m3；管内径d=50mm，管壁绝对粗糙度e =0.3mm。试推导：（1）管路条件（L，d，e）和流速u一定时，倾角a与两测点静压差Dp的关系以及a与R读数的关系；（2）当流速为2m/s，L=1m时，R读数的预测值。解： p1/r

18、+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf u1=u2，z2=z1+Lsina Shf=l(L/d)u2/2 Dp/r=gLsina+l(L/d)u2/2 对倒U形压差计 p1-rgLsina-p2=R(r-rg)g=R(r-rg)g+rgLsina 当u=2m/s时 Re=20.05900/0.0015=6104 e/d=0.3/50=0.006 l=0.023 Dp=950(gLsina+0.023(1/0.05)22/2=950gLsina+874 由 950gLsina+874=R(950-1.2)9.81+950gLsina R=874/(950-1.2)9.81=0

19、.094m1-16 水由水箱A经一导管路流入敞口贮槽B中，各部分的相对位置如图所示。水箱液面上方压强为0.02MPa（表压），导管为f108mm4mm的钢管，管路中装有一闸阀，转弯处均为90标准弯头。试计算：（1）闸阀全开时水的流量（设直管阻力可忽略不计）；（2）闸阀1/2开时水的流量（设直管阻力可忽略不计）；（3）若此系统其它条件不变，仅输水管增长200m，此系统阻力为若干？解：（1）p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf p1=2104Pa，u1=0，z1=4m，p2=0，u2=0，z2=1.5m， 入口z=0.5，出口z=1，闸阀z=0.17，弯头z=0.75

20、，Shf=(0.5+1+0.17+30.75)u2/2=1.96u2 20000/1000+49.81=1.59.81+1.96u2 u=4.766m/s qv=0.7850.124.766=0.0374m3/s （2）闸阀z =4.5 Shf=(0.5+1+4.5+30.75)u2/2=4.125u2 20000/1000+49.81=1.59.81+4.125u2 u=3.285m/s qv=0.7850.123.285=0.0258m3/s （3）Shf=(p1-p2)/r+(u12-u22)/2+g(z1-z2)=20000/1000+0+9.812.5=44.53J/kg1-17 如

21、附图所示某含有少量可溶物质的空气，在放空前需经一填料吸收塔进行净化。已知鼓风机入口处空气温度为50，压强为30mmH2O（表压），流量为2200m3/h。输气管与放空管的内径均为200mm，管长与管件、阀门的当量长度之和为50m（不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口的垂直距离为20m，空气通过塔内填料层的压降约为200mmH2O，管壁绝对粗糙度e可取为0.15mm，大气压为0.1MPa。求鼓风机的有效功率。2211解： 如图界面p1/rm+u12/2+gz1+We=p2/rm+u22/2+gz2+Shf pm=1105+309.81/21105Pa rm=pmM/RT=110529

22、/(8314323)=1.081kg/m3 p1=294.3 Pa，u1=0，z1=0，p2=0，u2=0，z2=20m u=2000/(36000.7850.22)=17.69m/s m=1.9610-5Pa.s Re=dur/m=0.217.691.081/(1.9610-5)=1.95105 e/d=0.15/200=7.510-4 l=0.02 Shf=(0.0250/0.2+0.5+1)17.692/2+2009.81/1.081=2832J/kg 294.3/1.081+We=209.81+2832 We=2756J/kg qm=22001.081/3600=0.661kg/s P

23、=Weqm=1820W1-18 用f60mm3.5mm钢管从敞口高位槽中引水至一常压吸收塔内。高位槽液面与水喷头出口高差10m，管路流量最大可达15m3/h。现需将流量增加到25m3/h，试求：（1）管路不变，在管路中增加一台泵，该泵的功率；（2）管路布局不变，换新的管子，管子的直径。以上计算中摩擦系数可视为不变。解：（1）原来 p1/rm+u12/2+gz1=p2/rm+u22/2+gz2+l(L/d)u2/2 p1=p2，u1=0，z1=10 m，u2=0，z2=0，u=15/(36000.7850.0532)=1.89m/s 109.81=(lL/d)1.892/2 lL/d=54.95

