化工原理答案

绪论习题1）1）含水份52的木材共120KG，经日光照晒，木材含水份降至25，问共失去水份多少千克以上含水份均指质量百分数。木材木材1201052120W1025照晒W432KG2）以两个串联的蒸发器对NAOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NAOH水溶液的质量流量，X表示溶液中含NAOH的质量分数，W表示各蒸发器产生水蒸汽的质量流量。若，问W1、W2、E、X1各为多少W1KG/SW2KG/SNAOH水液GKG/SEKG/SF62KG/S蒸发器1蒸发器2X2030X00105W1W21115,XWT,X1,W1,W2,D,E对控制体I，NAOH物料衡算FX0EX2即620105E030E217KG/SW1W2FE62217403KGW1403/215187KG/S，W2403187216KG/S对控制体II，总的物料衡算GFW162187433KG/SFX0GX2即620105433X1,X10153某连续操作的精馏塔分离苯与甲苯。原料液含苯045（摩尔分率，下同），塔顶产品含苯094。已知塔顶产品含苯量占原料液中含苯量的95。问塔底产品中苯的浓度是多少按摩尔分率计。解095FDX450904135495,WWXXFD即又4导热系数的SI单位是W/M，工程制单位是KCAL/MH。试问1KCAL/MH相当于多少W/M并写出其因次式。1KCAL/MH0CJ/MS0C写出导热系数的因次式。1KCAL4187103J,1H3600S1320030/6618741TMLTCMWSJCHMKCAL）（导热系数因次式时间。温度，长度，质量，令各基本因次为5已知理想气体通用常数物理大气压升/摩尔K，试求采用J/KMOLK时R的数值。解写出以J/（KMOLK）的单位为理想气体通用常数R之值。1物理大气压10133105N/M2，1升103M3R008205KKOLJKOLNK814/1030823235（摩尔，升物理大气压6）水蒸汽在空气中的扩散系数可用如下经验公式计算式中D扩散系数，英尺2/H；P压强，ATM；T绝对压强，。试将上式改换成采用SI单位的形式。各物理量采用的单位是DM2/S，PPA，TK。解经验公式的单位换算41104652TPD物理量扩散系数压强绝对温度原来单位英尺2/HATM0R后来单位M2/SPAK1英尺2/H030482/3600M2/S258105M2/S,1ATM10133105PA,温差1K180R24510289418103465452545TPDT7）在冷凝器中蒸汽与冷却水间换热，当管子是洁净的，计算总传热系数的经验式为式中K总传热系数，BTU/FT2H；U水流速，FT/S。试将上式改换成采用SI单位的形式。各物理量采用的单位是KW/M，UM/S。解经验公式的单位换算80261041UK物理量传热系数流速原来单位BUT/FT2H0FFT/S后来单位W/（M2K）M/S1BUT/FT2H0F5678W/M2K,1FT/S03048M/S80580397147134/668/UK第一章流体流动习题解答1某敞口容器内盛有水与油。如图。已知水及油的密度分别为1000和860KG/M3，解H1600MM，H2800MM，问H为多少MMMHHKGMKG321819081906890,/,33321油水2有一幢102层的高楼，每层高度为4M。若在高楼范围内气温维持20不变。设大气静止，气体压强为变量。地平面处大气压强为760MMHG。试计算楼顶的大气压强，以MMHG为单位。12724,0476381098760/191092384/1540855PPMHGPPLNDZDPGZ代入，得解3某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。问水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N外界大气压为1ATM。NDZGPF540235104/81904103水44外界大气压为1ATM，试按理想气体定律计算020AT（表压）、20干空气的密度。空气分子量按29计。345/912938140031MKGRTPM解55有个外径为R2、内径为R1为的空心球，由密度为的材料制成。若将该球完全淹没在某密度为的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。设球内空气重量可略。3/1123232/44RGG（解66为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。如图。指示液是920KG/M3的乙醇水溶液。气体密度为120KG/M3。读数R100MM。问P1与P2的差值是多少MMHGMHG12082SIN1089210SIN21解PAGRPI7。采用微差U形压差计测压差。如图。已知U形管内直径D为6MM，两扩大室半径均为80MM，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860KG/M3。