流體流動(dòng)與輸送設(shè)備(習(xí)題及答案)

1、第一章流體流動(dòng)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,%,N276%,H2O8%(體積),試求此混合氣體在溫度500C、壓力時(shí)的密度。解：混合氣體平均摩爾質(zhì)量M=YyM=0.085x44+0.075x32+0.76x28+0.08x18=28.86x10-3kg/molmii混合密度pM101.3x103x28.86x10-3p=m=0.455kg/m3mRT8.31x(273+500)2.已知20C下水和乙醇的密度分別為998.2kg/m3和789kg/m3,試計(jì)算50%(質(zhì)量)乙醇水溶液的密度。又知其實(shí)測(cè)值為935kg/m3,計(jì)算相對(duì)誤差。解：乙醇水溶液的混合密度TOC o 1

2、-5 h z1aa0.50.5=+=+ppp998.2789m12p=881.36kg/m3m相對(duì)誤差：p-p(88136二m實(shí)一匚mx100%=1-一一x100%=5.74%P、I935丿m實(shí)3在大氣壓力為的地區(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90kPa的地區(qū)，仍使該塔塔頂在相同的絕壓下操作，則此時(shí)真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少解：P絕=Pa-P真=Pap=p-(p-p)=90-(101.3-85)=73.7kPa真aa真4.如附圖所示，密閉容器中存有密度為900kg/m3的液體。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(cè)壓口以上0.55m，其讀數(shù)為

3、58kPa。試計(jì)算液面到下方測(cè)壓口的距離。解：液面下測(cè)壓口處壓力p=p+pgAz=p+pgh01人P+pgh-pp-p(58-42)x103Az=1亠=+0+h=pgpg900 x9.81=附圖6m+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800kg/m3和1000kg/m3。BD題5附圖1)計(jì)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。解：(1)容器底部壓力p=p+pgh+pgh=p+pgha油1水2a水h=卩油h1+p/?=-800 x0.7+0.6=1.16m1000

4、（2）p豐pp=p（2）ABCD6.水平管道中兩點(diǎn)間連接一U形壓差計(jì)，指示液為汞。已知壓差計(jì)的讀數(shù)為30mm,試分別計(jì)算管內(nèi)流體為（1）水；（2）壓力為、溫度為20r的空氣時(shí)壓力差。Ap=（p-p）Rg=（13600-1000）x0.03x9.81=3708.2Pa解：（1）0（2）空氣密度pMRT101.3x103x29x10-38.31x(273+20)=1.206kg/m3Ap=(p-p)Rg=(13600-1.206)x0.03x9.81=4002.1Pa0空氣密度較小，App0Rg7.用一復(fù)式U形壓差計(jì)測(cè)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h=1.2

5、m,h2=0.4m,h=1.4m,h3=0.25m,試計(jì)算A、B兩點(diǎn)的壓力差。題7附圖p2解：圖中1、2為等壓面，即p1=p2p=p+pghTOC o 1-5 h z1A=p+pgR1p+pgh=p+pgRA1=p=p+pgh+pgR6B302=p-pg(hh)4542=pB+pgh3+p0gR2-pg(h4一h2)將(2)代入(1)中:p+pgh=p+pgh+pgR-pg(h-h)+pgRA1B3024201/.Ap=p-pABAB=pgh+pgR-pg(h-h)+pgR-pgh30242011=pg(h-h+h-h)+pg(R+R)2134012=(R+R)(p-p)g120Ap=(1.2

6、-1.4+1.4-0.25)x(13600-1000)x9.81AB=241031.7Pa沁241.0kPa8根據(jù)附圖所示的雙液體U管壓差計(jì)的讀數(shù)，計(jì)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(jì)中的兩種指示液為油和水，其密度分別為920kg/m3和998kg/m3,壓差計(jì)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。解:1.2為等壓面，p1=p2題8附圖p1=p+pgh=p+t(h-R)+AZpg+RpgTOC o 1-5 h za112.p+pgh=p+(h-R+AZ)pg+Rpg11a112Rd2=AZD2又44p-p=Rg(p-p)+AZpga211z=

