化工原理练习与答案

1、第一篇练习与讲评练习一流体流动、填充与选择:1 .圆形直管内，V一定，设计时若将d增加一倍，则层流时hf是原有值一倍；高度湍流时入不变)，hf是原有值的倍.2 .图标管路系统中，已知流动总阻力损失hf=56J/kg,若关小阀门，则总阻力损昆失hJ=J/kg,两槽液面垂直距离H=m.厂QHJMTL,飞1-1*Jcd第2建第3题3 .图标管路系统中，已知dab=dcd,lab=lcd,U加，比较UaUc,(Pa-Pb)(Pc-Pd).4 .如图标管路，管长l,流量V,今因修管，用若干根直径为0.5d,管长等同于l的管子并联代替原管，保证输水量V不变，设入为常数，/d相同，局部阻力忽略，则并联管数至

2、少根。5 .如图通水管路,当流量为V时，测得(p1-p2)=5mH2。,若流量为2V时，则(P1-P2)=mH2。(设为阻力平方区)。第5题6 .圆形直管Di=100mm,一般情况下输水能力为（）D.300m 3/hA.3m3/hB.30m3/hC.200m3/h7 .某孔板流量计，当水量为V时，U压差计R=600mm（p=3000kg/m3）,若改用pi=6000kg/m3的指示液，水流量不变，则此时读数R为（）A.150mmB.120mmC.300mmD.240mm8 .倒U形压差计，指示剂为空气，现改为油后（流向不变），则R（）A.增大 B.变小C.不变D.不变，但倒 U形管中左侧高于右

3、侧、计算:1 .如图标三只容器A、B、C均装有水（液面恒定），已知：zi=1m,Z2=2m,U形水银压差计读数R=0.2m,H=0.1m。试求容器A上方压力表读数pi为多少MPa（2）若pi（表压）加倍，则（R+H）为多少第1基2 .A槽截面积Aa=80m2,水深10m,B槽截面积Ab=20m2,水深1m,二槽用截面积Ao=0.01m2的圆直管联机，中有一阀，其阻力系数8=6.5（常数）；直管阻力可忽略。求开阀后A槽液面下降1m要多少时间？<AIBiojr-Im1VIXl,打第2题3.某敞口高位槽输送管路（见图），在管路OC段的水平位置装有一孔板流量计，已知孔径do=25mm,流量系数C

4、o=0.62,管长Loc=45m,LcB=15m,LcA=15m（包括所有阻力的当量长度），管径doc=50mm,dcB=40mm,dcA=40mm,当阀A全关，B阀打开时，压力表PB=0.24at,试计算：1） .孔板两侧的压差为多少mmHg2） .若维持阀B的开度不变，逐渐打开阀A,直到CB、CA两管中流速相等，此时压力表的读数分别为多少at（已知流体密度尸1000kg/m3,入均取0.03）。练习一流体流动解答与讲评一、填充与选择：1. (1)层流：Hf=入l/dXu2/2goRe-1d-1u-2ou-1d-1d-1u-28-2u-1»d-4h"hf=(d/d)4=2

5、-4=1/16(2)湍流：H尸入l/dXU2/2g°d-1u-2°d-1d-4o(d-5hf/hf=(d/d)5=2-5=1/32-+A+AZ=H-/f2.Hf=H.因H不变，故Hf不变=56J/kgH-5.71m皂9.313 .ab和cd段管尺寸相同，流速相同Apfab=Apcd在a.b间应用B.e.q.得：pa-pb=Apfcd-fgZ在c.d间应用B.e.q.得：pc-pd=zpfcd故pc-pd>pa-pb4 .解题思路同第一题充分湍流情况HHf=Xl/dxu2/2gH=Hf=入K1/d1)>u12/2g=入(<2/d2)xu22/2gu22=u1