24、后来 p1/rm+u12/2+gz1+We=p2/rm+u22/2+gz2+l(L/d)u2/2p1=p2，u1=0，z1=10 m，u2=0，z2=0，u=25/(36000.7850.0532)=3.15m/s We=-109.81+54.953.152/2=174.4 /kg qm=251000/3600=6.94kg/sP=6.94174.4=1211W（2） p1/rm+u12/2+gz1=p2/rm+u22/2+gz2+l(L/d”) u” 2/2u” =25/(36000.785d2)=8.84610-3/d”2 109.81=54.95(0.053/d”)(8.84610-3/

25、d”2)2 /2 d”=0.075m1-19 距某植物油罐A液面2.5 m深处用一根油管向油箱B放油，连接A、B的油管为f45mm2.5mm不锈钢管，长度20m，油出口距油箱B液面0.5m，如附图所示。该植物油的r=930kg/m3，m=40mPa.s。试求两液面高度稳定不变时，流经管道的流量。解： p1/rm+u12/2+gz1+We=p2/rm+u22/2+gz2+Shf p1=p2，u1=0，z1=2.5m，u2=0，z2=0.5m 2.59.81=0.59.81+(l20/0.04+1+0.5)u2/2 设为层流，忽略进出口损失。则：l=64/Re 19.62=(64m/dur)(L/

26、d)u2/2=32muL/d2r ，u=19.620.042930/(320.0420)=1.14 m/s Re=dur/m=19.620.04930/0.04=10602000 qv=0.7850.0421.14=1.4310-3m3/s1-20 为调节加热器出口空气的温度，在空气加热器的进出口并联一旁路（附图）。已知鼓风机出口压强为0.02MPa（表），温度为25，流量为340m3/h，空气通过换热器的压降为0.01MPa。若旁路管长6m，管路上标准弯头两个，截止阀一个（按1/2开计），试确定当旁路通过最大气量为总气量的15%时，所用管子的规格。解：旁路的流量 qv=3400.15/360

27、0=0.0142m3/s 弯头z=0.75，调节阀z=9.5，m=1.9610-5 Pa.s，pm=0.02106+1105=1.2105Pa rm=1.210529/(8314323)=1.296kg/s Dp=rm(lL/d+Sz)(qv/0.785d2)2/2 Shf =Dp/ rm=(lL/d+Sz)u2/2 0.01106=1.296(6l/d+20.75+9.5)0.01422/(20.7852d4)=1.27210-3l/d5+2.33210-3/d5 取e=0.2mm，试差得：d=0.0473m，e/d=0.00423，l=0.0322，u=8.085m/s， Re=2.531

28、04 1-21 温度为20的空气以2000m3/h的流量通过f194mm6mm的钢管管路ABC于C处进入一常压设备，如附图所示。现因生产情况变动，C处的设备要求送风量减少为1200m3/h。另需在管道上的B处接出一支管BD，要求从此支管按每小时800m3的流量分气，于D处进入另一常压设备。设管道BC间和BD间各管段局部阻力系数之和分别为7及4，试计算BD分气支管的直径。解： pB/r +uB2/2+gzB=pC/r +uC2/2+gzC+ShfBC=pD/r +uD2/2+gzD+ShfBD pC=pD，zC=zD，uC=1200/(36000.7850.1822)=12.82m/s ShfB

29、C=712.822/2=575.2J/kg uD=800/(36000.785d2)=0.2831/d2 ShfBD=4(0.2831/d2)2/2=0.1603/d4 12.822/2+575.2=657.4=(0.2831/d2)2/2+0.1603/d4=0.2004/d4 d=0.132m1-22? 拟用泵将葡萄酒由贮槽通过内径为50mm的光滑铜管送至白兰地蒸馏锅。贮槽液面高出地面3m，管子进蒸馏锅处高出地面10m。泵出口管路上有一调节阀，管路总长80m（包括除调节阀以外的所有局部阻力的当量长度）。葡萄酒的密度为985kg/m3，粘度为1.5mPa.s。试求：（1）在阀1/2开度和全开