7、DxR=(60)2x03=.03mp-p二0.3x9.81x(998-920)+0.003x920 x9.81air=n=256.6Pa(表壓)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。已知煤氣壓力為10kPa（表壓），試求水封管插入液面下的深度ho解：煤氣表壓p=Pghh=丄=10X103=1.02mPg103x9.81題9附圖10.為測(cè)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(cè)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850kg/m3。若測(cè)得U形壓差計(jì)讀數(shù)R為150mmHg,試確定貯罐中油

8、品的貯存量，分別以體積及質(zhì)量表示。解：.h=EftR=P13600850 x0.15=2.4m罐中總高度：H=h+AZ=2.4+0.3=2.7m兀V=D2H=0.785x1.62x2.7=5.426m34m=V-p=5.426x850=4612kg11.絕對(duì)壓力為540kPa、溫度為30C的空氣，在108X4mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，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。解：標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的密度：pMp=00RT101.3x103x0.0298.31x273=1.29kg/m30.質(zhì)量流量:m=VP=1500 x1.29=1935kg/h=0.5375kg/ss

9、00質(zhì)量流速:m1935G=Z=0.785x0.12=246497kg/h-m2=6&47kg/s-m2操作條件下密度：PM540 x103x0.029p=RT8.31x(273+30)體積流速：G=68.47P=6.22=11m/s12.硫酸流經(jīng)由大小管組成的串聯(lián)管路，其尺寸分別為76X4mm和57X3.5mm。已知硫酸的密度為1831kg/m3，體積流量為9m3/h，試分別計(jì)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。解：大管：76x4mmm=V-p=9x1831=16479kg/hssV9/3600u=s=0.69m/s0.785d20.785x0.0682G=

10、up=0.69x1831=1263.4kg/m2-sII或:質(zhì)量流量不變ms2V二16479kg/h9/36=1.27m/s0.785d20.785x0.0522=u（久）2=0.69（68）2=1.27m/s1d502（2）小管.057x3.5mmG=u-p=1.27x1831=2325.4kg/m2-s2213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，附圖題13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)流動(dòng)，設(shè)料液在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能量損失為20J/kg（不包括出口），試確定高位槽中的液面應(yīng)比虹吸管的出口高出的距離。解：以高位槽液面為1-1間列柏努力方程：

11、Zg+PiP211面管出口內(nèi)側(cè)為2-2面在1-1=Zg+仝+u2+工W2P22.H二（一u2+工W）/g簡(jiǎn)化：22f1二（2x1+20）十9.81二2.09m2-210m壓細(xì)空吒題14附圖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38X3mm的無縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m，且在壓送過程中不變。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），硫酸的密度為1830kg/m3,問酸蛋中應(yīng)保持多大的壓力解:以酸蛋中液面為1-1面,管出口內(nèi)側(cè)為2-2面，且以1-1面為基準(zhǔn)，在1-12-2間列柏努力方程：旦+丄u2+ZPg2

12、g11簡(jiǎn)化：=“2+u2+Z+丫hP2g22旦二1Pg其中:p1代入：1u2+Z+Yh2g22=Vd24=pgGu2+Z+Yh）2g22f0.1/60=0.785x0.0322=2.%/001=1830X9.81X(X2.072+10+3.5)2x9.81=246.3kP(表壓)a15.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(cè)得U形壓差計(jì)讀數(shù)R=15mm（指示液為水），空氣的密度為1.2kg/m3,忽略能量損失。試求管道內(nèi)空氣的流量。解：如圖，在1-12-2間列柏努力方程：其中:簡(jiǎn)化:1+U2212z=z,120=厶p二zg+12Puu0,11+u222+u2+工W22fp

13、(表)=0,工W=01f而:=-pRg=-1000X9.81X0.015=147.15PH2oa147.15流量：p21U2=221.2u=15.66m/s2兀V二一d2u=0.785x0.22x15.66=0.492m3/s=1771m3/h4216.甲烷在附圖所示的管路中流動(dòng)。管子的規(guī)格分別為219X6mm和159X4.5mm,在操作條件下甲烷的平均密度為1.43kg/m3,流量為1700m3/h。在截面1和截面2之間連接一U形壓差計(jì)，指示液為水，若忽略兩截面間的能量損失，問U形壓差計(jì)的讀數(shù)R為多少解：在1,2截面間列柏努力方程：P1p1Zg+u2=Zg+2+u2+工W1p212p22.p

