流體流動與輸送設(shè)備

1、流體流動與輸送設(shè)備1. 燃燒重油所得的燃燒氣， 經(jīng)分析知其中含 CO2 8.5，O27.5，N276，H2O8（體積），試求此混合氣體在溫度 500、壓力 101.3kPa 時的密度。2已知 20下水和乙醇的密度分別為998.2 kg/m 3 和 789kg/m3, 試計算 50（質(zhì)量）乙醇水溶液的密度。又知其實(shí)測值為935kg/m 3，計算相對誤差。3在大氣壓力為101.3kPa 的地區(qū)，某真空蒸餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為85kPa。若在大氣壓力為 90 kPa 的地區(qū)，仍使該塔塔頂在相同的絕壓下操作， 則此時真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？4如附圖所示，密閉容器中存有密度為 900 kg/m 3 的液體

2、。容器上方的壓力表讀數(shù)為 42kPa，又在液面下裝一壓力表，表中心線在測壓口以上 0.55m，其讀數(shù)為 58 kPa。試計算液面到下方測壓口的距離。5. 如附圖所示， 敞口容器內(nèi)盛有不互溶的油和水， 油層和水層的厚度分別為700mm 和 600mm。在容器底部開孔與玻璃管相連。已知油與水的密度分別為800 kg/m 3 和 1000 kg/m3。（ 1）計算玻璃管內(nèi)水柱的高度；（ 2）判斷 A 與 B、 C 與 D 點(diǎn)的壓力是否相等。6水平管道中兩點(diǎn)間連接一U 形壓差計，指示液為汞。已知壓差計的讀數(shù)為30mm，試分別計算管內(nèi)流體為（1）水；（ 2）壓力為 101.3kPa、溫度為20的空氣時壓

3、力差。7用一復(fù)式U 形壓差計測量水流過管路中A 、 B 兩點(diǎn)的壓力差。指示液為汞， 兩 U 形管之間充滿水， 已知 h1=1.2m ，h2=0.4m， h4=1.4m ，h3=0.25m ，試計算 A 、 B 兩點(diǎn)的壓力差。8根據(jù)附圖所示的雙液體 U 管壓差計的讀數(shù)，計算設(shè)備中氣體的壓力，并注明是表壓還是絕壓。已知壓差計中的兩種指示液為油和水，其密度分別為 920 kg/m 3 和 998 kg/m 3，壓差計的讀數(shù) R 300mm 。兩擴(kuò)大室的內(nèi)徑 D 為 60mm， U 管的內(nèi)徑 d 為 6mm 。9 為了排出煤氣管中的少量積水，用附圖所示的水封裝置，水由煤氣管道中的垂直支管排出。已知煤氣

4、壓力為10kPa（表壓），試求水封管插入液面下的深度h。題4附圖h1ABh2C D題5 附圖33441 2 5 6題7 附圖h112題8附圖題9附圖10為測定貯罐中油品的貯存量，采用圖1-8 所示的遠(yuǎn)距離液位測量裝置。已知貯罐為圓筒形，其直徑為1.6m，吹氣管底部與貯罐底的距離為0.3m，油品的密度為850 kg/m 3。若測得 U 形壓差計讀數(shù) R 為 150mmHg ，試確定貯罐中油品的貯存量， 分別以體積及質(zhì)量表示。11絕對壓力為540kPa、溫度為30的空氣，在 108× 4mm 的鋼管內(nèi)流動，流量為1500m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀況） 。試求空氣在管內(nèi)的流速、質(zhì)量流量和質(zhì)量流速。1

5、2硫酸流經(jīng)由大小管組成的串聯(lián)管路，其尺寸分別為 76×4mm 和33算硫酸在大管和小管中的（1）質(zhì)量流量；（ 2）平均流速；（ 3）質(zhì)量流速。13 如附圖所示，用虹吸管從高位槽向反應(yīng)器加料，高位槽與反應(yīng)器均與大氣相通，且高位槽中液面恒定?，F(xiàn)要求料液以1m/s 的流速在管內(nèi)流1動，設(shè)料液在管內(nèi)流動時的能量損失為20J/kg（不包括出口） ，試確定高位題 13附圖槽中的液面應(yīng)比虹吸管的出口高出的距離。14用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送至敞口高位槽，如附圖所示。輸送量為0.1m3/min ，輸送管路為38× 3mm 的無縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為 10m，且

