化工原理习题解答要点

1、第一章流体流动与输送机械1 .燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含 CO28.5%, 027.5%, N276%, H2O8% （体积%）,试求此混合气体在温度 500C、压力101.3kPa时的密度。解：混合气体平均摩尔质量M m 二二yiMi =0.085 44 0.075 32 0.76 28 0.08 18 = 28.86 10,kg/mol混合密度33=0.455kg/m3pMm _ 101.3 1028.86 10RT 8.31 (273 500)2 .已知20c下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m3和789kg/m 3,试计算50% （质量%）乙醇水溶液的密度。又知其实测值

2、为935 kg/m3,计算相对误差。解：乙醇水溶液的混合密度工亘曳0.50.5Pm 一 ：1：2 - 9 9 8Z 789.3m -881.36kg/m相对误差：Pm实 一 "m 父100% = '1 一 881.36父 100% = 5.74%P布<935 J3 .在大气压力为101.3kPa的地区，某真空蒸储塔塔顶的真空表读数为85kPa。若在大气压力为90 kPa的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：P绝=Pa - P真=Pa - P真二 P真=pa （PaP真）=90（101.385） = 73.7kPa4 .如附图所示，密闭容

3、器中存有密度为900 kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为 42kPa,又在液面下装一压力表，表中心线在测 压口以上0.55m,其读数为58 kPa。试计算液面到下方测压口的距离。解：液面下测压口处压力p = P0：g z = Pi Dghz = P ：gh - p0Pg3Pi - Po .(58 - 42) 103 h =g900 9.810.55 = 2.36m5.如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水,油层和水层的厚度分别为 700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m3 和 1000 kg/m3。(1)计算玻璃管内水柱的高度；(2)判

4、断A与B、C与D点的压力是否相等。解：(1)容器底部压力P = Pa + P油 gh1 + P水 gh2 = Pa + P水 ghBD题5附图P油hl + P水h2P油h1h2二箜 0.7 0.6 = 1.16m 1000(2) pA p pB pc pD6 .水平管道中两点间连接一U形压差计，指示液为汞。已知压差计的读数为30mm,试分别计算管内流体为(1)水；(2)压力为101.3kPa、温度为20c的空气时压力差。解：(1) Ap = (P0 P)Rg = (13600 1000)x0.03x9.81 =3708.2Pa(2)空气密度pM _ 101.3 103 29 10RT -8.3

5、1 (273 20)3=1.206kg/mp = ( ：0 - ： )Rg = (13600-1.206) 0.03 9.81 = 4002.1Pa空气密度较小，p :；0Rg7 .用一复式U形压差计测量水流过管路中 A、B两点的压力差。指示液为汞，两 U形管之间充 满水，已知 h二1.2m, h2=0.4m, h4=1.4m , h3=0.25m ,试计算 A、B两点的压力差。解：图中1、2为等压面，即p1 = p2Pi = Pa ：gh1p2 = p3：0gR1Pa:g% = p3：0gR又p5np6 = pB ：gh3 ：0gRp3 = p4 = p5 - 2(1% -h2)(2)=pB

6、 7gh3 ：0gR2 - ：g(h4 -h2)将(2)代入(1)中:pA ：gh =pB:gh3 ：0gR - :g(h4 -h2) ：0gRpAB - pA 1PB二:gh3p0gR2 - :?g(h4 -h2) p0gR - Pghi=：g(h2 -几h3 4) ：og(RiR2)=(R R2)(：0 - ：)gpAB =(1.2-1.4 1.4 -0.25) (13600 -1000) 9.81= 241031.7Pa : 241.0kPa8 .根据附图所示的双液体 U管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝 压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 k