14、1p11+u2=2+u2簡(jiǎn)化：p21p22p-p=pi(u2-u2)或：12221其中：Vus10.785d211700/36000.785x0.2072=14.04m/sTOC o 1-5 h zd207u=u()2=14.04x()2=26.74m/s21d15021p-p=1.43xx(26.742-14.042)=370.3P122a又p-p=R(p-p)guRpg又12001000 x9.81-0.038m-38mm題24附圖題19附圖如附圖所示，用泵將20C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30m3/h，此時(shí)管路的全部能量損失為40J/kg。設(shè)泵的效率為70%

15、，試求泵所需的功率。解:在水池1面與高位槽2面間列柏努力方程:Zg+p+-u2+W二Zg+冬+-u2+SW1p21e2p22f簡(jiǎn)化:w=zg+zwe2f二30X9.81+40二334.3J/kg30P二m-W二VpW二x1000 x334.3二2.786kWesese36002.7860.7二3.98kW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（表壓），精餾塔內(nèi)操作壓力為（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/m3?，F(xiàn)要求輸送量為40X103kg/h，管路的全部能量損失為150J/kg（不包括

16、出口能量損失），試核算該過程是否需要泵。解：在貯槽液面1-1與回流管出口外側(cè)2-2間列柏努力方程：Zg+P+-u2+W二Zg+2+1u2+工WTOC o 1-5 h z1p21e2p22f簡(jiǎn)化:p+W二Zg+厶+1u2+工We2p22.匕P1+u2+Zg+工W HYPERLINK l bookmark84 o Current Document p222.40X嘰X600=1.2m/s0.785x0.142.We(1.3-2.0)x106600-X1-22+30X981+150=-721.6J/kg不需要泵,液體在壓力差的作用下可自動(dòng)回流至塔中某一高位槽供水系統(tǒng)如附圖所示，管子規(guī)格渤45X2.5

17、mm。當(dāng)閥門全關(guān)時(shí)，壓力表的讀數(shù)為78kPa。當(dāng)閥門全開時(shí)，壓力表的讀數(shù)為75kPa，且此時(shí)水槽液面至壓力表處的YW=u2能量損失可以表示為fJ/kg（u為水在管內(nèi)的流速）。試求：（1）高位槽的液面高度；匸*（2）閥門全開時(shí)水在管內(nèi)的流量（m3/h）oIh解：閥門全關(guān),水靜止p二Pgh了p78x103h=7.95mPg103x9.81(2)閥門全開：在水槽1-1面與壓力表2-2面間列柏努力方程：Zg+電+=Zg+邑+工WTOC o 1-5 h z1P212P22fZg=厶+-u2+工W簡(jiǎn)化：1P2275x10317.95x9.81=+u2+u21000222解之：u2=1.414m/s兀V=d

18、2u=0.785x0.042x1.414=1.776x10-3m3/s.流量：s42=6.39m3/h20.附圖所示的是冷凍鹽水循環(huán)系統(tǒng)。鹽水的密度為1100kg/m3,損失為9m,由B流至A的壓頭損失為12m，問:(1)若泵的效率為70%，則泵的軸功率為多少環(huán)量為45m3/h。管路的內(nèi)徑相同，鹽水從A流經(jīng)兩個(gè)換熱器至B(2)若A處壓力表的讀數(shù)為153kPa，則B處壓力表的讀數(shù)為多少解：(1)對(duì)于循環(huán)系統(tǒng)：H=工h=9+12=21mefP=H-Vpg=21x453600 x1100 x9.81=2.83kWP2.83.軸功率：P=-e=4.04kW耳0.7(2)ATB列柏努力方程：a+u2+Z

