比较结果,当E2=2006Jkg时才能保证输送任务。将E2值代入式(a),得 We=2006-98.06=1908J/kg 通过泵的质量流量为 10800+6400 4.78kg/s 3600 泵的有效功率为 N=Ww3=1908×4.78=9120W=9.12kW 泵的轴功率为 N9.12 N =152kW 70.6 最后须指出,由于泵的轴功率是按所需能量较大的支管来计算的,当油品从截面2-2 到4-4的流量正好达到6400kgh的要求时,油品从截面2-2到3-3的流量在管路阀全开 时便大于10800kgh。所以操作时要把泵到3-3截面的支管的调节阀关小到某一程度,以提 高这一支管的能量损失,使流量降到所要求的数值 习题 1.燃烧重油所得的燃烧气,经分析测知其中含8.5%CO,7.5%O,76%N2,8%HO(体 积%)。试求温度为500℃、压强为101.33×103Pa时,该混合气体的密度。 2.在大气压为101.33×103Pa的地区,某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为984×10Pas 若在大气压为8.73×10Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值,则真空表读数应为多 3.敞口容器底部有一层深0.52m的水,其上部为深346m的油。求器底的压强,以Pa 表示。此压强是绝对压强还是表压强?水的密度为1000kg/m3,油的密度为916kg/m3。 4.为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量,采用图1-7所示的装置。控制调节阀使压缩空 气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。今测得U型压差计读数R=130mmHg,通气管距贮槽底 部h=20cm,贮槽直径为2m,液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨? 5.一敞口贮槽内盛20℃的苯,苯的密度为880kg/m3。液面距槽底9m,槽底侧面有 直径为500mm的人孔,其中心距槽底600mm,人孔覆以孔盖,试求 (1)人孔盖共受多少静止力,以N表示 (2)槽底面所受的压强是多少? 6.为了放大所测气体压差的读数,采用如图所示的斜管式压差计,一臂垂直,一臂与 水平成20°角。若U形管内装密度为804kg/m3的95%乙醇溶液,求读数R为29mm时的 910kg/m3 习题6附图 习题7附图
比较结果，当 E2=2006 J/kg 时才能保证输送任务。将 E2 值代入式（a），得 We=2006－98.06=1908 J/kg 通过泵的质量流量为 4.78kg/s 3600 10800 6400 = + ws = 泵的有效功率为 Ne=Wews=1908×4.78=9120W=9.12kW 泵的轴功率为 15.2kW 0.6 9.12 = = = Ne N 最后须指出，由于泵的轴功率是按所需能量较大的支管来计算的，当油品从截面 2―2 到 4―4 的流量正好达到 6400kg/h 的要求时，油品从截面 2―2 到 3―3 的流量在管路阀全开 时便大于 10800kg/h。所以操作时要把泵到 3－3 截面的支管的调节阀关小到某一程度，以提 高这一支管的能量损失，使流量降到所要求的数值。 习 题 1．燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含 8.5%CO2，7.5%O2，76%N2，8%H2O（体 积%）。试求温度为 500℃、压强为 101.33×103Pa 时，该混合气体的密度。 2．在大气压为 101.33×103Pa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为 9.84×104Pa。 若在大气压为 8.73×104Pa 的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多 少？ 3．敞口容器底部有一层深 0.52m 的水，其上部为深 3.46m 的油。求器底的压强，以 Pa 表示。此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为 1000kg/m3，油的密度为 916 kg/m3。 4．为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用图 1-7 所示的装置。控制调节阀使压缩空 气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。今测得 U 型压差计读数 R=130mmHg，通气管距贮槽底 部 h=20cm，贮槽直径为 2m，液体密度为 980 kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？ 5．一敞口贮槽内盛 20℃的苯，苯的密度为 880 kg/m3。液面距槽底 9m，槽底侧面有一 直径为 500mm 的人孔，其中心距槽底 600mm，人孔覆以孔盖，试求： （1）人孔盖共受多少静止力，以 N 表示； （2）槽底面所受的压强是多少？ 6．为了放大所测气体压差的读数，采用如图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与 水平成 20°角。若 U 形管内装密度为 804 kg/m3的 95%乙醇溶液，求读数 R 为 29mm 时的
