第一章流体流动与输送设备.pdf

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1、第一章第一章流体流动与输送设备流体流动与输送设备1. 燃烧重油所得的燃烧气， 经分析知其中含 CO28.5， O27.5， N276， H2O8 （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Mm yiMi 0.08544 0.07532 0.7628 0.0818 28.86103kg /mo l 混合密度pMm101.310328.86103 0.455kg /m3mRT8.31(273500)2已知 20下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m3和 789kg/m3,试计算 50（质量）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m

2、3，计算相对误差。解：乙醇水溶液的混合密度1ma11a220.50.5998.27893m 881.36kg /m相对误差：m实m881.36100% 1100% 5.74%m实9353在大气压力为 101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa。若在大气压力为 90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：p绝 pa p真 pa p真p真 pa(pa p真) 90(101.385) 73.7kPa4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

3、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p p0gz p1gh题 4附图p1gh p0p1 p0(58 42)103z h 0.55 2.36mgg9009.815. 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800 kg/m3和 1000 kg/m3。（1）计算玻璃管内水柱的高度；（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p pa油gh1水gh2 pa水ghh1h2ABDC题 5附图油h1水h2油8

4、00 h h1 h20.70.6 1.16m水水1000（2）pA pBpC pD6水平管道中两点间连接一U 形压差计，指示液为汞。已知压差计的读数为30mm，试分别计算管内流体为（1）水； （2）压力为 101.3kPa、温度为 20的空气时压力差。解： （1）p (0)Rg (13600 1000)0.039.81 3708.2Pa（2）空气密度pM101.3103291031.206kg /m3RT8.31(273 20)p (0)Rg (13600 1.206)0.039.81 4002.1Pa 空气密度较小，p 0Rg7用一复式 U 形压差计测量水流过管路中 A、B 两点的压力差。指

5、示液为汞，两 U 形管之间充满水，已知h1=1.2m，h2=0.4m，h4=1.4m，h3=0.25m，试计算A、B 两点的压力差。解：图中 1、2 为等压面，即p1 p2p1 pAgh1p2 p30gR13 3pAgh1 p30gR1(1)1344 4又p5 p6 pBgh30gR2p3 p4 p5g(h4 h2) pBgh30gR2g(h4 h2)(2)将(2)代入(1)中:256题 7附图pAgh1 pBgh30gR2g(h4 h2) 0gR1pAB pA pBgh30gR2g(h4 h2) 0gR1gh1g(h2 h1 h3 h4) 0g(R1 R2) (R1 R2)(0)gpAB (

6、1.21.41.40.25)(136001000)9.81 241031.7Pa 241.0kPa8根据附图所示的双液体 U 管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m3和 998 kg/m3，压差计的读数 R300mm。两扩大室的内径 D 为 60mm，U 管的内径 d 为 6mm。解: 1. 2 为等压面,p1 p2p1 p 1gh1p2 pa(h1 R) Z1g R2g p 1gh1 pa (h1 R Z)1g R2gp pa Rg(21) Z1g又R1h12题 8附图4d2 Z4D2d262Z 2 R ()

7、 0.3 0.003m60D p pa 0.39.81(998920) 0.0039209.81 256.6Pa(表压)9为了排出煤气管中的少量积水， 用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。 已知煤气压力为 10kPa （表压） ，试求水封管插入液面下的深度h。解:煤气表压p ghp1010331.02mh g10 9.81题 9附图10为测定贮罐中油品的贮存量，采用图1-8 所示的远距离液位测量装置。已知贮罐为圆筒形，其直径为 1.6m，吹气管底部与贮罐底的距离为0.3m，油品的密度为 850 kg/m3。若测得 U 形压差计读数 R 为 150mmHg，试确定贮罐中油品的贮存