19、=B+u2+Z+工hPg2gAAPg2gBBfAB厶=+z+工h簡(jiǎn)化：pgpgB辟15x3x103=p+1100 x9.81x(7+9)Bp=-19656p(表)Ba.B處真空度為19656Pa。21.25C水在60X3mm的管道中流動(dòng)，流量為20m3/h，試判斷流型。解：查附錄25C水物性：P=996.95kg/m3,p=0.903c20u=-s=3600=2.43m/s0.785d20.785x0.0542dup0.054x996.95x2.43Re=1.45x1054000卩為湍流0.903x10-322.運(yùn)動(dòng)粘度為X10-5m2/s的有機(jī)液體在76X3.5mm的管內(nèi)流動(dòng)，試確定保持管內(nèi)

20、層流流動(dòng)的最大流量。dupduRe=解:=2000卩vUmax2000v2000 x3.2x10-5=0.927m/s0.069.Vmax兀=d2u=0.785x0.0692x0.927=3.46x10-3m3/s4max=12.46m3/h23.計(jì)算10C水以X10-3m3/s的流量流過57X3.5mm、長(zhǎng)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）u=2.7x10-3=1.376m/s解：0.785d20.785x0.05210C水物性：p=999.7kg/m3,卩=1.305x10-3p-sadup0.05x999.7x1.376Re=5.27x104-=

21、05=0.01d50查得X=0.0411.305x10-3lu2201.3762.工W=X=0.041xx=15.53J/kgfd20.052工h=SW/g=1.583mffAP=ZW-p=15525Pffa24.如附圖所示，用泵將貯槽中的某油品以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(zhǎng)為45m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）。已知油品的密度為890kg/m3，粘度為s,試計(jì)算泵所需的有效功率。40/3600=1.415m/s0.785x0.12解:Vu=-d24dup0.1x890 x1.415Re=卩0.487、6464X=0.247Re

22、258.6=258.6（2000在貯槽1截面到高位槽2截面間列柏努力方程：=Zg+冬+u2+工W2P22.Zg+u2+W1P21e簡(jiǎn)化W二zg+Zw簡(jiǎn)化:e2f工W=X1+Ele里而：fWe=20 x9.81+111.2二307.4J/kg=0.247x蘭x=111.2J/kgd20.12Pe=We-m=We-Vs-p=307-4x403600 x890=3039-8W-3-04kW25.列管式換熱器，殼內(nèi)徑為500mm，內(nèi)裝174根25X2.5mm的鋼管，試求殼體與管外空間的當(dāng)量直徑。4x（7D2-4d外）D2-nd20.52-174x0.0252=0.029m解:外D+nd外0.5+174

23、x0.02526.求常壓下35C的空氣以12m/s的速度流經(jīng)120m長(zhǎng)的水平通風(fēng)管的能量損失和壓力損失。管道截面為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)為300mm，寬為200mm。（設(shè)曲=）解：當(dāng)量直徑：4ab2ab2x0.3x0.2de=0.24m2（a+b）a+b0.3+0.235C空氣物性：P=1.1465kg/m3,h=18.85x10-6p-sRe=嘰24xL1465x12=1.752x10518.85x10-6=0.0005丄0019，查得九=0.019lu2.工W=xAPf120122=0.019xx=684J/kgd20.242e=ZW-p=684x1.1465=784.2Paf密度為800kg/m3、

24、粘度為mPa.s的液體，由敞口高位槽經(jīng)11427如附圖所示，X4mm的鋼管流入一密閉容器中，其壓力為（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(duì)粗糙度Id=,試計(jì)算兩槽液面的垂直距離A。解：在高位槽1截面到容器2截面間列柏努力方程：+u2=Zg+“2+u2+工W212P22簡(jiǎn)化:Re=dUL=0.106x800 x1.5=8.48x1041.5x10-3=0.002，杳得X=0.026題27附圖管路中:進(jìn)口g二0.5管路中:進(jìn)口g二0.5迄叮広心)90C彎頭g=0.75半開閘閥g=4.5出口g=1u230+160=(0.026x20.1062個(gè)二60.8

25、7J/kg+0.5+2x0.75+4.5+1)x耳.AZ=+EW)/g=(0.16x106+60.87)/9.81=26.6mpf80028從設(shè)備排出的廢氣在放空前通過一個(gè)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50C的空氣相近，在鼓風(fēng)機(jī)吸入管路上裝有U形壓差計(jì)，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(zhǎng)與管件、閥門的當(dāng)量長(zhǎng)度之和為55m（不包括進(jìn)、出塔及管出口阻力），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(jì)氣體通過洗滌塔填料層的壓力降為。管壁的絕對(duì)粗糙度取為0.15mm，大氣壓力為kPa。試求鼓風(fēng)機(jī)的有

