化工原理上冊(cè)課后習(xí)題及答案

1、 第一章：流體流動(dòng)二、本章思考題1-1何謂理想流體？實(shí)際流體與理想流體有何區(qū)別？如何體現(xiàn)在伯努利方程上？1-2何謂絕對(duì)壓力、表壓和真空度？表壓與絕對(duì)壓力、大氣壓力之間有什么關(guān)系？真空度與絕對(duì)壓力、大氣壓力有什么關(guān)系？1-3流體靜力學(xué)方程式有幾種表達(dá)形式？它們都能說(shuō)明什么問題？應(yīng)用靜力學(xué)方程分析問題時(shí)如何確定等壓面？1-4如何利用柏努利方程測(cè)量等直徑管的機(jī)械能損失？測(cè)量什么量？如何計(jì)算？在機(jī)械能損失時(shí)，直管水平安裝與垂直安裝所得結(jié)果是否相同？1-5如何判斷管路系統(tǒng)中流體流動(dòng)的方向？1-6何謂流體的層流流動(dòng)與湍流流動(dòng)？如何判斷流體的流動(dòng)是層流還是湍流？1-7一定質(zhì)量流量的水在一定內(nèi)徑的圓管中穩(wěn)定流

2、動(dòng)，當(dāng)水溫升高時(shí)，Re將如何變化？1-8何謂牛頓粘性定律？流體粘性的本質(zhì)是什么？1-9何謂層流底層？其厚度與哪些因素有關(guān)？1-10摩擦系數(shù)入與雷諾數(shù)Re及相對(duì)粗糙度/d的關(guān)聯(lián)圖分為4個(gè)區(qū)域。每個(gè)區(qū)域中，入與哪些因hh素有關(guān)？哪個(gè)區(qū)域的流體摩擦損失f與流速u的一次方成正比？哪個(gè)區(qū)域的f與u2成正比？光h滑管流動(dòng)時(shí)的摩擦損失f與u的幾次方成正比？1-11管壁粗糙度對(duì)湍流流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損失有何影響？何謂流體的光滑管流動(dòng)？1-12在用皮托測(cè)速管測(cè)量管內(nèi)流體的平均流速時(shí)，需要測(cè)量管中哪一點(diǎn)的流體流速，然后如何計(jì)算平均流速？三、本章例題例1-1如本題附圖所示，用開口液柱壓差計(jì)測(cè)量敞口貯槽中油品排放量。已

3、知貯槽直徑D為3m，油品密度為900kg/m3。壓差計(jì)右側(cè)水銀面上灌有槽內(nèi)的油品，其高度為hl。已測(cè)得當(dāng)壓差計(jì)上指示劑讀數(shù)為R1時(shí)，貯槽內(nèi)油面與左側(cè)水銀面間的垂直距離為H1。試計(jì)算當(dāng)右側(cè)支管內(nèi)油面向下移動(dòng)30mm后，貯槽中排放出油品的質(zhì)量。解：本題只要求出壓差計(jì)油面向下移動(dòng)30mm時(shí)，貯槽內(nèi)油面相應(yīng)下移的高度，即可求出排放量。首先應(yīng)了解槽內(nèi)液面下降后壓差計(jì)中指示劑讀數(shù)的變化情況，然后再尋求壓差計(jì)中油面下移高度與槽內(nèi)油面下移高度間的關(guān)系。設(shè)壓差計(jì)中油面下移h高度，槽內(nèi)油面相應(yīng)下移H高度。不管槽內(nèi)油面如何變化，壓差計(jì)右側(cè)支管中油品及整個(gè)管內(nèi)水銀體積沒有變化。故當(dāng)壓差計(jì)中油面下移h后，油柱高度沒有變

4、化，仍為hl,但因右側(cè)水銀面也隨之下移h,而左側(cè)水銀面必上升h，故壓差計(jì)中指示劑讀數(shù)變?yōu)椋≧-2h），槽內(nèi)液面與左側(cè)水銀面間的垂直距離變?yōu)椋℉l-H-h）。當(dāng)壓差計(jì)中油面下移h后，選左側(cè)支管油與水銀交界面為參考面m,再在右側(cè)支管上找出等壓面n（圖中未畫出m及n面），該兩面上的表壓強(qiáng)分別為：Pm，（H1-H-力）0g（0為油品密度）P，hg+（R2h）gn101Hg因Pm，Pn，由上二式得：(1)2)(HHh)ghg+(R2h)pg10=101HgHg，hg+Rg上式中第一項(xiàng)10101Hg將式（2）代令,1h（2并整理得）0已知值代入上式：，0.8767m=13600kg/m3蓉/0.03(21

5、360090將900即壓差計(jì)右側(cè)支管油面下移30mm,槽內(nèi)液面下降0.8767m，油品排放量為:D2H，x320.8767900，5574kg404例1-2直徑D為3m的貯水槽下部與直徑d0為40mm的水平輸送管相連。管路上裝有一個(gè)閘閥,閘閥上游設(shè)有水銀液柱壓差計(jì)，開口管水銀面上方有一段R為20mm的清水。當(dāng)閥門全關(guān)時(shí)，壓差計(jì)上讀數(shù)R為740mm,左側(cè)指示劑液面與水管中心線間的垂直距離h為1m。當(dāng)閥門全開時(shí)，不工h,40u2工h包括管子出口損失的系統(tǒng)阻力用經(jīng)驗(yàn)公式f計(jì)算。式中f為流動(dòng)系數(shù)的總摩擦阻力，J/kg，u為水在管路中的流速，m/s。試求將水放出24m3需經(jīng)歷若干時(shí)間。21-2附圖2 #

6、瞬間的柏努利方程式可以獲得液體在輸送管內(nèi)流速隨液面高度的變化關(guān)系。聯(lián)立微分式和瞬間的柏努利式即可求出排水時(shí)間。以水平管的中心線為基準(zhǔn)面，另初始液面與基準(zhǔn)面間的垂直距離為H,放出24m3水后的最終液面與基準(zhǔn)面間的垂直距離為H2（圖中未畫出）。用靜力學(xué)基本方程式先求出H,再用貯槽體積、直徑、液體深度間的關(guān)系求出H2。當(dāng)閥門全關(guān)時(shí)，壓差計(jì)讀數(shù)R=0.74m,按常規(guī)的方法在壓差計(jì)上確定等壓參考面，可得：(H+h)g，Rh+Rpg1H2OH2OHg取”g=1000kg/m3、p日=13600kg/m3，故:(斗+l)x1000=0.02x1000+0.74x13600解得H1=9.084m放出24m3水