7、g/m3和998 kg/m3,压差计的读数 R=300mm。两扩大室的内径 D为60mm , U管的内径d为6mm。解：1.2为等压面，p1 = p2Pi = p Rg%p2 = pa(% - R) 2 卜1g R： 2 gp：1gh1 = Pa (h1 -R ：Z)；1g R： 2 gp - Pa =Rg( ：2 - 二1)Z”1g'二2,：'：.2又 R-d = ：Z D6 2R -()0.3 =0.0 0m60- p-pa= 0.3 9.81 (998-920) 0.003 920 9.81=256.6Pa 俵压)9 .为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水

8、由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa （表压），试求水封管插入?面下的深度h。解：煤气表压p = PghI题9附图3u 1.02m,p1010h =、3 3 3_ _g109.8110 .绝对压力为540kPa、温度为30c的空气，在（）108x 4mm的钢管内流动，流量为1500m3/h5（标准状况）。试求空气在管内的流速、质量流量和质量流速。 解：标准状况下空气的密度：:、0=PoM互3101.3 100.0298.31 273=1.29kg/m3,质量流量：ms =V0P0 =1500x1.29 =1935kg/h = 0.5375kg/smc1935oo质重流速 : G

9、=2=2 = 246497kg / h m = 68.47kg/s m0.785d0.785 0.1操作条件下密度PMRT=6.22kg/m3540 103 0.0298.31 (273 30)68.476.22=11m/s11 .硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为。76 x 4mm和。57 x 3.5mm o已知硫酸的密度为1831 kg/m3,体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。解：（1）大管：176 M 4 mmms=Vs ：；=9 1831 = 16479kg/hUiVs0.785d29/36000.785 0.

10、0682=0.69m/sGi =0.69 1831-1263.4kg/m2 s(2)小管：457 M 3.5mm质量流量不变ms2 = 16479kg / hU220.785d29/360020.785 0.05= 1.27m/s一d1 268 2或：U2 =5()2 =0.69( )2 =1.27m/sd250G2 =u2=1.27 1831 = 2325.4kg/m2 s12 .如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为 20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比

11、虹吸 管的出口高出的距离。解：以高位槽液面为1-1 '面，管出口内侧为 2-2'面，在1-1 '2-2 '间列柏努力方程：Z1gpi u12 = Z2 g , P21 u22，一 Wf：2：2题12 附图12简化：H =( u2，Wf)/g21=2.09m13.用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为0.1m3/min,输送管路为 巾38 x 3mm的无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m,且在压送过程中不变。设管路的总压头损失为 3.5m（不包括出口），硫酸的密度为1830 kg/m3, 问酸蛋中应保持多大的压力？解：

12、以酸蛋中液面为1-1'面，管出口内侧为2-2'面，且以1-1 '面为基准，在1-1 '2-2 '间列柏努力方程：P1:g12g2U1Z 三 p21 u2 Z2 - hf2g=(11 20)-:9.8127题14附图简化：旦二，u2 Z2 q hfg 2g其中：u二工二 0/602 = 2.07m/s二 z 20.785 0.0322一 d412.代入：P1 = : g( U2 Z2 hf)2g12二 1830 9.81 (2.0710 3.5)2 9.81= 246.3kR(表压)14 .如附图所示，某鼓风机吸入管内径为200mm,在喇叭形进口处测得 U

13、形压差计读数 R= 15mm （指示液为水）， 空气的密度为1.2 kg/m3,忽略能量损失。试求管道内空气的 流量。解：如图，在1-1 '2-2'间列柏努力方程：其中:简化：而:流量:乙gP1乙=Z2,0 = P2p2 =1 2U222U1U11 2U22=Z2g P21 u2 一1 Wf:2P1(表)= 0, £Wf=0- ；?H2oRg - -1000 9.81 0.015 - -147.15Pa147.151.2u2 = 15.66m/s2_2_33Vs = d2u2 = 0.785 0.22 15.66 = 0.492m3/s =1771m3/hs 4215