6、2d1/d2,u2=2-0.5ui(1)由连续性方程(2)jnd22U2/4=jdi2ui/4,u2n=4u1(1) (2)联解得：n=5.66,取整为6根。5 .eP2-P1,We=0,Au2=0.P-P=Apf+pg(Z1-Z2)若流动方向相反，则PP2=2-3=-1m.AP/©+Au2/2g+AZ=He-Hf,zF=P2-P1,AZ=Z2-Z1,He=0,Au2=0.故(P1-P2)/pg=Hf+(Z2-Z1)=Hf+6/2=5m,Hf=2m.Hf«u2,Hf=2>4=8m.故(P1-P2)/pg=8+3=11m.6 .V=<l2u/4=0.785>

7、0.01MX3600=28.26.故(B)答案较合理.7 .u=coAo2(po-)gR/pF5=CoAo(2AP/p)0.5,流量一定，贝UAP一定。AP=(伊-P)gR=(3-P)gR',R=(po-p)R/(po-p)=240mm.故D正确8 .AP不变。*=(p0-pair)gR=(p0-poil)gR',R'=(p0-pair)R/(p0-poil)>1,R'浜，故A正确。二、计算题1解析：基本思路是从容器C表面逆推得P1,因容器C接触大气，Pc压力已知。1)沿C液面作水平面与A容器相交于Ai处，则求解相当于复式压差计。Pa=(po-p)g(H+

8、R)=12600X9.81X0.3=37080Pa,Pi=Pa-V(Z2-Zi)=0.027272(MPa)故 H+R=2 P 1+ 型Z2-Zi)/( po-曲=0.521 (m)A02)又Pi=(po-P)g(H+R)-因(Z2-Z1),2、这是非稳态流动体系问题，首先选择某一时刻处(瞬间)建立关系，其后用物衡建立微分式，确定边界条件求解。若某一时刻，A槽内液面为Z1则(10-Zi)X80=(Z2-I)X20,Z2=41-4Z1此时在A槽面与B槽面间用Beq.Au=0,Zi-Z2=hf,5Zi-41=6.5u0/(2>9.81)=0.3313u0=1.7347(5z-41)1/2(1

9、)在从变化到时间内可看成不变，则Aod=(-dZ1)A1,0.01dt=-80dZ1,即d=-8000山Z/u0(2)(1)代入(2)结合边界条件，i=0,Z1=10;=0Z=9.t=-3000dZ/(1.7374-75241)=1S42,3(s)=303、解本题属分支管路计算题型(1)当阀A全关时，是简单管路在1-1与B处截面间应用B.e.qU1=0;Z1=15m;p1=0;ub=;Z2=3m;p2=0.24at=2.354M04PaZhf0-B=Zhf0-C+Ehf0-CBUC=(dB/dC)2UB=0.64ub=。色乂口9 0.0524%上*-o5625ui乙曲*八20.0428Zhf0

10、-B=11.1546uB2应用B.e.q9.81(15-3)-2.354X104/ub2/2=Ehfo-B=11.1546ub2ub2=8.08ub=2.8427(m/s)V=碗2&#0;Ub/4=3.57X103(m3/s)r=q4J次i彦*=63E9xio*pa=5163如阳西(2)从B表至出口D处的总阻力系数由1)情况下B、D间的B.e.q求得=yY-但括出口阻力)广=3525s4Q2当阀A开时，在1-1与D-D应用B.e.qg(Zc-Zb)=注f0-D=Ehf0-C+XhfC-B+注fB-DEhfC-B=5.625ub2EhfB-D=5.827ub2/2=2.919ub2而dC

11、2UC=2db2ubuc2=1.28ub2汇hf0-C=0.03N45/0.05)X0.5X(1.28ub)2=22.1184ub2117.2=(22.1184+5.625+2.919)ub2ub2=3.8392(m2/s2)ub=1.96(m/s)uC=2.217(m/s)p£=<-=5,3277xigo(Jx3392/2=1U&x谢(表)在1-1与A-A'间应用B.e.qgZc=Ehfo-c+Ehfc-A+uA2/2+pA/p汇hf0-c=22.1184uB2=84.917m2/s2Ehfc-A=0.03X15/0.04>3.8392/2=21.595

