第一部分化工原理计算题解析

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1、【1-1】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m，当地大气压力为 101.2kPa。试求： 管子上端空间的绝对压力；（2）管子上端空间的表压；（3）管子上端空间的真空度；（4）若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m，h=2m水柱。（1）管子上端空间的绝对压力p绝在水平面1-1处的压力平衡，有p绝亠:gh二大气压力习题1-1附图卩绝=101200 _1000 X9.81 疋2 =81580 Pa（绝对压力）（2）管子上端空间的表压p表卩表=p绝-大气压力=81580 -101200 =_196

2、20 Pa（3）管子上端空间的真空度p真p真=-p 表=-19620 =19620 Pa槽内为四氯化碳，管中液柱高度h常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为64 =1594 kg/m3h二叫251594【1-2】在20 C条件下，在试管内先装入12cm高的水银，再在其上面装入5cm高的水。水银的密度为13550kg /m3，当地大气压力为101kPa。试求试管底部的绝对压力为多少 Pa。解 水的密度 讣=998kg/m333P =101X10 +（0.12 心3550 +0.05X998 甲9.81 =117.4X10 Pa【1-3】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为1250kg/的液体，液

3、面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m，容器上部空间的压力（表压）为表的读数。解容器上部空间的压力p =29. 4 kPa（表压）液体密度-=1250 kg/m3，指示液密度;?0 = 1400 kg / m3(1) 压差计读数 R=?在等压面1-1上p =pp = p3.2-1 h R * gp；二 p3.2 _2 1 h pg Rgp 2.2 h R = p 2.2 h Pg R-cgRg(R P)=0因g心r =0,故R =0(2) Pa =p +(3.2_1 )馬=29.4x103 +2.2x1250 X9.81 =56.4x103paPb =p +

4、(3.2 _2 )Pg =29.4 汉 103 臼.2 汉1250 疋9.81 =44.1 疋103 Pa【1-4】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为0.5m/s，管内径为 200mm，截面2处的管内径为 100mm。由于水的压力，截面1处产生1m高的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h为多少（忽略从 1到2处的压头损失）解 a =0.5m/sd1 =0.2m, d2 =0.1mU2d1d22= 0.5 (2)=2m / s2 2P1 P2 _U2 U1_ 22 -0.52_ 2=1.875p 二P2 =1.875 J =1.875 1000 = 18

5、75Pa=0.191191mmPg 1000X9.81水习题1-4附图习题1-5附图另一计算法2P1U11P222g心p2;g2 2U2 -U12g22 _0.522 9.81= 0.191m计算液柱高度时，用后一方法简便。【1-5】在习题 1-16附图所示的水平管路中，水的流量为2.5L/S。已知管内径d5cm, d2 =2.5cm，液柱高度=1m。若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。解水的体积流量qv =2.5l /s =2 5. 10- m3 s/,截面 1 处的流速U1=2.5 101.274m/s 2 . 2d-i x0 0544截面2处的流速2d-d=1.27 业 I002

6、5 丿=5 .m S在截面1与2之间列伯努利方程，忽略能量损失。2 2P1. U1_ P2. U2_巾2g 一巾2gp,d10 05計厂1 0251 +0.025 +2X9.812（和）2 9.81截面2处的静压头 h = -0. 2 1m8水柱负值表示该处表压为负值，处于真空状态。【1-6】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽，下面的出水管直径为57mm 3.5mm。当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa。而阀门开启后，压力表读数降至 20.3kPa。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m水柱，试求水的流量为多少m3/h ?解出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa (表压)能反

7、映出水槽的水面距出水管的高度P57Tirimx J 5riwri习题1-6附图2p表30.4 103 31h33.1mpg 103x9.81阀门开启后，压力表读数氏=20.3kPa (表压)U2从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速2Z1 =丘唔八Hf;g qV = 1 0.2 qV =1孤gQ2U2乙=h =3.1mHf =0.5m水柱20.3 x103一 “3.13-0.5103x9.81 2x9.81u2 =3.23m/s d =0.05m水的流量qv2U2二一 0.052 3.23 =6.34 10m3/s=22.84/h【1-7】如习题1-19知水在管路中流动的