14、.甲烷在附图所示的管路中流动。管子的规格分别为（）219x6mm 和（）159X4.5 mm,在操作条件下甲烷的平均密度为1.43 kg/m3,流量为1700m3/h。在截面1和截面2之间连接一 U形压差计，指示液为水，若忽略两截面间 的能量损失，问U形压差计的读数R为多少？解：在1,2截面间列柏努力方程：P 1 2-U12：2 1=Z2g简化:P1P2Ui2U2题15附图14P1/ 2 2(U2 -'U1 )其中:U10.785d121700/3600/ C，14.04m/ s0.785 0.2072U2= U1(5)2 =14.04 (迎)2 = 26.74m/s d2150P11

15、22-P2 =1.43(26.742 -14.042) = 370.3Pa2又Pi- P2 = R(; 0 - : )g ; Rp0gR _ P1 - P2 ?0g370.3 = 0.038m = 38mm1000 9.8116.如附图所示，用泵将 20c水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m。输送量为30m3/h,此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为解：在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程：70%,试求泵所需的功率。P11 2P2乙g 1 2U1We =Z2g 2uf ' .二 Wf2简化：we=Z2g八Wf=30 9.81 40 =334.3J/kg、30Pe

16、 = ms We =Vs :We = 1000 334.3 =2.786kW360017 .附图所示的是丙烯精储塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa （表压），精储塔内操彳压力为 1.3MPa （表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽 内液面30m,管内径为140mm,丙烯密度为600kg/m3。现要求输送 量为40X 103kg/h,管路的全部能量损失为150J/kg （不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。解：在贮槽液面1-1'与回流管出口外侧 2-2'间列柏努力方程题17附图P11 2P21 2、乙g 2U1We = Z2

17、g-旷2Wf简化：色 We =Z2g 匹 gu； 、Wfp2一p112:-u2Z2g_Wf:222fU2%0.785d240 10336006000.785 0.142=1.2m/s_ (1.3-2.0) 106We6001_ 2 一 一一1.22 30 9.81 1 5 02-721.6J / kg不需要泵，液体在压力差的作用下可自动回流至塔中18.某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为445x2.5 mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa,且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以2 .表不为EWf =u j/kg (u为水在官内的流速)。试求

18、:(1)高位槽的液面高度；(2)阀门全开时水在管内的流量(m3/h)。解：(1)阀门全关，水静止h ;2二 78 103?g 103 9.81=7.95mp = Pgh(2)阀门全开：在水槽1-1 '面与压力表2-2'面间列柏努力方程pp112-7p212Z1gu1 =Z2g一一u2_Wf；2:2简化：Z1g = p21 u； % Wf7222u2 u275 10317.95 9.81 =10002解之：u2 = 1.414m/ s、一二 2_2_3二 流量：Vs = d U2 =0.785 父 0.04 父 1.414 = 1.776 父 10 m /s 4题19附图=6.3

19、9m3/h19 .附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100kg/m3,循环量为45 m3/h。管路的内径相同，盐水从 A流经两个换 热器至B的压头损失为9m,由B流至A的压头损失为12m,问：(1)若泵的效率为70%,则泵的轴功率为多少？(2)若A处压力表的读数为153kPa,则B处压力表的读数为 多少？解：(1)对于循环系统：He = "hf =9 12 = 21mPe=HeVsPg=21 451100 9.81 =2.83kW3600.轴功率：p=PL = 283=4.04kW0.7(2) At B列柏努力方程：p a 12 p B 127.、一一 一Ua - Za =

20、 ' 一Ub , Zb - jhfABg 2g：g 2g简化：Pa = Pb - Zb x hfAB:g：g15 3 103 = pB 1100 9.81 (7 9)Pb = 19656pa(表)B处真空度为19656 Pa。20. 25c水在()60x 3mm的管道中流动，流量为 20m3/h,试判断流型。 解：查附录25 c水物性：:=996.95kg/m3, " - 0.903cPV20u =s- =3600 2 = 2.43m/ s0.785d20.785 0.0542Re .处= 0.054 皿95 J43” 105 4000 0.903 10, 为湍流试确定保持管