12、5m2/s29.81M5=84.917+21.5955+3.8392/2+pA/pPa=3.8718M04pa=0.3947at（表）练习二流体流动一、填空题1 .连续介质假定是指稳定流动条件下，连续性方程的物理意义是。2 .圆管内湍流和层流的差别是：流型层流湍流本质区别Re范围u/umax（满足1/7次方律）入与Re关系高度湍流般湍流入与&/d关系3 .圆形直管内，体积流量V一定，设计时若将管内径增大一倍，则层流时摩擦阻力损失Wf是原值的倍；高度湍流时， Wf是原值的倍。VaC力损失W f=J/kg ,两槽液面垂直距离H =8 . 一敞口容器，底部有一出口(如图所示),容器水面恒定，

13、管内水流动速度头为0. 54 .流体在直管内流动造成阻力损失的根本原因是5.某孔板流量计用水测得孔流系数Co=0.64,现用于测p=900kg/m3、尸0.8P的液体,问此时Co0.64。(>=<=)6 *.如图所示管路，将支管A的阀门开大，则管内以下参数有何变化?,WfA,WfB,WfC题白附图f=56J/kg 。若关小阀门，则总 阻7 .在如图所示的管路系统中，已知流体的总阻力损失Wm水柱，直管阻力可忽略。(1 )水由容器流入管内，则2点的表压P2 =m水柱。(2)水由管内流入容器，则2点的表压P2 =m水柱。题g附图题g附图题iu附图9 .如图所示的供水管线，管长L,流量V。

14、今因检修管子，用若干根直径为0.5d,管长亦为L的管子并联代替原管，保证输水量不小于V。设所有管子的入都相同且为常数，局部阻力均可忽略，则并联管子数量至少根。10 .如图所示的通水管路，当流量为V时，测得（p1-p2）=5mH2O,若流量为2V时，则（p1-p2）=mH2Oo（设流体流动处于阻力平方区）二、选择题1 .如图所示，倒U型压差计，指示剂为空气，现将指示剂改为油后（流向不变），则RcA.增大；B.变小；C.不变；D.R不变，但倒U型差计中左侧液体高于右侧。2 .某孔板流量计，当水流量为V时，U型压差计读数R=600mm（指示液密度po=3000kg/m3）,若改用密度为po=6000

15、kg/m3的指示液，水流量不萨、把此时读数R为一。中、A.150mmB.120mmC.300mmD.240mmU4水3.因次（量纲）分析法的目的在于。题附图A.得到各变量间的确切定量关系；B.用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；C.得到各因次数群的确切定量关系;D.用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。三、计算题1 .如图所示，三只容器A、B、C均装有水，水面恒定，已知z1=1mz2=2m,U型水银压差计读数R=0.2m、H=0.1m。试求：（1）容器A的上方压力表读数pl,kPa；（2）若pl加倍，则（R+H）值为多少？2 .某输送管路如图所示，已知液体的密度p=900kg/m3、

16、粘度尸30（P,除AB段以外，管路总长L=50m（包括全部局部阻力损失的当量长度在内），管内径d=53m。复式U型压差计指示剂为水银，两指示剂中间流体与管内流体相同，压差计读数R1=7cm,R2=14cm试求：若两槽液面垂直距离为4m,则管内流速为多少？当阀关闭时，试定性判断读数R1、R2有何变化？题I附图题2附图3 .某输送管路（见下图），在总管段OC上装一孔板流量计，该流量计孔径d0=25mm,流量系数C0=0.62。已知OC段、CB段、CA段管长和管径分别为Loc=45m、doc=50mm,LCB=LCA=15m、dCB=dca=40mm;当阀a全关、阀b打开时，压力表pB的读数为23.