压强差 7.用双液体U型压差计测定两点间空气的压差,测得R=320mm。由于两侧的小室不 够大,致使小室内两液面产生4mm的位差。试求实际的压差为多少Pa。若计算时忽略两小 室内的液面的位差,会产生多少的误差?两液体密度值见图。 8.为了排除煤气管中的少量积水,用如图所示的水封设备,水由煤气管路上的垂直支 管排出,已知煤气压强为1×105Pa(绝对压强)。问水封管插入液面下的深度h应为若干?当 地大气压强p=98×10Pa,水的密度p=1000kg/m3 煤气管 水封槽 习题8附图 习题9附图 l一精馏塔;2—冷凝器 9.如图示某精馏塔的回流装置中,由塔顶蒸岀的蒸气经冷凝器冷凝,部分冷凝液将流 回塔内。已知冷凝器内压强p=1.04×105Pa(绝压),塔顶蒸气压强p2=108×10Pa(绝压, 为使冷凝器中液体能顺利地流回塔内,问冷凝器液面至少要比回流液λ塔处高岀多少?冷凝 液密度为810kg/m3 习题10附图 习题11附图 壳体;2顶盖;3管束;4花板;5—空气进出口 10.为测量气罐中的压强pB,采用如图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为 的液体,U形管下部指示液密度为p2。管与杯的直径之比dD。试证 hg(p,-p,)-hg
压强差。 7．用双液体 U 型压差计测定两点间空气的压差，测得 R=320mm。由于两侧的小室不 够大，致使小室内两液面产生 4mm 的位差。试求实际的压差为多少 Pa。若计算时忽略两小 室内的液面的位差，会产生多少的误差？两液体密度值见图。 8．为了排除煤气管中的少量积水，用如图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支 管排出，已知煤气压强为 1×105Pa(绝对压强)。问水封管插入液面下的深度 h 应为若干？当 地大气压强 pa=9.8×104Pa，水的密度ρ=1000 kg/m3。 9．如图示某精馏塔的回流装置中，由塔顶蒸出的蒸气经冷凝器冷凝，部分冷凝液将流 回塔内。已知冷凝器内压强 p1=1.04×105Pa（绝压），塔顶蒸气压强 p2=1.08×105Pa（绝压）， 为使冷凝器中液体能顺利地流回塔内，问冷凝器液面至少要比回流液入塔处高出多少？冷凝 液密度为 810 kg/m3。 10．为测量气罐中的压强 pB，采用如图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为 ρ1 的液体，U 形管下部指示液密度为ρ2。管与杯的直径之比 d/D。试证： ( ) 2 2 2 1 1 D d p p hg hg B = a − − −
11.列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成,空气以9m/s的速度在列管 内流动。空气在管内的平均温度为50℃,压强为196×10Pa(表压),当地大气压为98.7 ×103Pa。试求 (1)空气的质量流量 (2)操作条件下空气的体积流量 (3)将(2)的计算结果换算为标准状态下空气的体积流量。 注:中25×25mm钢管外径为25mm,壁厚为2.5mm,内径为20mm。 12.高位槽内的水面高于地面8m,水从φ108×4mm的管路中流出,管路出口高于地 面2m。在本题中,水流经系统的能量损失可按h=65u2计算,其中u为水在管内的流速, 试计算 (1)A一A截面处水的流速; (2)出口水的流量,以m3/h计。 压力表 习题12附图 习题13附图 13.在图示装置中,水管直径为φ57×3.5mm。当阀门全闭时,压力表读数为3.04× 10Pa。当阀门开启后,压力表读数降至203×104Pa,设总压头损失为0.5m。求水的流量为 若干m3/h?水密度p=1000kg/m3 14.某鼓风机吸入管直径为200mm,在喇叭形进口处测得U型压差计读数R=25mm, 指示液为水。若不计阻力损失,空气的密度为1.2kgm3,试求管路内空气的流量 习题14附图 习题15附图 15.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定。各部分相对位 置如图所示。管路的直径均为φ76×2.5mm,在操作条件下,泵入口处真空表读数为24.66 ×103Pa,水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的阻力损失可分别按h=2n2与加=10n2计
