化工原理练习与答案

1、第一篇 练习与讲评练习一 流体流动一、填充与选择：1.圆形直管内，V一定，设计时若将d增加一倍，则层流时hf是原有值_倍；高度湍流时不变)， hf是原有值的_倍.2.图标管路系统中，已知流动总阻力损失hf=56J/kg，若关小阀门，则总阻力损昆失hf=_J/kg，两槽液面垂直距离H=_m. 3.图标管路系统中，已知dab=dcd， lab=lcd， u0， 比较ua_uc， ( pa-pb)_(pc-pd).4.如图标管路，管长l，流量V，今因修管，用若干根直径为0.5d，管长等同于l的管子并联代替原管，保证输水量V不变，设为常数，/d相同，局部阻力忽略，则并联管数至少_根。5.如图通水管路，

2、当流量为V时，测得(p1-p2)=5mH2O，若流量为2V时，则(p1-p2)=_mH2O (设为阻力平方区)。6.圆形直管Di=100mm，一般情况下输水能力为( )A.3m3/h B.30m3/h C.200m3/h D.300m3/h7.某孔板流量计，当水量为V时，U压差计R=600mm(i=3000kg/m3)，若改用i=6000kg/m3的指示液，水流量不变，则此时读数R为( )A.150mm B.120mm C.300mm D.240mm8.倒U形压差计，指示剂为空气，现改为油后(流向不变)，则R( )A.增大 B.变小 C.不变 D.不变，但倒 U形管中左侧高于右侧二、计算：1.

3、如图标三只容器A、B、C均装有水(液面恒定)，已知：z1=1m，z2=2m，U形水银压差计读数R=0.2m，H=0.1m。试求(1)容器A上方压力表读数p1为多少MPa (2)若p1(表压)加倍，则(R+H)为多少2A槽截面积Aa=80m2，水深10m，B槽截面积Ab=20m2，水深1m，二槽用截面积A0=0.01m2的圆直管联机，中有一阀，其阻力系数1=6.5(常数)；直管阻力可忽略。求开阀后A槽液面下降1m要多少时间？< 3.某敞口高位槽输送管路(见图)，在管路OC段的水平位置装有一孔板流量计，已知孔径d0=25mm，流量系数C0=0.62，管长LOC=45m，LCB=15m，LCA

4、=15m(包括所有阻力的当量长度)，管径dOC=50mm，dCB=40mm，dCA=40mm，当阀A全关，B阀打开时，压力表PB=0.24at，试计算：1).孔板两侧的压差为多少mmHg2).若维持阀B的开度不变，逐渐打开阀A，直到CB、CA两管中流速相等，此时压力表的读数分别为多少at(已知流体密度=1000kg/m3，均取0.03)。练习一 流体流动解答与讲评一、填充与选择：1. (1)层流： Hf=×l/d×u2/2gRe-1d-1u-2u-1d-1d-1u-2d-2u-1d-4hf/ hf=(d/d)4=2-4=1/16(2)湍流：Hf=×l/d×

5、;u2/2gd-1u-2d-1d-4d-5hf/ hf=(d/d)5=2-5=1/322.Hf=H. 因H不变，故Hf不变=56J/kg3.ab和cd段管尺寸相同，流速相同 pfab= pcd在a.b间应用B.e.q.得： pa- pb=pfcd-gZ在c.d间应用B.e.q.得： pc-pd=pfcd故pc-pdpa-pb4.解题思路同第一题充分湍流情况H Hf =×l/d×u2/2gH=Hf=×(l1/d1)×u12/2g=×(l2/d2)×u22/2gu22= u12 d1/d2，u2=2-0.5u1 -（1）由连续性方程nd2

6、2u2/4=d12u1/4，u2n=4u1- (2) （1）(2)联解得： n=5.66，取整为6根。5.P= P2-P1，We=0，u2=0.P-P= pf+g (Z1-Z2)若流动方向相反，则P1-P2=2-3=-1m.P/g+ u2/2g+Z=He-Hf，P=P2-P1 ，Z=Z2- Z1， He=0，u2=0.故（P1-P2）/g = Hf +（Z2- Z1）= Hf+6/2=5m，Hf =2m. Hfu2，Hf=2×4=8m.故（P1-P2）/g=8+3=11m.6.V=d2u/4=0.785×0.01×1×3600=28.26.故（B）答案较