当管路内气体压强P与外界大气压P0相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。现读得读数R350MM，试计算（1）气体压强P（表）。（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强P是多少（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强P值下读数R0为多少MRGPPADDG0493819048748051866/561/02221120即）解8某倾斜的等径直管道内有某密度的液体流过。如图。在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是1的同一种液体。复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为的流过管道内的液体。试求读数R1与R2、R3的关系。321321RGRGGIII解9将水银倒入到图示的均匀管径的U形管内，水银高度H1025M。然后将水从左支管倒入，测得平衡后左支管的水面比右支管的水银面高出040M。试计算U形管内水与水银的体积比。解R104MR2H1025M11L0015ML习题9附图如图所示11为等压面,P1P1水GR1R2水银GR210304R2136103R2R200317MV水银4D22H1LV水D2R1R2V水银/V水2H1L/R1R220250015/040031711910一直立煤气管，在底部U形压差计H1120MM，在H25M高处的U形压差计H21248MM。U形管指示液为水。管外空气密度为128KG/M3。设管内煤气及管外空气皆静止，求管内煤气的密度。H2HH1习题10附图P2P2解HP1P1P1P1水GH11P2P2水GH221减2，得P1P2P1P2水GH1H23其中P1P2煤GH，P1P2空GH，代入3式,得煤GH空GH水GH1H2即煤水H1H2/H空103012001248/251281088KG/M311以2”的普通壁厚的水煤气钢管输送15的清水，水在管内满流。已知水流速U15M/S，求水的质量流量、质量流速和体积流量。SKGMUAVMKGMA/3069102765UW1/9102603524/,03323质量流量体积流量水的密度壁厚横截面积解管子，查得外径/492SKGG质量流速12如图所示，质量为35KG，面积为4046CM2的一块木板沿着涂有油的斜面等速向下滑动。已知V12M/S，15MM（油膜厚度）。求滑油的粘度。13512V13解512VG从受力分析GSINAMGSINAMGSIN35981513/40461047177N/M2DVYV717715103/1200897PAS13以压缩空气将某液体自储槽压送到高度H50M、压强P2为25AT（表压）的容器内，如图。已知液体密度1800KG/M3，流体的流动阻力为40J/KG。问所需的压缩空气压强P1至少为多少AT（表压）PAUHUGHPKJHMKGATMFF54122113047301895089,/04/80,5表略去表）解14水以70M3/H的流量流过倾斜的异径管通。如图。已知小管内径DA100MM，大管内径DB150MM，B、A截面中心点高度差H03M，U形压差计的指示液为汞。若不计AB段的流体流动阻力，试问U形压差计哪一支管内的指使液液面较高R为多少支管内的高。左支管内指示液位比右可见，（即（由，式得解,020024821011081910016132/1013004/3600/70/4821504/3600/70222233222222MRRUUGRSMUSMUGRPPUPUPABBAIBMAMBBMAAMI15水以64104M3/S的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径D120MM，大管内径D246MM。欲测1、2两截面处水的压差，为取得较大的读数R，采用倒U形压差计。已知压差计内水面上空是25KG/M3的空气，读数R100MM。求水由1至2截面的流动阻力HF。KGJUPHPAGRPSMMFI/02123850715989/3046/1/7/321224）（）解16水从喷嘴口11截面垂直向上喷射至大气。如图。设在大气中流束截面保持圆形，已知喷嘴内直径D120MM，出喷嘴口水流速U115M/S。问在高于喷嘴出口5M处水流的直径是多大忽略摩擦阻力。解11与22之间列柏努利方程22GZ1U12/2P1/GZ2U22/2P2/Z10，Z25M，P1P2U12/2GZ2U22/2152/29815U22/211U21126M/S又，U1D12U2D22习题16附图D2U1/U21/2D1526/002000231M17高、低水库的水面高度差H42M，水流量为30M3/S，水流的总阻力为45MH2O。如图。已知透平的效率078，试计算透平的输出功率。