11．列管换热器的管束由 121 根φ25×2.5mm 的钢管组成，空气以 9m/s 的速度在列管 内流动。空气在管内的平均温度为 50℃，压强为 196×103Pa（表压），当地大气压为 98.7 ×103Pa。试求： （1）空气的质量流量； （2）操作条件下空气的体积流量； （3）将（2）的计算结果换算为标准状态下空气的体积流量。 注：φ25×2.5mm 钢管外径为 25mm，壁厚为 2.5mm，内径为 20mm。 12．高位槽内的水面高于地面 8m，水从φ108×4mm 的管路中流出，管路出口高于地 面 2m。在本题中，水流经系统的能量损失可按 hf=6.5u2 计算，其中 u 为水在管内的流速， 试计算： （1）A－A 截面处水的流速； （2）出口水的流量，以 m3 /h 计。 13．在图示装置中，水管直径为φ57×3.5mm。当阀门全闭时，压力表读数为 3.04× 104Pa。当阀门开启后，压力表读数降至 2.03×104Pa，设总压头损失为 0.5m。求水的流量为 若干 m3 /h？水密度ρ=1000kg/m3。 14．某鼓风机吸入管直径为 200mm，在喇叭形进口处测得 U 型压差计读数 R=25mm， 指示液为水。若不计阻力损失，空气的密度为 1.2kg/m3，试求管路内空气的流量。 15．用离心泵把 20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。各部分相对位 置如图所示。管路的直径均为φ76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表读数为 24.66 ×103Pa，水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的阻力损失可分别按 hf1=2u 2 与 hf2=10u 2 计
算。式中α为吸入管或排出管的流速。排出管与喷头连接处的压强为98.07×10Pa(表压)。 试求泵的有效功率。 16.图示为30℃的水由高位槽流经直径不等的两段管路。上部细管直径为20mm,下 部粗管直径为36mm。不计所有阻力损失,管路中何处压强最低?该处的水是否会发生汽化 现象? 17.图示一冷冻盐水的循环系统。盐水的循环量为45m3/h,管径相同。流体流经管路 的压头损失自A至B的一段为9m,自B至A的一段为12m。盐水的密度为1100kg/m3,试 (1)泵的功率,设其效率为0.65 (2)若A的压力表读数为147×10中Pa,则B处的压力表读数应为多少Pa? 在水平管路中,水的流量为2.5J/s,已知管内径d=5cm,d=2.5cm及h=lm,若忽 略能量损失,问连接于该管收缩面上的水管,可将水自容器内吸上高度h为多少?水密度 p=1000kg/m3。 19.密度850kg/m3的料液从高位槽送入塔中,如图所示。高位槽液面维持恒定。塔内 表压为9.807×10Pa,进料量为5m3/h。进料管为φ38×2.5mm的钢管,管内流动的阻力损 失为30J/kg。问高位槽内液面应比塔的进料口高出多少? 20.有一输水系统如图所示。输水管径为φ57×35m。已知管内的阻力损失按h=45 n八2计算,式中u为管内流速。求水的流量为多少m3/s?欲使水量增加20%,应将水槽的 水面升高多少? 习题20附图 习题21附图 21.水以3.77×10-m/s的流量流经一扩大管段。细管直径d=40mm,粗管直径D=80m 倒U型压差计中水位差R=170mm,求水流经该扩大管段的阻力损失h,以mH2O表示三 22.贮槽内径D为2m,槽底与内径d为32mm的钢管相连,如图所示。槽内无液体 补充,液面高度h1=2m。管内的流动阻力损失按h=20u2计算。式中a为管内液体流速。试 求当槽内液面下降1m所需的时间 23.90℃的水流入内径为20mm的管内,欲使流动呈层流状态,水的流速不可超过哪 数值?若管内流动的是90℃的空气,则这一数值又为多少? 24.由实验得知,单个球形颗粒在流体中的沉降速度w与以下诸量有关 颗粒直径d;流体密度ρ与粘度μ,颗粒与流体的密度差ρa一ρ;重力加速度g。试通 过因次分析方法导出颗粒沉降速度的无因次函数式 25.用中168×9mm的钢管输送原油,管线总长100km,油量为6000kg/h,油管最大 抗压能力为1.57×107Pa。已知50℃时油的密度为890kg/m3,油的粘度为0181Pa·s。假定 输油管水平放置,其局部阻力忽略不计,试问为完成上述输送任务,中途需几个加压站
算。式中 u 为吸入管或排出管的流速。排出管与喷头连接处的压强为 98.07×103Pa（表压）。 试求泵的有效功率。 16．图示为 30℃的水由高位槽流经直径不等的两段管路。上部细管直径为 20mm，下 部粗管直径为 36mm。不计所有阻力损失，管路中何处压强最低？该处的水是否会发生汽化 现象？ 17．图示一冷冻盐水的循环系统。盐水的循环量为 45 m3 /h，管径相同。流体流经管路 的压头损失自 A 至 B 的一段为 9m，自 B 至 A 的一段为 12m。盐水的密度为 1100 kg/m3，试 求： （1）泵的功率，设其效率为 0.65； （2）若 A 的压力表读数为 14.7×104Pa，则 B 处的压力表读数应为多少 Pa？ 18．在水平管路中，水的流量为 2.5l/s，已知管内径 d1=5cm，d2=2.5cm 及 h1=1m，若忽 略能量损失，问连接于该管收缩面上的水管，可将水自容器内吸上高度 h2 为多少？水密度 ρ=1000 kg/m3。 19．密度 850 kg/m3 的料液从高位槽送入塔中，如图所示。高位槽液面维持恒定。塔内 表压为 9.807×103Pa，进料量为 5m3 /h。进料管为φ38×2.5mm 的钢管，管内流动的阻力损 失为 30J/kg。