17、5kpa。流体密度1000kg/m 3入均取为0.03。试计算:(1)孔板两侧的压差p为多少mmHg?(2)若维持阀b的开度不变，逐渐打开阀a,直到CA、CB两管中流速相等，此时孔板两侧压差p为560mmHg,问压力表读数pA、pB分别为多少kPa?4 .如图所示，一高位水槽下面接有三根水管子1、2、3,开始时压力表读数为P,三个支管的流量分别为V1、V2、V3,且V1VV2VV3。现关闭水管2中阀门，使V2=0,这时压力表读数为P'、水管1、3白流量变为V1'、V3'。假设所有水管中流动均处于完全湍流区，并且水在同一高度流入大气。试分析比较：(1)P与P'的大

18、小；(2)(V1V1')与(V3-V3')的大小。练习二流体流动解答与讲评一、填空题1. 液体由无数流体微团组成，流体微团彼此紧紧挨着，之间没有空隙。流动系统内无质量积累。2.流型层流湍流本质区别无脉动有脉动Re范围Re<2000或2300Re>4000u/umax1/20.817入与Re关系入=64/Re高度湍流入与Re无关一般湍流入随Re增大而减小入与Jd关系无关入随Jd增大而增大3. 1/16,1/32对原直管：U1=V/(42/4)=4V/(起2)wf1=入1(l/d)(U12/2)=入1(8V2/4T2d5)改变后：U2=4V/兀(2d)2=V/(Tid2

19、)wf2=%(l/2d)(U22/2)=尬(lV2/4T2d5)层流时，入=64/Re=64/pdu=变前(64叱0(M4V);变后(64四/p)(H2V)高度湍流时，入与Re无关，心2层流时wf1/wf2=?2(lV2/4712d5)/M(8lV2/712d5)=1/16;高度湍流时wf1/wf2=1/324. 流体有粘性5. =6. VAT,VBJ,VCJ,V总T,pJ,wfaJ,wfbJ,wfcJA阀开大一8J-VT,VATTD,PJfBJ,VCJ-fBJ,WfCJWfAJ7. 56,5.7在两槽液面间进行物料衡算，由Beq得gH=WfWf大小与阀门开度无关，始终为56J/kg即H=Wf

20、/g=5.7m8. (1)0.75(2)1.5(1)水由容器流入管内，在容器液面与2点间列Beq得H=2Hf+u22/2g+p2/因，其中SHf=22/2g=1/2(u22/2g)p2/pg=0.75mH2O(2)水由管流入容器，在容器?面与2点间衡算，由Beq得，u22/2g+p2/pg=H+2Hf其中2Hf=t(u22/2g)=u22/2gp2/pg=(1.5+0)mH2O=1.5H2O注：题目只忽略了直管阻力，局部阻力应予以考虑。9. .6替代前，在两容器液面间衡算，Et1=Et2+Wf1-2即gH=卜/d)(u2/2),u=V/(-2/4)=4V/(成)即H=M/d)(8V2/g712

21、d4)替代后，设有n根管，则u=(V/n)/N4(d/2)2=16V/(n42)gH=入/(d/2)(必/2)=入/d(162V2/(n272d4)联、解出n=4*20.5=5.6566即管数n取6根10. 11流速u=V/A=4V/起2Et1=Et2+Wf12(Et表示机械能)P1/Pg=p2/囚+h+入(/d)u2/2g即(P1P2)/pg=h+入</d)(8V2/72d4g)=5流量变为2V,u=2V/A=8V/<!2=2uEt1=Et2+Wf12P17=p27pg+h+入(/d)(u2/2g)即(P1P2)/pg=h+入(/d)(32V2/<l2g)由于入=入,

22、9;h=1/24m=3m，(P1P2)/因=3+4X(5-3)mH2O二、选择题1. .A改变前，在压差计两埠间衡算Et2=Et1+Wf12即P2/pg=p1/pg+Hf12又(P1P2)/但=R(pQ)/p=Hf21改变后(P1P2')/囚=R'(pQ)/p=Hf21R(p#)=R'(pP0)p0<p0'.1.R<R，即R将变大2. D3. B三、计算题：1.(1)27.26kPa(2)0.52m(1)pa=pi+因巾+©r=pa=P2+pgZ1+pgh1+QgRPB=P2+囚h2=PB=Pa+pg(h2-Z2-H)+p0gh由上面两式化