6、在壓送過程中不變。 設(shè)管路的總壓頭損失為 3.5m （不包括出口） ，硫酸的密度為 1830 kg/m 3，問酸蛋中應(yīng)保持多大的壓力？15如附圖所示， 某鼓風(fēng)機(jī)吸入管內(nèi)徑為200mm ，在喇叭形進(jìn)口處測得 U 形壓差計讀數(shù) R 15mm（指示液為水） ，空氣的密度為1.2 kg/m 3，忽略能量損失。試求管道內(nèi)空氣的流量。題 14附圖221R題15附圖題16附圖16甲烷在附圖所示的管路中流動。管子的規(guī)格分別為 219× 6mm 和 159× 4.5 mm ，在操作條件下甲烷的平均密度為 1.43 kg/m 3，流量為 1700m3/h。在截面 1 和截面 2 之間連接一 U

7、 形壓差計，指示液為水， 若忽略兩截面間的能量損失， 問 U 形壓差計的讀數(shù) R 為多少？17如附圖所示，用泵將 20水從水池送至高位槽，槽內(nèi)水面高出池內(nèi)液面30m。輸送量為30 m3/h，此時管路的全部能量損失為40J/kg。設(shè)泵的效率為 70，試求泵所需的功率。18附圖所示的是丙烯精餾塔的回流系統(tǒng)，丙烯由貯槽回流至塔頂。丙烯貯槽液面恒定，其液面上方的壓力為2.0MPa（表壓），精餾塔內(nèi)操作壓力為1.3MPa （表壓）。塔內(nèi)丙烯管出口處高出貯槽內(nèi)液面 30m，管內(nèi)徑為140mm，丙烯密度為600kg/m 3。現(xiàn)要求輸送量為 40× 103kg/h ，管路的全部能量損失為150J/k

8、g（不包括出口能題18附圖量損失），試核算該過程是否需要泵。19某一高位槽供水系統(tǒng)如附圖所示，管子規(guī)格為 45× 2.5 mm。當(dāng)閥門全關(guān)時，壓力表的讀數(shù)為 78kPa。當(dāng)閥門全開時，壓力表的讀數(shù)為75 kPa，且此時水槽液面至壓力表處的能量損失可以表示為Wf u 2 J/kg（u 為水在管內(nèi)的流速） 。試求：1h（ 1）高位槽的液面高度；（ 2）閥門全開時水在管內(nèi)的流量（m3 /h）。題 19附圖20附圖所示的是冷凍鹽水循環(huán)系統(tǒng)。鹽水的密度為1100kg/m 3，循環(huán)量為45 m3/h。管路的內(nèi)徑相同，鹽水從A 流經(jīng)兩個換熱器至 B 的壓頭損失為9m，由 B 流至 A 的壓頭損失為

9、12m，問：（ 1）若泵的效率為 70，則泵的軸功率為多少？（ 2）若 A 處壓力表的讀數(shù)為 153kPa，則 B 處壓力表的讀數(shù)為多少？題20附圖21 25水在 60× 3mm 的管道中流動，流量為20m3 /h，試判斷流型。22運(yùn)動粘度為3.2× 105m2/s 的有機(jī)液體在 76×3.5 mm 的管內(nèi)流動，試確定保持管內(nèi)層流流動的最大流量。 3323計算 10水以 2.7× 10m /s 的流量流過 57× 3.5mm、長 20m 水平鋼管的能量損失、 壓頭損失及壓力損失。 （設(shè)管壁的粗糙度為 0.5mm）24如附圖所示，用泵將貯槽中的某