问高位槽内液面应比塔的进料口高出多少？ 20．有一输水系统如图所示。输水管径为φ57×3.5mm。已知管内的阻力损失按 hf=45 ×u 2 /2 计算，式中 u 为管内流速。求水的流量为多少 m3 /s？欲使水量增加 20%，应将水槽的 水面升高多少？ 21．水以3.77×10－3m3 /s的流量流经一扩大管段。细管直径d=40mm，粗管直径D=80mm， 倒 U 型压差计中水位差 R=170mm，求水流经该扩大管段的阻力损失 hf，以 mH2O 表示。 22．贮槽内径 D 为 2m，槽底与内径 d0 为 32mm 的钢管相连，如图所示。槽内无液体 补充，液面高度 h1=2m。管内的流动阻力损失按 hf=20u2 计算。式中 u 为管内液体流速。试 求当槽内液面下降 1m 所需的时间。 23．90℃的水流入内径为 20mm 的管内，欲使流动呈层流状态，水的流速不可超过哪 一数值？若管内流动的是 90℃的空气，则这一数值又为多少？ 24．由实验得知，单个球形颗粒在流体中的沉降速度 ui 与以下诸量有关： 颗粒直径 d；流体密度ρ与粘度μ，颗粒与流体的密度差ρa－ρ；重力加速度 g。试通 过因次分析方法导出颗粒沉降速度的无因次函数式。 25．用φ168×9mm 的钢管输送原油，管线总长 100km，油量为 60000kg/h，油管最大 抗压能力为 1.57×107Pa。已知 50℃时油的密度为 890kg/m3，油的粘度为 0.181Pa·s。假定 输油管水平放置，其局部阻力忽略不计，试问为完成上述输送任务，中途需几个加压站？
所谓油管最大抗压能力系指管内输送的流体压强不能大于此值,否则管子损坏 压缩空气 孔板流量计 酸蛋 习题26附图 习题27附图 每小时将2×10kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽(见图)。反应器液面上方保 持267×10Pa的真空度,高位槽液面上方为大气压。管路为φ76×4mm钢管,总长50m 管线上有两个全开的闸阀,一个孔板流量计(4)、五个标准弯头。反应器内液面与管出口 的距离为15m。若泵的效率为07,求泵的轴功率。溶液p=1073kg/m3,p=63×10a·s, E=0. 3mm 27.用压缩空气将密闭容器(酸蛋)中的硫酸压送到敞口高位槽。输送流量为0.1mmin, 输送管路为φ38×3mm无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m,在压送过程中 设位差不变。管路总长20m,设有一个闸阀(全开),8个标准90°弯头。求压缩空气所需 的压强为多少(表压)?硫酸P为1830kgm3,为0.012Pa·s,钢管的c为0.3mm 28.粘度为0.03Pa·s、密度为900kg/m3的液体自容器A流过内径40mm的管路进入 容器B。两容器均为敞口,液面视作不变。管路中有一阀门,阀前管长50m,阀后管长20m (均包括局部阻力的当量长度)。当阀全关时,阀前、后的压力表读数分别为8.82×10Pa 和441×104Pa。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)管路的流量 (2)阀前、阀后压力表的读数有何变化? 习题28附图 习题29附图 29.如图所示,某输油管路未装流量计,但在A、B两点的压力表读数分别为p=1.47
所谓油管最大抗压能力系指管内输送的流体压强不能大于此值，否则管子损坏。 26．每小时将 2×104kg 的溶液用泵从反应器输送到高位槽（见图）。反应器液面上方保 持 26.7×103Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。管路为φ76×4mm 钢管，总长 50m， 管线上有两个全开的闸阀，一个孔板流量计（ζ=4）、五个标准弯头。反应器内液面与管出口 的距离为 15m。若泵的效率为 0.7，求泵的轴功率。溶液ρ=1073 kg/m3，μ=6.3×10－4Pa·s， ε=0.3mm。 27．用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送到敞口高位槽。输送流量为 0.1m3 /min， 输送管路为φ38×3mm 无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为 10m，在压送过程中 设位差不变。管路总长 20m，设有一个闸阀（全开），8 个标准 90°弯头。求压缩空气所需 的压强为多少（表压）？硫酸ρ为 1830kg/m3，μ为 0.012Pa·s，钢管的ε为 0.3mm。 28．粘度为 0.03 Pa·s、密度为 900 kg/m3 的液体自容器 A 流过内径 40mm 的管路进入 容器 B。两容器均为敞口，液面视作不变。管路中有一阀门，阀前管长 50m，阀后管长 20m （均包括局部阻力的当量长度）。当阀全关时，阀前、后的压力表读数分别为 8.82×104Pa 和 4.41×104Pa。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）管路的流量； （2）阀前、阀后压力表的读数有何变化？ 29．如图所示，某输油管路未装流量计，但在 A、B 两点的压力表读数分别为 pA=1.47