7、后液面高度為：24H，9.084-，5.687m2-24實(shí)際上本題是計(jì)算貯槽液面由9.084m降到5.687m所需時(shí)間。設(shè)d秒內(nèi)液面下降高度為dH,管中瞬間流速為u，在d時(shí)間內(nèi)列全系統(tǒng)水的體積衡算：Vd，VdO+dV10A式中V水的瞬間加入量，m3/s；1V水的瞬間排出量，m3/s；0dVdO時(shí)間內(nèi)，水在槽中的積累量，m3。A式中各項(xiàng)為：=01-=一d2u040-Vd，d2udO+D2dHA404DdH整理得dO，-()2(1)du0上式中瞬間液面高度H與瞬間速度u的關(guān)系可通過列瞬間柏努利式求得。在瞬間液面1-1（圖u2中未畫出）及管出口內(nèi)側(cè)截面2-2間列瞬間柏努利方程式，以水平管中心線為基準(zhǔn)

8、面：pu2，gz+2+Lh22f,1-2 #式中zHz012p0（表壓）p0（表壓）12u1u0uu（瞬間速度）2,h40u2f,1-2u29.81H+40u22u0.4922H(2)將式（2）代入式（1）：d0DdH)2d0.4922H03dHd0-(丄)2a-114300.040.4922HdHH積分上式的邊界條件為：90H9.084m1199sH5.687m22292d9-11430JH2dH20H1H11430 x2(H-H)H19.08412H25.68711430 x2(9.084-5.687)14380su4h例1-3流體在管內(nèi)的汽化用虹吸管將水從水池中吸出，水池液面與虹吸管出口

9、的垂直距離z5m,管路最高點(diǎn)與水面的垂直距離為2m,虹吸管出口流速及虹吸管最高點(diǎn)壓強(qiáng)各為多少？若將虹吸管延長(zhǎng)，使池中水面與出口的垂直距離增為z8m,出口流速有何變化？（水溫為30C,大氣壓為101.3kPa，水按理想流體處理）。解：（1）由斷面1-1、1-2之間的機(jī)械能守恒式得1-3附圖 #u2gz2x9.81x5=9.9m/s2由斷面1-1和C-C之間的機(jī)械能守恒式，并考慮到u=u可得C2u2P=PPgh-嚴(yán)=p-pg(h,z)Ca2a=1.013x105-1000 x9.81x7=3.27x104Pa(2)虹吸管延長(zhǎng)后，假定管內(nèi)流體仍保持連續(xù)狀態(tài)，由斷面1-1和2-2之間的機(jī)械能守恒式得u

10、=2gz2pu2P=P-Pgh-J=p-pg(z，h)Ca2a=1.013x105-1000 x9.81x10=3.30 x103Pa因P小于水在30C的飽和蒸汽壓P=4242Pa,故在最高點(diǎn)C附近將出現(xiàn)汽化現(xiàn)象。此時(shí)，CCV點(diǎn)壓強(qiáng)不再按機(jī)械能守恒式的規(guī)律變化，而保持為流體的飽和蒸汽壓不變。因此，在斷面1-1和2-2間，機(jī)械能守恒式不適用，算出的u無(wú)效。但是，在斷面1-1和C-C之間，流體依然是連續(xù)的，C2點(diǎn)的流速可在斷面1-1和C-C之間列出機(jī)械能守恒式求出：u=2(Pa-PV-pg)=Cp2(1.013x105-42421000-9.81x2)=12.4m/s # # # #出口流速u=u

11、。2C例1-4阻力損失與勢(shì)能的消耗高位槽水面距管路出口的垂直距離保持為5m不變，水面上方的壓強(qiáng)為4.095x104Pa（表壓）,管路直徑為20mm,長(zhǎng)度為24m（包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)度），阻力系數(shù)為0.02，管路中裝球心閥一個(gè),試求：（1）當(dāng)閥門全開（=6.4）時(shí)，管路的阻力損失為多少？阻力損失為出口動(dòng)能的多少倍？（2）假定九數(shù)值不變，當(dāng)閥門關(guān)?。╣=20）時(shí)，管路的出口動(dòng)能和阻力損失有何變化？解：（1）在斷面1-1和2-2之間列機(jī)械能衡算式gz1+u2Pu2=gZ+厶+222Av=(gz1)-(gZ2+u2-u2,Zh # # # #若取大氣壓強(qiáng)和管出口高度為基準(zhǔn)，并忽略容器內(nèi)的流速（即u1=0

12、），則 #中pu2gH+a2,2+(九+)du222 HYPERLINK l bookmark1142gH+邑9.81x5x認(rèn)決心叮p10002l2421+九+1+0.02x+6.4 HYPERLINK l bookmark184d0.023.1J/kglu2(九一+)(24+6.4)x3.195J/Kgd2或Zhf中u2224.905x1041000+5x9.81)-3.195J/kgZhl24點(diǎn)八d+.2x0.02+64304(倍)此結(jié)果表明，實(shí)際流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，阻力損失和動(dòng)能的增加是造成流體勢(shì)能減少的兩個(gè)原因。但對(duì)于通常管路，動(dòng)能增加是一個(gè)可以忽略的小量，而阻力損失是使勢(shì)能減小的主要原

13、因。換言之，阻力損失所消耗的能量是由勢(shì)能提供的。9.81x5+4.9。5x104240002.2J/kg1+O02x碩+20（2）當(dāng)20時(shí)2gH+厶u2p221+九-+dZh-匚(9.81x5+4.905x104)-2.295.9J/kg,21000與（1）比較，當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，出口動(dòng)能減少而阻力損失略有增加，但是，絕不可因此而誤解為阻力所消耗的能量是由動(dòng)能提供的。實(shí)際上，動(dòng)能的增加和阻力損失皆由勢(shì)能提供，當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，由于損失的能量增加使得動(dòng)能減少了。例1-5虹吸管頂部的最大安裝高度利用虹吸管將池中溫度為90C熱水引出，兩容器水面的垂直距離為2m,管段AB長(zhǎng)5m,管段BC長(zhǎng)10m（皆包括局部阻

14、力的當(dāng)量長(zhǎng)度），管路直徑為20mm，直管阻力系數(shù)為0.02。若要保證管路不發(fā)生汽化現(xiàn)象，管路頂點(diǎn)的最大安裝高度為多少？（已知90C熱水飽和蒸汽壓為7.01x104Pa）解：在斷面1-1和2-2之間列機(jī)械能橫算式，可求得管內(nèi)流速1 #u2gH,1d2x9.81x2150.02x0.021.62m/s設(shè)頂點(diǎn)壓強(qiáng)Pp，在斷面1-1和斷面B-BBV之間列機(jī)械能橫算式，可求出B點(diǎn)最大安裝高度為maxpg-V-(1,pg-ABu210.33-7.01x104-(10.02x丄)x1：622.38m9.81x10000.0219.6虹吸管是實(shí)際工作中經(jīng)常碰到的管道，為使吸液管正常工作，安裝時(shí)必須注意兩點(diǎn)：（