10、油品以40m3/h 的流量輸送至高位槽。兩槽的液位恒定， 且相差 20m，輸送管內(nèi)徑為 100mm，管子總長為 45m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度） 。已知油品的密題24附圖度為 890kg/m 3，粘度為0.487Pa· s，試計算泵所需的有效功率。25一列管式換熱器，殼內(nèi)徑為 500mm，內(nèi)裝 174 根 25× 2.5 mm 的鋼管，試求殼體與管外空間的當(dāng)量直徑。26求常壓下35的空氣以12m/s 的速度流經(jīng)120m 長的水平通風(fēng)管的能量損失和壓力損失。管道截面為長方形，長為300mm，寬為 200mm。（設(shè)d 0.0005）3·s 的液體，由敞口高位槽經(jīng)

11、11427如附圖所示，密度為 800 kg/m、粘度為 1.5 mPa×4mm 的鋼管流入一密閉容器中，其壓力為0.16MPa（表壓），兩槽的液位恒定。液體在管內(nèi)的流速為1.5m/s，管路中閘閥為半開，管壁的相對粗糙度d 0.002，試計算兩槽液面的垂直距離z 。題28附圖題27 附圖* 28從設(shè)備排出的廢氣在放空前通過一個洗滌塔，以除去其中的有害物質(zhì)，流程如附圖所示。氣體流量為3600m3/h，廢氣的物理性質(zhì)與 50的空氣相近，在鼓風(fēng)機(jī)吸入管路上裝有 U 形壓差計，指示液為水，其讀數(shù)為60mm。輸氣管與放空管的內(nèi)徑均為250mm，管長與管件、閥門的當(dāng)量長度之和為55m（不包括進(jìn)、出

12、塔及管出口阻力） ，放空口與鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口管水平面的垂直距離為15m，已估計氣體通過洗滌塔填料層的壓力降為2.45kPa。管壁的絕對粗糙度取為0.15mm ，大氣壓力為 101.3 kPa。試求鼓風(fēng)機(jī)的有效功率。29如附圖所示， 用離心泵將某油品輸送至一密閉容器中。A 、BB處壓力表的讀數(shù)分別為1.47MPa、1.43 MPa ，管路尺寸為 89×4mm，A 、B 兩點(diǎn)間的直管長度為40m，中間有 6 個 90o標(biāo)準(zhǔn)彎頭。 已知油品m53.，粘度為 121mPa s，試求油在管路中的流量。1的密度為 820 kg/m·Am30 20苯由高位槽流入貯槽中，兩槽均為敞口，兩槽液面恒

13、5.0定且相差 5m。輸送管為 38× 3mm 的鋼管（ 0.05 mm）總長為 100m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度） ，求苯的流量。題 29附圖31如附圖所示，密度為 的流體以一定的流量在一等徑傾斜管道中流過。在A、B 兩截面間連接一 U 形壓差計，指示液的密度為 0，讀數(shù)為 R。已B知 A 、B 兩截面間的位差為 h ，試求：A（1） AB 間的壓力差及能量損失；h（ 2） 若將管路水平放置而流量保持不變，則壓差計讀數(shù)及 AB 間的壓力差為多少 ?* 32如附圖所示，高位槽中水分別從BC 與 BD 兩支路排出，其中水面維持恒定。高位槽液面與兩支管出口間的距離為 10m。AB 管

14、段的內(nèi)徑為 38mm、長為 28m；BC 與 BD 支管的內(nèi)徑相同，均為 32mm，長度分別為 12m、 15m（以上R題31附圖01各長度均包括管件及閥門全開時的當(dāng)量長度）。各段摩擦系數(shù)均可取為0.03。試求：題32附圖（ 1） BC 支路閥門全關(guān)而 BD 支路閥門全開時的流量；（ 2）BC 支路與 BD 支路閥門均全開時各支路的流量及總流量。* 33在內(nèi)徑為 80mm 的管道上安裝一標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計，孔徑為 40mm，U 形壓差計的讀數(shù)為 350mmHg 。管內(nèi)液體的密度為 1050kg/m3，粘度為 0.5cP，試計算液體的體積流量。* 34用離心泵將 20水從水池送至敞口高位槽中， 流程