21、内层流21.运动粘度为 3.2X 10 5m2/s的有机液体在（）76x 3.5 mm的管内流动,流动的最大流量。du du解：Re =2000N vu max2000'd2000 3.2 1070.069= 0.927m/s/sVm一d2umax =0.785 0.0692 0.927 = 3.46 10“m3 4=12.46m3/h22 .计算10c水以2.7X I。3m3/s的流量流过（f）57X3.5mmi长20m水平钢管的能量损失、压头 损失及压力损失。（设管壁的粗糙度为 0.5mm）Vs 2.7 10 多斛： u =2 2 = 1.376m/s0.785d0.785 0.0

22、510 C水物性：3.3：=999.7kg/m ,二二1.305 10 Pa s_4= 5.27 10du：0.05 999.7 1.376Re =o1.305 100.550= 0.01查得 =0.041,22 - =0.041 =15.53J/kg0.05" hfWf /g =1.583mPf = " Wf d =15525R23.如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以40m3/h的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且相差20m,输送管内径为100mm,管子总长为45m （包括所有局部阻力的当量长度）。已知油品的密度为890kg/m3,粘度为0.487Pas,试计算泵所需的

23、有效功率。解：u =-V =3600=1.415m/s二,20.785 0.12-d 4Re 二小二。8 9 01.4 1 5:25.& 2 0 0 00.4 8 76464" 儿=Re 2 586在贮槽1截面到高位槽= 0.2472截面间列柏努力方程题23 附图Z1g +p1+；u12 +We =Z2g +现+加简化：We =Z2g % Wf而：' Wf=0.247 丝匹=i”2J/kg0.1,We =20 9.81 111.2 =307.4J/kgPe 二We ms =We V二3"4 403600 890 =3039.8W:3.04kW题26附图152

24、4. 一列管式换热器，壳内径为 500mm,内装174根。25X 2.5 mm的钢管，试求壳体与管外 空间的当量直径。解:de:=2:,:2 .4M(D nd外)44nD +nnd 外22_ _2 一 2D -nd外 0.5 -174x0.025D nd外 一 0.5 174 0.025=0.029m25 .求常压下35c的空气以12m/s的速度流经120m长的水平通风管的能量损失和压力损失。管道截面为长方形，长为 300mm,宽为200mm。（设a/d =0.0005）解：当量直径：, 4ab 2abde =2(a b) a b2 0.3 0.20.3 0.2=0.24m35c空气物性：=1

25、.1465kg/m3,=18.85 10“ Pa sdeu :Re 0.24 1.1465 1218.85 10上_ 5= 1.752 10由 % =0.0005,查得九=0.019de 2_2120 122= 0.019 -0.242二 684J / kgR ='，Wf ：=684 1.1465 = 784.2Pa26.如附图所示，密度为 800 kg/m3、粘度为1.5 mPa s的 液体，由敞口高位槽经 （）114 x 4mm的钢管流入一密闭容器中， 其压力为0.16MPa （表压），两槽的液位恒定。液体在管内的流速为1.5m/s,管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度s/d =0.

26、002,试计算两槽液面的垂直距离&z。解：在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程：7 rPi1 27 乙g 2U1 =Z2gP21 2.U2 TWf2简化：:Zg 二P2Re 二du：0.106 800 1.531.5 10_4= 8.48 10= 0.002，查得九二0.026管路中：进口:：=0.590C弯头0 =0.75 2 个半开闸阀= 4.5出口二1二(''30 160)=(0.026 -20.1060.5 2 0.75 4.5 1)1.5276= 60.87 J / kgZ' Wf)/g =(0.16 10680060.87)/9.81 = 26.