15、1）虹吸管頂部的安裝高度不宜過大；（2）在入口側(cè)管路（圖中AB段）的阻力應(yīng)盡可能小。例1-6使用同一水源各用戶間的相互影響從自來(lái)水總管引一支路AB向居民樓供水，在端點(diǎn)B分成兩路各通向一樓和二樓。已知管段AB、BC和BD的長(zhǎng)度（包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)度）各為100m、10m和20m，管徑皆為30mm,直管阻力系數(shù)皆為0.03，兩支路出口各安裝球心閥。假設(shè)總管壓力為3.43x105Pa（表壓）試求:（1）當(dāng)一樓閥門全開（g6.4），高度為5m的二樓能否有水供應(yīng)？此時(shí)管路AB內(nèi)的流量為多少？（2）若將一樓閥門關(guān)小，使其流量減半，二樓最大流量為多少？解:（1）首先判斷二樓是否有水供應(yīng)，為此，可假定支路BD流

16、量為零，并在斷面A和1-1之間列機(jī)械能衡算式aPu2ll+(,ABBC)u222p/pAlABlBCg1d2x3.43x105/10000.03x100100.036.412.42m/s2d1 # #1 # #在斷面A與B之間列機(jī)械能衡算式，得 #4(q，Vu=2兀d23.43x1051000+(0.03x20003,6.4,1)(1.414x103)2q2V2.55x108q2V2,3.42x105qV2-442.2=厶=PA-(1ab,1)空=3.43X105-(0.03x12,1)x2.422=4.8m5mpgpgd2g1000 x9.810.032x9.81此結(jié)果表明二樓無(wú)水供應(yīng)。此時(shí)

17、管路AB內(nèi)的流量為兀qd2u0.785x0.032x2.42=1.71x10-3m3/sV41(2)設(shè)一樓流量減半時(shí)，二樓流量為q此時(shí)管段AB內(nèi)的流速為V2=4qv,紅=1.414x103q,1.21TOC o 1-5 h znd22V2管段BD內(nèi)的流速為4q4qu=匕才=、=1.414x103q2nd2nx0.032V2在斷面A與2-2之間列機(jī)械能衡算式 HYPERLINK l bookmark526pu2lu2lu2A=gZ，+入4B,(K-BD+災(zāi))一P2d2d2100(1.414x103q+1.21)2=9.81x5+0.03xxJ HYPERLINK l bookmark1660.0

18、32 # # # #-3.42x105,=8.07x10-4m3/s(3.42x105)2,4x2.55x108x442.22x2.55x108對(duì)于通常的分支管路，總管阻力既不可忽略也不占主導(dǎo)地位，此時(shí)，改變支路的數(shù)目或阻力，對(duì)總流量及各支路間流量的分配皆有影響。例1-7提高流量分配均勻性的代價(jià)在相同的容器1、2內(nèi)，各填充高度為1m和8m的固體顆粒，并以相同的管路并聯(lián)組合，兩支路的管長(zhǎng)皆為5m,管徑皆為200mm,直管阻力系數(shù)為0.02，每支管安裝一閘門閥，容器1和2的局部阻力系數(shù)各為10和8。已知管路的總流量為0.3m3/s，試求: #1）當(dāng)兩閥門全開時(shí)，兩支路的流量比和并聯(lián)管路的阻力損失；

19、化？當(dāng)兩閥門同時(shí)關(guān)小至EC=7D20時(shí),解：由物料守恒關(guān)系求得d2u,d2u=q4142V40.32存=3.1416；0.22=9.55因并聯(lián)管路阻力損失相等，由機(jī)械能衡算式得lu2=u22d11）當(dāng)兩閥門全開0.025/0.2,8,0.170.025/0.2,10,0.170.9（2）兩支路的流量比及并聯(lián)管路的阻力損失有何變2由式（1）、式（2）得=2=5.03m/s1,0.9 # # #u=9.55-5.03=4.52m/s1并聯(lián)管路的阻力損失為存8+0.17）學(xué)T/恣2）當(dāng)兩閥門同時(shí)關(guān)小3）0.025/0.2+8+20二0.970.025/0.2,10,20由式（1）、式（3）得u=9.

20、55=4.85m/s21,0.97u9.55-4.854.7m/s1并聯(lián)管路的阻力損失為54.85202+8+2。）丁3352J/kg從此例可以看出，在不均勻并聯(lián)管路中串聯(lián)大阻力元件，可提高流量分配的均勻性，其代價(jià)仍然是能量的消耗。例1-8倒U形管壓差計(jì)水從傾斜直管中流過，在斷面A和B之間接一空氣壓差計(jì)，其讀數(shù)R=10mm,兩測(cè)壓點(diǎn)垂直距離Az0.3m，試求：（1）A、B兩點(diǎn)的壓差等于多少？（2）若采用密度為830kg/m3的煤油作指示液，壓差計(jì)讀數(shù)為多少？（3）管路水平放置而流量不變，壓差計(jì)讀數(shù)及兩點(diǎn)的壓差有何變化？解：首先推導(dǎo)計(jì)算公式。因空氣是靜止的故Pp即12PPgh=ppg(h-R)-

21、,gRABB1PPgh=p,ghgR(，,)AABB1在等式兩邊皆加以PgHP+,g(Hh)=p+,g(Hh)+gR(,)AABB1(p+Pgz)(p+pgz)=gR(，,)AABB1pp=gR(,)AB1若忽略空氣柱的重量，則pp=gR(，,)=9.81x0.01x1000=98.1PaAB1p一p=pppg(z一z)=98.1+1000 x9.81x0.3=3.04x103PaABABAB（2）若采用煤油作指示液，壓差計(jì)讀數(shù)為pp98.1R=papb=5.88x10-2m=58.8mmg（pp）9.81x（1000830）1（3）若管路流量不變，p-p不變,則壓差計(jì)讀數(shù)R亦不變。又因管路水

22、平放置，zz=0，ABAB故pp=pp=98.1PaABAB普通U形管壓差計(jì)所用的指示液的密度大于被測(cè)流體的密度，若指示液的密度小于被測(cè)流體的密度，則必須采用倒U形管壓差計(jì)。最常用的倒U形管壓差計(jì)是以空氣作為指示劑，稱為空氣壓差計(jì)。例1-9管內(nèi)流量與所需勢(shì)能差的關(guān)系（1）用壓縮空氣將密閉容器中的苯沿直徑為50mm的鋼管送至某容器內(nèi)，在某勢(shì)能差下，10分鐘可將容器內(nèi)1.8m3的苯排空。問欲將輸送時(shí)間縮短一半，管路兩端的勢(shì)能差須增加多少倍？（已知苯的溫度為20C，管壁粗糙度為0.5mm）。（2）用壓縮空氣將容器中的甘油沿直徑為10mm的管道送至高位槽，甘油溫度為60C,管內(nèi)流量為0.05x10-3

23、m3/s。若將流量提高一倍，管道兩端的勢(shì)能差須增加多少倍?解：（1）溫度為20C時(shí)苯的密度P884kg/m3，粘度二0.67x10-3Pa，s，管內(nèi)流速為4V兀d2x6001.53m/s4x1.83.14x0.052x6001.01x105Pdu884x0.05x1.53Re0.67x10-30.5500.01 # # # #由直管阻力系數(shù)線圖可以確認(rèn)管內(nèi)流動(dòng)已進(jìn)入充分湍流區(qū)。輸送時(shí)間減半，流速u增加一倍,直管阻力系數(shù)不變，故ApAppu2u2u2倍） # # #（2）溫度為60C時(shí)的甘油的密度P1260kg/m3，粘度=0.1Pa，s，管內(nèi)流速為4q4x5x105u匚0.64m/snd23.