8、量， 分别以体积及质量表示。解:h R0h 013600R 0.15 2.4m850罐中总高度:H h Z 2.40.3 2.7mV 4D2H 0.7851.622.7 5.426m3m V 5.426850 4612kg11绝对压力为540kPa、温度为30的空气，在 1084mm 的钢管内流动，流量为1500m3/h（标准状况） 。试求空气在管内的流速、质量流量和质量流速。解:标准状况下空气的密度:p0M101.31030.02901.29kg /m3RT08.31273质量流量 :msV0015001.29 1935kg /h 0.5375kg /s质量流速:G ms1935 24649

9、7kg /hm2 68.47kg /sm2220.785d0.7850.1操作条件下密度:PM5401030.029 6.22kg /m3RT8.31(27330)体积流速:u G68.4711m/s6.2212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 1831 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:764mmmsVs 9183116479kg /hu1Vs9/3600 0.69m/s0.785d20.7850.06822G1 u1 0.691

10、831 1263.4kg /m s(2) 小管:573.5mm质量流量不变ms216479kg /hu2Vs9/36001.27m/s20.785d20.7850.052d1268) 0.69()21.27m/sd2502或:u2 u1(G2 u21.271831 2325.4kg /m s13 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1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

11、 2-2间列柏努力方程:Z1g p1p112u12 Z2g 2u2 Wf22题 13附图1221 (1 20)9.81 2.09m2简化:H ( u2 Wf)/ g14用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为 0.1m3/min，输送管路为383mm 的无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m，且在压送过程中不变。设管路的总压头损失为3.5m （不包括出口） ， 硫酸的密度为1830 kg/m3，问酸蛋中应保持多大的压力？解: 以酸蛋中液面为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:p1p1212u1 Z12u

12、2 Z2hfg2g2g题 14附图简化:p112u2 Z2hfg2g其中:u2Vs4d20.1/60 2.07m/s20.7850.032代入:p1g(12u2 Z2hf)2g18309.81(12.072103.5)29.81 246.3kPa(表压)15如附图所示，某鼓风机吸入管内径为 200mm，在喇叭形进口处测得 U 形压差计读数 R15mm （指示液为水） ，空气的密度为 1.2 kg/m3，忽略能量损失。试求管道内空气的流量。解:如图,在 1-1 2-2间列柏努力方程:2p112Z1g u12 Z2g 2u2 Wf22其中:Z1 Z2,简化:0 p1题 15附图u1 0,p1(表)

13、 0,Wf 0p212u22而:p2 H2oRg 10009.810.015 147.15Pa12147.15u221.2u215.66m/s流量:Vs4d2u2 0.7850.2215.66 0.492m3/s 1771m3/h16甲烷在附图所示的管路中流动。管子的规格分别为 2196mm 和 1594.5mm，在操作条件下甲烷的平均密度为1.43 kg/m3， 流量为 1700m3/h。 在截面 1 和截面 2 之间连接一 U 形压差计，指示液为水，若忽略两截面间的能量损失，问U 形压差计的读数 R 为多少？解:在 1, 2 截面间列柏努力方程:21R题 16附图Z1g P1p112u12

14、 Z2g 2u2 Wf22简化:p1p112u122u2222(u2u12)或:p1 p2其中:u112Vs1700/360014.04m/s0.785d120.7850.2072d122072) 14.04() 26.74m/sd2150u2 u1( p1 p21.431(26.74214.042) 370.3Pa2又p1 p2 R(0)g R0gR p1 p2370.3 0.038m 38mm0g10009.8117如附图所示，用泵将 20水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面 30m。输送量为 30 m3/h，此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为 70，试求泵所需的功率。

15、解:在水池 1 面与高位槽 2 面间列柏努力方程:Z1g p1p112u12We Z2g 2u2 Wf22简化:We Z2g Wf 309.81 40 334.3J /kgPe msWeVsWeP 18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301000334.3 2.786kW3600Pe2.786 3.98kW0.7题 18附图内液面 30m，管内径为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

16、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间列柏努力方程:Z1g p1p112u12We Z2g 2u2 Wf22We Z2g p2 p1p212u2 Wf2简化:p1Wems12u2 Z2g Wf2u22401030.785d60036001.2m/s20.7850.14(1.3 2.0)10611.22309.81150We6002 721.6J /kg不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中19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

