第一章流体流动与输送设备讲解

1、1.燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含 CO28.5%, 027.5%, 276%,出08% （体积），试求此混合气体在温度500C、压力101.3kPa时的密度。解：混合气体平均摩尔质量Mm =匸暂 Mi =0.085 44 0.075 32 0.76 28 0.08 18 = 28.86 10kg/mol混合密度=0.455kg /m3pMm 101.3 103 28.86 10”RT 一 8.31 (273 500)2 .已知20C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/m3，计算相对误差。解：乙

2、醇水溶液的混合密度1 _ a1a2 _ 0.50.56 一 1:?299 2 789-881.36kg/m3相对误差：00%= 1 卜 100% = 5.74%6实935丿3.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？II解：卩绝=Pa 一 P真=Pa 一 P真题4 附图儿 P真=pa （ pa P真）=90 （101.3 85） = 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

3、，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p = Po 勺 z = P1ighp1 动 - p0pgp1 - Poh_(58_42) 103900 9.810.55 = 2.36m600mm。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 二 Pa油 ghiS gh2 二 Pa水 gh油 h :水 h2h, h2800 0.7 0.6 = 1.16m1000BD(2) Pa = P

4、bPc 二 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20C的空气时压力差。解：(1)p =(山 一 ：JRg =(13600 1000) 0.03 9.8仁 3708.2Pa(2)空气密度二 1.206kg / m3j pM 101.3 103 29 10”一 RT 一 8.3仆(273 + 20)卩=(0 _ ，)Rg =(13600_ 1.206) 0.03 9.81 = 4002.1Pa空气密度较小， pRg7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。指示液为汞，两U形

5、管之间充满水，已知m=1.2m, h2=0.4m, h4=1.4m , h3=0.25m，试计算 A、B两点的压力差。(1)Hr题7附图解：图中1、2为等压面，即 p1 = p2P1 =Pa 讪 P2 = P3 JgRPagh = P3SgR又 P5 二 P6 二 Pb、gh3SgR?P3 二 P4 二 P5 - ：?g(h4 -h2)二 Pbgh3 gR2 - 也(1% 讥)将(2)代入(1)中:Pa gh = Pb ghs gR2 -gg 亠)讥尺= Pab = Pa Pb二 Jghs，gR2 - P(h4 -h2) TgR - 3-:g(h2 _ h1 h3 _ h4: 0g(R1 R2

6、)=(RR2)(- Og.：Pab =(1.2 1.4 1.40.25) (13600-1000) 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/m 3,压差计的读数 R = 300mm。两扩大室的内径 D为60mm , U管的内径d为6mm。题8附图解：1.2为等压面，p1 =: p2P1 = Pp 3 =Pa (h -R Z)Gg R%gP2 =Pa(n -R) Rg RgP - Pa =Rg( 2 - 1)R d2j

7、i= Z Dd2D2R=(6)20.3 =0.0 0 m60.p-Pa =0.3 9.81 (998 - 920)0.003 920 9.81=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ho解：煤气表压p = ?gh厂p1003二 1.02mh 二Pg 10 9.8110.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/m 3。若测得U形压差计读数 R为1

8、50mmHg，试确定贮罐中油品的贮存量，分别以体积及质量表示。解：h：、二R订0P136000.15 = 2.4m850罐中总高度：H =h ：Z =2.40.3 = 2.7mV D2 H = 0.785 1.62 2.7 = 5.426m3 4m 二V t =5.426 850 = 4612kg解:标准状况下空气的密度：11.绝对压力为540kPa、温度为30C的空气，在$ 108X 4mm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。PMRTT101.3 103 0.0298.31 273二 1.29kg / m3质量流量：ms 二V0G

9、=1500 1.29 = 1935kg/h = 0.5375kg/sms193522质量流速：G =2 二2 = 246497kg/h m -68.47kg/s m0.785d0.785X0.168.476.22=11m/ s操作条件下密度：、PM540 103 0.029P -6.22kg / mRT8.31 (273 30)体积流速：12 .硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为$ 76 x 4mm和$ 57 x 3.5mm。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：