24、14x0.012pdu1260 x0.01x0.6480.22000Re二0.1流量增加一倍，流速u增加一倍，但流動(dòng)形態(tài)仍為層流，故倍）ApAp顯然，在層流條件下，所需勢(shì)能差與管內(nèi)流速（或流量）成正比；而在湍流條件下，所需勢(shì)能與流速（或流量）的平方成正比。例1-10無(wú)外加功簡(jiǎn)單輸送管路計(jì)算問題的自由度 #在附圖所示的管路中，管長(zhǎng)l20m,管徑d53mm,管壁粗糙度=0.5mm,高位槽液面距管路出口的垂直距離H=4m,管路中有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直角彎頭，一個(gè)1/2開的閘門閥。已知水溫為20C,管內(nèi)流速為0.5m/s，高位槽液面上方壓強(qiáng)為大氣壓，求流體在該管路中的阻力損失為多少？解：方法一：20C水的粘度1

25、x10-3Pa，s1000 x0.053x0.5Re2.65x1041x10-3&05-0.00943d53查得九0.038+己+己0.5+0.75+4.55.75ABC工h(九L+災(zāi))上(0.038x20+5.75)x05fd20.05322.5J/kg方法二：若取管路出口高度及大氣壓為基準(zhǔn)，槽內(nèi)每千克水的總機(jī)械能為也gz9.81x439.2J/kg此能量除極小部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能外，其余皆損失掉，即工辛與392學(xué)39/燉顯然，兩種方法所求出的結(jié)果是矛盾的。對(duì)于無(wú)外加功簡(jiǎn)單輸送管路的計(jì)算問題，只有以下三式可用兀，物料衡算式qd2uV4機(jī)械能衡算式gz+么gz+佇+（九g+至+1）牛1p2pd2-R

26、2(B)R1=R2(C)RR2(D)R2=R1+2r1題4附圖1-5如圖所示的并聯(lián)管路，各支管及其總管阻力間的關(guān)系為（）。)A1B,ABABABh)；fA2B)=(工h)AlBfA2B題5附圖)(工h)AlBfA2B)=(工h)AlBfA2B1-6在皮托管工作時(shí)，測(cè)壓孔正對(duì)流體流動(dòng)方向所測(cè)壓力代表該處的（）。此時(shí)側(cè)壁小孔所測(cè)TOC o 1-5 h z壓力代表該處的（）。（A）動(dòng)壓，靜壓；（B）動(dòng)壓，動(dòng)壓與靜壓之和；（C）動(dòng)壓與靜壓之和，靜壓；（D）靜壓,動(dòng)壓與靜壓之和。1-7某流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其速度分布是（）曲線，其管中心最大流速為平均流速的（）倍，摩擦系數(shù)入與雷諾數(shù)Re的關(guān)系為

27、（）。1-8在湍流摩擦系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究中，采用因次分析法的目的是（）。在阻力平方區(qū)，摩擦系數(shù)入只與（）有關(guān)。1-9流速增加一倍后流體在圓管內(nèi)仍作層流流動(dòng)，則流動(dòng)阻力損失為原來(lái)的（）倍。1-10如圖所示容器內(nèi)盛有油、水兩種液體，點(diǎn)A位于油水分界的油側(cè)，點(diǎn)B位于水側(cè)，試判斷A、A油bZ=01-11如為d的1d管2水題1.10附圖題1.11附圖B兩流體質(zhì)點(diǎn)的總勢(shì)能差A(yù)（，b-a）丄0（，=，）。圖所示，水從內(nèi)徑管段流向內(nèi)徑為段，已知d，2d,d211管段流體流動(dòng)的速度頭為0航水柱，hi,。加，忽略流經(jīng)AB段的能量損失則h2,a，1-12圖示管路裝有A、B兩個(gè)閥門，試判斷:（1）A閥門關(guān)小，B閥門不變p

28、1變大,p2變小,p3變小,p4變小,（P2-P丿變一?。ㄗ兇螅冃?，不變）；（2）A閥門不變，B閥門開大p1變小,p2變小,p3變小,p4變大,（p2-p3）變（變大，變小，不變）；（3）A閥門開大，B閥門不變p1變小,p2變大,p3變大,p4變大,（P-P2）變小,（p2-p3）變大（變大，變小，不變）;（4）A閥門不變，B閥門關(guān)小p1變大,p2變大,p3變大,p4變小,（p2-p3）變?。ㄗ兇?，變小，不變）。H個(gè)。試討h，f或適當(dāng)題1.13附圖1-13圖示管路兩端連接兩個(gè)水槽,管路中裝有調(diào)節(jié)閥門一論將閥門開大或關(guān)小時(shí)，管內(nèi)流量q,管內(nèi)總阻力損失V直管阻力損失h和局部阻力損失方有何變化，并

29、以箭頭f1f2文字在下表中予以表達(dá)（設(shè)水槽液位差h恒定）。總阻力損失直管阻力損失局部阻力損失流量qhhh閥開大不變閥關(guān)小不變判斷題1-14粘性是流體的物性之一，無(wú)論是靜止的還是流動(dòng)的流體都具有粘性。（）1-15盡管粘性是流體的物性之一，但只有流動(dòng)的流體才考慮粘性的影響，對(duì)靜止的流體可不考慮粘性的影響。（）TOC o 1-5 h z1-16U型壓差計(jì)測(cè)量的是兩截面間靜壓強(qiáng)之間的差值。（）1-17轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作時(shí)轉(zhuǎn)子受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)是重力，另一個(gè)的浮力。（）1-18孔板流量計(jì)工作時(shí)，流體在流過孔板前后的靜壓強(qiáng)差不變。（）1-19轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作時(shí)，流體作用在轉(zhuǎn)子上下兩截面的靜壓強(qiáng)差不變。（）1