17、为75 kPa，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为Wf uJ/kg（u 为水在管内的流速） 。试求：（1）高位槽的液面高度；（2）阀门全开时水在管内的流量（m3/h） 。解: (1) 阀门全关,水静止p gh题 19附图21hp781033 7.95mh g10 9.81 (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:Z1g p1p112u12 Z2g 2u2 Wf22简化:Z1g p212u2 Wf275103122u2u27.959.8110002解之:u21.414m/s流量:Vs4d2u2 0.7850.0421.414 1.776103m3/s3 6.

18、39m /h20附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100kg/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:He hf 912 21mPe HeVsg 2145轴功率 :题 20附图360011009.81 2.83kWP Pe2.83 4.04kW0.7 (2)A B列柏努力方程:pAp1212uA ZABuB ZB hfABg2gg2g

19、pApB ZB hfABgg3简化:15310 pB11009.81(7 9) pB 19656pa(表)B 处真空度为 19656 Pa。2125水在603mm 的管道中流动，流量为 20m3/h，试判断流型。解:查附录 25水物性: 996.95kg /m ,3 0.903cP20Vs3600u 2.43m/s220.785d0.7850.054Re du0.054996.952.4351.4510 400030.90310为湍流22运动粘度为3.2105m2/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:Re dudu 2000umax2000200

20、03.2105 0.927m/sd0.069Vmax4d2umax 0.7850.06920.927 3.46103m3/s312.46m /h23计算 10水以 2.7103m3/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）Vs2.71031.376m/s解:u 0.785d20.7850.052 10水物性:3 999.7kg /m ,1.305103pasRe du0.05999.71.3764 5.271031.305100.5 0.01d50查得 0.041l u2201.3762 0.04115.53J /k

21、gWfd 20.052hf Wf/ g 1.583mPf Wf15525Pa24如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以 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，管子总长为 45m（包括所有局部阻力的当量长度） 。已知油品的密度为890kg/m3，粘度为 0.487Pas，试计算泵所需的有效功率。解:u Vs4d236001.415m/s0.7850.120.1890 1.415 258 .620000.48740Re du6464 0.2 4 7Re2 5 8 .6题 24附图在贮槽 1 截面到高位槽 2 截面间列柏努力方程:Z1g p1p112

22、u12We Z2g 2u2 Wf22简化:We Z2g Wfl leu2451.4152 0.247111.2J /kg而:Wfd20.12We 209.81111.2 307.4J /kgPe WemsWeVs 307.4403600890 3039.8W 3.04kW25一列管式换热器，壳内径为500mm，内装174 根252.5mm 的钢管，试求壳体与管外空间的当量直径。24(D2 nd外)D2 nd20.521740.0252外44 0.029m解:deD nd外D nd外0.51740.02526 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

23、力损失。管道截面为长方形，长为300mm，宽为 200mm。 （设 d0.0005）解:当量直径:de 4ab2ab20.30.2 0.24m2(a b)a b0.3 0.2335空气物性:1.1465kg /m ,18.85106pasRe 由deu0.241.14651251.75210618.8510d 0.0005,查得 0.019l u2120122Wf 0.019 684J /kgde20.242Pf Wf 6841.1465 784.2Pa27如附图所示，密度为 800 kg/m3、粘度为 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.

24、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 d0.002，试计算两槽液面的垂直距离z。解:在高位槽 1 截面到容器 2 截面间列柏努力方程:Z1g p1p112u12 Z2g 2u2 Wf22p2 Wf简化:Zg Re 由dud0.1068001.54 8.481031.510题 27附图 0.002,查得 0.026管路中:进口 0.5 90弯头 0.75 2 个半开闸阀 4.5出口1lu2301601.52Wf ( ) (0.026 0.5 20.75 4.51)d20.1062 60.87J /kg6Z (p2 W0.161

25、0f)/ g (800 60.87)/9.81 26.6m28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 101.3 kPa。试求鼓风机的有效功率。解:以吸入管测压处为