26、效功率。解：以吸入管測(cè)壓處為1-1面，洗滌塔管出口內(nèi)側(cè)為2-2面，列柏努力方程：簡(jiǎn)化:其p=-pgR=-1000 x9.81x0.06=-588.6p1h2=Zg+-P2+u2+EW2p221+u2+W二Z21P1pa36003600u二0.785xd20.785x0.25220.38m/s50C空氣物性.p二1.093kg/m3,卩二19.6x10-6-sdup0.25x1.093x20.3819.6x10-6Re=2.84x105又查得-二015二0.0006d250九=0.018.EW=(九l+Ele+g+g)蘭+Wfd進(jìn)出2f塔l+Elu2Ap=(九e+g+g)+-d進(jìn)岀2p1.093

27、(0.018551.5)20.3822.45x1030.25題29附圖ZAg解：在AB間列柏努力方程:P1+U2=p2A簡(jiǎn)化:工WAZg=(1.471.43)x1061x9.81=38.97J/kgppABpL+工Lu2工W=九ifd2油品粘度大,設(shè)流動(dòng)為層流.820二3375J/kg:.We=Zg+ZWp/p2f1二15x9.81+3375+588.6/1.093二4060.7J/kgPe=m-We=VpWe=3600 x1.093x4060.7=4.22KWss/360029.如附圖所示，用離心泵將某油品輸送至一密閉容器中。A、B處壓力表的讀數(shù)分別為、MPa，管路尺寸為89X4mm,A、B

28、兩點(diǎn)間的直管長(zhǎng)度為40m,中間有6個(gè)90標(biāo)準(zhǔn)彎頭。已知油品的密度為820kg/m3,粘度為121mPas，試求油在管路中的流量。Zg+作+-u2+工WBp2B二二AZg+Pb+工Wppf64卩/+工/u232卩(/+工/)ue=edupd2d2pL=35d=35x0.081=2.835m900標(biāo)準(zhǔn)彎頭e32x121x103x(40+6x2.835)u38.97=.工W即:AZg=九U220.0812x820解得u=0.95m/s121x103Re=DUP=.81x95x820=521.5(2000卩121x10-3.假設(shè)正確兀V=d2u=0.785x0.0812x0.95=4.89x10-3m

29、3/s=17.61m3/Hs430.20r苯由高位槽流入貯槽中，兩槽均為敞口，兩槽液面恒定且相差5m。輸送管為38X3mm的鋼管(*=0.05mm)總長(zhǎng)為100m(包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)，求苯的流量。解:在兩槽間列柏努力方程,并簡(jiǎn)化:AZg=工W5x9.81=Xx100U2代入數(shù)據(jù)：0.0322化簡(jiǎn)得：九u2二0.03139d0.0532二0.00156查完全湍流區(qū)九=.022設(shè)九=0.021,由式得u=1.22加s由附錄查得20C苯物性：P=876kgm3卩=0.737mPsadPu0.032x879x1.220.737x10-3=4.66x104杳圖，X=0.026再設(shè)九=O.。26

30、，由（）得u=s0.032x879x1.100.737x10-3=4.20 x104查得X=.26假設(shè)正確u=1.10m/s流量：=0.785x0.0322x1.1=8.84x10-4m3=3.183m%31如附圖所示，密度為P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(jì)，指示液的密度為P0,讀數(shù)為Ro已知A、B兩截面間的位差為h,試求：1）AB間的壓力差及能量損失；若將管路水平放置而流量保持不變，則壓差計(jì)讀數(shù)及AB間的壓力差為多少在A-A與B-B間柏努利方程：題31附圖（2）解：（1）P+U2P其中P1=+U2P2uuA=B工WfAB+Zg+丫W(wǎng)BfABz-z=