30、-20降低溫度液體的粘度增加。（）1-21升高溫度氣體的粘度增加。（）計(jì)算題1-22合成氨廠造氣車間，為防止氣柜中的煤氣倒流至間歇操作的煤氣發(fā)生爐內(nèi)，在管路中裝有水封箱，若管路進(jìn)口垂直距離為2m,氣柜和發(fā)生爐的壓差為多少才可能不發(fā)生倒流現(xiàn)象。答：19.6kPa1-23在化工廠采用附圖所示裝置控制液位，已知圓閥孔d1=20mm,浮子與圓閥孔之間由鋼絲相連,固定距離L=150mm,浮子d2=100mm,圓閥與浮子總質(zhì)量G=0.1kg。試求液位高H為多少時(shí)圓閥剛1-24在直徑D=40mm的管路中一文丘里管，文丘里管喉部直徑為10mm,喉部接一細(xì)管，細(xì)管一端浸入池水中。已知管內(nèi)水的流量為1.26x10

31、-3m3/s,池水沿細(xì)管上升1.5m,若不計(jì)阻力損失，文丘里管入口斷面的壓強(qiáng)為多少？答：2.14xlO5Pa1-25高位槽內(nèi)水深為1m并保持恒定，高位槽底部接一高8m的垂直管，若不計(jì)阻力損失，試求以下幾種情況下管內(nèi)流速及管路入口斷面A的壓強(qiáng)：(1)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為大氣壓；容器內(nèi)的壓強(qiáng)為9.81x104Pa；容器內(nèi)保持4.095x104Pa的真空度；容器內(nèi)的壓強(qiáng)為大氣壓，但垂直管延長(zhǎng)至20m(水溫為20C)。答：(1)13.3m，22.9kPa；(2)19.3m/s，22.9kPa；(3)8.86m/s，22.9kPa；(4)14.75m/s，2.33kPa # # #題1.25附圖題1.24附圖

32、1-26在容器側(cè)壁開一直徑為d=20mm的小孔，容器內(nèi)的水面維持恒定并高于小孔中心0.5m,試求:(1)通過小孔流出的水量(小孔的流量系數(shù)為0.61)；(2)在小孔處接一長(zhǎng)度L=0.5m的水平短管，直管阻力系數(shù)九0.025,水的流量有何變化？將短管延長(zhǎng)至3m,九仍為0.025,水的流量為多少？試說(shuō)明以上三種情況流量變化的原因，并計(jì)算水平管為多長(zhǎng)時(shí)，其流量剛好與小孔流量相等？答：(1)6.0 x10-4m3/s；(2)6.75x10-4m3/s；(3)4.29x10-4m3/s；(4)孔流系數(shù)C0是綜合考慮了縮脈,能量損失等多種因素的校正系數(shù)，是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。上述計(jì)算結(jié)果表明直接小孔流出的水流由

33、于縮脈，摩擦等因素其能量是很大的，可近似計(jì)算相當(dāng)于0.95m短管的阻力損失1-27如圖所示管路從A水池向B水池輸水，已知各段管長(zhǎng)均為l100m,管徑均為100mm,上游水池面積SA為100m2,下游水池面積SB為80m2,HA=10m,HB=4m。忽略各種局部阻力，為使上游水池水位下降1m，需多少時(shí)間？（設(shè)阻力系數(shù)均為0.025）答：7372.6s1-28有一真空管路，管長(zhǎng)l二28m，管徑d二120mm，管壁粗糙度，二0.2mm，管內(nèi)是溫度為300K的空氣，已知管內(nèi)質(zhì)量流量為0.02kg/s,出口端壓強(qiáng)為137.3Pa,求管路入口端壓強(qiáng)為多少？答:1.07kPa題1.26附圖題1.27附圖1-

34、29鼓風(fēng)機(jī)將車間空氣抽入截面為200mmx300mm、長(zhǎng)155m的風(fēng)道內(nèi)（粗糙度e=0.1mm）,然后排至大氣中，體積流量為0.5m3/s。大氣壓力為750mmHg，溫度為15C。求鼓風(fēng)機(jī)的功率，設(shè)其效率為0.6。答:0.5kW1-30在20C下將苯液從貯槽中用泵送到反應(yīng)器，經(jīng)過長(zhǎng)40m的申57Q5mm的鋼管，管路上有兩個(gè)90彎頭，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)閥（按1/2開啟計(jì)算）。管路出口在貯槽的液面以上12m。貯槽與大氣相通，而反應(yīng)器是在500kpa下操作。若要維持0.5L/S的體積流量，求泵所需的功率。泵的效率取0.5。答:605W1-3130C的空氣從風(fēng)機(jī)送出后流經(jīng)一段直徑200mm長(zhǎng)20m的管，然后在并

35、聯(lián)的管內(nèi)分成兩段，兩段并聯(lián)管的直徑均為150mm，其一長(zhǎng)40m，另一長(zhǎng)80m；合攏后又流經(jīng)一段直徑200mm長(zhǎng)30m的管，最后排到大氣。若空氣在200mm管內(nèi)的流速為10m/s，求在兩段并聯(lián)管內(nèi)的流速各為多少，又求風(fēng)機(jī)出口的空氣壓力為多少。答：u1=7.37m/s，u2=10.41m/s；風(fēng)機(jī)出口p=65mmH2O1-32一酸貯槽通過管道向下方的反應(yīng)器送酸，槽內(nèi)液面在管出口以上2.5m。管路由申38x2.5mm無(wú)縫鋼管組成，全長(zhǎng)（包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)度）為25m。粗糙度取為0.15mm。貯槽內(nèi)及反應(yīng)器內(nèi)均為大氣壓。求每分鐘可送酸多少m3。酸的密度p=1650kg/m3,粘度y=12cP。答：0.0

36、68m3/min第二章：流體輸送機(jī)械2-1離心泵在啟動(dòng)前，為什么泵殼內(nèi)要灌滿液體？啟動(dòng)后，液體在泵內(nèi)是怎樣提高壓力的？泵入口的壓力處于什么狀態(tài)？2-2離心泵的特性曲線有幾條？其曲線形狀是什么樣子？離心泵啟動(dòng)時(shí)，為什么要關(guān)閉出口閥門？2-3在測(cè)定離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系時(shí)，當(dāng)離心泵出口管路上的閥門開度增大后，泵出口壓力及進(jìn)口處的液體壓力將如何變化？2-4離心泵操作系統(tǒng)的管路特性方程是怎樣推導(dǎo)的？它表示什么與什么之間的關(guān)系？2-5離心泵的工作點(diǎn)是怎樣確定的？流量的調(diào)節(jié)有哪幾種常用的方法？2-6何謂離心泵的氣蝕現(xiàn)象？如何防止發(fā)生氣蝕？2-7影響離心泵最大允許安裝高度的因素有哪些？2-8什么是液體輸送