8、机械能损失为附图所示，有一高位槽输水系统，管径为2x hf =45 - (u为管内流速257mm 3.5mm。已试求水的流量为多少m3/h。欲使水的流量增加 20%，应将高位槽水面升高多少米?解 管径d =0.05m，2机械能损失 hf =45 -2(1)以流出口截面处水平线为基准面，乙=5m, Z2 =0, u1 =0, u2 =?22U2U2乙 g 45 心2水的流量qv订2= 1.46 m/sU22-乙g46刃=才0.051 46 =2 87 10U2 =1.2u2 =1.2 1.46 =1.75 m/sZ 1 g =23(U2)Z| 二52 ” m9.81高位槽应升高7.18 5 =2

9、.18 m【1-8】 如习题1-20附图所示，用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为32mm 2.5mm,管的下端位于水面以下2损失为8学。若截面2一2处的真空度为2g1 2失为1 土。试求：吸入管中水的流量,2 2g2m，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头39.2kPa，由1-1截面至2一2截面的压头损m3/h ； (2)吸入口 1一1截面的表压。解 管内径 d =0.032 _ 0 00250 02mm,水密度 =1000kg/ 3截面2_2处的表压 p2 - -39.2kPa，水槽表面Pi =0 (表压)(1)从00至2_2,0 -0为基准面,压头损失乙二0, Z2 二3m, U0 二

10、 0, U2 二？2 Hf =8 竺+1f 2g 2 2g . 2 2g2j+xI 2 丿2x9.81=1.43m/ s= 8 U22:g 2g-39.2 103+_1000 9.812 9.81U22U2水的流量qV d2u2 3 6 0 =0(44.0(2 721 4 3 36 0 0mWh9 5 从1 -1至2-2,乙=0乙=52p忆上1竺g-g 2 2gP1=5 -39.2 103 1 1.4321000 9.81 一5 1000 9.81 2 2 9.81 p =10.4 103Pa =10.4kPa(表压)【1-9】20 C的水在 219mm 6mm的直管内流动。试求：管中水的流量

11、由小变大，当达到多少m3 /s时，能保证开始转为稳定湍流；(2)若管内改为运动黏度为 0.14cm2/s的某种液体，为保持层流流动，管中最大平均流速应为多少？解 (1)水，20 C, 1 =998.2kg/m 1.005 10 Pa s,d = 0.207mduP0.2075X998.2Re - j40003u -0.01945m/ s1.005X10体量流量qV =：d2u =： x(0.207 ) X0.01945 =6.54 X10“m3/s242(2)- =0.14cm /s =0.14 10丿m /sdu “cc0. 2 CU7Re20004u=0.135m/sv0.14X10直管中

12、流动。此管为光滑管。试计算其摩擦损失。(1)试计算此管路的摩擦损失;若流量增加到990L/ h ,解水在10 C时的密度匸=999. 7kg/ m3，黏度=1.306 xjWpa s, d=0O5m I = 100m 光滑管。3(1)体积流量qv =330l / h =0.33m/h流速 u =qV0.330.0467 m / s3600 d236000 05244雷诺数RdU005 00467 999.7 =仃87 层流卩1.306 x10?摩擦系数=64640.0358Re 17872 2摩擦损失hf =U0.0358 竺(0.0467) =0.0781 J/kgf d 20.052(2)

13、体积流量qV =990L/h=0.99 m/h因流量是原来的3倍，故流速 u =0.0467 3 =0.14 m/s雷诺数 Re =1787 3 =5360湍流对于光滑管，摩擦系数用Blasius方程式计算=0.0370.3164 _ 0.3164Re0.25 一 (5360)0.25也可以从摩擦系数-与雷诺数 Re的关联图上光滑管曲线上查得, =0.037。吋)=0.725 J/kg2”摩擦损失hf 二丄=0 .037 -d 20.052【1-12】把内径为 20mm、长度为2m的塑料管(光滑管)，弯成倒 U形，作为 虹吸管使用。如习题1-31附图所示，当管内充满液体，一端插入液槽中，另一端