27、6m27.从设备排出的废气在放空前通过一个洗涤塔，以除去其中的有害物质，流程如附图所示。气体流量为3600m3/h,废气的物理性质与 50c的空气相近，在鼓风机吸入管路上装有U形压差计，指示液为水，其读数为 60mmo输气管与放空管的内径均为250mm,管长与管件、阀门的当量长度之和为55m （不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口管水平面的垂直距离为15m,已估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为2.45kPa。管壁的绝对粗糙度取为0.15mm,大气压力为101.3kPa。试求鼓风机的有效功率。解：以吸入管测压处为1-1 '面，洗涤塔管出口内侧为2-2 '面，列柏努力方

28、程：乙g 2 |ui2 We =Z2g-p2 1u| ' Wf题27附图简化：P11 U12We=Z2g 八 Wf2其中：P1 - - - H2OgR - -1000 9.81 0.06 - -588.6pau = 720.785 d23600看果=20.38m/s50c空气物性：=1.093kg/m3, ：u19.6 10Pa s查得28 .如附图所示,Re -du： _ 0.25 1.093 20.3819.6 10-6一一 一 5= 2.84 10；0.15-0.0006d 250 =0.018.x Wf =(，Jled2u进+ -出)=*Wf塔255= (0.0181.5)0.

29、25= 3375J / kg.We =Z2g x Wf - p1 / ：20.3822.45 103+1.093=15 9.81 3375 588.6/1.093 = 4060.7J / kg.Pe =ms We =Vs d We =36001.093 4060.7 = 4.22kW3600用离心泵将某油品输送至一密闭容器中。A、B处压力表的读数分别为1.47MPa、1.43 MPa,管路尺寸为(f)89X4mm, A、B两点间的直管长度为 40m, 知油品的密度为820 kg/m3,粘度为121mPas,试求油在管路中的流 量。中间有6个90o标准弯头。已B解：在A B间列柏努力方程：ZAg

30、PA 1 uA 二ZBg2u2 +EWf题28附图pA pB- Zg =(1.47 1.43) 106820-1 9.81 =38.97J/kg油品粘度大，设流动为层流. vWf64l 八 le u2du ： d 232(l 八 le)ud2。900标准弯头le =35d =35 0.081 = 2.835m.38.97 =332 121 10(40 6 2.835)uZ20.081820解得 u = 0.95m/sRe -du： _ 0.081 0.95 820121 10= 521.5 2000,假设正确Vs =-d2u =0.785 0.0812 0.95 =4.89 10 'm

31、3/s =17.61m3/ h429. 20 c苯由高位槽流入贮槽中,3mm的钢管（名= 0.05 mm）总长为 解：在两槽间列柏努力方程两槽均为敞口，两槽液面恒定且相差100m （包括所有局部阻力的当量长度），并简化：5mo输送管为。38 X ,求苯的流量。Zg =" Wf即： Zgl " -Je u代入数据：5 9.81 =盘化简得：u2 = 0.03139查完全湍流区设 '=0.021,0.05=0.0015632为=0.022由(1)式得 u = 1.22m/s由附录查得20 c苯物性:P = 876kg m3=0.737mPasRed ：u0.032 87

32、9 1.220.737 10-= 4.66 104查图，. =0.026再设 九= 0.026 ,由（1）得 u =1.10m/sRe0.032 879 1.100.737 10，_4= 4.20 10查得0 =0.26 假设正确 ,u = 1.10m/s流量:Vs =；d2u =0.785 M0.0322 父1.1 =8.84x104 mz =3.183AB间的压力差为多少？题30附图30.如附图所示，密度为 p的流体以一定的流量在一等径倾斜管道中流过。在A、B两截面间连接一 U形压差计，指示液的密度为P。，读数为Ro已知A、B两截面间的位差为 h，试求:(1) AB间的压力差及能量损失；(