37、機(jī)械的揚(yáng)程（或壓頭）？離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系是怎樣測(cè)定的？液體的流量、泵的轉(zhuǎn)速、液體的黏度對(duì)揚(yáng)程有何影響？2-9管路特性方程H=Hkq2中的H與k的大小，受哪些因素的影響？0V0三、本章例題例2-1某油田通過申3005mm的水平鋼管將原油輸送至煉油廠。管路總長(zhǎng)為1.6x105m,輸油量要求為250 x103kg/h，現(xiàn)已知油在輸送溫度下的粘度為0.187Pas,密度為890kg/m3。該油管的局部阻力可忽略，現(xiàn)決定采用一種雙吸五級(jí)油泵，此泵在適宜工作范圍內(nèi)的性能列于本例附表1中。附表1Q/（m3/h）200240280320H/m500490470425注：表中數(shù)據(jù)已作粘度校正。試求在整個(gè)輸

38、油管路上共需幾個(gè)泵站？實(shí)際輸送量為若干kg/h。解：油的體積流量Q=需0=280.9m3/h280.9890管內(nèi)流速U=3600,0.785,0.272=1.363m/s187,10-3Re=如二0.27,1.363,890=17512000為滯流,p管路壓頭損失葉竄因原油在直管內(nèi)作滯流流動(dòng)，故：32ul3218710-31601031.363d2pg0.2728909.81=2050m由附表1單臺(tái)泵的特性數(shù)據(jù)查出：當(dāng)Q=280.9m3/h時(shí)，H=467.5m2050初估泵系數(shù)n=4.385467.5故應(yīng)采用5個(gè)泵站。根據(jù)串聯(lián)原理，用同規(guī)格5臺(tái)泵串聯(lián)的壓頭為單臺(tái)泵的5倍，計(jì)算出數(shù)據(jù)列于本題附表

39、2中。附表2Q/（m3/h）200240280320H/m2500245023502125將以上數(shù)據(jù)標(biāo)繪在本題附圖中，得泵的串聯(lián)合成特性曲線。因輸送管路為水平直管，故管路特性曲線方程為：He=Hf=ef32l32lQ=ed2pgd2pg1d2360043218710-3160103Q0.2748909.810.7853600=7.302Qe2將此管路特性曲線方程標(biāo)繪在本題附圖中，得泵的串聯(lián)合成特性曲線。管路特性曲線與泵合成特性曲線的交點(diǎn)，即為工作點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的流量、壓頭分別為：QM=305m3/hHM=2230m故實(shí)際輸油量為Wh=305x890=271x103kg/h例2-2某水泵性能參數(shù)列于

40、本題附表1中。現(xiàn)有兩個(gè)管路系統(tǒng)，他們的管路特性方程分別為：He=15+0.077Qe2及He=15+0.88Qe2為提高管路系統(tǒng)的供水量，每條管路系統(tǒng)均用兩臺(tái)相同的泵進(jìn)行組合操作，試比較各個(gè)管路系統(tǒng)泵10012 #的最佳組合方式及最大流量為若干。附表1Q/(L/s)01357911H/m33.834.734.631.727.421.815解：先按題給已知數(shù)據(jù)畫出單臺(tái)泵的特性曲線MM2,按壓頭不變流量加倍的原則，畫出二臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)的合成特性曲線AC,又按流量不變壓頭加倍的原則，畫出二臺(tái)泵串聯(lián)時(shí)的合成特性曲線DB。對(duì)于第一種管路系統(tǒng)，按He=15+0.077Qe2計(jì)算出不同Qe下對(duì)應(yīng)He，計(jì)算結(jié)果列

41、于本題附表2中，然后在本題附圖中畫出管路特性曲線ABM。附表2Q/(L/s)1357911He/m15.07715.6916.9318.7721.2424.32由圖可讀出泵并聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)AQa=13.1L/s泵串聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)BQB=11.6L/s單臺(tái)泵工作點(diǎn)M1QM=9.2L/s由此可見，對(duì)于第一種管路系統(tǒng)，即管路特性曲線較平坦的低阻管路，用兩臺(tái)泵并聯(lián)組合可獲得高的流量，最大流量為13.1L/s。對(duì)于第二種管路系統(tǒng)，按He=15+0.88Qe2計(jì)算出不同Qe下對(duì)應(yīng)的He，計(jì)算結(jié)果列于本題附表3,然后在本題附圖中畫出管路特性曲線DCM2o的流量QC=4.7L/s。7060泵串聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)D的流量

42、50QD=6.8L/sDHe=15+0.88Qe240單臺(tái)泵操作時(shí)其工作點(diǎn)m2的30CM2流量QM2=4.45L/s。20He=15+0.077Qe2由此可見，對(duì)于管路特性曲線M1單臺(tái)泵附表3Q/(L/s)13579He/m15.8822.9237.058.1286.28由圖讀出泵并聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)C10012 #10012 #91011121334567212-2附圖1.2V 較陡的高阻管路，用二臺(tái)泵串聯(lián)可獲得較大的流量，最大流量為68L/s。例2-3在圖示管路中裝有一臺(tái)離心泵，離心泵的特性曲線方程為H，40-7.2104q2(式中eVq的單位用m3/s表示，He的單位用m表示)，管路兩端的位差

43、Az，10m，壓差VAp，9.51104Pa。用此管路輸送清水時(shí)，供水量為10 x10-3m3/s，且管內(nèi)流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)。若用此管路輸送密度為1200kg/m3的堿液，閥門開度及管路兩端條件皆維持不變，試求堿液的流量和離心泵的有效功率為多少？解：聯(lián)立管路兩端之間的機(jī)械能衡算式與泵特性方程可得He，AzKq2，40-7.2x104q2PgVV據(jù)題意，當(dāng)供水量為10 x10-3m3/s時(shí)，泵的壓頭為He，40-7.2x104x0.012,32.8m1.28105K_He-Az-Ap/pg_辱-10-壽贛qV20.012因流動(dòng)進(jìn)入阻力平方區(qū)，且閥門開度不變，用此管路輸送堿液K值不變，此時(shí)的管路

44、特性方程可由兩端面之間的機(jī)械能衡算式求得：He，Az+Kq2,10+9.81104+1.28x105q2,18.3+1.28x105q2TOC o 1-5 h zPgV1200 x9.81VV而泵特性方程與流體密度無(wú)關(guān)，由泵和管路特性方程聯(lián)立18.3+1.28x105q2,407.2x104q2得q,10.4x10-3m3/s HYPERLINK l bookmark374VVVHe，18.31.28x105x(10.4x10-3)2,32.2m離心泵的有效功率為P，PgHq，1200 x9.81x32.2x10.4x10-3，3942WeeV當(dāng)此管路輸送水時(shí)，q，10 x10-3m3/s，H