解U1U20，P1P2，Z20，11Z1H42M11与22间列柏努利方程HGZ1U12/2P1/WSGZ2U22/2P2/HFWSGZ1HF9814245981103/10322368J/KGNAWSV36830103110107WNENA110107078861106W861103KW18某水溶液在圆直、等径管内层流动。管内半径为R。设测点流速的探针头位置与管轴线的距离为R。问测点相对位置R/1为多少时该点的点流速等于平均流速702/1/12MAXAXAX12RRRRVU即时，令解一般式19以水平圆直管输送某油品。管内径为D1，管两段压差为。因管道腐蚀，拟更换管道。对新装管道要求如下管长不变，管段压降为原来压降的075，而流量加倍。设前后情况流体皆为层流。问新管道内径D2与原来管内径D1之比为多少281750324212DDVPVUL解层流20在机械工程中常会遇到流体在两平行固体壁的间隙中作一维定态流动的情况。如图。设流动为层流。设间隙厚为2Y0，试证流体沿Y轴向点流速呈如下抛物线规律分布解对长度L，高度Y，宽度为1的流体元作受力与运动分析0DVDXPMYDXPDVM1即CV21211,02020YDXPVYXCYMM又21粘度为，密度为的液体沿铅垂向平壁膜状流下。如图。设液体层流流动，液膜厚度为，平壁宽度为B。试推导任一流动截面上液体点流速V随Y的变化规律，并证明平均流速3G解取宽为B,长为DX,高为Y的流体元作受力与运动分析0DXBVGYDXBCYGYV2即2,02YVCY又332GBGBDYGBDV3UM22串联两管1、2，D1D2/2，L180M，RE11600，HF1054M液柱，HF256MM液柱，求L2。局部阻力可略。解RE4V，RE,2/RE,1D1/D21/2，RE,2RE,1/21600/2800，两管内皆为层流又，HF32UL/GD232VL/4D2GD2L/D4HF,2/HF,1D1/D24L2/L1即56/5401/24L2/80L2133M23原1920KG/M3，1130P，现2860KG/M3，2115P，层流，W2/W1130求PF1/PF2。局部阻力不计。解层流，PF32UL/D232WL/4D2D2PF,2/PF,12/1W2/W11/25301309861232424某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为V24Y200Y2，式中Y截面上任一点至管壁的径向距离，M；V该点的点流速，M/S。试求1管半径中点处的流速。2管壁处的剪应力。该流体的粘度为0045PAS。解若为层流，VVMAX1R/R2VMAXR2R2/R2VMAXRRRR/R2VMAXY2RY/R22VMAXY/RVMAXY2/R2可见，该流型为层流2VMAX/R24，VMAX/R2200，二式相除，得VMAX/R2/2VMAX/R1/2R200/24R006MIY006/2003M，V24Y200Y2240032000032054M/SIIDV/DY24400Y,DV/DYY024WDV/DYY0004524108N/M225W35T/H，H20M，1084MM，2840CP，952KG/M3，50，N85KW，求包括局部阻力当量管长的总管长。解W35T/H35103KG/HD10842100MM01M，2840CP284PASNEN8510305425104WWSNE/W4251043600/351034371J/KG11与22间列柏努利方程GZ1U12/2P1/WSGZ2U22/2P2/HFZ10，Z2H20M，U1U20，P1P2WSGHHFHFWSGH4371981204175J/KGUVA35103/36009524012130M/SRED01952844362000层流64RE3147HFLEDU2/2LF2/U2417502/1302336M26某有毒气体需通过一管路系统。现拟用水在按1/2尺寸缩小的几何相似的模型管路系统中做实验予估实际气流阻力。实际气体流速为205M/S，密度为130KG/M3，运动粘度为016CM2/S。实验用水的密度为1000KG/M3，运动粘度为001CM2/S。为使二者动力相似，水流速应为多少若模型实验测得流动阻力为152J/KG，实际气体的流动阻力是多少欲满足动力相似，必须RE,其RE,水，设气体管径为D,即水水气（012/16052UDDSM/562水KGJHHHPEFFFUU/79456210,22,气水气水气即，动力相似，必27某实验室拟建立流体通过圆直、等径管内的阻力测试装置，有两个方案，一个方案是采用20清水为工质，水流速不超过30M/S；另一方案以P1ATM、20空气（按干空气计）为工质，流速不超过250M/S，要求最大。问两方案需要的管内径各为多少若管子绝对粗糙度皆为01MM，二者管长与管内径之比都是150，采用以上算得的管径（需按无缝钢管选接近的规格），问二者最大流速时管路阻力各为多少KGJUDHRSMDMDRSMUSPAKGKGJUHRSMUDMDRSUCPKGFEEFEE/12550241010308/6/25612/,368012510/5,8,/4123740202/0/031941,1630/0,/555553353查得时，无缝钢管，采用方案二查得，时，无缝钢管采用方案一28试证明流体在圆管内层流时，动能校正系数。