33、2)若将管路水平放置而流量保持不变，则压差计读数及解：(1)在A-A与B-B间柏努利方程：Pa1 0P。1 0一. UaZAg一, UbZBg 一 二.WfAB22其中Ua = UbZb Za = h二 WfAB =4 一. B _ hg对于U形差压计Pa Za ： g =Pb Zb ：(Zb -R)g R： gPa -Pb =（Za -Zb） ： g R（：o - ：）gPab =h7 g R（ ：o - 7） g二 WfABJ R（'o - '）g-hg=R（1'）gP” P(2)水平放置时:流量不变,管路总能量损失W WfAB不变。而U形差压计读数 R实际反映了阻

34、力的大小，所以R不变。此时，'Pab = ' Wf = R（ ；?o - ；?）g31.如附图所示，高位槽中水分别从BC与BD两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m。AB管段的内径为 38mm、长为28m； BC与BD支管的内径相同，均为 32mm,长度分别为12m、15m (以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度)。各段摩擦系数均可取为 0.03。试求：(1) BC支路阀门全关而 BD支路阀门全开时的流量；(2) BC支路与BD支路阀门均全开时各支路的流量及 总流量。解：(1)在高位槽液面与 BD管出口外侧列柏努利方程：R_1 2 P2_1

35、2.Z1gu1 = Z2g u2 一 二 Wf72：2简化：AZg = £ WfABD而 '、WfABD 八 WfAB J WfBD 乎?与学d1 2 d2 22二 有： 10 M 9.81 =0.03-2曳+0.030.038 215 u20.032 2化简 11.05U12 7.03u22 =98.1又由连续性方程：u2 =(-7-)u1 =(TT)2u1 =1.41u1d 232代入上式：_22211.05u； 7.03 1.412ui =98.1解得：u1 = 1.98m/s流量:'-T 22-3Vs = d：u1 = 0.785 0.03822 1.98 =

36、2.244 10s 4 1 1= 8.08 m彳(2)当BD, BC支路阀均全开时:C , D出口状态完全相同，分支管路形如并联管路,'.二 WfBc = ' WfBD1 BCu22d22流量:Vs1=d" =0.785 0.0382 2.63 =2.98 10 工4= 10.73Vs2_2_3= 0.785 0.0321.752 =1.408 10= 5.07d3 12u2 =15u2.U3 =1.118U2(1)又 Vs = Vs2 Vs3 s1s2s3二 2二，2 二，2di U2 = d2U2d3U34442222382 Ui = 322 U2 32&

37、 = 322 2.118UUi =1.502U2(2)在高位槽液面与 BD出口列柏努利方程：Z g 八 Wf 八 WfAB 八 WfBD2一 210 9.81=0.0328 U115 U2L 0.0320.038 20.032 211.05U12 7.03U； =98.1(3)将(2)代入(3)式中： 2 2211.05 1.5022U；7.03U； =98.1解得：u2 =1.752msu1 = 2.63msu3 = 1.96 ms、， 二，2Vs3 = - d3U34=0.785 父0.0322 M 1.96 =1.576 父10,吗=5.67 m3h32.在内径为 80mm的管道上安装一

38、标准孔板流量计，孔径为 40mm U形压差计的读数为 350mmHg。管内液体的密度为 1050kg/m3,粘度为0.5cP,试计算液体的体积流量。解：A =(40)2 =0.25A 80设 Re > R“，查得 C0 =0.25c 22 g( i - )2 2 0.35 (13600-1050) 9813 3二C0A 10.625 0.785 0.047.11 10一 m:1050sRe20785dld1u P7.11 10，0.785 0.082= 1.415ms0.08 1.415 105030.5 10= 2.38 1054而 Rec = 7 10ReRec假设正确，以上计算有效