31、hBAP-Ph=B-hgp工WfAB2）水平放置時(shí)=hpg+R(p對(duì)于U形差壓計(jì)P+Zp-g=PAABP-P=(Z-Z)P-g+R(p-p)-gABABAP=hp-g+R(p-p)-gABoR(p-p)ghg=op+Zbp(Zb-Rg+gg流量不變二管路總能量損失WfAB不變。(1)(1)而U形差壓計(jì)讀數(shù)R實(shí)際反映了阻力的大小，所以R不變。APpLwR(p-p)gABfo此時(shí)，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管段的內(nèi)徑為38mm、長(zhǎng)為28m；BC與BD支管的內(nèi)徑相同,題32附圖均為32mm,長(zhǎng)度分別為12m、

32、15m(以上各長(zhǎng)度均包括管件及閥門全開時(shí)的當(dāng)量長(zhǎng)度)。各段摩擦系數(shù)均可取為。試求:(1)BC支路閥門全關(guān)而BD支路閥門全開時(shí)的流量；2)BC支路與BD支路閥門均全開時(shí)各支路的流量及總流量。解：(1)在高位槽液面與BD管出口外側(cè)列柏努利方程:1P1，+U2+LW22fP1+Zg+U22+ZgPC_-簡(jiǎn)化：LW而fABD廣2ip2AZgLWfABDLW+LWfABfBDlu2lu九U+九2d2d21215u210X9.810.03紅+0.03有：0.03820.0322化簡(jiǎn)11.05u2+7.03u298.1又由連續(xù)性方程：d38u(-)u()2u1.41u2d132112代入上式：11.05u2

33、+7.03X1.412u298.111解得：u11.98m/s兀Vd2u0.785X0.03822x1.982.244x10-3流量：s4112)當(dāng)BD，BC支路閥均全開時(shí)：出導(dǎo)態(tài)完全相同，分支管路形如并聯(lián)管路，LWfBDlu2lu2九九_(tái)2-d2d232.12u215u232.u1.118u32VV+V又s1s2s3fBc二8.08(2)(3)(2)(3)題34附圖題34附圖兀兀兀d2ud2u+d2u412422433382u322u+322u322x2.118u123=2u1.502u12在高位槽液面與bd出口列柏方程：AZ-gLwW+LwffABfBD28u215u210 x9.810.

34、03亠+0.030.038211.05u2+7.03u298.112將(2)代入(3)式中：11.05x1.5022u2+7.03u298.1221.752u2.63解得：210.0322S1.96mSV流量：s1兀d2u0.785x0.0382x2.632.98x10-341110.73Vs2兀d2u0.785x0.0322x1.7521.408x10-34225.07Vs3兀d2u0.785x0.0322x1.961.576x10-34335.6733.在內(nèi)徑為80mm的管道上安裝一標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，孔徑為40mm,U形壓差計(jì)的讀數(shù)為350mmHg。管內(nèi)液體的密度為1050kg/m3,粘度為

35、，試計(jì)算液體的體積流量。解：RReec，查得C0.2501050VCA：2Pg(P1_P)0.625x0.785x0.042、：2x0.35x(13600-1050)x9817.11x10-300p-0.785d27.11x10-30.785x0.0821.415ms.8xL415x1050-2.38x1050.5x10-3R7x104RReceec.假設(shè)正確，以上計(jì)算有效。34.用離心泵將20C水從水池送至敞口高位槽中,流程如附圖所示，兩槽液面差為12m。輸送管為57X3.5mm的鋼管，總長(zhǎng)為220m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）。用孔板流量計(jì)測(cè)量水流量，孔徑為20mm，流量系數(shù)為，U形壓差

36、計(jì)的讀數(shù)為400mmHg。摩擦系二1.91x10-3二6.88（2）以水池液面為1-1面，高位槽液面為2-2面，在1-12-2面間列柏努利方程：1+U2+Zg+W=P2+U2+Zg+丫W(wǎng)P211eP222fW=AZg+丫W(wǎng)l+工lf=九一fd2簡(jiǎn)化:工W而u2-e=Ex10-3=0.973u=其中：0.785d20.785x0.052上W=0.02x空x0.9732=41.656f0.052.W=12x9.81+41.656=159.4e35.以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來測(cè)量酒精的流量。已知轉(zhuǎn)子的密度為7700kg/m3,酒精的密度為790kg/m3,當(dāng)轉(zhuǎn)子的刻度相同時(shí)，酒精的流量比水的流量大還是

