化工原理习题解答.doc

1、1第一章 流体流动与输送机械1. 某烟道气的组成为 CO2 13，N 2 76，H 2O 11（体积） ，试求此混合气体在温度 500、压力 101.3kPa 时的密度。解：混合气体平均摩尔质量kg/mol1098.210)8.276.0413.( 33imMy 混合密度333kg/457.0)527(1.8198.0RTpm2已知 20时苯和甲苯的密度分别为 879 kg/m3 和 867 kg/m3,试计算含苯 40及甲苯 60（质量）的混合液密度。解： 867.09412am混合液密度 3kg/m.13某地区大气压力为 101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为 130kPa。若在大气

2、压力为 75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？解： 表表绝 ppaakPa3.1567)30.1)( 传传传4如附图所示，密闭容器中存有密度为 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ghpzp10 m36.25.081.90)425(3001 ghz5. 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 8

3、00 kg/m3 和 1000 kg/m3。（1）计算玻璃管内水柱的高度；题 4 附图BDh1h2AC题 5 附图2（2）判断 A 与 B、C 与 D 点的压力是否相等。解：（1）容器底部压力ghpghpaa 水水油 21m16.07.182h传传（2） BApDC6为测得某容器内的压力，采用如图所示的 U 形压力计，指示液为水银。已知该液体密度为 900kg/m3，h=0.8m，R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。解：如图，1-2 为等压面。ghp1 gRpa02a0则容器内表压：kPa0.5381.9081.9451360 ghRpa7如附图所示，水在管道中流动。为测得 A-A、B

4、-B截面的压力差，在管路上方安装一 U 形压差计，指示液为水银。已知压差计的读数 R180mm，试计算 A-A、B-B截面的压力差。已知水与水银的密度分别为 1000kg/m3 和 13600 kg/m3。解：图中，1-1面与 2-2面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即， 1p2p又 gmAgRpB02021)(所以 gA 整理得 B)(0由此可见， U 形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示液的密度、读数 R 有关，而与 U 形压差计放置的位置无关。代入数据 Pa4918.09)1360( BAp 题 7 附图题 6 附图1 238用 U 形压差计测量某气体流经水

5、平管道两截面的压力差，指示液为水，密度为 1000kg/m3，读数 R 为12mm。为了提高测量精度，改为双液体 U 管压差计，指示液 A 为含 40乙醇的水溶液，密度为 920 kg/m3，指示液 C 为煤油，密度为 850 kg/m3。问读数可以放大多少倍？此时读数为多少？解：用 U 形压差计测量时，因被测流体为气体，则有021Rgp用双液体 U 管压差计测量时，有)(21CA因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数3.14850920 CAR此时双液体 U 管的读数为m6.173.4.1 9图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水，并沿气压管流至地沟排出。现已知真空表

6、的读数为 78kPa，求气压管中水上升的高度 h。解: apg水柱高度 m95.781.03gh10硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为 764mm 和 573.5mm。已知硫酸的密度为1830 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: 476kg/h16470839sVm/s95./7.0221du)kg/(71683069G(2) 小管: m5.7质量流量不变 kg/h164702s 题 9 附图4m/s27.105.78.36/95.022 dVus或: /)()(1s)kg/(1.2

7、34807. 22 uG11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:fWupgzupgz 2211 1简化: Hf/)(2m09.281.112一水平管由内径分别为 33mm 及 47mm 的两段直管组成，水在小管内以 2.5m/s 的速度流向大管，在接头两侧相距 1m 的 1、2 两截面处各接一测压管，已

8、知两截面间的压头损失为 70mmH2O，问两测压管中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。解：1、2 两截面间列柏努利方程：fhugpzugpz 22211 1其中： 21m/s3.1475.2212d 17.0.)5(892)( 21 fhugph说明 2 截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小，因而静压能高。13如附图所示，用高位槽向一密闭容器送水，容器中的表压为80kPa。已知输送管路为 mm 的钢管，管路系统的能量损失与5.348流速的关系为 （不包括出口能量损失） ，试求：2.6uWf（1） 水的流量；（2） 若需将流量增加 20，高位槽应提高多少 m？解：（1）如图在高位槽液面 1