23、简，得P1=Pa+(力0g(R+H)+pg(Z1-Z2)(P1Pa)/pg=(Z1Z2)+(R+H)(#p)/p=2.78mH2O.P1Pa=2.727M04Pa=27.27kPa(2) P1加倍，即54.54kPa，假定水面仍维持恒定，即Z1、Z2不变则,P1'=Pa+(Q-p)g(R+H)+pg(Z1-Z2)又P1-Pa=2(P1Pa)=2(R+H)g(Qp)/p+2pg(Z1-Z2)解出，(R+H)'=0.52m2. (1)0.54m/s(2)R1T,R2T(1) (PAPB)/©=R1+R2=HfAB在两槽液面间进行物料衡算AH=XHf0-1=HfAB+Hfr

24、=R1+R2+入/di(u2/2g)=4R1+R2=(R1+R2)'0/p=13.6X(0.07+0.14)=2.856m入/di(u2/2g)=1.144(*)用试差法计算，设入=0.027,代入资料得出u=0.94m/s校核，Re=pdu/斤1429.56<2000得自0.043设u=0.5m/s,得仁0.095,Re=Qu/尸795<2000F64/Re=0.805由试差结果Re<2000/3/20,狂64/Re代入(*)式得n=0.95m/s(2)关小K,I升高，HfAB升高，R1升高，R2升高3. (1)517.2mmHg(2)pA=85.30kPa,pB=

25、55.61kPa1 1)忽略流量计阻力损失，对OB段列衡算方程Et0=EtB+WfOCB15 +0=3+(2.35X104)/(1000X9.81)+0.03.45/0.05)X(u0C2/2X9.81)+0.03X(15/0.04)汉QB2/2>9.81)+(uCB2/2>9.81)u0C=(d0/doc)2u0=1/4u0u0B=(d0/dcB)2u0=25/64u0解出U0=7.286m/s,AP=(p/2)(u0/C0)2=517.9mmHg(2)开阀a至uCA=uCB;因dCA=dCB,Voc=VCB+VCAuCO=(dCA/dOC)2(uCA+uCB)=2uCA(dCA

26、/dOC)2=1.28pCA由uO=C0(2AP/u)0.5=7.576m/suCO=u0/4=1.894m/s,uCA=uCB=1.480m/s重立OB衡算式,Et0=EtA+WfOCB,16 =3+uCB2/2g+pB/pg+0.03><45/0.05)XUOC2/2g+0.03><15/0.04)X(uCB2/2g)解出：PB=55.87kPaEt0=EtA+WfOCA,3+pB/©+uCB2/2g+0.03N15/0.04)XuCB2/2g=pA/pg+uCA2/2g+0.03X15/0.04)XuCA2/2gpA=85.30kPa注：在解题过程中，忽

27、略了孔板流量计的阻力损失。4. (1)P>P(2)(V1-V1)>(V3-V3)PvP关闭K2-V2，VJ-pTnT,V3T全开日V1<V2<V3-hf1>hf2>hf3EtA=Et1+Wf1=Et2+Wf2=Et3+Wf3=B1V12=B2V22=B3V32EtA=B1V12=B3V32V1/V1=(EtA7EtA)0.5一(V1V1)/V1=(EtA7EtA)0.5-1V3/V3=(EtA7EtA)0.5一(V3V3)/V3=(EtA/EtA)0.5-1(V1V1)/(V3'V3)=V1/V3<1(V1V1')>(V3V3)小

28、结：结果显示，阻力系数小的管速度比更大练习三流体输送设备1.用泵将20c水由贮槽打到某一处，泵前后各装有真空表和压力表.已知泵的吸入管路总阻力和速度头之和为2mH2。柱，允许吸上真空度为5m,大气压强为1atm,水在50c的饱和蒸压为0.1528kfg/cm2,液面与吸入口距离为2m,试问：(1) .真空表的读数为多少mmHg(已知汞的密度为13600kg/m3).(2) .若水温由20c变为50c时，发现真空表与压力表为的读数突然改变，流量骤然下降，第阅此时出了什么故障原因何在怎样排除2 .用离心泵将水送到一敞口高位槽，两液面距离为15m,当转速为2900车t/分时，离心泵的特性方程为：He