7、合理.7.u=c0A02(0-) gR /0.5= c0A0(2P/)0.5，流量一定，则P一定。P =(0-)gR=(0-)gR，R=(0-)R/ (0-)=240mm.故D正确8P不变。P= (0-air) gR=(0-oil)gR，R = (0-air)R/ (0-oil) 1，RR，故A正确。二、计算题1解析：基本思路是从容器C表面逆推得P1，因容器C接触大气，PC压力已知。1)沿C液面作水平面与A容器相交于A1处，则求解相当于复式压差计。PA=(0-)g(H+R)=12600×9.81×0.3=37080Pa，P1= PA-g(Z2-Z1)=0.027272 (M

8、Pa)2) 又P1=(0-)g(H+R)-g(Z2-Z1)，故H+R=2 P1+g(Z2-Z1)/(0-)g=0.521 (m) 2、这是非稳态流动体系问题，首先选择某一时刻处（瞬间）建立关系，其后用物衡建立微分式，确定边界条件求解。若某一时刻，A槽内液面为Z1则（10- Z1）×80=（Z2-1）×20，Z2=41-4 Z1此时在A槽面与B槽面间用B e q. u=0，Z1-Z2= hf，5Z1-41=6.5 u0 /（2×9.81） =0.3313u0=1.7347(5z-41)1/2 -（1）在从变化到时间内可看成不变，则A0d=(-dZ1)A1，0.01

9、d=-80 dZ1，即 d=-8000dZ/u0 -(2)(1)代入(2) 结合边界条件，=0，Z1=10； =，Z=9. 3、解 本题属分支管路计算题型(1) 当阀A全关时，是简单管路 在1-1与B处截面间应用u1=0；Z1=15m；p1=0； uB=； Z2=3m；p2=0.24at=2.354×104Pahf0-B=hf0-C+hf0-CBuC=(dB/dC)2uB=0.64uBhf0-B=11.1546uB2应用B.e.q 9.81(15-3)-2.354×104/-uB2/2=hf0-B=11.1546uB2uB2=8.08 uB=2.8427 (m/s)V=dB

10、2&#0；uB/4=3.57×103 (m3/s)(2) 从B表至出口D处的总阻力系数由1）情况下B、D间的求得 当阀A开时，在1-1与D-D应用g(ZC-ZB)= hf0-D=hf0-C+hfC-B+hfB-DhfC-B=5.625uB2 hfB-D=5.827uB2/2=2.919uB2而 dC2uC=2dB2uB uC2=1.28uB2hf0-C=0.03×(45/0.05) ×0.5×(1.28uB)2=22.1184uB2117.2=(22.1184+5.625+2.919) uB2uB 2=3.8392 (m2/s2) uB =1.9

11、6 (m/s) uC=2.217(m/s)在1-1与A-A间应用gZc=hfo-c+hfc-A+uA2/2+pA/phf0-c=22.1184uB2=84.917m2/s2hfc-A=0.03×15/0.04×3.8392/2=21.5955 m2/s29.81×15=84.917+21.5955+3.8392/2+ pA/ppA=3.8718×104pa=0.3947at(表)练习二 流体流动一、填空题1连续介质假定是指_稳定流动条件下，连续性方程的物理意义是_。2圆管内湍流和层流的差别是：流型层流湍流本质区别Re 范围u/umax(满足17次方律)与

12、Re关系高度湍流一般湍流与d 关系圆形直管内，体积流量一定，设计时若将管内径增大一倍，则层流时摩擦阻力损失Wf 是原值的_倍；高度湍流时，Wf是原值的_倍。流体在直管内流动造成阻力损失的根本原因是_.某孔板流量计用水测得孔流系数C0=0.64，现用于测900 kg/m3、=0.8P的液体，问此时C0_0.64。（）.如图所示管路，将支管的阀门开大，则管内以下参数有何变化？VA_，VB_，VC_，P_，WfA_，WfB_，WfC_。 7在如图所示的管路系统中，已知流体的总阻力损失f56J/kg。若关小阀门，则总 阻力损失f=_ J/kg，两槽液面垂直距离_ m。一敞口容器，底部有一出口（如图所示