10、76 4mmms 二 Vs183 16479kg/hUiVs0.785d9/36000.785 0.0682=0.69m/ s_ 2Gi = Ui Q = 0.69 1831 = 1263.4kg / m s(2)小管：57 3.5mm质量流量不变ms2 = 16479kg / hVs9/3600d “ /U222 = 1.27m/ s0.785d；0.785 0.052或：268 2U2 二 5( 1 )2 二 0.69()2 二 1.27m/sd250G2 =u2 J =1.27 1831 = 2325.4kg/m2 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

11、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：如2辽塚邑卯厂w题13附图14.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$ 38x 3mm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

12、：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1-1 2-2 间列柏努力方程：P1 .丄:：g 2guf乙P2P1 2u； Z2、hf2g简化：H =(!u|、Wf )/g21=(120) “9.81= 2.09m2简化:其中:Plu； Z22ghfu；Ttd0.1/6020.785 0.032=2.07m/s代入：1 2P1g（上 Z2 、hf）2g12= 1830 9.81（2.0710 3.5）2 疋 9.81= 246.3kR（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 R = 15mm （指示液为水），

13、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：题15附图其中：乙二Z2,u10,P1（表）=0, x Wf =0简化：.P2. 120口2P 2而：P2 =-沆代=-1000 9.81 0.015 =-147.15Pa如乙g卫知；、Wf147.151.2u2 =15.66m/s流量：.2233Vsd2u2 =0.785 0.22 15.66 = 0.492m3/s = 1771m3/h416.甲烷在附图所示的管路中流动。管子的规格分别为$ 219 x 6mm和$ 159 x 4.5 mm ,在操作条件下甲烷的平均密度为1.43

14、 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：乙g -p1 1u12 = z2g匕 wf12 1 2 2 2 f简化：P11 2 P212u1u22亍2或:1 22P1 P2(u2 -5 )2其中：Vs1700/3600/u122 - 14.04m/s0.785d； 0.785 0.2072u2 二厲厂1)2 =14.04 (207)2 = 26.74m/sd2150P1= 1.43 1 (26.7422 14.042) = 370.3Pa又 - P2 二 R

15、( G -)g : Rgp1 - p2Gg370.31000 9.81=0.038m = 38mm17.如附图所示，用泵将20C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。解：在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程：卫fu12讥辽29也fuJWf简化：We =Z2g Wf-30 9.81 40 =334.3J / kgPe =ms We 二 VsWe30 1000 334.3 = 2.786kW3600PeP亠=3.98kW0.718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

16、贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa （表压），题18附图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，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现要求输送量为 40 x 103kg/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 间列柏努力方程Zg -P1 1u2 We 二 Z2g -P2 -1 u；二Wf简化：P1 zg P2 2八fP2 - p1_P0.785d240 10 3600 6%1.2m/s0.785 0.1426W (1.3-2.0) 10

17、600丄 1.2230 9.811 5 02试求:p _ 78 103?g 103 9.81二 7.95m-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$ 45 x 2.5 mm。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 2的能量损失可以表示为ZWf = u J/kg (u为水在管内的流速)(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 阀门全开：在水槽1-1 面与压力表2-2 面间列柏努力方

18、程二 Z2gP21 2简化：Z,g -u2 、Wf37.95 9.81 =75 10 lul u； 1000 2解之:u2 = 1.414m/s流量：Vsd2u2 =0.785 0.042 1.414 =1.776 10 m/s4二 6.39m3/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 八 hf =91

19、2 = 21mPe 二 He Vs -g = 21 453600 1100 9.81 = 2.83kW轴功率：p=21 25C水在$ 60x 3mm的管道中流动，流量为 20m /h，试判断流型。.04kW（2） A B列柏努力方程：jA 乙二匹 JuB Zb 八 hfABg 2gy 2g简化：pApB15 3 103 二 pB 1100 9.81 (7 9)Pb 二 - 19656pa（表）-B处真空度为19656 Pa。解：查附录25 C水物性：J =996.95kg /m3,- 0.903cPVs0.785d22036000.785 0.0542工 2.43m/sReduRedudu=