14、就会使槽中的液体自动流出。液体密度为1000kg/m3，黏度为1mPa s。为保持稳态流动，使槽内液面恒定。要想使输液量为1.7m3/h，虹吸管出口端距槽内液面的距离h需要多少米？解 已知 d = 0.02m, I =2m,=103kg/m3, .L=1mPa s，体积流量 q =1.7m3 /h流速 二乩=1.7/3600 =1.504m/sd2 0.02244从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式,以虹吸管出口截面为基准h工丄以2gd2gduP 0.02灯.504工1000 ccx “4 、辿、云Re33.01 10 湍流1 10 -光滑管，查得怎=0.0235，管入口突然缩小2=

15、0.5U形管（回弯头）=1.5/21 0.0235 -I0.020.5 1.51.50422 9.81= 0.617m习题1-13附图习题1-12附图【1-13】如习题1-32附图所示，有黏度为1.7mPas、密度为765kg /m3的液体，从高位槽经直径为114mm 4mm的钢管流入表压为0.16 MPa的密闭低位槽中。液体在钢管中的流速为1m/s，钢管的相对粗糙度；/d =0.002，管路上的阀门当量长度1 =50d。两液槽的液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离H。解在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H ,以低位槽液面为基准面。p =0（表压），p2 =0.16 106pa,两槽

16、流速 5 = u2 = 0 ,乙=H,Z2=0,管内流速 u =1m/s,管径 d =0.106m液体密度 ：，=765kg/m3,黏度 J =1.7 10Pa sdu0.106 1 7654雷诺数Re34.77 10 湍流卩1.7心0丄；/d =0.002,查得-0.0267管长I =30，160 = 190n，阀门=50，高位槽的管入口=0.5，低位槽管出口=1,d90。弯头=0.75H二止丄b、-Pg I d丿2g0 16X106 一190）1120 026750 0 5 10 7523 9m765 9 81 .0 1062 9 81【1-14】如习题 1-34附图所示，在水塔的输水管设

17、计过程中，若输水管长度由最初方案缩短25%，水塔高度不变，试求水的流量将如何变化？变化了百分之几?水在管中的流动在阻力平方区,且输水管较长，可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头。解 在水塔高度 H不变的条件下，输水管长度缩短，输水管中的水流量应增大。从水塔水面至输水管出口之间列伯努利方程，求得d 2g因水塔高度 H不变，故管路的压头损失不变。管长缩短后的长度I与原来长度I的关系为在流体阻力平方区，摩擦系数恒定不变，有习题1-14附图2 2,l(u) l ud 2gd 2g故流速的比值为890U 二半 二 .01873 =1.06m/s 2 27d 7 15E 0.15 1.06 890 2 层流1

18、81 1064 二色 0.0818Re 782流量的比值为虹=1.155流量增加了15.5%qV【1-15】用168mm 9mm的钢管输送流量为60000kg / h的原油，管长为100km，油管最大承受压力为15.7MPa。已知50 C时油的密度为 890kg /m3，黏度为181mPa s。假设输油管水平铺设，其局部摩擦阻力损失忽略不计，试问为完成输油任务，中途需设 置几个加压站?解 d =0. 1 m, l=1 0kcmm 呼 6 0 0/00 h3= 890kg / m ,=181mPa s因为是等直径的水平管路，其流体的压力降为P = Q hf2=890 0.08183100 100

19、.151.06x2=2.73x107Pa=27.3 MPa油管最大承受压力为15.7MPa加压站数n =31.7 450km，每级的 cp=：27.3/2 =13.65MPa，低于油管最1 5 7需设置2级加压，每级管长为大承受压力。【1-16】如习题1-16附图所示，温度为 20 C的水，从水塔用 108mm 4mm钢管， 输送到车间的低位槽中，低位槽与水塔的液面差为12m，管路长度为 150m （包括管件的当量长度）。试求管路的输水量为多少m3/h，钢管的相对粗糙度/d =0.002。解 水，t =20C , T =998.2kg /m3,=1 004 10Pa s由伯努利方程，得管路的摩