13、），容器水面恒定，管内水流动速度头为0.m水柱，直管阻力可忽略。（）水由容器流入管内，则点的表压p_m水柱。（）水由管内流入容器，则点的表压p_m水柱。 如图所示的供水管线，管长L，流量。今因检修管子，用若干根直径为0.5d，管长亦为L的管子并联代替原管，保证输水量不小于。设所有管子的都相同且为常数，局部阻力均可忽略，则并联管子数量至少_根。10如图所示的通水管路，当流量为时，测得（p1-p2）=5mH2O，若流量为时，则（p1-p2）=_mH2O。（设流体流动处于阻力平方区）二、选择题1如图所示，倒型压差计，指示剂为空气，现将指示剂改为油后（流向不变），则_。.增大； B.变小； C.不变；

14、 D.不变，但倒型差计中左侧液体高于右侧。某孔板流量计，当水流量为时，型压差计读数600mm (指示液密度0 3000kg/m3)，若改用密度为0 6000kg/m3的指示液，水流量不变，则此时读数为_。.150mm B.120mm C.300mm D.240mm3因次（量纲）分析法的目的在于_。A.得到各变量间的确切定量关系；B.用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；C.得到各因次数群的确切定量关系；D.用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。三、计算题1如图所示，三只容器、均装有水，水面恒定，已知z1=m z2= m ，型水银压差计读数R=0.2m、H=0.1m。 试求：（1）容器的

15、上方压力表读数p1，kPa；（2）若p1加倍，则（+）值为多少？2某输送管路如图所示，已知液体的密度900kg/m3、粘度=30P，除段以外，管路总长L50m（包括全部局部阻力损失的当量长度在内），管内径d53m。复式型压差计指示剂为水银，两指示剂中间流体与管内流体相同，压差计读数17cm，14cm 试求：若两槽液面垂直距离为4m，则管内流速为多少？当阀关闭时，试定性判断读数1、有何变化？3某输送管路（见下图），在总管段OC上装一孔板流量计，该流量计孔径d0=25mm，流量系数C0.62。已知OC段、CB段、CA段管长和管径分别为Loc45m、doc=50mm，LCB=LCA=15m、dCB=

16、dca=40mm；当阀a全关、阀b打开时，压力表pB的读数为23.5kpa。流体密度1000kg/m3，均取为0.03。试计算：（1）孔板两侧的压差p为多少mmHg？（2）若维持阀b的开度不变，逐渐打开阀a，直到CA、CB两管中流速相等，此时孔板两侧压差p为560mmHg，问压力表读数pA、pB分别为多少kPa？4如图所示，一高位水槽下面接有三根水管子、，开始时压力表读数为，三个支管的流量分别为、，且。现关闭水管中阀门，使2，这时压力表读数为P、水管、的流量变为V1'、V3' 。假设所有水管中流动均处于完全湍流区，并且水在同一高度流入大气。试分析比较：（1）与P' 的大

17、小；（2）（1V1'）与（3V3' ）的大小。练习二 流体流动解答与讲评一、 填空题1液体由无数流体微团组成，流体微团彼此紧紧挨着，之间没有空隙。流动系统内无质量积累。2. 流型层流湍流本质区别无脉动有脉动Re 范围Re<2000或2300Re>4000u/umax120.817与Re关系64Re高度湍流与Re无关一般湍流随Re增大而减小与d 关系无关随d增大而增大31/16，1/32 对原直管： u1V（d24）= 4V（d2）wf1=1(l/d)·(u12/2)=1(8V2/42d5)改变后：u24V（2d）2= V(d2)wf2=2(l/2d)

18、83;(u22/2)=2(lV2/42d5)层流时，64Re=64/du = 变前(64)·(d/4V)； 变后(64)·(d/2V) 高度湍流时，与Re无关，12 层流时wf1 wf22(lV2/42d5) 1(8lV2/2d5)116； 高度湍流时wf1 wf2132 4 流体有粘性 5 6VA ，VB ，VC ，V总，p， wfa， wfb，wfc A 阀开大AV，VAPD ， PVB，VCWfB， WfCWfA 7. 56， 5.7 在两槽液面间进行物料衡算，由Beq得 gH= Wf Wf大小与阀门开度无关，始终为56J/kg 即 H= Wf/g=5.7m. （1）