9、-1 与管出口内侧 2-2 间列柏努利方程题 13 附图10m1h25fWupgzupgz 2211 1简化： （1）fW21即 2238.6108.9u解得 m/s57.12u流量 /hm45.7/107.25.041.85.4 3322 sdVS（2）流量增加 20，则 m/s8.7.u此时有 fWpgz21 78.10.9/)8.16.2108( 231 即高位槽需提升 0.78m。14附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，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） ，精馏塔内操作压力为 1.3MPa（表压） 。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内

10、径为 140mm，丙烯密度为 600kg/m3。现要求输送量为40103kg/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间列柏努利方程: fe WupgzWupgz 22211 1简化: fe221fe gzup212m/s.14.078.634785.0222 dmus 题 14 附图61508.932.160).231(6eWJ/kg.7不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中15用压缩空气将密闭容器中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为 2m3/h，输送管路为 373.5mm 的

11、无缝钢管。两槽中液位恒定。设管路的总压头损失为 1m（不包括出口） ，硫酸的密度为 1830 kg/m3。试计算压缩空气的压力。解: 以容器中液面为 1-1面,管出口内侧为 2-2面,且以1-1面为基准,在 1-12-2间列柏努力方程:fhzugpzugp22121简化:fhzugp21其中: m/s786.03.785.06/422dVs代入: )1(21fhzugp)12786.019(8.30)kP24a传16某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为 452.5mm。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

12、表示为J/kg（u 为水在管内的流速） 。试求：2Wf（1）高位槽的液面高度；（2）阀门全开时水在管内的流量（m 3/h） 。解: (1) 阀门全关,水静止ghpm95.781.03h题 16 附图1题 15 附图7(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:fWupgzupgz 2211 1简化: f212310758.97u解之: m/s412.2u流量: /sm1073.42.10.785. 3dVs/h3.617用泵将常压贮槽中的稀碱液送至蒸发器中浓缩，如附图所示。泵进口管为 893.5mm，碱液在其中的流速为 1.5m/s；泵出口管为 763mm。贮槽中碱液的

13、液面距蒸发器入口处的垂直距离为 7m。碱液在管路中的能量损失为 40J/kg（不包括出口）蒸发器内碱液蒸发压力保持在20kPa（表压） ，碱液的密度为 1100kg/m3。设泵的效率为58，试求该泵的轴功率。解：取贮槽液面为 1-1 截面，蒸发器进料口管内侧为 2-2截面，且以 1-1 截面为基准面。在 1-1 与 2-2 间列柏努利方程：（a）fe WupgzWupgz 22211 1或 （b） fe p121212)()(其中： z1=0； p1=0（表压） ； u10z2=7m； p2=20103 Pa（表压）已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速：m/s

14、06.2)8(5.1)(22du入入 =1100 kg/m3， W f=40 J/kg题 17 附图8将以上各值代入（b）式，可求得输送碱液所需的外加能量J/kg129401206.81.973eW碱液的质量流量kg/s7.86.7.5.422 udms泵的有效功率kW15819seWN泵的效率为 58%，则泵的轴功率kW4.58.02e18如附图所示，水以 15m3/h 的流量在倾斜管中流过，管内径由 100mm 缩小到 50mm。A 、B 两点的垂直距离为 0.1m。在两点间连接一 U 形压差计，指示剂为四氯化碳，其密度为 1590 kg/m3。若忽略流动阻力，试求：（1） U 形管中两侧

15、的指示剂液面哪侧高，相差多少 mm？（2） 若保持流量及其他条件不变，而将管路改为水平放置，则压差计的读数有何变化?解：在 1-1 与 2-2 截面间列柏努利方程fWupgzupgz 2211 1其中： m/s53.0.78.036/5. 2211dVuS /s1.5/5. 222 Smz1020fW（1）)(2)(21121 ugzp 093.)5.3.508.922由静力学基本方程：（2）gRgzpgzp)()()( 021 m365.081.9)015(93. )(2121zpR 题 18 附图9故 U 形压差计两侧为左低右高。（2）当管路水平放置时：由柏努利方程 )(21211up由静