20、擦阻力损失为 hf =Hg =12 9.81 =118 J / kg管内水的流速 u未知，摩擦系数不能求出。本题属于已知I =150m d =0.1m、；/d =0.002、 xhf =118J/kg，求 u与的问题。=-22d.1 hflg;/d 2.51l3.7 d ：hfX0.Vh体积流量 qV【1-17】如习题1-37附图所示，温度为20 C的水，从高位槽A输送到低位槽B,两水槽的液位保持恒定。当阀门关闭时水不流动，阀前与阀后的压力表读数分别为380kPa与30kPa。当管路上的阀门在一定的开度下，水的流量为1.7m /h，试计算所需的管径。输水管的长度及管件的当量长度共为42m，管子

21、为光滑管。本题是计算光滑管的管径问题。虽然可以用试差法计算，但不方便。最好是用光滑管的摩擦系数计算式0.31640 25Re.35(适用于 2.5 10 : Re 10)U晋，推导一个f与及d之间的计算式。解 水在 20C时-998.2kg/m-1 .004 10Pa s水的流量1.7m3/h，管长及管件当量长度I =42m阀门关闭时，压力表可测得水槽离压力表测压点的距离H A与H BHa80 103998.2 9.81=8.17mHbPb330 10998.2 9.81=3.06m两水槽液面的距离B之间列伯努利方程,H =Ha -Hb =8.17 3 06 = 5 1m以低位槽的液面为基准面

22、，从高位槽A的液面到低位槽得管路的摩擦损失 a hf与H的关系式为二hf =Hg =5.11 9.81 =50.1 J / kg对于水力光滑管，hf与qV及d之间的计算式为251 75qx.4.75hf =0 241丨上 4 hf .d4.d741lj筈代入已知数d4.75 =0.241 42伽4 吋998.2-0.25(1.7/3600)1.7550.1求得管内径为d =0. 02m5验证Re范围Re*-d1 74 998 2 -36003=290003 14X1 004X10X0 0205湍流符合计算式中规定的Re范围【1-18】.本题附图为远距离制量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两

23、相-GnpoU管压差计中，5-卩2 =也9只（忽略吹气管内的气柱压力）Pa - Pb 二 Pl - P2gR分别代入Pa与Pb的表达式，整理可得:油ght水g(H -h)工卜HggH1000-820“ 3-讣000何1360。.拠“机口界面位置。已知两吹气管出口的距离 H=1 m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m3。试求当压差计读数R=68 m时，相界面与油层的吹气管出口Pa = PlPb = P2【1-19】.高位槽内的水面高于地面8 m，水从108mm 4mm的管道中流出,管路出口高于地面 2 m。在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按、 hf -6.5u2计算（

24、不包括出口阻力损失），其中u为水在管内的流速m/s。试计算:（I） A-A截面处水的流速；（2）水的流量，以m3/h计距离ho解：如图，设水层吹气管出口处为a，煤油层吹气管出口处为b,且煤油层吹气管到液气界面的高度为Hi。则Pa =二油g(Hi h)杯g(H -h)(表压)Pb =r：油g H (表压)习题8附图1-19 题A:氓心:凰 B1-20 题压缩空气解：（1）取高位槽水面为上游截面1-1，管路出口内侧为下游截面 2一2,如图所示，那么z =8m,z2 =2m （基准水平面为地面）Ui - 0 , p P2 =Q表压），A-A处的流速与管路出口处的流速相同，Ua二氏（管径不变，密度相同

25、）在截面1 -1和2 一2间列柏努利方程方程，得2g ： z =勺 土 h，其中 hf = 6.5u222U2代入数据6.5u2=9.81 （8-2） 解得 u 二 uA=2.9m/s2（2） Vh 二uA=2.9 才 （108-4 2） 103600 = 82m3/h【1-20 . 20C的水以2.5 m/s的流速流经38mm 2.5mm的水平管，此管以锥形管与另一 53mm 3mm的水平管相连。如本题附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5J/kg,求两玻璃管的水面差（以m计），并在本题附图中画出两玻璃管中水 面的相对位置