19、0.75 (2)1.5 (1)水由容器流入管内，在容器液面与2点间列Beq 得 H=Hf+u22/2g+p2/g， 其中Hfu22/2g12（u22/2g） p2/g0.75mH2O (2)水由管流入容器，在容器液面与2点间衡算，由Beq得 ， u22/2g +p2/g=H+Hf 其中 Hf（u22/2g）= u22/2g p2/g=(1.5+0)mH2O=1.5H2O 注：题目只忽略了直管阻力，局部阻力应予以考虑。6 替代前，在两容器液面间衡算，Et1= Et2+Wf1-2即gH(/d)(u2/2)，u=V/(d2/4)= 4V/(d2) 即H(/d)(8V2/g2d4) 替代后，设有n根管

20、，则u（Vn）/4(d/2)2=16V/(nd2) gH=/(d/2)·(2/2)=·/d(162V2/(n22d4) 联、解出n=4*20.5 = 5.656 6 即管数n取6根1011流速uVA4Vd2 Et1= Et2+Wf12 （Et表示机械能）P1/gp2/gh+·(/d)u2/2g即（P1P2）g = h +·（/d）（8V2/2d4g）= 5流量变为2V，u=2V/A=8V/d2=2u Et1= Et2+Wf12P1/gp2/gh+·(/d)（u2/2g）即（P1P2）g=h+·(/d)（32V2/d2g）由于，h=1/

21、2×6m=3m （P1P2）g=3+4×(5-3)mH2O二、 选择题1A 改变前，在压差计两埠间衡算Et2= Et1+Wf12即 P2/gp1/gHf12又（P1P2）gR·（0）Hf21改变后（P1P2）gR·（0）Hf21 R·（0）R·（0） 00 RR即R将变大2D 3B三、 计算题：1.(1)27.26kPa (2)0.52m (1) PAP1gh1+gR= PA= P2+gZ1+gh1+0gRPBP2gh2= PB= Pa+g(h2-Z2-H)+0gh由上面两式化简，得P1Pa(0-)g(R+H)+g(Z1- Z2)（P

22、1Pa）g（Z1Z2）（RH）（0）2.78mH2OP1Pa = 2.727×104Pa = 27.27kPa(2) P1加倍，即54.54kPa，假定水面仍维持恒定，即Z1、Z2不变则， P1Pa+(0-)g(R+H) +g(Z1- Z2)又P1- Pa=2（P1Pa）= 2（RH）g（0）/+ 2g(Z1-Z2)解出， (R+H) 0.52m2(1)0.54m/s (2)R1，R2（1）（PAPB）gR1 R2HfAB 在两槽液面间进行物料衡算HHf0-1= HfAB+ Hfr R1R2·/d（u2/2g）4R1R2 （R1R2）013.6×(0.07+0.1

23、4)=2.856m ·/d（u2/2g）1.144 -（*）用试差法计算， 设0.027，代入资料得出u0.94m/s校核，Re =du/=1429.56 < 2000 得0.043设u=0.5m/s ， 得0.095， Re=0u/=795 < 2000=64/Re=0.805 由试差结果Re<2000/3/20， =64/Re代入（*）式得n=0.95m/s(2)关小K，升高，HfAB升高，R1 升高，R2升高3(1)517.2mmHg (2)pA=85.30kPa， pB=55.61kPa（1）忽略流量计阻力损失，对OB段列衡算方程Et0= EtB+WfOCB

24、， 1503（2.35×104）/(1000×9.81)+0.03×(45/0.05) ×(u0C2/2×9.81)+ 0.03 ×(15/0.04)×(CB2/2×9.81)+(uCB2/2×9.81)u0C = ( d0/doc )2u0=1/4u0u0B=(d0/dcB)2u0=25/64u0解出 u0=7.286m/s， P=(/2)(u0/C0)2=517.9mmHg(2)开阀a至uCA=uCB；因dCA=dCB， Voc=VCB+VCA uCO= （dCAdOC）2（uCAuCB）2uCA （

25、dCAdOC）21.28CA由uOC0(2P/u)0.57.576m/suCO=u0/4 =1.894m/s， uCA=uCB=1.480m/s重立OB衡算式， Et0 = EtA + WfOCB，153uCB22g+pB/g+0.03×(45/0.05)×uOC22g+0.03×(15/0.04)× (uCB22g)解出：PB55.87kPaEt0= EtA + WfOCA， 3+ pB/g+uCB22g+0.03×(15/0.04)× uCB22g = pA/g +uCA22g +0.03 ×(15/0.04)×