20、20002000vUmaxd2000 3.2 100.069二 0.927m/s0.054 996.95 2.43 =1.45 105 40000.903 10为湍流-5222 .运动粘度为3.2X 10 m /s的有机液体在$ 76x 3.5 mm的管内流动，试确定保持管 内层流流动的最大流量。Vmax =d2umax =0.785 0.06920.927 = 3.46 10m3/siiiaxiiiax4= 12.46m3/h3323.计算10C水以2.7 x 10 m /s的流量流过$ 57x 3.5mm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）V2

21、 7 汉10 解：u J2 =1.376m/s0.785d0.785 0.0510 C水物性：? = 999.7kg/m3,=1.305 10pa sRedu0.05 999.7 1.3761.305 10“4= 5.27 100.01d 50查得 =0.041d 2= 0.041200.0521.376 hf 二 x Wf /g = 1.583mRedu-1 8 9 01-4 1 525.6 2 0 0 00.4 8 7,6464_ Re _ 2 5 86在贮槽1截面到高位槽= 0.2472截面间列柏努力方程题24附图：Pf 二 Wf t =15525巳24.如附图所示，用泵将贮槽中的某油品

22、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。/40/解：u = s360 -1.415m/s算 d20.785咒0.124Zg 丛 *uf We 二z?g 也 2u| x Wf简化：We =Z2g WfI +送 I u2451 4152而： Wf 二- 丄 0.247 一 =111.2J/kgd 20.12.We =20 9.81 111.2 =307.4J/kgPe =We ms =We Vs 卜-307.4 40

23、3600 890 =3039.8W : 3.04kW25 .一列管式换热器，壳内径为500mm，内装174根$ 25 X 2.5 mm的钢管，试求壳体与管外空间的当量直径。deJI4 (D4D2 -nd外D nd外2 20.5 -174 0.0250.5 174 0.025=0.029m26.求常压下35 C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；d = 0.0005)解：当量直径:, 4ab 2ab de 二2(a + b) a +b2 0.3 0.20.3 0.235 C空气物性:J =1.1465k

24、g/m3,二=18.85 10pa sdeURe0.24 1.1465 12_618.85 10= 1.752 105由；d =.5 ,查得怎=0.019de 2-0.01912 1220 V=684J / kg,pf 八 Wf 684 1.1465 = 784.2 Pa27.如附图所示，密度为800 kg/m3、粘度为1.5 mPa- s的液体，由敞口高位槽经 $ 114 x 4mm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；：d = 0.002，试计算两槽液面的垂直距离 z。解：在咼位槽1截面

25、到容器2截面间列柏努力方程：Z1g-P1 - u-|2 =Z2g -P2 丄 uj 亠二 Wf2P 2简化:咅P2v Wfdu0.106 800 1.5Re38.48 101.5 10由；d =0.002,查得=0.026管路中:进口= 0.590C弯头=0.752 个半开闸阀= 4.5出口=12八)u230 +1601 52= (0.0260.5 2 0.75 4.5 1)0.106 2-60.87J / kgZ =(匕、Wf )/g =(16 1060.87)/9.81 = 26.6mP80028.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 3

26、600m3/h，废气的物理性质与 50C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。2.45kPa。管壁的解：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：乙g-P1 丄 u2We12 1 ep1汩2g尹；、Wfp112_简化：1-u1We =z2g、Wf其中：p1

27、 =-H2OgR=1000 9.81 0.06= 588.6paVs0.785 d2360036000.785 0.252=20.38m/sRedu0.25 1.093 20.3819.6 10 出5-2.84 10又查得；0.150.0006 d 250 =0.0182eU_进 _出)c2Wf塔.进.出)550.251.5)20.3822.2.45 1031.09350 C空气物性：1.093kg/m3, 八 19.6 10Pa s= 3375 J / kg=15 9.813375588.6/1.093 = 4060.7J/kg.Pe =ms We 二Vs r We =36003600 1.