16、力学方程 01Rg两式联立： )(2)(210uRg可见，流量不变时， 不变，即 U 形压差计读数不变。1,19附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为 1100 kg/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:m219fehHkW83.21.903645gVNs4.78.2:Ne传(2) 列柏努力方程:BAfABBAhzugpzugp221

17、1简化: fABBAh)97(81.0153Bp)(96表aBB 处真空度为 19656 Pa。20用离心泵将 20水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。泵吸入与压出管路直径相同，均为 762.5mm。水流经吸入与压出管路（不包括喷题 19 附图10头）的能量损失分别为 及 （J/kg） ，式中，u 为水在管内的流速。在操作条件21uWf210f下，泵入口真空表的读数为 26.6kPa，喷头处的压力为98.1kPa（表压） 。试求泵的有效功率。解：以水槽液面为 1-1 截面，泵入口处为 2-2 截面，且以1-1 面为基准面。在两截面间列柏努利方程12211 fWupgzupgz 简化为 0

18、122f即 26.81.953u解得 m/s.2u在水槽 1-1 截面与喷头处 3-3 截面间列柏努利方程 fe WupgzWupgz 233211 1简化为 fe233即 2332233 5.110upgzuupgze 其中 m/s18.23u则 J/kg8.2941.5201.9.43eW水的流量： /s63.0.7.8.2udVsS泵有效功率 kW54.2.9463. mNee2125水以 35m3/h 的流量在 763mm 的管道中流动，试判断水在管内的流动类型。解: 查附录 25水物性:cP903.,kg/95.63m/s5.27.8.67.02dVus题 20 附图1140195.

19、10932567Re du为湍流22运动黏度为 3.2105 m2/s 的有机液体在 763.5mm 的管内流动，试确定保持管内层流流动的最大流量。解: 0duRem/s927.06.12325max /s1046.3.7804 3ax udV/h6.12323计算 10水以 2.7103 m3/s 的流量流过 573.5mm、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）解: m/s376.105.78.25.02dVus10水物性:sp13.,kg/.9a34027.505.167duRe0.查得 4.J/kg53.1276.05.1.2udlWfm

20、83/ghffaff PP24. 如附图所示，水从高位槽流向低位贮槽，管路系统中有两个 90 标准弯头及一个截止阀，管内径为 100mm，管长为 20m。设摩擦系数 ，试求：03.（1） 截止阀全开时水的流量；（2） 将阀门关小至半开，水流量减少的百分数。解：如图取高位槽中液面为 1-1面，低位贮槽液面为 2-2截面，且以 2-2面为基准面。在 1-1与 2-2 截面间列柏努利方程：12fWpugzpugz 22121其中： z1=4； u10； p1=0（表压） ； z2=0； u20； p2=0（表压） 简化得 fg1各管件的局部阻力系数：进口突然缩小 5.090 标准弯头 2 个 .12

21、7截止阀（全开） .6出口突然扩大 0.91.5.0 222 5.7.03. uudlWf 25.781.94m/su水流量 h/m8.64s/01.29.10785.4 332 dVS（2）截止阀关小至半开时：截止阀半开的局部阻力系数 .此时总阻力 222 5.91.035.1uudlWf 阀门关小后，局部阻力发生变化，但由于高位槽高度 不变，所以管路总阻力不变，即1zff225.9.7u9.0.7VS1 12 24m题 24 附图13即流量减少 10。25如附图所示，用泵将贮槽中 20的水以 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

22、为 80m（包括所有局部阻力的当量长度） 。试计算泵所需的有效功率。( 设管壁的粗糙度为 0.2mm)解: m/s4150785.36422dVus20水物性： cP0.,kg/.935314.10528duRe根据 ，查得/2./ 2在贮槽 1 截面到高位槽 2 截面间列柏努力方程:fe WupgzWupgz 211简化: fe2而: J/kg0.2415.082.udlefJ/kg681.920Wes9364sVmkW40.2380.12seN26有一等径管路如图所示，从 A 至 B 的总能量损失为。若压差计的读数为 R，指示液的密度为 ，管路中流体f0的密度为 ，试推导 的计算式。fW解