26、; uCA22g pA=85.30kPa注：在解题过程中，忽略了孔板流量计的阻力损失。4(1)P>P (2)(V1-V1 )>(V3- V3)关闭K2V2，VPV1，V3 PP全开时，V1 V2 V3hf1 >hf2 >hf3EtA= Et1+Wf1= Et2+Wf2= Et3+Wf3 =B1V12= B2V22 =B3V32EtA= B1V12= B3V32 V1/ V1= (EtA/ EtA)0.5(V1 V1)/ V1= (EtA/ EtA)0.5- 1V3/ V3= (EtA/ EtA)0.5(V3 V3)/ V3= (EtA/ EtA)0.5- 1（V1 V1

27、）（V3 V3）V1V3 < 1（V1 V1）（V3 V3）小结：结果显示，阻力系数小的管速度比更大.练习三 流体输送设备1.用泵将20水由贮槽打到某一处，泵前后各装有真空表和压力表.已知泵的吸入管路总阻力和速度头之和为2mH2O柱，允许吸上真空度为5m，大气压强为1atm，水在50的饱和蒸压为0.1528kfg/cm2，液面与吸入口距离为2m，试问：(1).真空表的读数为多少mmHg(已知汞的密度为13600kg/m3).(2).若水温由20变为50时，发现真空表与压力表为的读数突然改变，流量骤然下降，此时出了什么故障原因何在怎样排除 2.用离心泵将水送到一敞口高位槽，两液面距离为15

28、m，当转速为2900转/分时，离心泵的特性方程为：He=45-1.3×10-6V2(式中V以m3/s计算)，管内流量为V=0.003m3/s， 试求(1).将泵的转调为2800转/分，而管路情况不变则管内流量为多少(设满足速度形三角相似)。(2).若利用关小阀门的方法，使管内量调至与(1)量相同，而泵的转速仍维持2900转/分，则比(1)多消耗多少能量J/h 若流体密度为1000kg/m3，理论上每小时省多少度电(1度电=1千瓦时)。3.实验室内有一循环管路(如图)，管路内安装一台离心泵，在操作范围内，该离心泵的曲线方程为：He=23.1-1.433×10-5V2(H：m，

29、V：m3/s)，泵压出管路长120m，吸入管路长20m，(以上管长均包括全部局阻力的当量长度)，管径均为50mm，管路摩擦系数=0.03，水的饱和蒸气压为0.24m水柱，试求：(1)管内水的流量。(2)泵入口处压强表读数mmHg。(3)若该泵的允许汽蚀余量h=3m，则此泵在上述条件下能否正常工作。4.实验室需要用离心泵将地面水池(敞口)中的水送至一敞口高位槽. 高位槽中原液面距水池液面距离为5m，地面水池较大，液面可视为恒定，工作条件下，泵的特性方程为：20-222V2(式中V以m3/min表示).整个管路长度为50m(包括全部阻力的当量长度).管径均为50mm，管路摩擦系数为0.03.试计算

30、使高位槽中液面升高1m要多长时间(设高位槽为直径1m的圆桶)。练习三 流体输送设备解答与讲评1.解：(1)t=20，Hf0-1=2mH2O，Hs=5m，Pa=1atm，50时p=0.1528kgf/cm2，Z1=1m，在贮水池液面与入口真空表管截面处应用B.e.q： Z1=(po-p1)/g-Hf0-1- u2/2g 即p2/g=(po-p1)/g= Z1+u2/2g+Hf0-1=2+2=4.0 mH2O=3940mmHg.(2) 若20变成50时，允许安装高度Hg=Hs-u02/2g-Hf0-1，Hs=Hs-(0.1528×104×9.81/1000×9.81-

31、0.24)=5-1.26=3.74， Hg=3.74-2=1.742m.当温度升至50时，因实际安装高度小于允许安装高度Hg，则离心泵发生气，故应该降低泵入口段的安装高度或减少等措施调节。2. 解：泵特性曲线方程 H=45-1.3×10-6V2-管路特性曲线方程 H=15+KV2-将V=0.003代入式得H=33.3m，将此时的V，H代入式得K=2.033×10-6，管路特性曲线方程为H=15+2.033×10-6 V2-H/H=(n/n)2，V/V= n/n， H=(n/n)2 H=(29/28)2 H，V=29/28 V，故转速改变后泵特性曲线方程变为(29/