28、093 4060.7 =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试求油在管路中的流为1.47MPa、1.43 MPa，管路尺寸为$ 89x 4mm , A、B两点间的直管长度为 40m，中间有 6个90o标准弯头。已知油品的密度为820 kg/m3,粘度为121mPas,量。解：在A B间列柏努力方程：Za9-uB Wf2简化：空八Zg卫八Wimd0l题29附图(1 471 43) XO6820(.)-1 9.81 = 38.97J/kg油品粘度大，设流动为层流.Wf 3 332% x le)ud2.900标准弯头le=35d=35 0.08

29、1 = 2.835m32 121 10(406 2.835)u0.0812 820解得 u = 0.95m/sdu0.081 0.95 820121 10”= 521.5 2000假设正确- 22-3 33Vs d2u =0.785 0.0812 0.95 =4.89 10 m3/s=17.61m3/h 430. 20C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0 38 x 3mm的钢管(；=0.05 mm)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 八 WfZgI 亠二 le U2Ad 2代入数据：5 9

30、.81 -100 u0.032 2化简得：2u =0.031390.050.00156d32查完全湍流区 =0.022设 - 0.021 ,由式得 u = 1.22m/s由附录查得20 C苯物性：:=876kg m3二=0.737mFasRe =dum-0.032 879 1.220.737 10= 4.66 104查图， =0.026再设 - 0.026，由（1）得 u = 1.10m/sRe.31 32 879 1=4.20 1040.737 10；查得，=0.26 假设正确.u = 1.10m/ s流量:Vsd2u = 0.785 0.0322 1.1 =8.84 10 ,4= 3.18

31、3Pa1 2Pb1 22 UA Z Ag.2 UBZBg 二.Wf A B其中 Ua= UbZb - Za 二 hPa Pbu二 L WfAB = - hg对于U形差压计PaZa g = PbZb，(Zb - R)g R gh题31附图Pa - Pb =(Za -Zb)g R(U gW fAB旦 R(6 -，)gPR( 6 - )gP Pab =h- g RC； - ) g(2)水平放置时流量不变.管路总能量损失V 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，厶Pab 二 N Wf 二 R( -，)g32. 如附图所示，高位槽中水分别从BC与BD两支路排出，其中水

32、面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m。AB管段的内径为题32附图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:U1Z2gU2、Wf简化：Zg =為 WfABD1 AB U11 BD U2+ d1 2 d2 2.有：2 228 u115 u210 9.81 =0.0310.0320.0

33、38 20.032 2而.1 WfABD = WfAB 亠二 WfBD2 2化简 11.05ui 7.03U2 =98.1又由连续性方程：di38 2u2 = ( 一)5 = ( ) s =1.41U|d232代入上式：2 2 211.05U1 7.03 1.41 U1 =98.1解得:u1 =1.98m/s流量:(2)当 C：:. 22_3Vsdf* =0.785 0.03822 1.98 =2.244 10S 4 1 1BC支路阀均全开时：BD，D出口状态完全相同，分支管路形如并联管路,WfBc 八 WfBD2 21 BC U21 BD U2扎=扎d3 2 d2 22 212U3 =15上

34、u3 =1.118u2(1)又Vs认VS32：2- -2d1 u2 d2 u2 d 3u3444382u1 =322u2322 u3 = 3222.118u2U1 =1.502u2在高位槽液面与 BD出口列柏努利方程:Z g = Wf =為 WfAB、WfBD228 u2 i 1510 9.81 =0.03L 0.030.038 20.032 22U2-8.0811.05u； 7.03u； =98.1将（2）代入（3）式中：11.05 1.5022 uf 7.03uf =98.1解得：u2 =1.752ms 5 =2.63msu1.96ms流量：Vs1=0.785x0.0382 X2.63 =