123RAADV流动面积，解2/,/MAX2MAXVURR层流RRRDARDVAU0323AX32AX03/1/12828/102SIN2/,0,/1,SIN/382/73MAX6/03A22RUCOSDCOARVDRSURRRRR其中当则令29试按规律推导湍流的值。604912125785787/812,/1/MAX2AX/10/MAX20MAX00MAX71VRUDXVRDRRRRVDVSSRS则其中），令30某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，管子内半径为50MM。在管截面上的流速分布可表达为，式中Y截面上任一点至管壁的径向距离，M；V该点的点流速，M/S。试求（1）流型；（2）最大点流速VMAX。解设VVMAX1R/R1/6VMAXRR1/6VMAX/R1/6Y1/6，故该流型为湍流。又VMAX/R1/6VMAX/00501/6254VMAX154M/S31某直管路长20M，管子是1”普通壁厚的水煤气钢管，用以输送38的清水。新管时管内壁绝对粗糙度为01MM，使用数年后，旧管的绝对粗糙度增至03MM，若水流速维持120M/S不变，试求该管路旧管时流动阻力为新管时流动阻力的倍数。041,10732/10/1072468/92343查得解新管DREKGJHF/815207029639185/2/0704104107/,24新管阻力旧管阻力查得旧管KGJHDRFE32某流体在光滑圆直管内湍流流动，设摩擦系数可按布拉修斯公式计算。现欲使流量加倍，管长不变，管内径比原来增大20，问因摩擦阻力产生的压降为原来的多少倍。41221,84316087517542175122754152552DVHDVLLHFF则当解33如图所示，某液体在光滑管中以U12M/S流速流动，其密度为920KG/M3，粘度为082CP。管内径为50MM，测压差管段长L3M。U形压差计以汞为指示液。试计算R值。11L22R习题33附图解在11与22间列柏努利方程GZ1U12/2P1/GZ2U22/2P2/HF或PM,1PM,2/HFU1U2IGR/03164/RE025LDU2/2其中REDU00512920/082103673104则136092103981R/92003164/6731040253/0050122/2R628103M34有一高位水槽，其水面离地面的高度为H。如图。水槽下面接有2”普通壁厚水煤气钢管130M长，管路中有1只全开的闸阀，4只全开的截止阀，14只标准90弯头。要求水流量为105M3/H，设水温20，02MM，问H至少需多少米4321070/1205,/310546/1ERSMUD解管子规格M71923157014617023052G32539150/M61L79034L469/2EE3HAD）（方法二方法一）突然缩小（，标准弯头，阀（全开）闸，截止阀（全开），查得大小35承第34题，若已知H20M，问水流量多少M3/HHMVDRSUE/214360791054029075/,91/0791530/9,4322893232正确，计算有效。所设查得解设36有两段管路，管子均为内径20MM、长8M、绝对粗糙度02MM的直钢管，其中一根管水平安装，另一根管铅垂向安装。若二者均输送20清水，流速皆为115M/S。竖直管内水由下而上流过。试比较两种情况管两端的额修正压强差与压强差。要用计算结果说明。（与管向无关）查得解KGJHDFE/71025084045,012/,3/R431,1,PPM水平管PAZGPPAPHPPUUMMAFMF434122,1,2121,42,1,4212,1,212,21,109281070710770计算同）动铅垂管。流体向上流37有A、B两根管道并联。已知LA8M，DA50MM，LB12M，DB38MM（上述L中包含了局部阻力，D指内径）。流体工质是常压、20的空气（按干空气计）。总流量是200KG/H。问B管的质量流量是多少分支点与汇合点的局部阻力可略。皆为02MM。HKGWHGRRHKGWHKGDHKGRKWLDBDASPAMKGBABABEAEABBBBEAAEABABBAA/56,/14,0341082,032,065,/56,/482/3034,16,1920/5614202,04/,83/528025139/31,0285031,6/28504108,/4,434,4,353值与原设的一致，故因核算得的查得查得算得再设查得查得）设在阻力平方区，管在阻力平方区，管空气解38某水塔供水流程如附图的A图所示，管长为L。现需增加50的流量，拟采用B流程。B流程中各管管径均与A流程的相同，其L/2管长为两管并联。设局部阻力不计，所有管内流体流动的摩擦系数值均相等且为常数。