26、1-1面,洗涤塔管出口内侧为2-2面,列柏努力方程:Z11g p12u2Wp2121e Z2g2u2 Wf题 28 附图简化:p112u21We Z2g Wf其中:p1 H2OgR 10009.810.06 588.6pau V3600s36000.785d20.7850.252 20.38m/s50空气物性:1.093kg /m3,19.6106pasRe du0.251.09320.3819.6106 2.84105又0.15d250 0.0006查得 0.018Wl l2ef (du进出)2Wf塔 (l ledu2p进出)2 (0.0185520.38220.255)2.451031.1

27、.093 3375J /kgWe Z2g Wf p1/159.813375588.6/1.093 4060.7J /kgPe msWe VsWe 360036001.0934060.7 4.22kW29如附图所示，用离心泵将某油品输送至一密闭容器中。 A、B 处压力表的读数分别为 1.47MPa、1.43 MPa，管路尺寸为894mm，A、B 两点间的直管长度为 40m，中间有6 个 90标准弯头。已知油品的密度为820 kg/m3，粘度为 121mPas，试求油在管路中的流量。B解:在 AB 间列柏努力方程:ZAg PAp1212uA ZBg BuB Wf22pB Wf1.5mA0.5m简化

28、:PA Zg 题 29附图WfpA pB(1.47 1.43)106 Zg 19.81 38.97J /kg820l leu2又Wfd2油品粘度大, 设流动为层流.64l leu232(l le)uWf2dud2d90 标准弯头le 35d 350.081 2.835m032121103(40 62.835)u38.97 20.081 820解得u 0.95m/sRe 假设正确Vsdu0.0810.95820 521.520001211034d2u 0.7850.08120.95 4.89103m3/s 17.61m3/h3020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

29、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:Zg Wfl leu2即:Zg d2100 u2代入数据:59.810.032 2化简得:u 0.0313920.05 0.00156d32查完全湍流区 0.022设 0.021,由(1)式得u 1.22m/s由附录查得 20苯物性: 876kg m3 0.737mPasRedu0.0328791.224 4.661030.73710查图， 0.026再设 0.026，由（1）得u 1.10m/s0.0328791.104 4.201030.73710查得 0.

30、26假设正确u 1.10m/sRe流量：Vs31如附图所示，密度为 的流体以一定的流量在一等径倾斜管道中流过。在A、B 两截面间连接一 U 形压差计， 指示液的密度为0， 读数为 R。 已知 A、 B 两截面间的位差为h，试求：（1）AB 间的压力差及能量损失；（2）若将管路水平放置而流量保持不变， 则压差计读数及 AB 间的压力差为多少?解： （1）在 A-A 与 B-B 间柏努利方程：4d2u 0.7850.03221.1 8.84104m3s 3.183m3hPAP1212uA ZAg BuB ZBg Wf A B22BAh其中uA=uBzB zA hWfABPA PB hgR对于 U

31、形差压计PA ZA g PB ZB(ZB R)g R gPA PB (ZA ZB) g R(o) gPAB h g R(o) g题 31附图WfABhg R(o)g hg R(o)g（2）水平放置时流量不变管路总能量损失WfAB不变。而 U 形差压计读数 R 实际反映了阻力的大小，所以R 不变。此时，PAB32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）

32、。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：题 32附图1 10 0Wf R(o)gP1P112 Z1g u122 Z2g u2Wf22简化 ：Zg WfABD而WfABDWfABWfBDlABu12luBD2d12d22228u1215u2 0.03有：109.81 0.030.038 20.032 2化简11.05u1 7.03u2 98.1又由连续性方程：u2 (代入上式：11.05u1 7.031.41 u1 98.