26、。解:取代B两点处所在的与管路垂直的平面分别为上游和下游截面A-A和B -B，如图所示，并取管路中心线所在的水平面为基准面，那么Za = zb = 0 ,uA =2.5m/suB 二Ua(S)2 =2.5 (38一2.5 2)2 =1.23m/sdB53-3 2在截面A_A和B - B间列柏努利方程:2 2Ua Pa Ub .Pb . wPb 一 Pa22,Ua -Ubhf,A_B)P=(2 22.5 -1.232-1.5) 1000 =868.5Pa868 5查表得到 1Pa =0.102mmH2。， 那么88.5mmH2。0.102卩2-50，所以A点的压力大于B点的压力，即B管水柱比A管

27、高88.5mm1-21.用离心泵把20C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本题附图所示。管路的直径均为习题m附图1-21 题76mm 2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表 的读数为24.06 X 03 Pa；水流经吸入管与排出管（不 包括喷头）的能量损失可分别按hf,i =2u2与7 hf,2 =10u2计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强 为98.07床03 Pa（表压）。试求泵的有效功率。解：取水槽中水面所在的平面为截面1-1，并定为基准水平面。泵入口真空表连接处垂直于管子的截面为2-2。水洗塔出口处为截面3-3，如图

28、所示，那么有Z =0Z2= 1. mZ3= 14mU1： 0U2 = U3= uP1= 0 （表压）P2= -24.6 6 31PDa（表压）P3 =98.07 03 Pa （表压）P = 1000kg/m3在截面1-1和2-2间列柏努利方程，得2 2P1 gz1 U1些 gz2 专、hf,1、hf = 2u2代入以上数值解得u = 2m/sn -312Ws = u=1. 99X（76 X2. 5 2） X1 0 = 1 00kg 7. 9 1 /4 -再在截面1 -1和3 -3间列柏努利方程，得P1P2gz3 号、hf,2将以上数值代入，其中7 hf,2八hfv hf,2=12u2，解得We

29、 =261.3 J/kgNe 二 We ws=26 1 . 37.91 NA261-22 题下游截面，列柏努利方程，可以证明泵的功率完全用于2 2“ gzA 齐臥gzB号八hgzA【1-221 .本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密 度为1100 kg/m3，循环量为36 m3/h。管路的直径相同， 盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为98.1 J/kg， 由B流至A的能量损失为49 J/kg，试计算：（1）若泵的 效率为70%时，泵的轴功率为若干kW? （2）若A处的压 强表读数为245.2 103 Pa时，B处的压强表读数为若干？解：对循环系统，在管路中任取一截面同时作上游和克服流

30、动阻力损失。(1)质量流量 Ws 二Vs：=1100kg/m3 36m3/3600s = 11kg/sWw hf,AH hf,B=98.1 49=147.1J/kgNe 二 We Ws=1 4 7 1111 6 1J8 .siN = Ne =16 18. 1 / 0. 7 k2W3（2）在两压力表所处的截面 A、B之间列柏努利方程，以通过截面A中心的水平面作为位能基准面。其中，z- 0，zb7m ， u- ub ，Pa二 245.2 kPa，hf ,a_b二 98.1J /kg将以上数据代入前式，解得Pb =（匹-gzB八hf,A）=6.2 104Pa（表压）1-231 .用压缩空气将密度为1

31、100 kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽,两槽的液面维持恒定。管路直径均为60mm 3.5mm，其他尺寸见本题附图。各管段的能量损失为 v hf,AB八hf,cD =u2，- hf,BC =1.18u2。两压差计中的指示液均为水银。试求当 R1=45 mm，h=200 mm时：（1）压缩空气的压强 pi为若 干？（2） U管压差计读R2数为多少？解：求解本题的关键为流体在管中的流速在B、C间列柏努利方程，得2 2匹gzB斜止gzC寺 hgCZc-ZB）二 hf,B_cPb pc =（H g-） giR g z - B= （13600 -1100） 9.81 45 10 1100 9.8