37、小試計(jì)算刻度校正系數(shù)。解：Vs2Vs1P1（Pf-p丿；P2（Pf）；100 x（770一79）=1.143790（77001000）數(shù)可取為。試求：水流量,m3/h；每kg水經(jīng)過泵所獲得的機(jī)械能V=CA:2Pg（P0_P）解:（1）s00P998.2=0.61x0.785x0.022:2x。必x981x（136一9982）酒精流量比水大36.在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)定某離心泵的性能，吸入管與壓出管的內(nèi)徑分別為70mm和50mm。當(dāng)流量為30m3/h時(shí)，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(cè)壓口間的垂直距離為0.4m，軸功率為。試計(jì)算泵的壓頭與效率。u1解：u2Vs1d2

38、413036000.785x0.072二昭66ms3036000.785x0.052二4.246m/s在泵進(jìn)出口處列柏努力方程，忽略能量損失；1+u2+Z+H二卩2+u2+ZTOC o 1-5 h zpg2g11epg2g22H=1+(u2-u2)+AZ HYPERLINK l bookmark61 o Current Document epg2g21 HYPERLINK l bookmark215 o Current Document (215+40)x1031=+(4.24622.1162)+0.4103x9.812x9.81=27.07mP=QHpg=303600 x103x9.81x2

39、7.07=2.213kWP2.213.小=一x100%=x100%=64.1%P3.4537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(zhǎng)為400m(包括所有局部阻力的解：管路特性曲線方程：H=AP+AZ+Au2+Eh=AZ+Ehepg2g1+乂1U2=AZ+入e+hd2gH=10+(0.03x00-e0.075+32)l+工lU2二AZ+(九e+32)d2gQ輸送量有無變化-x()22x9.810.785x0.0752二10+5.019x105Q2(2)在坐標(biāo)紙中繪出泵的特性曲線及管路特性曲線的工作點(diǎn)：Q二0.00

40、45H二20.17m38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1200kg/m3的某水溶液，其它物性與水相近。若管路狀況不變，試說明：Q/(m3/s)0H/m26232112轉(zhuǎn)速為2900rpm時(shí)的性能如下表所示：試求：管路特性方程；泵工作點(diǎn)的流量與壓頭。2)32當(dāng)量長(zhǎng)度)。管內(nèi)徑為75mm,換熱器的壓頭損失為2g，摩擦系數(shù)可取為。此離心泵在33(3)泵的軸功率有無變化(4)泵出口處壓力有無變化解：P變化時(shí)，泵特性曲線不變。APH=AZ+BQ2=AZ+BQ2管路特性曲線epg不變輸送量不變；(2)壓頭不變；軸功率：PP二一e1)3)二QHpg4)耳耳增加在

41、貯槽液面1-1z和泵出口2-2z間列柏努力方程：旦+丄u2+Z+HP1pg2g1=P2+u2+Z+Yh1epg2g22簡(jiǎn)化：工作點(diǎn)Q，He不變，即P2隨p的增加而增加hf不變39用離心泵向設(shè)備送水。已知泵特性方程為H二40-0.01Q2，管路特性方程為He-25+0.03Q2，兩式中q的單位均為m3/h,H的單位為m。試求:1)泵的輸送量；2)若有兩臺(tái)相同的泵串聯(lián)操作，則泵的輸送量又為多少解:(1)H二40-0.01Q2H二25+0.03Q2e聯(lián)立400.01Q2=25+0.03Q2Q二19.36解得：(2)兩泵串聯(lián)后：泵的特性：H二2(40-0.01Q2)與管路特性聯(lián)立：25+0.03Q2二2x(40-0.01Q2)解得：Q二3340.用型號(hào)為IS65-50-125的離心泵將敞口貯槽中80C的水送出，吸入管路的壓頭損失為4m,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8kPa。試確定此泵的安裝高度。P=0.4736x105Pa,p=971.8解：查附錄：800C水，vIS65-50-125泵氣蝕余量NPSH=2.0m泵允許安裝高度：H二PP-(NPSH)工hg允pg允f吸入-2.0-498x10-3-0.4736x105971.8x9.81=-0.69m