32、28)2 H=45-1.3×10629/28 V2H=41.95-1.3×10-6 V2-联解得H=31.44m，V=2.843×10-3m3/s=10.23 m3/h. 若用关小阀门的方法调节，则泵特性曲线不变仍为式，此时代入V=0.002843得H=34.49mH=H- H=34.49-31.44=3.05m节约功=gVH=1000×9.81×0.002843×3600×3.05=305.9=3.06×105J/hr，相当于3.06×105/(1000×3600)=0.085（度电）。3.

33、解：(1)泵特性曲线 He=23.1-1.433×105 V2-管路特性曲线 H=0+(l+le)/du2/2g=(l+le)/d8 V2/(g2d4)=(8/2)(l+le)V2/d5g=8×0.03/3.142×(120+20)/(9.81×0.055) V2=1.1116×106V2-联解得V=4.2904×10-3m3/s=15.446m3/h，(2).u=V/(0.25d2)=4×4.2904×10-3/(3.14×0.052)=2.186m/s(po-p1)/g= Z1+u2/2g+Hf0-1

34、=3+2.1862/(2×9.81)+0.03×20/0.05×2.1862/(2×9.81)=3+0.24+2.92=6.16m. (3). h=p1min/g+u2/2g-p/g，Hg=(po-p)/ g-Hf0-1-h=(10.00-0.024)-2.92-3=3.84Z1，泵能正常工作。4. 泵特性曲线H=20-222 V2-瞬间高位槽液位元上升Zm，V= V/60，此瞬间管路特性曲线H=5+Z +(8/2)(l+le)V2/d5g=5+Z+8×0.03/3.142×50/(0.055×9.81) ×(V/

35、60)2=5+Z+3.97×105 V2H =5+Z+110.3 V2(V：m3/min，H：m) -联解得20-222 V2= 5+Z+110.3，15-Z=332.3 V2， V=0.05486(15-Z)0.5-在d瞬间内 Vd=dZ×0.25D2，即Vd=0.785 dZ-代入得dZ/(15-Z)0.5=0.07315d，边界条件=0，Z=0，=，Z=1，积分得=2(150.5-140.5)/0.07315=5.59min.练习四 液体输送机械一、填空题属于正位移泵型式的，除往复泵外，还有_、_ 等型式。产生离心泵气缚现象的原因是_。避免产生气缚的方法有_。 造成离

36、心泵汽蚀的原因是_ 。增大离心泵允许安装高度的措施有 _、 _ 等。往复泵的流量调节方法有_ 、 _和_、_启动离心泵前，应先_和_。启动往复泵前，必须检查_是否打开。 对某一离心泵，若输送的流体密度增大1.2倍，则在相同流量下，扬程增大倍数为 倍，功率增大倍数为_倍。如图所示，两管道系统阻力状况基本相同， 均为常数，为使VV，则泵的扬程He=_。离心通风机输送1.2kg/m3空气时，若流量为6000m3/h，则全风压为240mmH2O.现该通风机改送 1.4kg/m3的气体，则在流量的6000m3/h时，全风压为_ mmH2O。 如图所示，泵打水时，压力表读数为P、流量为。若保持不变，现泵改

37、送密度比水大而粘度与水基本相同的流体，则以下参数如何变化？压力p_，扬程He_，轴功率_。 10两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n1时，泵的流量V1100/s扬程H116m；转速为n2时，泵的流量V2120/s，扬程H220m。则两容器液面的垂直距离_m。11如图所示输送系统，P、P恒定。当泵输送密度为的流体时，流量为。现改送密度为的流体，且，此时流量为V。试问：（1）要使V，则P必须 _P；（2）要使VV，则P必须 _P。 12某台操作中的离心泵，其特性曲线方程为40-2.5(V-m/min)。当转速为n时，流量2m/min。已知管路特性方程可用下式表示：He=BV。当转速减慢为n0.9