32、1 5二 59473Pa代入（1）式，同时已知=1100kg/m3zC-zB=5m 二 hf,茲 c=1. 1左解得 u =2.06m/s在低位槽液面1-1与高位槽液面2-2之间列柏努利方程，并以低位槽为位 能基准面，得2 2Pi gz-i H 二-. gz2 土 -工 hf 1 _21 2 2 2其中N =0z2 =10m5 =u2 龟0p2=（表压）2 2二 hf2hfA二 hf,B_C 一二 hf,C_D =3.18u =3.18 2.06 =13.5J/kg代入上式可得P =gz2h+p=P（gz 览 $）2 = 1100 （9. =8 1 |0 1=3. 5） P表压 76 0 (2

33、)若求R2关键在于Pb，通过Pb可列出一个含h的静力学基本方程为此在低位槽液面1-1与截面B之间列柏努利方程，以低位槽为位能基准 面，得2 2P齐匹gzB号、gzBhf ,1_B其中，乙=0，zB =10-7 = 3m，u1 : 0， uB = 2.06m/s， 5 =123kPa（表压）21. 2276（1100 -Pb =（ -gzB -学 hf,1_B）?.8 1 -31. 5 22. 06 ） 1 1 00= 83385Pa (表压)代入式：_83385-1100 9.81 0.2Rp 9.81 13600=0. 610= 6m m历在本题附图所示的实验装置中，异径水平管段两截而间连一

34、倒置U管压差计，以测呈 两截而的床强差.当水的流址为i0800kg/h时，U管用差计读数R为100粗细管的直衿 分别为6 60咒3亠5皿与e4mx33ornk计算，（1） 1kg水流经曲截面间的能量擱九（2）与该 能址损矢相半的斥蝸降为若干P淞解：（1先计算b B两处的流逑：SA=295m/s, Oi= %/p 血在儿B截而处作柏努力方程，zUji72+-Pi/p =ZBg uB72PB/p 卜EhfA 1kg zk流经山B的能量损火：L hf= uf-uA/2 + (Pa- Ph) /p 二/2tP gR/p =4. 41JAg(2) 床强降与能量损失之间滿足：lhf=AP/p AAP=p

35、EhfM,41X105【1-25】每小时将2XI04 kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持26.7 X03 Pa的真空度， 高位槽液面上方为大气压强。管道为76mm 4mm的钢管，总长为50 m,管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的 距离为15 m。若泵的效率为0.7,求泵的轴功率。解：在反应器液面1-1与管路出口内侧截面2-2间列柏努利方程，以截面1-1为基准水平面，得2 2PiUiP2U21gzi=We 2gz2亍、hf22其中z1=0z2-15m 5 ： 0Pi=-26.7 10 Pa (表压)

36、p2= 0 (表压)U2=1.43m/ s4x2x1043600二(76 -4 2) 102 1073Wep1 - p 2P2gG -z) U_2.、hf26.7 1031.4329.81 15 - 10732= 173 hf其中，v hf =hf - hfR e-对直管阻力hfd 2(76 8) 101.43-6.3 严 01076356510；=0. mm 那么 ：/d =0.3/(76.42) = 0.0044由；/d和Re在图1-27可查得=0.029hf - 0.02 93(76 8) 1022 1 . 8cg/对局部阻力 二个全开的闸阀2 0. 33=0m6 6五个标准弯头1. 6

37、 m 二 nB进口阻力系数0.5孔板的局部阻力系数4501.432 uhfd2= 0.0290.66 868 10“1.43224.51.4322= 8.378 J / kgWe =173 21.8 8.38 =203.2 J / kg该流体的质量流量ws =2 1 0 / 36 00 k5j. 6s /Ne =2 03 . 25.61 W2 8【1-261.用离心泵将20C水经 总管分别送至A、B容器内，总管流 量为89 m3/h，总管直径为127mm 5mm。泵出口压强表读数 为1.93 M05 Pa,容器B内水面上方表压为I kgf/cm2。总管的流动阻力 可忽略，各设备间的相对位置如本