39、。33.用离心泵将 20c水从水池送至敞口高位槽中，流程如 附图所示，两槽液面差为12mo输送管为()57X 3.5 mm的钢管,总长为220m (包括所有局部阻力的当量长度)。用孔板流量计测量水流量，孔径为20mm,流量系数为0.61 , U形压差计的读 数为400mmHg。摩擦系数可取为 0.02。试求：(1)水流量，m3/h；(2)每kg水经过泵所获得的机械能。题33 附图解：(1) Vs =C0Ao2 W)2 2 0.4 9.81 (13600 - 998.2)= 0.61 0.785 0.022()998.2=1.91 10，m / =6.88(2)以水池液面为1-1,面，高位槽液面

40、为2-2,面，在1-1'2-2,面间列柏努利方程:：21 2-u2 Z2gl二 Wf:222f简化：We=：Zg %Wfl % le u2kd 2其中：uVs _ 1.91 10”_2_ _20.785d0.785 0.05=0.973火=0.02_ _ 2220 0.973x0.052= 41.656 Jkg"W =12 父9.81+41.656 = 159.4 %g34.以水标定的转子流量计用来测量酒精的流量。已知转子的密度为7700 kg/m3,酒精的密度为790 kg/m3,当转子的刻度相同时，酒精的流量比水的流量大还是小？试计算刻度校正系数。解：Vs2 _：1（Pf

41、 一：2） _ 1000 （7700 -790）1.143Vs1； ：2（ 7f -：1）: 790（7700 -1000）酒精流量比水大35.在一定转速下测定某离心泵的性能，吸入管与压出管的内径分别为70mm和50mm。当流量为30 m3/h时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa和215kPa,两测压口间的垂直距离为0.4m,轴功率为3.45kWo试计算泵的压头与效率。解:U13036000.785 0.072= 2.166%U230 360020.785 0.052=4.246 mS在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失;P1 :g12U12 Z1 He2gu2 Z2P2

42、- P17g122(u2 -u1 ) , -Z2g3(215 40) 103122-(-)(4.246 -2.116 ) 0.4103 9.812 9.81=27.07mPe=QH：g=30103 9.81 27.07 = 2.213kW3600Pe2.213e 100%= 100% =64.1%P3.4536.在一化工生产车间， 要求用离心泵将冷却水从贮水池经换热器送到一敞口高位槽中。已知高位槽中液面比贮水池中液面高出10m,管路总长为400m （包括所有局部阻力的当量长度）。管内2径为75mm,换热器的压头损失为 32 u,摩擦系数可取为 0.03。此离心泵在转速为 2900rpm时的 2

43、g性能如下表所示：Q/(m 3/s)00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008H/m2625.524.5232118.515.5128.5试求：(1)管路特性方程；(2)泵工作点的流量与压头。解：(1)管路特性曲线方程:, P12一H e =Z u ，.二 hf = . ：Z，.二 hfe 7g2gff-/-Zl 八 le U2十九d 2ghfl % le U2-/- Z ( 32) d2g4001Q 2He =10 (0.0332)(2)0.0752 9.810.785 0.075252=10 5.019 105Q2(2)在坐标纸中绘出泵的特性曲线及管

44、路特性曲 线的工作点：Q =0.0045 m3sH = 20.17m37.用离心泵将水从贮槽输送至高位槽中，两槽均为敞口，且液面恒定。现改为输送密度为1200 kg/m3)36 1m a，32.30 .28 : 26. 24 .22 :20 -18 -16 :14 -12 -10 .8 .一. 一宗特性曲线r*管路特性曲线0.0000.0020.0040.0060.008Q(m 3/s)的某水溶液，其它物性与水相近。若管路状况不变，试说明:(1)输送量有无变化？(2)压头有无变化？(3)泵的轴功率有无变化？(4)泵出口处压力有无变化？解：P变化时，泵特性曲线不变。P 22管路特性曲线 He =