33、1解得：u11.98m/s流量：Vs22222d138)u1 ()2u11.41u1d2324d12u1 0.7850.038221.98 2.244103m3s 8.08m3h（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，WfBcWfBD22lBCu2lBDu2d32d222212u315u2u31.118u2(1)又Vs1Vs2Vs34d12u242d2u242d3u3382u1 322u2 322u3=3222.118u2 u11.502u2(2)在高位槽液面与 BD 出口列柏努利方程：Z g WfWfABWfBD228u1215u2 0.031

34、09.81 0.030.038 20.032 211.05u1 7.03u2 98.1(3)将（2）代入（3）式中：11.051.502 u2 7.03u2 98.1解得：u21.752m流量：Vs1Vs2Vs322222su1 2.63m2su31.96ms343md u 0.7850.038 2.63 2.9810211s33m10.73h342d2u2 0.7850.03221.752 1.408103ms 5.07m3hd32u3 0.7850.03221.96 1.576103m3 5.67msh433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

35、读数为 350mmHg。管内液体的密度为 1050kg/m3，粘度为 0.5cP，试计算液体的体积流量。解：A040 ()2 0.25A180设Re Rec，查得C0 0.25Vs C0A02g(1)Vs2 0.6250.7850.042320.35(136001050)981 7.11103ms1050u 0.785d1d1u7.11103m1.4 1 52s0.7850.080.081.41510505 2.381030.510Re4而Rec 710Re Rec假设正确，以上计算有效。34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

36、的钢管，1 12 2题 34附图总长为 220m（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 400mmHg。摩擦系数可取为 0.02。试求：（1）水流量，m3/h；（2）每 kg 水经过泵所获得的机械能。解： （1）Vs C0A02g(0)2 0.610.7850.021.9110320.49.81(13600 998.2)998.23m3s 6.88mh（2）以水池液面为11面，高位槽液面为22面，在11 22面间列柏努利方程：11212u1 Z1g We2u2 Z2g Wf22简化:We Zg Wfl leu2而W

37、fd2Vs1.91103 0.973m其中：u 22s0.785d0.7850.052200.9732 41.656JWf 0.02kg0.052We129.81 41.656 159.4Jkg35以水标定的转子流量计用来测量酒精的流量。已知转子的密度为 7700 kg/m3，酒精的密度为 790 kg/m3，当转子的刻度相同时，酒精的流量比水的流量大还是小？试计算刻度校正系数。解：Vs2Vs11(f2)1000(7700 790)1.1432(f1)790(7700 1000)酒精流量比水大36 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

38、 m3/h 时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为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：u1Vs4d123600 2.166ms0.7850.07230u23600 4.246ms0.7850.05230在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失；p1p1212u1 Z1 He2u2 Z2g2gg2gp2 p112(u2u12) Zg2gHe(215 40)1031(4.2462 2.1162) 0.4329.8110 9.81=27.07mPe QHg 3036001039.8127.07 2.213kWPe2.2

39、13100% 100% 64.1%P3.4537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u2当量长度） 。管内径为 75mm，换热器的压头损失为32，摩擦系数可取为 0.03。此离心2g泵在转速为 2900rpm 时的性能如下表所示：Q/(m3/s)H/m0260.00125.50.00224.50.003230.004210.00518.50.00615.50.007120.0088.5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：HeP

40、1 Z u2hf Z hfg2gl leu2l leu2 Z hf Z (32)d2gd2gHe10 (0.034001Q32)()220.07529.810.7850.07552H(m)3634323028262422201816141210810 5.01910 Q（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：泵特性 曲线管路 特性 曲线Q 0.0045m3sH 20.17m38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，其它物性与水相近。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

41、）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He Z 0.0000.0020.0040.0060.008Q(m /s)3P BQ2 Z BQ2不变g（1）输送量不变； （2）压头不变；（3）轴功率：P PeQHg增加（4）在贮槽液面 1-1和泵出口 2-2间列柏努力方程：p1p1212u1 Z1 He2u2 Z2hfg2gg2g简化：p2gHe12u2 Z2hf2g工作点 Q，He不变， u即P2随的增加而增加。hf不变39用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为H 40 0.01Q，管路特性方程为2He 25 0.03Q2，两式中 Q 的单位均为 m