15、如附圖所示，兩槽液面差為 12m。輸送管為 57× 3.5 mm 的鋼管，總長為220m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。用孔板流量計21測量水流量， 孔徑為 20mm ，流量系數(shù)為 0.61 ，U 形壓差計的讀數(shù)為 400mmHg 。摩擦系數(shù)可取為 0.02 。試求：（ 1）水流量， m3/h；題34附圖（2）每 kg 水經(jīng)過泵所獲得的機(jī)械能。*35以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計用來測量酒精的流量。已知轉(zhuǎn)子的密度為 7700 kg/m 3，酒精的密度為 790 kg/m3，當(dāng)轉(zhuǎn)子的刻度相同時，酒精的流量比水的流量大還是??？試計算刻度校正系數(shù)。*36 在一定轉(zhuǎn)速下測定某離心泵的性能，吸入管與壓出

16、管的內(nèi)徑分別為70mm 和50mm。當(dāng)流量為 30 m3/h 時，泵入口處真空表與出口處壓力表的讀數(shù)分別為40kPa 和 215kPa，兩測壓口間的垂直距離為0.4m ，軸功率為3.45kW 。試計算泵的壓頭與效率。* 37在一化工生產(chǎn)車間，要求用離心泵將冷卻水從貯水池經(jīng)換熱器送到一敞口高位槽中。已知高位槽中液面比貯水池中液面高出10m，管路總長為400m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。管內(nèi)徑為75mm，換熱器的壓頭損失為u232，摩擦系數(shù)可取為 0.03。此離2g心泵在轉(zhuǎn)速為 2900rpm 時的性能如下表所示：Q/(m 3/s)00.0010.0020.0030.0040.0050.006

17、0.0070.008H/m2625.524.5232118.515.5128.5試求：（ 1）管路特性方程；（ 2）泵工作點(diǎn)的流量與壓頭。* 38用離心泵將水從貯槽輸送至高位槽中，兩槽均為敞口，且液面恒定?，F(xiàn)改為輸送密度為 1200 kg/m 3 的某水溶液，其它物性與水相近。若管路狀況不變，試說明：（ 1）輸送量有無變化？（ 2）壓頭有無變化？（ 3）泵的軸功率有無變化？（ 4）泵出口處壓力有無變化？* 39用離心泵向設(shè)備送水。已知泵特性方程為H400.01Q 2 ，管路特性方程為H e250.03Q 2 ，兩式中 Q 的單位均為m3/h， H 的單位為m。試求：（ 1）泵的輸送量；（ 2）

18、若有兩臺相同的泵串聯(lián)操作，則泵的輸送量又為多少？* 40用型號為 IS65-50-125 的離心泵將敞口貯槽中 80的水送出，吸入管路的壓頭損失為 4m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?98kPa。試確定此泵的安裝高度。* 41用油泵從貯槽向反應(yīng)器輸送44的異丁烷，貯槽中異丁烷液面恒定，其上方絕對壓力為652kPa。泵位于貯槽液面以下1.5m 處，吸入管路全部壓頭損失為1.6m。44時異丁烷的密度為530kg/m 3，飽和蒸汽壓為638 kPa。所選用泵的允許汽蝕余量為3.5m，問此泵能否正常操作？。* 42用內(nèi)徑為 100mm 的鋼管將河水送至一蓄水池中，要求輸送量為70m3/h。水由池底部進(jìn)入，池中水面高出河面26m。管路的總長度為 60m，其中吸入管路為24m（均包括所有局部阻力的當(dāng)量長度） ，設(shè)摩擦系數(shù)為 0.028。 今庫房有以下三臺離心泵，性能如下表，試從中選用一臺合適的泵，并計算安裝高度。 設(shè)水溫為 20，大氣壓力為 101.3kPa。（略）序號型號Q， m3H， mn， rpm，（ NPSH）/h允1IS100-80-12560242900674.010020784.52IS100-80-16060362900703.510032784.03IS100-80-20060542900653