45、AZ+=+BQ2 =&Z +BQ2不变:g(1) 输送量不变；(2)压头不变；(3) 轴功率:_ peqh ：g-n - n增加(4)在贮槽液面1-1'和泵出口 2-2'间列柏努力方程:Pi . £Dg2 g2UiZiHep2 uf Z2 x hfg 2g简化：p2 =-12g " 一而/ 2 J hf丁工作点Q, He不变，,u z hf不变即P2随P的增加而增力口。38.用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为H =40-0.01Q2 ,管路特性方程为23He =25+0.03Q2 ,两式中Q的单位均为 m3/h, H的单位为m。试求该泵的输送量；2

46、解 ：H =40-0.01Q2- He =25 0.03Q2联立：40 -0.01Q2 =25 0.03Q2解得：Q=19.36m%39.用型号为IS65-50-125的离心泵将敞口贮槽中 80c的水送出，吸入管路的压头损失为4m,当地大气压为98kPa。试确定此泵的安装高度。解：查附录：800C 水，R =0.4736M105 Pa, P = 971.8kg/3mIS65-50-125 泵气蚀余量 NPSH=2.0m泵允许安装高度：Pn 一 P-Hg -(NPSH) -Z h帔入 g ：g98 10,-0.4736 105=2.0 -4971.8 9.81 =-0.69m为安全起见，再降低

47、0.5m，即Hg = -0.69 0.5 = -1.2m即泵需要安装在水槽液面以下1.2m或更低。40 .用油泵从贮槽向反应器输送44c的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa。泵位于贮槽液面以下1.5m处，吸入管路全部压头损失为1.6m。44 c时异丁烷的密度为530kg/m3,饱和蒸汽压为638 kPa。所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m,问此泵能否正常操作？解：泵允许的安装高度：Pn 一 P,Hg 允=上丁-（NPSH）允一" hf吸入:g(652 -638)103530 9.81-3.5 -1.6-2.4mHg定 Hgy允二此泵安装不当，会发生气蚀现象。41

48、 .用内径为100mm的钢管将河水送至一蓄水池中，要求输送量为70m3/ho水由池底部进入,池中水面高出河面 26m。管路的总长度为 60m,其中吸入管路为 24m （均包括所有局部阻力的当量 长度），设摩擦系数K为0.028。今库房有以下三台离心泵，性能如下表，试从中选用一台合适的泵， 并计算安装高度。设水温为 20 C,大气压力为101.3kPa。（略）序号型号Q, m3/hH , mn, rpm”,%(NPSH)允1IS100-80-12560242900674.010020784.52IS100-80-16060362900703.510032784.06054653.03IS100-

49、80-200100502900763.6解：在河水与蓄水池面间列柏努力方程，并简化:He，：Z 八 hfl 一三 le u2= .：Z-e d 2g,Q其中：u二一J0.785d270获符2860 2.482He =26 0.028 = 31.3m0.1 2 9.81由 Q=70m3h ,He=31.3m 气蚀余量以Q =100m3h 下 200C 水，P= 998.2kg/3m选泵 IS100-80-160(NPSH)允=4.0 计Pv =2.338kPaPn PHg允=0n(NPSH)允-Z h帔入二hf吸入。-二：l e)吸入 U 2=Ad 2g= 0.028242.482x0.1 2

50、9.81= 2.1m二Hg允3(101.3 -2.338) 10=-4.0 -2.1 =4m998.2 9.81减去安全余量0.5m,实为3.5m。即泵可安装在河水面上不超过3.5m的地方。42.常压贮槽内装有某石油产品，在贮存条件下其密度为760 kg/m3。现将该油品送入反应釜中，输送管路为。57x 2mm,由液面到设备入口的升扬高度为5m,流量为15m3/h。釜内压力为148kPa（表压），管路的压头损失为 5m （不包括出口阻力）。试选择一台合适的油泵。解：VsU 二冗4 d2153600=10.785 0.0532 一 .89ms在水槽液面1-1,与输送管内侧2-2'面间列柏努力方程，简化有:P 12He = ZU2 一二 hf:g 2g1