问B方案能否满足要求。5218GDLVHA解5252/18/18GDVGDVHB的要求。不满足流量增加01222156,14BVV39某七层的宿舍楼，第四至第七层楼生活用水均来自房顶水箱。如图。若总输水管为21普通壁厚水煤气钢管，各层楼自来水支管为21普通壁厚水煤气钢管。所用的阀皆为截止阀。水箱内水深2M。有关尺寸示于附图。试计算（1）只开七楼的阀且阀全开时，V7为多少（2）当四楼及七楼的阀都全开，五、六楼的阀全关，V4及V7及各为多少计算支管阻力时只计入局部阻力，直管阻力可略。设皆为0040。SMVSMVVVSMSMUUUMLMLAMDDEE/103485,/1035476189015787521046803548901571726445089/107/12214760520464896/753521,00/41,721,538347342827874242227347772经试差得化简，得）七楼的阀只开四总管只开七楼得阀三通（直通），三通（直入旁出），突然缩小（全开阀门阀，支管为解总管为大小总40用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为085AT。水槽水面至塔内水出口处垂直高度差22M。已知水流量为425M3/H，泵对水作的有效功为3215J/KG，管路总长110M（包括局部阻力当量管长），管子内径100MM。试计算摩擦系数值。解11与22间列柏努利方程GZ1U12/2P1/WSGZ2U22/2P2/HFZ10，Z222M，U10，P1表0U2VA425/40123600150M/SP2085AT085981104834104PAWSGZ2U12/2P2/HF即3215981221502/2834104/103HFHF212J/KGHFLEDU2/201502/22120017122114135的水由高位槽经异径收缩管向下流动。如图。若不考虑流动阻力，为保证水在流经收缩管时不发生汽化现象，收缩管的管径应限制在多大尺寸以上当地大气压为1ATM，35的水的密度为994KG/M3，饱和蒸汽压为562KPA。H12M，H8M，D150MM（内直径）。1122HHD33习题41附图解1“11”至“33”列柏努利方程GZ1P1/U12/2GZ3P3/U32/2P1P3，Z30，U10U31G98153M/S2“22”至“33”列柏努利方程GZ2P2/U22/2GZ3P3/U32/22截面刚液体汽化时，P2562KPA，则9818562103/994U22/21013105/9941532/2U2164M/S3U3D32U2D22即1531502164D22D2145MM42如附图所示，水泵抽水打进B、C水槽。已知各管内径相等，且AB段、AC段和OA段（不包括泵内阻力）的管道长与局部阻力当量管长之和相等。设摩擦系数值皆相同，过程定态。求。C水BVCA水VB80M50MO习题42附图解由“AB”与“AC”可列下式EAECVC2EAEBVB2ECEBVB2VC2代入数据9818050VB2VC2即294VB2VC21由“OB”得WSEBVCVB2VB2代入数据15098150VCVB2VB2即101VCVB2VB222/1，得10294VCVB2VB2/VB2VC2VC/VB121/1VC/VB2解得VC/VB038743在1084MM的圆直管内用毕托管测点流速。已知管内流体是平均分子量为35的混合气体，压强为200MMH2O（表压），外界大气压为1ATM，气温为32，气体粘度为002CP。在测管轴心处VMAX时，U形压差计读数R为10MM，压差计指示液为水。问管内气体流量是多少M3/HSGRVKGI/71431089022/78314590MAX3解810,1037810247MAX43MAXVUR查得SMU/498HM/2683493244在内径为50MM的圆直管内装有孔径为25MM的孔板，管内流体是25清水。按标准测压方式以U形压差计测压差，指示液为汞。测得压差计读数R为500MM，求管内水的流量。原设正确，计算有效。查的）,620250,169837510934/138824132OECMRSV45某转子流量计，刻度是按常压、20空气实测确定的。现用于测常压下15的氯气，读得刻度为2000。已知转子的密度为2600KG/M3，问氯气流量多少HLVMKGRC/126402630/35781432）解46已知某容器的容积V005M3，内储压缩空气，空气密度为802KG/M3。如图。在打开阀门时，空气以285M/S流速冲出，出口面积A65MM2。设容器内任一时刻空气性质是均匀的。外界大气密度为12KG/M3。求打开阀门的瞬时容器内空气密度的相对变化率。46101107390285UAVDTDT解第二章流体输送机械习题解答1）某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，液面水平，如附图中虚线所示。当容器以等角速度绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。