42、3/h，H 的单位为 m。试求：（1）泵的输送量；（2）若有两台相同的泵串联操作，则泵的输送量又为多少？解： （1）H 40 0.01Q2He 25 0.03Q222联立：40 0.01Q 25 0.03Q解得：Q 19.36m（2）两泵串联后：泵的特性：H 2(40 0.01Q )与管路特性联立：25 0.03Q 2(40 0.01Q )解得：Q 33.17m40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。0解：查附录：80 C水，Pv 0.473610 Pa,52223h3h 971.8k

43、gm3IS65-50-125 泵气蚀余量 NPSH=2.0m泵允许安装高度：Hg允P0 Pv(NPSH)允hf吸入g981030.4736105 2.0 4=971.89.81=0.69m为安全起见，再降低0.5m，即Hg 0.690.5 1.2m即泵需要安装在水槽液面以下1.2m或更低。41用油泵从贮槽向反应器输送 44的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为 652kPa。泵位于贮槽液面以下 1.5m 处，吸入管路全部压头损失为 1.6m。44时异丁烷的密度为 530kg/m3，饱和蒸汽压为 638 kPa。所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m，问此泵能否正常操作？解：泵允许的安装高度

44、：Hg允P0 Pv(NPSH)允hf吸入g（652638） 1033.51.65309.81 2.4mHg定 Hgy允此泵安装不当，会发生气蚀现象。42用内径为100mm 的钢管将河水送至一蓄水池中，要求输送量为70m3/h。水由池底部进入，池中水面高出河面 26m。管路的总长度为 60m，其中吸入管路为 24m（均包括所有局部阻力的当量长度） ，设摩擦系数为 0.028。 今库房有以下三台离心泵， 性能如下表，试从中选用一台合适的泵，并计算安装高度。设水温为20，大气压力为 101.3kPa。 （略）序号1IS100-80-1251002IS100-80-160100603解：在河水与蓄水池

45、面间列柏努力方程，并简化：IS100-80-2001005032542900763.6602036290078654.03.0型号Q，m3/h60H，m24290078704.53.5n，rpm，67（NPSH）允4.0l leu2He Z hf Z d2g70Q3600 2.48m其中：u s0.785d20.7850.1260 2.482He 26 0.028 31.3m0.1 29.81由Q 70m3h,He 31.3m选泵 IS100-80-1603气蚀余量以Q 100mh下(NPSH)允 4.0计200C水， 998.2kgHg允m3Pv 2.338kPaP0 Pv(NPSH)允hf

46、吸入ghf吸入(l le)吸入u2242.482 0.028 2.1m0.129.81d2g(101.3 2.338)103 4.0 2.1 4m998.29.81Hg允减去安全余量0.5m，实为3.5m。即泵可安装在河水面上不超过3.5m的地方。43 常压贮槽内装有某石油产品， 在贮存条件下其密度为760 kg/m3。现将该油品送入反应釜中，输送管路为572mm，由液面到设备入口的升扬高度为5m，流量为 15m3/h。釜内压力为 148kPa（表压） ，管路的压头损失为5m（不包括出口阻力） 。试选择一台合适的油泵。解：u Vs4d236001.89m2s0.7850.05315在水槽液面1

47、1与输送管内侧22面间列柏努力方程，简化有：He Z P12u2hfg2g14810311.9825 30.03mHe 57609.8129.81由 Q=15m其性能为；流量：19.8m效率： 55%44 现从一气柜向某设备输送密度为1.36kg/m3的气体， 气柜内的压力为 650Pa （表压） ，设备内的压力为 102.1kPa（绝压） 。通风机输出管路的流速为12.5m/s，管路中的压力损失为500Pa。试计算管路中所需的全风压。 （设大气压力为 101.3kPa）33hHe 30.03m查油泵性能，选泵 60Y-60Bh压头38m轴功率3.75kW允许的气蚀余量2.6m解：PT (P2 P1)22u2 Pf3102.1101.30.6510 756.25Pa1.3612.525002