45、，40-7.2x104x(10 x10-3)2，32.8mVeP，pgHq，1000 x9.81x32.8x10 x10-3，3218WeeV從本例計(jì)算結(jié)果可以看出，用同樣的管路和離心泵輸送密度較大的液體，流量不會(huì)降低(如管路兩端壓強(qiáng)相同Ap，0，壓頭、流量與流體密度無(wú)關(guān))。但離心泵的功率與密度成正比，需注意防止電機(jī)過載。例2-4某工藝過程需要使用溫度為294K、壓強(qiáng)為101.33kPa、流量為1700m3/h的空氣?，F(xiàn)用一臺(tái)離心通風(fēng)機(jī)，從溫度為366.3K、壓強(qiáng)為98.9kPa的靜止空間吸入空氣，由風(fēng)機(jī)排出的空氣溫度不變,壓強(qiáng)為102.6kPa，氣體速度為46m/s,風(fēng)機(jī)的效率為60%，試計(jì)

46、算風(fēng)機(jī)的軸功率。pp102.698.9解：風(fēng)機(jī)前后壓強(qiáng)變化與吸入壓強(qiáng)之比為：2ri=，3.74%20%p98.91空氣雖為可壓縮氣體，但由上式計(jì)算結(jié)果知，可將空氣當(dāng)作不可壓縮流體處理。用平均壓強(qiáng)計(jì)算空氣的平均密度：(102.698.9)x1032，100.8kPa29100.8273xx22.4101.33366.3，0.96kg/m3要求輸送空氣的摩爾流量為：170022.4x294273，70.45kmol/h1.2V # #1.2V # #以上流量換算成吸入狀態(tài)下的體積流量為：101.33366.370.45x22.4xx，2169m3/h98.9273風(fēng)機(jī)操作條件下的風(fēng)壓，(PP)21

47、PU2r，(102.698.9)x1030.96x46221.2V # #1.2V # #=4715Pa風(fēng)機(jī)的軸功率1000耳4715x21693600 x1000 x0.604.73kW例2-5氣體密度對(duì)風(fēng)機(jī)流量的影響用離心泵通風(fēng)機(jī)將空氣送至表壓為490.5Pa的鍋爐燃燒室，通風(fēng)機(jī)的特性曲線如圖所示。已知在夏季（氣溫為20C,大氣壓為101.3kPa）管路中的氣體流量為2.4kg/s,且流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)。試求在冬季氣溫降為-20C,大氣壓不變，此管路中的氣體流量為多少？解：由給定條件可知,在夏季氣體狀態(tài)與特性曲線試驗(yàn)條件相同,空氣密度P，1.2kg/m3。1.2V # #1.2V # #

48、通風(fēng)機(jī)在夏季的體積流量，2m3/s #由通風(fēng)機(jī)特性曲線查得，此時(shí)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓力為p2.5kPa。通風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)T(q2m3/s,p2.5kPa)必落在下列管路特性曲線上，故VTp(p-p)(九4，)咔490.5Kpq2VT21d2V由此式可求得系數(shù)p-490.52500-490.5K厶418.6pq21.2x22TOC o 1-5 h zV29273在冬季，空氣密度為p22-4x273_201-4kg/m3因管內(nèi)流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)，K值不變，故在冬季管路所需要的風(fēng)壓與流量的關(guān)系為pTp一p+Kpq2490.5+418.6pq221VV將上式左端換算成試驗(yàn)條件下的風(fēng)壓，則p廣pTp490-5

49、4186pqv2 HYPERLINK l bookmark538p12p490.5+418.6pq2=490.5x+418.6x1.2q2 HYPERLINK l bookmark439TpV1.4Vp420.4502.3q2TV上式即相應(yīng)于冬季工作條件的管路特性曲線。此管路特性曲線與泵特性曲線交點(diǎn)A即泵在冬季的工作點(diǎn)。由點(diǎn)A可知，在冬季管路的體積流量為2.03m3/s,質(zhì)量流量為2.03x1.4=2.84kg/s。與夏季相比，質(zhì)量流量增加了2.84-2.418.3%從此例可以看出，當(dāng)氣體的壓縮性可以忽略時(shí)，氣體輸送管路計(jì)算與液體輸送管路相同，也是聯(lián)立求物料衡算式、機(jī)械能衡算式、阻力系數(shù)計(jì)算式

50、和泵特性曲線方程式。所不同的是通風(fēng)機(jī)的特性曲線是以單位體積氣體為基準(zhǔn)表示的，與氣體密度有關(guān)。因此，當(dāng)被輸送氣體不是在常溫常壓下的空氣時(shí)，管路特性曲線應(yīng)事先加以換算。從此例還可以看出，同樣的管路輸送氣體，氣體的溫度降低，密度增大，質(zhì)量流量可能顯著增加。 #例2-6根據(jù)輸送任務(wù)確定管徑與相應(yīng)的離心泵欲將池水以ioX10-3m3/s的流量送至高位位槽水面比水池液面高13米，管長(zhǎng)為50米，管90彎頭2個(gè)，全開閘門閥一個(gè)，入口底閥一個(gè)(g=8)，試在常用流速范圍內(nèi)選擇兩個(gè)流速,算管徑并選用適當(dāng)?shù)谋谩＝猓罕纠龑僭O(shè)計(jì)型問題。在設(shè)計(jì)型問題中確定，泵的特性曲線方程未知，故只有以下三式q，d2uv4槽，高路內(nèi)有分

51、別計(jì)泵尚未可用：物料衡算式 # # # #能量衡算式z+旦+H1pge=z2+pg+(d+Yg烷 # # # #直管阻力系數(shù)計(jì)算式1，1.742-log(壟+d2s18.7)pdup、l、d、s和Yg共12個(gè)變量,2在以上三式中，含有q、u、H、z、z、Ve12其中已知q、l、z、z、p、p、和s(隨管材的選擇而定)，但問題仍沒有確定的解。V1212設(shè)計(jì)者選擇不同的流速u，計(jì)算管徑d和所需壓頭H，然后根據(jù)流量和壓頭選用相應(yīng)的泵，并從ep1、中選出最優(yōu)的方案。根據(jù)水在管內(nèi)的常用流速(13m/s)范圍，選擇以下兩種流速進(jìn)行計(jì)算:(1)選擇u，2m/s，則4qv，4X01，0.08m兀u兀x2根據(jù)產(chǎn)

52、品規(guī)格，采用89X3.5熱軋鋼管，d=82mm,管壁粗糙度取=0.2mm,管內(nèi)流速為u，經(jīng)，4X01，1.9m/sd2x0.0822Re，巴，1000X82XL9,1.56x105、1X103 #查得，0.026。管路所需壓頭為TOC o 1-5 h zAplu2He二+(,+g)gd2g13+(0.026 HYPERLINK l bookmark200501.92x碗+8+2x075+17+1)x話179m根據(jù)q10 x10-3m3/s,V17.9m，可選用IS80-65-125型水泵。 # #(2)選擇u二3m/s,d4x0.010.065m采用70 x3熱軋鋼管，d64mm，s二0.2m