试证明液面为旋转抛物面。液相内某一点（R，Z）的压强。式中为液体密度。解题给条件下回旋液相内满足的一般式为CRGZP2（常量）取圆柱坐标如图，当Z0,R0,PP0,CP0故回旋液体种，一般式为02PRGZP液面为PP0的等压面22,RGZRGZ，为旋转抛物面2RH又GRDRGRDZHR4203022即H0GR42H2H0某一点（R,Z）的压强P2200ZGRPRGHP2）直径02M、高04M的空心圆桶内盛满水，圆筒定该中心处开有小孔通大气，液面与顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800RPM转速绕容器轴心线回旋，问圆筒壁内侧最高点与最低点的液体压强各为多少解CRGZP2取圆柱坐标如图，当Z0,R0,PP0,CP0故回旋液体种，一般式为02PRGZPB点Z0,RR01M,PARPB4220105306810C点Z04M,R01M,PARGZC42201093068248913）以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。已知塔顶压强为045AT（表压），碱液槽液面与塔内碱液出口处垂直高度差为105M，碱液流量为10M3/H，输液管规格是5735MM，管长共45M（包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。试求输送每千克质量碱液所需轴功，J/KG。输送碱液所需有效功率，W。解KGJUDLPGHES/2102SMU/410543612431021ER0452D,查得3KGJWS/5168240511208958194PEVNWS76364）在离心泵性能测定试验中，以2泵汲入口处真空度为220MMHG，以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35MM，采用汞为指示液，压差计读数，孔流系数，测得轴功率为192KW，已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为02M。求泵的效率。解MGPZHE2158910322041212SRCDV/107980635443202WGNEPE3310819017980263M5）IS6540200型离心泵在时的“扬程流量”数据如下VM3/H7512515HEM132125118用该泵将低位槽的水输至高位槽。输水管终端高于高位槽水面。已知低位槽水面与输水管终端的垂直高度差为40M，管长80M（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40MM，摩擦系数。试用作图法求工作点流量。解22536252520094612904V,/M10940818HHVVGDLVHESSSE线一致，则表示以便同泵的特性曲以将流量的单位改为管路特性曲线计算数据结果列于下表“VVM3/H7512515HEM960195264HEM132125118由作图法得，工作点流量V917M3/H6）IS6540200型离心泵在时的“扬程流量”曲线可近似用如下数学式表达，式中HE为扬程，M，V为流量，M3/H。试按第5题的条件用计算法算出工作点的流量。解HMVHEE/479,051386123解得令管路特性曲线泵的特性曲线7）某离心泵在时的“扬程流量”关系可用表示，式中HE为扬程，M，V为流量，M3/H。现欲用此型泵输水。已知低位槽水面和输水管终端出水口皆通大气，二者垂直高度差为80M，管长50M（包括局部阻力的当量管长），管内径为40MM，摩擦系数。要求水流量15M3/H。试问若采用单泵、二泵并连和二泵串联，何种方案能满足要求略去出口动能。的要求。满足可见，只有二泵串联可解得令）二泵并联解得令二泵串联解得令单泵单位管路特性曲线解并并并并并串串，串HMVHVVHMVHHVSVEEEEEEESSSE/15/389,062107526132/07/15,384862/901371/,/,0628107804895203,233,22323325228）有两台相同的离心泵，单泵性能为，M，式中V的单位是M3/S。当两泵并联操作，可将65L/S的水从低位槽输至高位槽。两槽皆敞口，两槽水面垂直位差13M。输水管终端淹没于高位水槽水中。问若二泵改为串联操作，水的流量为多少SMHVKMMSEESEE/1075,10285394105633522H3,225,3,解得令（串联，）管路特性方程）并联扬程解串串并9）承第5题，若泵的转速下降8，试用作图法画出新的特性曲线，并设管路特性曲线不变，求出转速下降时的工作点流量。