23、：在 A-B 截面间列柏努利方程，有 fBBAA Wupgzupgz 2211等径直管，故上式简化为题 25 附图题 26 附图14fBAWpgzz（1）BABAfW)(对于 U 形压差计，由静力学方程得gRzpgzpBA 0)(2)gB )()(1)、 （2）联立，得 RWf )(027求常压下 35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 0.0005）d解: 当量直径:m24.0.32)(24bade35空气物性: sp185.,kg/165. a656072.08.4Re u由 ,查得0

24、5.d19.J/kg6842.0.2ulWefPa.7145.68ffP28如附图所示，密度为 800 kg/m3、黏度为 1.5 mPas 的液体，由敞口高位槽经 1144mm 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 0.002，试计算两槽液面的垂直距离 。d z题 28 附图15解: 在高位槽 1 截面到容器 2 截面间列柏努力方程: fWupgzupgz 221 1简化: f243108.105.86Redu由 ,查得22.管路中: 进口 90弯头 2 个75.0半开闸阀 4出口 1

25、25.1).475.02.106.32.()(2 udlWfJ/kg87.60m.28.9/)7.8016.()(2 pzf29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 50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 60mm。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

26、101.3 kPa。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,列柏努力方程: fe WupgzWupgz 22211 1题 29 附图16简化: feWgZP21其中: a1 p6.580.1902 RpOHm/s3.2.785.63785.02dVus50空气物性: sp106.9,kg/09.1a5684.2.32uRe又 50.d查得 18.塔出进 fef WulW2)()( pdle出进093.14528.)5.1208.( J/kg375/12pWzefJ/kg6.29830.65837.915W261eVemNss30. 密度为 850k

27、g/m3 的溶液，在内径为 0.1m 的管路中流动。当流量为 4.210-3m3/s 时，溶液在 6m长的水平管段上产生 450Pa 的压力损失，试求该溶液的黏度。解：流速m/s53.01.78.0245. dVuS设液体在管内为层流流动，则23lupf黏度 sPa0438.5.631402ludf17校核 Re： 2000103804.581udRe流动为层流，以上计算正确。该液体的黏度为 0.0438Pas。31黏度为 30cP、密度为 900kg/m3 的某油品自容器 A 流过内径 40mm 的管路进入容器 B 。两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门，阀前管长 50m，阀后管长

28、20m（均包括所有局部阻力的当量长度） 。当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为 88.3kPa 和 44.2kPa。现将阀门打开至 1/4开度，阀门阻力的当量长度为 30m。试求：（1）管路中油品的流量；（2）定性分析阀前、阀后压力表读数的变化。 解：（1）阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得：m108.931gpzaAm5.2432aB当阀打开 开度时，在 A 与 B 截面间列柏努利方程：41fBWpugzpugz 221其中： (表压 )，0BAp0BA则有 （a）2udlWgzef由于该油品的黏度较大，可设其流动为层流，则ud64Re代入式（a） ，有 22)(3)( dullgz

29、eeBA m/s736.0)350(13281.9904.)(323eldu校核： 20.8.4.Re3ud题 31 附图18假设成立。油品的流量： /hm328./s1024.9736.04.785.04 422 udVS（2）阀打开后：在 A 与 1 截面间列柏努利方程： 11212 fAAWpugzpugz 简化得 112fAA或 )(211udlpgzA2)(11lA显然，阀打开后 u1 ，p 1，即阀前压力表读数减小。在 2 与 B 截面间列柏努利方程： BfBBWpugzgz 2222 简化得 )1(22dlpB因为阀后的当量长度 l2 中已包括突然扩大损失，也即 ，012dl故阀

30、打开后 u2 ，p 2，即阀后压力表读数增加。3220苯由高位槽流入贮槽中，两槽均为敞口，两槽液面恒定且相差 5m。输送管为 383mm 的钢管（ 0.05mm）总长为 100m（包括所有局部阻力的当量长度） ，求苯的流量。 解: 在两槽间列柏努力方程 ,并简化:fWzg19即: 2udlzge代入数据: 03.18.952化简得: .2u1563d查完全湍流区 0.设 , 由(1)式得 21.m/s2.u由附录查得 20苯物性:3mkg879sP7.0a43106.1.2udRe查图， 026再设 ，由（1）得.m/s10.u4320789eR查得 假设正确6m/s1.u流量： hm183.