30、两种情况下，流动处于阻力平方区时管路特性方程；（2）流量为15m3/h时，两种情况下管路所需的压头及功率。解：（1）阀全开时 z=6.4 HL=Dp/rg+Du2/2g+Dz+(lL/d+Sz)u2/2g=Dp/rg+Dz+8(lL/d+Sz)qv2/p2d4g =0+(10-3)+(80l/0.05+6.4)qv2/(0.78520.05429.81)=7+2.1174107lqv2+8.47104qv2 阀半开 z=9.5 HL=7+(80l/0.05+9.5)qv2/(0.78520.05429.81)=7+2.1174107lqv2+1.257105qv2 （2）当qv=15/3600

31、=4.16710-3m3/s时， 阀全开 u=4.16710-3/(0.7850.052)=2.12m/s Re=2.120.05985/0.0015=6.96104 l=0.3164/Re0.25=0.0195 HL=7+2.11741070.0195(4.16710-3)2+8.47104(4.16710-3)2=15.64m P=15.644.16710-39.81985=630W 阀半开 HL=7+2.11741070.0195(4.16710-3)2+1.257105(4.16710-3)2=16.35m P=16.354.16710-39.81985=658W1-23 压强为0.3

32、5MPa（表压），温度为25的天然气（以甲烷计）经过长100m（包括局部阻力的当量长度）f25mm3mm的水平钢管后，要求压强保持0.05MPa（表压）。如视为等温流动，天然气的粘度为0.011cP，钢管的绝对粗糙度取为0.15mm，大气压强为0.1MPa。求天然气的质量流量。解： pm=3105Pa rm=310516/(8314298)=1.937 kg/m3 p1-p2=(0.35-0.05)106=3105Pa ln(p1/p2)=ln(0.35/0.05)=1.946 p1-p2=w2ln(p1/p2)+lL/2d/rm 3105=w2(1.946+100l/0.038)/1.937

33、 试差得：u=8.565 m/s w=16.6 m/s Re=8.5650.0191.937/0.=2.87104 e/d=0.15/19=0.00079 l=0.026 qm=16.60.7850.0192=4.710-3kg/s1-24 0的冷空气在直径为600 mm的管内流动，将毕托管插入管的中心位置，以水为指示液，读数为4 mm，试求冷空气的流量。解： 管中心流速为最大流速umax umax=2gR(ra- r)/r0.5 0水 ra=999.9kg/m3 0空气 r=1.293kg/m3，m=1.7210-3Pa.s umax=29.81(999.9-1.293)0.004/1.29

34、30.5=7.79m/s Remax=dumaxr/m=0.67.791.293/(1.7210-3)= (湍流) 由Remax与u/umax关联图查得：u=0.85umax=0.857.79=6.62m/s qv=pd2u/4=0.7850.626.62=1.87 m3/s=6732m3/h1-25 用一转子流量计测定温度为60，压强为0.3MPa的二氧化碳气体的流量。该转子流量计上的刻度是由20、0.1MPa空气标定的，转子材料为铝材。当转子流量计上读数为5m3/h时，二氧化碳的实际流量应为多少？若将转子换为同形状、同大小的不锈钢转子，在此读数下二氧化碳的流量又为多少？（铝与不锈钢的密度分