53、m,則 # # # #s0.2d640.0031，,0.026u4x0.。13.1m/s兀x0.064210-3Re1000 x.64x31.98x105 # # #He13+(0026x0.064+8+2x。75+017+1)x金281m根據(jù)q10 x10-3m3/s,H=28.1m，可選用IS80-65-160型水泵。Ve兩種管徑所需壓頭之比為28.1/17.9=1.57,顯然,采用較大管徑可減小能耗。但究竟選擇哪一個(gè)方案,還應(yīng)按使用年限計(jì)算管路和離心泵的折舊費(fèi),綜合考慮操作費(fèi)和折舊費(fèi)后,以總費(fèi)用較小者為佳。例2-7輸送管路對(duì)外加功的需求在圖示管路中裝有離心泵，吸入管直徑d180mm，長(zhǎng)-

54、=6m，阻力系數(shù)0.02，壓出管直徑d60mm，長(zhǎng)/=13m，阻力系數(shù)，=0.03，在壓出管E處裝有閥門，其局部阻力系222數(shù)g6.4，E管路兩端水面高度差H=10m,泵進(jìn)口高于水面2m,管內(nèi)流量為12x10-3m3/s。試求:（1）每千克流體需從離心泵獲得多少機(jī)械能？（2）泵進(jìn)、出口斷面的壓強(qiáng)p和p各為多少？CD（3）如果是高位槽中的水沿同樣管路向下流出，管內(nèi)流量不變，問是否需要安裝離心泵？4q解：（1）泵吸入管內(nèi)的流速為U圧吸兀d21泵壓出管內(nèi)的流速為u4X12X10，32.39m/s兀X0.082TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark128d20.082ux

55、2.394.24m/s HYPERLINK l bookmark486壓d22O.O622在斷面1-1和2-2之間列機(jī)械能衡算式，并移項(xiàng)整理得：”7p一pu2一u2克服阻力損失所需能量h仍然是由勢(shì)能直接提供的。h2-+hfep2f,1-2p2P1gH9.81X1098.1J/kgpu2一u2TOC o 1-5 h z-21沁02 HYPERLINK l bookmark124lu2lu2h(九丄+g+E)寫+(九A+g+E+E)寫f,1-21dAB22dEFG212 HYPERLINK l bookmark50862.392134.242(0.02x+0.5+0.75)x+(0.03x+6.4

56、+0.75+1)x0.0820.062139.5J/kgh98.1+139.5237.6J/kge從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，流體所獲得的外加功主要用于克服管路阻力和增加流體的勢(shì)能。對(duì)于通常管路，動(dòng)能增加項(xiàng)很小，可以忽略不計(jì)。2）以斷面1-1為基準(zhǔn)，在斷面1-1和C-C之間列機(jī)械能衡算式可得ppu2Ca-gz-hppc2f,1-c1.013X1051000-9.81x2-2.3922 # # #62.39271J/kg(他X阪+05+075)X丁p7.1x104PaC在斷面D-D和2-2之間列機(jī)械能衡算式可得叮，g(z-z)+久+h-U壓2,9.81x8+心X105+2Df,D-221OOO134

57、.242(O.03x阪$4O.751-1)x-2-，3025J/kgp，3.025x105PaD在斷面C-C和D-D之間機(jī)械能衡算式得p-pu2-u2p-ph，厶C+亠4Q匕C，302.571，231.5J/kge2此結(jié)果表明，輸送機(jī)械能對(duì)流體做功的最終結(jié)果主要是增加了流體的壓強(qiáng)能。3）在斷面2-2和1-1之間列機(jī)械能衡算式，可求出沿同一管路（無(wú)泵）輸送同樣流量所需要的勢(shì)能差為也，Zh+Zhf,2-Df,C-1lu2lu2，(九于+g+g+g)十+(九十+g+g)十2dGFE21dBA22134.214262.392，(0.03x+0.5+0.75+6.4)x+(0.02x+0.75+1)x0

58、.0620.082，136.5J/kg管路兩端流體的實(shí)際勢(shì)能差為Ap_L,gH，9.81x10，98.1J/kg因Ap/pP。Bq，q，（1）當(dāng)混合槽內(nèi)液VAVB壓強(qiáng)表讀數(shù)p=0時(shí)，閥門A開度徑、長(zhǎng)度、局部管件均相同。PA今用出口閥A、B調(diào)節(jié)至流量面上方=閥門B開度；（2）當(dāng)P0時(shí)，閥門A開度三閥門B開度（、=、）。2-16離心泵輸送管路，單操作時(shí)流量為q，揚(yáng)程為H。現(xiàn)另有一臺(tái)型號(hào)相同的泵，在管路狀態(tài)Ve不變的條件下，將泵串聯(lián)時(shí)輸送流量為q，揚(yáng)程為H，將泵并聯(lián)時(shí)輸送流量為q，揚(yáng)程為H。VeVe則（B）Aq=q，H=2H；q=2q，H=H；VVeeVVee 20%，試求： qq,HH；qq,HH

59、；TOC o 1-5 h zVeeVVeeq=2q,H=H；qq,HH；VeeVVee視管路狀態(tài)而定。判斷題2-17關(guān)閉離心泵的出口閥后，離心泵的有效功率均為零。（）2-18逐漸開大出口閥的開度，則離心泵的流量增大，效率下降。（）2-19管路中兩臺(tái)相同泵并聯(lián)操作后，與單臺(tái)泵相比，工作點(diǎn)處流量是原來(lái)單臺(tái)泵的兩倍。（）2-20往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)不可以采用出口閥調(diào)（）2-21往復(fù)泵在使用前必須灌泵。（）問答題2-22如圖所示的2B31型離心泵裝置中，你認(rèn)錯(cuò)誤？并說(shuō)明原因。題22附圖為有哪些計(jì)算題2-24用一臺(tái)泵同時(shí)向兩個(gè)容器供水，管路布置情況如圖所示。已知：密閉容器上方表壓p9.8kPa，敞口容器上方

60、壓強(qiáng)為CP；主管AB長(zhǎng)度l=30m（包括所有aAB局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），管徑d80mm；支管BC長(zhǎng)度l10m（包括除閥門外BC所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），管徑PcPaCEFD10mB10mA題24附圖2-23離心泵發(fā)生氣縛與氣蝕現(xiàn)象的原因是什么？有何危害？應(yīng)如何消除?d60mm，裝有閘門閥一個(gè)，要求最大流量q6，10-3m3/s。支管BD長(zhǎng)度l=20m（包括除閥門外所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），V1BD管徑d60mm，裝有閘門閥一個(gè)，要求最大流量q=8,10-3m3/s。假定管內(nèi)流動(dòng)處于阻力平V1方區(qū)，管路阻力系數(shù)九=0.03。試選用一臺(tái)合適的離心泵。答：IS80-65-1252-25用離心泵將河水