解设原来转速为N，后来转速N092N,前后各有关参量的关系为2/,/HNVE可由原来的（HE,V）数据一一对应算出新转速时的（HEV）数据，如下表所示VM3/H7512515转速NHEM132125118VM3/H69115138转速NHEM11171058999管路特性曲线HE4000995V2M,VM3/H,可作图法得（V,HE）,数据如下（69,874）,115,1716,133,229由作图法得，工作点V88M3/H10）用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为。当阀全开时的管路特性曲线方程（两式中HE、HEM，VM3/H）。问要求流量12M3/H，此泵能否使用若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率。已知该流量时泵的效率为065。解1HE36002V2HE12006V2HEHE，解得V173M3/H适用2当V12M3/HHE360021223312M，HE12006V2120061222064MNVGW10981064657811）用离心泵输水。在N2900R/MIN时的特性为HE36002V2，阀全开时管路特性为HE12006V2两式中HE、HEM,VM3/H。试求泵的最大输水量；要求输水量为最大输水量的85，且采用调速方法，泵的转速为多少解1HE36002V2HE12006V2HEHE，解得V173M3/H2V085V147M3/H，令调速后转速为NR/MINHN902HVN90泵29002/N2H3600229002/N2V2H36N2/29002002V2当V147M3/H则HN2/29002360021472HE12006V21200614722497M由HEHE，解得N2616R/MIN1212用泵将水从低位槽打进高位槽。两槽皆敞口，液位差55M。管内径158MM。当阀全开时，管长与各局部阻力当量长度之和为1000M。摩擦系数0031。泵的性能可用HE13180384V表示HEM,VM3/H。试问要求流量为110M3/H，选用此泵是否合适若采用上述泵，转速不变，但以切割叶轮方法满足110M3/H流量要求，以D、D分别表示叶轮切割前后的外径，问D/D为多少解1管路HEH0KV2Z8LLE/2GD5VS2552601104VS255000201V255800311000/298101585VS2由HE13180384VHE55000201V2得V1222M3/H110M3/H适用2HD/D2HVD/DV切削叶轮后D/D2H13180384D/DV即HD/D213180384D/DVV110M3/H时，HD/D213180384D/DVD/D213180384D/D1101318D/D24224D/DHE55000201V25500020111027932M，由HEH，解得D/D095213）13）某离心泵输水流程如附图示。泵的特性曲线方程为HE4278104V2HEM,VM3/S。图示的P为1KGF/CM2表。流量为12L/S时管内水流已进入阻力平方区。若用此泵改输1200KG/M3的碱液,阀开启度、管路、液位差及P值不变，求碱液流量和离心泵的有效功率。习题13附图解P1KGF/CM29807104PAV12L/S0012M3/S管路HEH0KV2109807104/98071000KV220K00122HE4278104001223077MHEHEK748104改输碱液阀门开度、管路不变K748104不变管路HEZP/GKV210981104/9811200748104V21833748104V2泵HE4278104V2HEHE，解得V00124M3/SHE4278104V24278104001242300MNEHEGV300981001241200438103W1414某离心泵输水，其转速为2900R/MIN，已知在本题涉及的范围内泵的特性曲线可用方程HE36002V来表示。泵出口阀全开时管路特性曲线方程为HE12005V2两式中HE、HEM，VM3/H。求泵的最大输水量。当要求水量为最大输水量的85时，若采用库存的另一台基本型号与上述泵相同，但叶轮经切削5的泵，需如何调整转速才能满足此流量要求解1由HE36002VHE12005V2令HEHE解得V2171M3/H2D/D095V085V08521711845M3/H另一泵HE360952002095V32490019V调整转速后HE3249N/290020019N/2900V3249N/290020019N/290018453249N/290020351N/2900又HE12005V212005184522902M，由HEHE解得N2756R/MIN1515某离心泵输水流程如图示。水池敞口，高位槽内压力为03AT表。该泵的特性曲线方程为HE48001V2HEM,VM3/H。在泵出口阀全开时测得流量为30M3/H。