35、别为rf1=2670kg/m3，rf2=7900kg/m3）解： 空气：r=1.2 kg/m3 CO2：r =310544/(8314333)=4.768kg/m3 铝转子： 不锈钢转子： 1-26 用离心泵将敞口贮槽中的大豆油（密度为940kg/m3，粘度为40cP）送住一精制设备中，如附图所示。设备内压强保持0.01MPa（表压），贮槽液面与设备入口之间的垂直距离为10m，管路为f57mm4mm的钢管（e=0.2mm），管道总长60m（包括除孔板流量计在外的所有局部阻力的当量长度）。管路上装有孔径d0=16mm的孔板流量计。今测得连接孔板的指示剂为水银的U型管差压计的读数R=250mm，孔

36、板阻力可取所测得压差的80%。试求泵消耗的轴功率，泵的效率取为65%。解： A0/A1=(d0/d1)2=0.107 查得：C0=0.6 u=9.810-4/(0.7850.0492)=0.52m/sRe=0.520.049940/0.04=598.7 l=64/Re=0.107孔板压差 gR(ri-r)=9.810.25(13600-940)=31048Pa孔板阻力 310480.8/940=26.42J/kg Shf=0.107(60/0.049)0.522/2+26.42=44.14J/kg We=gDz+Dp/r+Du2/2+Shf=109.81+0.01106/940+0.522/2

37、+44.14=153J/kgqm=qvr=9.8104940=0.9212kg/sPe= WeqmP=Pe/=0.9212153/0.65=217W若已知 C0，则1-27 某油田用f300mm15mm的钢管，将原油送到炼油厂。管路总长160km，送油量为kg/h，油管允许承受的最大压强为6.0MPa（表）。已知原油粘度为18710-3Pa.s，密度890kg/m3，忽略两地高差和局部阻力损失，试求中途需要多少个泵站？解： u=/(89036000.7850.272)=1.31m/s Re=1.310.27890/0.187=1682 为层流 l=64/Re=0.03805 L=d2Dp/32

38、mu=0.2726106/(320.1871.31)=5.58104m 160103/(5.58104)=2.86 应用3个泵站1-28 在用水测定离心泵的性能中，当排水量为12m3/h时，泵的出口压力表读数为0.38MPa，泵入口真空读数为200mmHg，轴功率为2.3kW。压力表和真空表两测压点的垂直距离为0.4m。吸入管和压出管的内径分别为68mm和41mm。两测点间管路阻力损失可忽略不计。大气压强为0.1MPa。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。解： u1=12/(36000.7850.0682)=0.918m/s u2=12/(36000.7850.0412)=2.526m/

39、s H=0.38106/(10009.81)+200105/(76010009.81)+0.4+(2.5262-0.9182)/(29.81)=42.1m PL=42.11210009.81/3600=1376.7W h=1376.7/2300=59.8%1-29 某厂根据生产任务购回一台离心水泵，泵的铭牌上标着：qv=12.5m3/h、H=32mH2O、n=2900r.p.m、NSPH=2.0mH2O。现流量和扬程均符合要求，且已知吸入管路的全部阻力为1.5m水柱，当地大气压为0.1MPa。试计算：（1）输送20的水时，离心泵允许的安装高度；（2）若将水温提高到50时，离心泵允许的安装高度又

40、为多少？解：（1）p0=1105 Pa pv=2340Pa Hg=p0/rg-pv/rg-NSPH-SHf= (1105-2340)/ (10009.81)-2-1.5=6.46m（2）pv=12340 Pa Hg= (1105-12340)/ (10009.81)-2-1.5=5.44m221-30 某食品厂为节约用水，用一离心泵将常压热水池中60的废热水经f68mm3.5mm的管子输送至凉水塔顶，并经喷头喷出而入凉水池，以达冷却目的，水的输送量为22m3/h，喷头入口处需维持0.05MPa（表压），喷头入口的位置较热水池液面高5m，吸入管和排出管的阻力损失分别为1mH2O和4mH2O。试选