38、n时，其工作点所对应的压头H= _m，流量V_m/min。二、选择题：1图标为离心泵性能测定装置。若水槽液面上升，则_.V增加，H减小； C.V和H都不变，p和p（均为绝压）增加；.V减小，H增加； D.V和H都不变，p和p（均为绝压）减小。2如图所示，常压下，内盛100水的槽面距泵入口垂直距离z为_。已知泵允许吸上真空度Hsm，吸入管线阻力损失mHO。A.>7m B.7m C.3m D.只需z即可3离心泵铭牌上标明的扬程是指。.功率最大时的扬程 .最大流量时的扬程 .泵的最大扬程 .效率最高时的扬程 4已知单台泵的特性曲线方程20-2V，管路特性曲线方程为he=10+8V(以上两式中的

39、单位均为m/min)。现将两台泵组合起来操作，使流量达到1.58m/min，下列结论中的_是正确的。 .串联 .并联 . 串、并联均可 .无法满足要求三、计算题1在图标的循环管路中，=20m，L=30m，（均包括局部阻力当量长度在内），管径d=30mm，=0.03，流量V1.413×10m/s，密度=900kg/m，冷却器液面高出泵吸入口2m，试求：（1）泵的扬程H；（2）为保证泵的吸入口不出现负压，冷却器液面上方压力p至少为多少kPa（表压）？2如图所示，两塔表压都为零，已知d均为40mm，=0.02，吸入管长L=10m，压出支管长L=70m（均包括局部阻力），泵的特性曲线方程H=

40、22-7.2×10V，式中H，m；V，m/s。泵出口至O点的管长可忽略。试求：（1）B阀全关时泵的流量；（2）B阀全开时泵的流量。此时支管长L=70m（包括局部阻力当量长度在内）。3欲用离心泵将池中水送至10m 高处水塔（见图），输送量V0.21m3/min，管路总长L50m（包括局部阻力的当量长度）管径均为40mm，0.02。试问：（1）若选用的离心泵的特性曲线方程为H40-222V2， 式中Vm3/min。该泵是否适用？（2）此泵正常运转后，管路实际流量为多少m3/min（3）为了使流量满足设计要求，需用出口阀进行流量调节。则消耗在该阀门上的阻力损失增加了多少/kg4如图所示，用

41、离心泵将敞口水池中的水送到反应塔内，塔顶压力为1.17×10a，出水管口高出水池液面4m。已知管路调节阀全开时，管路总阻力损失为2mHO柱，输水量为30m3/h，该泵的特性方程为H20-0.0023V，式中H，m；V，m3/h。（1）试写出阀全开时的管路特性方程，要求以he=f(V)函数式表示，hem；Vm3/h。（2）若将这种泵两台并联用于该管路，当管路调节阀全开时，输水量为多少m3/h？练习四 流体输送机械解答与讲评 一、填空题： 1计量泵、齿轮泵、螺杆泵 2在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大 ， 不足以吸上液体。泵内灌液 3叶轮入口处的压力等于液体的饱和蒸汽压，使液体发生

42、部分汽化 减小吸入管路的阻力 增大供液池上方压力 4旁路调节、改变活塞冲程、活塞往复次数 5泵内灌液 关闭出口阀 出口阀 6，1.2 72H 8280 9p，He不变，N 10 6.91 泵的特征曲线HABV2 H2H1B（V22V12） 即HAV2（H2H1）（V22V12） 将 VV1 ， HH1代入 H1AV12（H2H1）（V22V12） AZP = Z AH1V12（H2H1）（V22V12）161002（2016）/（12021002） 即Z6.909m 11(1)< (2)= 泵的特性曲线Ha-bQ2 ； 管的特性曲线LABQ2， 其中AZPg， P= P2P1 流体密度改

43、变，对泵的HQ曲线没有影响，但却有可能使管的特性方程中的A改变。 （1） 若P2P10，则A管线向下平移； （2） 若P2P10，则A管线向上平移； （3） 若P2P10，则对A没有影响，即A与大小无关； （1） P2P10，则；（2）P2P10，则；（3）P2P10，则 ，VV时P2P1；，VV时P2P1； 注：影响管路特性曲线改变的因素有（1）阀门开度改变； （2）供需液处势能改变； （3）流体密度改变； （4）流体粘度改变 影响泵特性曲线改变的因素有： （1）流体粘度改变； （2）叶轮直径，转速改变； （3）泵的串、并联。 12 24.3，1.8 叶轮转速改变，影响泵的特性曲线，但不改变