现拟改输碱液，其密度为1200KG/M3，管线、高位槽压力等都不变，现因该泵出现故障，换一台与该泵转速及基本型号相同但叶轮切削5的离心泵进行操作，问阀全开时流量为多少解P03AT294104PA管路HEZP/GKV220294104/9811000KV223KV2V30M3/H时HE48001V24800130239M习题15附图HE23KV223K302由于HEHEK00178管路HE2300178V2泵HE48D/D2001V2480952001V24332001V2改泵后管路HEZP/GKV220294104/98112000018V22250018V2HE4332001V2HE2250018V2得V273M3/H1616IS10080160型离心泵，P086MH2O,水温150C,将水由低位槽汲入泵，有管路情况基本的性能，知V60M3/H,查的H,允35M,已知汲入管阻力为23M,H2O,求最大安装高度解150C清水9999KG/M3,PV170516PAMHHGPHFVG63258196705,10,MAX,允1717100KY100250型离心泵，P086MH2O,水温150C,将水由低位槽汲入泵，已知工作点流量为100M3/H,查得HS54M,汲水管内径为100MM,汲水管阻力为54MH2O。求HG,MAXMGPVSS973819/617058403145|2,）解允SMU/56/22HGHFSG3024581923710,MAX,允18）大气状态是10、750MMHG绝压。现空气直接从大气吸入风机，然后经内径为800MM的风管输入某容器。已知风管长130M，所有管件的当量管长为80M，管壁粗糙度M30，空气输送量为2104M3/H按外界大气条件计。该容器内静压强为10104PA表压。库存一台926型NO8离心式风机，RP290，当流量为21982M3/H，156THMMH2O，其出风口截面为03920256M2。问该风机能否适用适用。当库存离心式风机，折合到标准状态（要求的（绝）经试差，得计算式查得等温过程计算）（按计算（绝），表）计），按风量绝），解大气标标,156,/21089V,29043/145,/10223156096/04231750132/H103P82969/841593/02168107538/0/4/9,/59346/421071010,/4632/318975,2,32,3442215215222252255443300OMHHMRPNHMVKGOHAGAPLNHRTVDLGVDGRMSKGCPSPAPAAHKGWHMVMGTTTTE19）19）离心式风机输送空气，由常压处通过管道水平送至另一常压处。流量6250KG/H。管长1100M包括局部阻力，管内径040M,摩擦系数00268。外界气压1KGF/CM2，大气温度20，。若置风机于管道出口端，试求风机的全风压。提示1风管两端压力变化P1P2/P120时，可视为恒密度气体，其M值按平均压力P1P2/2计算。2为简化计算，进风端管内气体压力视为外界气压。3管道两端压差104PA解以下以H表示管路的压降P1P2。PMP0P0H/2P0H/2MPMM/RTP0H/2M/RTHL/DU2/2ML/DMU2/2MLW2/4D222DM8LW2RT/2D5P0H/2M令C8LW2RT/2D5M则上式为H22P0H2C0其中C80026811006250/3600283142932/20405295912108由H22981104H259121080解得H6222PA校核H/P16222/9811040063020，把气体密度视为常量是可以的。则风机的全风压H全H6222PA20）20）离心泵、往复泵各一台并联操作输水。两泵“合成的”性能曲线方程为HE725000188V222，V指总流量。阀全开时管路特性曲线方程为HE51KV2,两式中HE、HEMH2O，VL/S。现停开往复泵，仅离心泵操作，阀全开时流量为538L/S。试求管路特性曲线方程中的K值。解只开离心泵时HE725000188V2V538L/S时HE725000188V272500018853826706MHE51KV251K5382HEHEK000555M/L/S2第三章习题1）1）有两种固体颗粒，一种是边长为A的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度为H，圆柱直径为D。试分别写出其等体积当量直径和形状系数的计算式。DHDHBADAAVEVEVEVEVE218/232/34/6/6/2331,2,1232,3,（）解2）2）某内径为010M的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度H5MM，直径D3MM的正圆柱，床层高度为080M，床层空隙率、若以1ATM，25的空气以025空速通过床层，试估算气体压降。解圆柱体PADUDULSPAMKGCATMMDHDDHVEVEVE7110463258520171046328520587110835,/8525,4623/31,333,22,30,12,）按欧根公式计算压降空气（3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。现以常压下20空气测定床层水力特性，得两组数据如下空塔气速02，床层压降1428MMH2O069394MMH2O试估计25、绝对压强