31、s1084.032.785.4 32 dVs33某输水并联管路，由两个支路组成，其管长与内径分别为：， ； ， 。已知总管中水的流量为 2.2m3/s，水温为 20，试求各m120l6.1dm802l8.1d支路中水的流量。 （设管子的粗糙度为 0.3mm）解：设两支路中的流动均进入阻力平方区，由 及05.6/3./1d，查得 ，0375.8/3./2d 07.152162.0:7.80156.:2017.6)(:)(:5225121 eeS lldV20112625.07.SSS VV又 213/sm6.5.62.31S /0.1231SSV校核 Re：支管 1： m/s6.2.078502

32、1duS3109.6Re流动接近阻力平方区， 。.1支管 2： m/s8.3.0785.6.022dVuS632 1054.1.Re 流动接近阻力平方区， 。06.故以上计算有效。两支管的流量分别为 、/sm1.3/s0.334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

33、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：fWugzpugzp22211 1简化 ： fABDW题 34 附图 1021而 221udllWBDABfDfABfABD 有： 03.52038.81.901u化简 .975.21u又由连续性方程：112122 4.)38()(ud代入上式：.98.075. 2121u解得： m/s98.流量： hm08.s1024.98.103.75.4 33212 udVs（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，fBDfBc

34、W223udllC2315(1)28.u又 321ssV3244dd=21238uu218.u(2)50.在高位槽液面与 BD 出口列柏努利方程：fBDfAf WgZ203.152038.81.901uu22(3)1.9803.75.122u将（2）代入（3）式中：0.22u解得： sm96.1s63.sm75.1312 u流量： h73.108.2.084 32udVs.5s40.175.3.75.22 shm.676.9.02.8.4 3333 uds35在内径为 80mm 的管道上安装一标准孔板流量计，孔径为 40mm，U 形压差计的读数为350mmHg。管内液体的密度为 1050kg/

35、m3，黏度为 0.5cP，试计算液体的体积流量。解： 25.0)84(10A设 ，查得 ecR6.0Csm10.710598)36(.204.785.2.)(2 310 gACVs sm41.08.75.8. 2321dus 5308Re而 4107ec ecR假设正确，以上计算有效。36用离心泵将 20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 12m。输送管为 573.5mm 的钢管，吸入管路总长为 20m，压出管路总长为 155m（均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 600mmHg。摩擦系数可

36、取为 0.02。试求：题 36 附图121.5m23（1）水流量，m 3/h；（2）每 kg 水经过泵所获得的机械能；（3）泵入口处真空表的读数。 解：（1） )(200RgACVs10)036(8.9.785.612 hm39.s03.2（2）以水池液面为 面，高位槽液面为 面，在 面间列柏努利方程：1 221fe WgzupWgzup221简化: fe而 2udlef其中： sm19.05.78.35.02VuskgJ6.42.1fW.6492e（3）在水池液面 面与泵入口真空表处 面间列柏努利方程：1331323121 fWgzupgzup简化为 313230fZ其中 J/kg6.521

37、9.0.2)(331 传传传 udlWef 1.2).8()2( 23133 fgZupkPa.2a0.1.324即泵入口处真空表的读数为 21.1kPa。37水在某管路中流动。管线上装有一只孔板流量计，其流量系数为 0.61，U 形压差计读数为200mm。若用一只喉径相同的文丘里流量计替代孔板流量计，其流量系数为 0.98，且 U 形压差计中的指示液相同。问此时文丘里流量计的 U 形压差计读数为若干？解：由流量公式：)(2010gRACVS )(200gRACVS流量相同时，387.0)9.61()(22012VR故文丘里流量计的读数m4.72038.7.01238某气体转子流量计的量程范围