41、用一台合适的离心泵，并确定泵的安装高度。（当地大气压为0.099MPa）解： u=22/(36000.7850.0612)=2.09m/s 60水 r=983.2kg/m3 11 pv=19.923kPaH=5+0.05106/(983.29.81)+2.092/(29.81)+1+4=15.41m可用IS65-50-125清水泵，转速2900r.p.m.，流量25m3/h，扬程20m，NSPH=2.5m Hg=(0.099106-19923)/(983.29.81)-2.5-1=4.7m1-31 一管路系统的特性曲线方程为HL=20+0.0065qv2。现有两台同型号的离心泵，该泵的特性曲线

42、可用方程H=30-0.0025qv2表示（上两式中HL和H的单位为m，qv的单位为m3/h）。试求：当管路输送量为30m3/h时，安装一台泵能否满足要求？（2）若将两泵联合安装在管路中，该管路可输送的最大流量为多少？解：（1）H=30-0.0025302=27.75 m HL=20+0.0065302=25.85 mH 能符合要求 （2）两泵并联后的特性曲线为 H=30-6.2510-4qv2 与HL=20+0.0065qv2 联立得 qv=37m3/h 两泵串联后的特性曲线为 H=60-5.010-3qv2 与HL=20+0.0065qv2 联立得 qv=59m3/h1-32 某双动往复泵，

43、其活塞直径为180mm，活塞杆直径为50mm，曲柄半径为145mm。活塞每分钟往复55次。实验测得此泵的排水量为42m3/h。试求该泵的容积效率h。解：冲程 s=0.1452=0.29m qvT=(20.7850.182-0.7850.052)0.295560=46.8m3/h h=42/46.8=89.7%1-33 温度为15的空气直接由大气进入风机，并通过内径为800mm的管道送至燃烧炉底，要求风量为20000m3/h（以风机进口状态计），炉底表压为1100mmH2O。管长100m（包括局部阻力当量长度），管壁粗糙度0.3mm。现库存一离心通风机，其铭牌上的流量为21800m3/h，全风压

44、为1290mmH2O，问此风机是否合用？（大气压为0.1MPa）。解： u=20000/(36000.7850.82)=11.06m/s rm=(1105+11009.81/2)29/(8314288)=1.276kg/m3 Re=11.060.81.276/(1.7910-5)=6.31105 e/d=0.3/800=3.7510-4 l=0.017 HT=11009.81+0.017(100/0.8)11.0621.276/2=1.096104PaHT=1.0961041.2/1.276=1.03104Pa=1050.3mmH2O1290mmH2O 可以用1-34 实验中测定一离心通风机的

45、性能，得以下数据：气体出口处压强为23mmH2O，入口处真空度为15mmH2O，送风量为3900m3/h。吸入管路与排出管路的直径相同。通风机的转速为960rpm，其所需要轴功率为0.81kW。试求此通风机的效率。若将此通风机的转速增为1150rpm，问转速增大后，此通风机的送风量和所需的轴功率各为若干？解：（1） HT=(23+15)9.81=372.8Pa平均压强近似为大气压 r=110529/(8314293)=1.19kg/m3 PL= HTqvg =372.839001.19/(36001.19)=404W h=404/810=49.9%（2）qv=qvn/n=39001150/96

46、0=4672m3/h P=P(n/n)3=0.81(1150/960)3=1.39103W1-35 某单级双缸、双动空气压缩机将空气从0.1 MPa（绝对）压缩到0.35MPa（绝对）。活塞直径为300mm，冲程200mm，每分钟往复480次。气缸余隙系数为8%；排气系数为容积系数的85%，压缩过程为绝热过程，绝热指数为1.4，总效率0.7。试计算该压缩机的排气量和轴功率？解：容积系数 lv=1-e(p2/p1)1/k-1=1-0.08(0.35/0.1)1/1.4-1=0.884 排气系数 lp=0.85lv=0.752 排气量 qv=0.7850.320.2480600.7522=611.8 m3/h 理论功率 P=25.6/0.7=36.57 kW第二章2-1 燃料气含有3.1%（摩尔分数，下同）H2、27.2%CO、5.6%CO2、0.5%O2