35、2.98x10, m/ =10.73mV4/ s/ h4兀 2Vs3d 3 U 34=0.785 x 0.0322 x 1.752 =1.408 x 10, mZ =5.07m%= 0.785 汉 0.0322 .96 =1.576O0，m%=5.67 m/h33. 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/m3,粘度为0.5cP,试计算液体的体积流量。解: A0 =（4）2 =0.25A 80设 ReRec，查得 C。= 0.25-C0 A02勺（、- ）=0625 0.785 0.04227.35=1

36、3600-1050）781 _711“0m；/105020.785d17.11 100.785 0.082= 1.415 叹Re5= 2.38 10dA 0.08 1.415 1050 卩0.5勺0而 Rec =7 104ReRec二假设正确，以上计算有效。34. 用离心泵将20 C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 12mo输送管为$ 57X 3.5 mm的钢管, 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:题34附图（1）水流量，m3

37、/h；解: (1) V =C0A0998.2= 1.91 x10mZ =6.88= 0.61 0.785 0.022 2 0.4 9.81 (1360998.2)1U12乙 gWe 二2简化:We YZg Wf而 Wfle U2Vs1.91 10 32 2 = 0.9730.785d20.785 0.0522200 9732.、Wf =0.02=41.6560.052We =12 9.81 41.656=159.4(2)以水池液面为1-1 面，高位槽液面为2-2面，在1-12-2,面间列柏努 利方程：p 12 + u； +z2g +E Wfr 235. 以水标定的转子流量计用来测量酒精的流量。

38、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：；10001(7700 -790)才 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 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：U13036002: .20.785 0.074d1= 2.166叹U23036000.785 0.052

39、= 4.246叹在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失;丄 U2 Z1 He2g二空丄u； Z2?g 2gHe匕臼丄（u；?g2g= (215 3 40)1031(4.2462.1162) 0.4103 9.812 9.81=27.07mPe =QH 巾=303600 103 9.81 27.07 = 2.213kW丄 x 100% = 2213 00% = 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2当量长度）。管内径为75mm，换热器的压头损失为 3

40、2 ，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:3Q/(m /s)00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008H/m2625.524.5232118.515.5128.5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 Z Z22ghf ；Z 亠二 hf丄Id 2gf Z (- - I 32) d2g400He=10(。.。3 0.07532) 2 9.811 ( Q 2)20.785 0.0752=10 5.019 105Q2(2)在坐标纸中绘出泵的特性曲线及管路特性曲 线的

41、工作点：Q =0.0045H =20.17m3634323028262422201816141210838 用离心泵将水从贮槽输送至高位槽中，两槽0.0000.008.泵特性曲线 管路特性曲线0.0020.0043Q(m /s)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)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。P22管路特性曲线 He二ZBQ 二Z BQ不变(1)(3)输送量不变；(2)压头不变;轴功率：(4)在贮槽液面1-1和泵出口 2-2

42、间列柏努力方程:hf简化：P2 二g He討乙-、hfl工作点Q , H e不变,hf不变即P2随的增加而增加。39 用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为H =40-0.01Q2，管路特性方程为He =25 0.03Q2，两式中Q的单位均为 m3/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?2解：(1)H =40-0.01Q一 He =25 0.03Q2联立：40 -0.01Q2 = 25 0.03Q2解得：Q =19.36 mh(2)两泵串联后：泵的特性：H = 2(40-0.01Q2)与管路特性联立：25 0.03Q =2 (40-

43、0.01Q2)解得：Q= 33.17 mh40.用型号为IS65-50-125的离心泵将敞口贮槽中 80 C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。05解：查附录：80 C 水，FV = 0.4736 10 Pa,IS65-50-125 泵气蚀余量 NPSH=2.0m泵允许安装高度：H蔦P、NPSH)允hf吸入45一2.0 -498 10-0.4736 10971.8汉 9.81=-0.69m为安全起见，再降低 0.5m，即Hg - -0.69 -0.5 - -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44C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。44C