38、为 460m 3/h。现用来测量压力为 60kPa（表压） 、温度为 50的氨气，转子流量计的读数应如何校正？此时流量量程的范围又为多少？（设流量系数 CR 为常数，当地大气压为 101.3 kPa）解：操作条件下氨气的密度：332 kg/m02.1)527(1.8.0)6(RTpM421SV即同一刻度下，氨气的流量应是空气流量的 1.084 倍。此时转子流量计的流量范围为 41.084601.084m 3/h，即 4.3465.0 m 3/h。39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

39、分别为 40kPa 和 215kPa，两测压口间的垂直距离为0.4m，轴功率为 3.45kW。试计算泵的压头与效率。解： sm16.207.85.3421dVus25sm246.05.78.362u在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失；22121 1ZugpHZugpee )(21124.0)16.24.(898.90)45(33 =27.07mkW213.07.1.3603gQHNe %.6445.2%140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） 。管内径为75

40、mm，换热器的压头损失为 ，摩擦系数可取为 0.03。此离心泵在转速为 2900rpm 时的性能如下表gu23所示：Q/(m3/s) 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008H/m 26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5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：ffe hZhugZPH2fegudl2 gudlZe2)3(262)075.8.(1.92)3075.4(1 QHe9.0Q（2）在坐标纸中绘出泵的特性曲线及管路特性曲线的工作点：m17.20sm045.

41、3HQ41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 的某水溶液，其他物性与水相近。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： 变化时，泵特性曲线不变。管路特性曲线 不变22BQzgpzHe （1） 输送量不变； （2）压头不变；（3） 轴功率：增加gQNe（4）在贮槽液面 1-1和泵出口 2-2间列柏努力方程：fe hZugPHZugP22121 1简化： feh22工作点 Q， 不变， 不变efu即 随 的增加而增加。2P020.4.60.8812468

42、346 H(m) Q(m3/s)2742用离心泵将水从敞口贮槽送至密闭高位槽。高位槽中的气相表压为 98.1kPa，两槽液位相差10m，且维持恒定。已知该泵的特性方程为 （单位：Hm，Qm 3/s） ，当管路中2410.7H阀门全开时，输水量为 0.01 m3/s，且流动已进入阻力平方区。试求：（1）管路特性方程；（2）若阀门开度及管路其他条件等均不变，而改为输送密度为 1200 kg/m3 的碱液，求碱液的输送量。解：（1）设输送水时管路特性方程为2BQAHe其中， 081.9013gpz当输水量为 0.01 m3/s 时，由泵特性方程与管路特性方程联立：224.70B得 5128B即此时管

43、路特性方程为 25108.QHe（2）当改送密度为 1200 kg/m3 的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程3.81.9201 gpzA流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则 B 不变。因此管路特性方程变为25.38QHe将该方程与泵特性方程联立， 2524108.10.7可得碱液输送量 /sm.3Q43用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为 ，管路特性方程为201.4QH，两式中 Q 的单位均为 m3/h，H 的单位为 m。试求：203.5He（1）泵的输送量；（2）若有两台相同的泵串联操作，则泵的输送量为多少？若并联操作，输送量又为多少？28解： （1） 201.4QH3.25e联立

44、： 20.4解得： hm36.19Q（2） 两泵串联后：泵的特性： )01.4(22QH与管路特性联立：).(3.522解得： hm17.Q（3） 两泵并联后：泵的特性： 2)(01.4QH与管路特性联立：22)(.3.5解得： /hm48.1Q44用型号为 IS65-50-125 的离心泵将敞口贮槽中 80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： 水，C80 35kg/m8.971,Pa104736.vP在附录中查得 IS65-50-125 泵的必需气蚀余量 （NPSH） r=2.0m泵允许安装高度：吸 入允 frvg hNPSHH)(0= 40.281.9743685= m6.0为安全起见，再降低 ，即5. m2.15.069Hg即泵需要安装在水槽液面以下 或更低位置。2.12945用离心泵从真空度为 360mmHg 的容器中输送液体，所用泵的必需汽蚀余量为 3m。该液体在输送温度下的饱和蒸汽压为 200mmHg，密度为 900kg/m3，吸入管路的压头损失为 0.5m，试确定泵的安装位置。若将容器改为敞口，该泵又应如何安装？（当地大气压为 100kPa）解：（1）