38、习题箔附图题附图所示。试求: 两支管的压头损失HfQj , H f,o_B(2)离心泵的有效压头He解：(1)在总贮槽液面1-1和主管路压力表之后，记为截面 2-2，列柏努利方程，并以通过截面2主管路中心线的水平面作为位能基准面，得2 2旦Z1比心色Z2善Hf22gZ2He二卫匸P (Z2 -乙):?g2gf,1 25其中，p2 =1.93 10 Pa（表压）Z2 - Z1 = 2m H 仁匚亍 0 U10U24 89二d2 - 3600二（127 -5 2） 10 ；2二 2.3m /s代入之后得到：He =17.94m(2)在截面2和容器A的液面之间列柏努利方程，得Z22g -g2g其中

39、P2 =1.93 105Pa（表压）Pa =0（表压）氏=2.3m/s u 0 z2 _zA = -16m_2、Hf,2P PA 7 （Z2-ZA） =1 9. 67 0.27 W6m3.%2g由于主管路的阻力可以忽略，、HfQ/八 Hf,2=3.94m同样可列出截面2到容器B的液面的柏努利方程，解得二 Hf,o_B ：二.Hf,2_B = 196m【1-27】在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为 152 kPa和24.7 kPa，轴功率为 2.45 kW 转速为2900r/min。若真空 表和压强表两侧压口间的垂直距离为0.4m，泵的

40、进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。设真空表和压强表所在截面分别记为1-1r 42截面|在两截面间列伯努利方程得 削+巴+ H+尹=擁+空+尹+ HfA-2勿pg 2g具中疋厂引二a 4m* =4 7X103（表儿 p2=1 52X105Pa（表）由于两管道的直径相等,且流量相同,则流速相同即u尸也且不计其间流动阻力I即hf卜2=0则泵的有效压头为ff=Z2二】空二巴=（M +网(L52 +0/247 x 10) =18Jlm泵的效率x ionQHp 2fi x 18J1 x 103n = =r 102.V3600 x 102 x 2.

41、15该效率下泵的性能为Q=26m3/h, H=18.41mr=53. 1% N-2. 45kWfll识点窍应用伯努利方程求解泵的性能参数口逻辑推理取真空表和压强表所在截面列伯努利方程，由此解出泵的有效压头为H,然后代入 效率公式中即可解出泵的效率1-28 】2.用离柱泵以40nVh的流量将贮忒池申t55它的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落 入凉水池屮，以达列冷却的tl的已知水进入喷头之就需翌维持绅k氏的展压掘，喷头入口 較贮水池水面高酉叫吸入管略和押出管路中压头损失分别为lm和加，管路屮的幼压头可以 惣略不计n试选用鈕的离心泵并确定泵的安装高度n当地大气尿按101. 33klJa计 解：丁

42、输送的丛薛水 代辿用U世亲査时水的密度 p = 980. 5 Ke/皿3在水池闻和喷头外列怕努利方程ur72g + Fi/p g + H = u.72g + l/p g + Hf + ZHZ Ui = ua = 0 期H = (Pa- Fi)/pg + Ht + Z=49X1079BO. 5X9. 8 + 6 + (1+4)=15. 1 in* Q = 40 m 7h山图2-27得可劭选用3B19A 2900 4659时清水的1ft利蕉汽压內=2.544XlcTpa当地大气压 H. = P/p g = 101, 33X 10a /998.= 10. 35 ta査附农二十三3肌加的泵的流量：2% 5 4& 6 m 7h为保证离心泵能止常运转，选用最人输出量所对应的H 3即 Hs = 4. 5m输送 65匸水的貞空度 H Hs +H -10)-( 1V9.81X101 - 0. 24) 1000/p=2* 5m允许吸上高度血=Hi - m72g -H M-i=2. 5 - 1 = 1“ am即安装高度应低于1. 5m22P1 U1 _P2 . U2下2 _下2qV =60000/3600=0.01873 m3/s