44、管路的特性曲线。 由比例定律， VVn/n HH(n/n)2 即 V(n/n)2V，H H(n/n)2 H(n/n)2402.5×( n/n) V 即 H40(n/n)22.5× V232.4-2.5 V2 联立管路曲线 HB V2 将V2代入H402.5 V2， 及H= B V2 解出B=7.5 V1.8m3/min，H=24.3m 注：不能将VVnn直接代入资料计算出V，因为VVnn成立的前提是泵的工作效率不改变。即在不同工作效率的条件下，VVnn不单独成立。 二、选择题 1C 进行衡算，由B-eq得， LABQ2，其中AZPg = 0 即LBQ2。 水位上升，不影响管

45、路特性曲线和泵的特性曲线，故工作点不变，而L、Q都不改变， V、H不改变。 在水槽液面与泵入口处进行衡算， Pa/gp1/g+u12/2g +·/d(u12/2g)= p1/g(/d+1)u12/2g 水槽液面上升与泵入口处间进行衡算，而Et0=Et1 Wfo1 Pa/gp1/g+(/d+1)(u22/2g) <， u1= u2 p1> p1 即p1增加。 P2P1gHe， P2增加。 2A Hs= Hs（Hg-10）+(PV/9810-0.24)1000/ PV=1.01×105Pa代入 Hs=5(1.01×105/9810-0.24)1000/-5

46、.089mH2O Z= Hs-2/2g-Hf=-5.089-2-2/2g Z= 7.0892/2g7m ， 即Z7m 3D 4.A 两台泵串联，串联后泵的特性方程为： H2×（202V2）404V2 108V2 V 1.581 m3/min > 1.58 m3/min 两台泵并联，并联后泵的特性方程为： H202（V2）220V22108V2 V1.085 m3/min<1.58 m3/min 串联两台泵可满足V1.58 m3/min的要求。 三、计算题： 1（1）14.27m (2)2.014×104Pa(表压) (1)对整个循环管路进行衡算， H·

47、（L/d）·(u2/2g)，u=V/A=4V/d2 H·（L/d）·（8V2/2d4g）（L/d5）·（8V2/2g）0.03×(20+20+30)/0.035 ×8×(1.41310-3)2/(2×9.81)m=14.27m (2)假设泵的入口处压力恰为0，在泵入口与出口间衡算 P0g+H=·（L1/d）·（8V2/2d4g）+ (1/2g)·（4V/d2）2 P02.014×104Pa 2（1）10.15m3/h (2)13.3m3/h （1）B全关时，VB0，VVA 在

48、水池液面与支管出口之间进行衡算，Et0=Et1+Wf0-1 即He + P0/g = H1+P0/g + ·（L/d）·(u2/2g) u1=4V/d2， uA=4V/d2 227.2×105V2=6+(0.02×80/0.04)×8V2/(2×0.044×9.81) 解出 V2.82×10-3 m3/s=10.15m3/h (2)B全开时，V= VAVB Et0=Et1+Wf0-1 Et2+Wf0-2 He+P0/g=H1+P1/g+·（L1/d）·(u02/2g)·（L2/d）&#

49、183;(u12/2g) =H2+P2/g+·（L1/d）·(u02/2g)·（L3/d）·(u22/2g) L2VA2L3VB2，L2L3，VAVB V2VA2VB ，u02u12u2 227.5×105V2=6+(0.02×10/0.04)×8V2/(2×0.044×9.81)+ (0.02×70/0.04) ×2V2/(2×0.044×9.81) V3.71×10-3 m3/s=13.34 m3/h 3（1）he=19.9m，H=30.21m，H>he，故泵适用 （2）0.259m3/min (3)101.1J/kg 解析：(1)V=0.21m3/min，代入H30.2m 在水池与水槽液面间衡算，Et0=Et1+Wf0-1 H10(0.02×50/0.04)×16(V/60)2/(2×0.044×2g)=40-222V2 解出 V=0.067m3/s，=0.259m3/min > 0.21 m3/min 选用 H40-222V2适用 (2)正常运行时，V0.366m3/min (3)V=0.21 m3/min