29、=45-1.3M0-6V2(式中V以m3/s计算)，管内流量为V=0.003m3/s,试求（1） .将泵的转调为2800转/分，而管路情况不变则管内流量为多少(设满足速度形三角相似)。（2） .若利用关小阀门的方法，使管内量调至与（1）量相同，而泵的转速仍维持2900转/分，则比（1）多消耗多少能量J/h若流体密度为1000kg/m3,理论上每小时省多少度电（1度电=1千瓦时）。3 .实验室内有一循环管路（如图），管路内安装一台离心泵，在操作范围内，该离心泵的曲线方程为：He=23.1-1.433X10-5V2（h：m,V：m3/s）,泵压出管路长120m,吸入管路长20m,（以上管长均包括全

30、部局阻力的当量长度），管径均为50mm,管路摩擦系数入=0.03,水的饱和蒸气压为0.24m水柱，试求：（1）管内水的流量。（2）泵入口处压强表读数mmHg。（3）若该泵的允许汽蚀余量？h=3m,则此泵在上述条件下能否正常工作。4 .实验室需要用离心泵将地面水池（敞口）中的水送至一敞口高位槽.高位槽中原液面距水池液面距离为5m,地面水池较大，液面可视为恒定，工作条件下，泵的特性方程为：20-222V2（式中V以m3/min表示）.整个管路长度为50m（包括全部阻力的当量长度）.管径均为50mm,管路摩擦系数为0.03.试计算使高位槽中液面升高1m要多长时间（设高位槽为直径1m的圆桶）。第噫练习

31、三流体输送设备解答与讲评1 .解：t=20C,2Hfo-i=2mH2O,Hs=5m,Pa=1atm,50c时p=0.1528kgf/cm2,Z1=1m,在贮水池液面与入口真空表管截面处应用B.e.q:Zi=(po-pi)/pg-2Hfo-i-u2/2g即P2/pg=(po-pi)/pg=Zi+u2/2g+2Hfo-i=2+2=4.0mH2O=3940mmHg.(2)若20c变成50c时，允许安装高度Hg=Hs-u02/2g-2Hf0-i,Hs=Hs-(0.1528X104>9.81/1000X9.81-0.24)=5-1.26=3.74,Hg=3.74-2=1.74V2m.当温度升至50

32、c时，因实际安装高度小于允许安装高度Hg,则离心泵发生气，故应该降低泵入口段的安装高度或减少等措施调节。2 .解：泵特性曲线方程H=45-1.3M0-6V2管路特性曲线方程H=15+KV2将V=0.003代入式得H=33.3m,将此时的V,H代入式得K=2.033M0-6,，管路特性曲线方程为H=15+2.033M0-6V2H/H=(n/n)2,V/V=n/n,H=(n/n)2H=(29/28)2h,V=29/28V,故转速改变后泵特性曲线方程变为(29/28)2H=45-1.3X10629/28V2H=41.95-1.3X10-6V2联解得H=31.44m,V=2.843X10-3m3/s=

33、i0.23m3/h.若用关小阀门的方法调节，则泵特性曲线不变仍为式，此时代入V=0.002843得H=34.49mAH=H-H=34.49-31.44=3.05m节约功=fgVAH=1000X9.81X0.002843X3600X3.05=305.9=3.06X105J/hr,相当于3.06X105/(1000X3600)=0.085(度电)。3 .解：(1)泵特性曲线He=23.1-1.433M05V2管路特性曲线H=0+入(+le)/du2/2g=入(+le)/d8V2/(g括d4)=(8“招)(l+le)V2/d5g=8X0.03/3.142X(120+20)/(9.81X0.055)V

34、2=1.1116X106V2联解得V=4.2904X10-3m3/s=15.446m3/h,(2) .u=V/(0.2542)=442904M0-3/(3.14X0.052)=2.186m/s(po-p1)/pg=Z1+u2/2g+Hf0-1=3+2.1862/(2X9.81)+0.03X20/0.05>2.1862/(2X9.81)=3+0.24+2.92=6.16m.(3) .Ah=p1min/pg+u2/2g-pJpg,Hg=(po-pj/囚-2Hf0-1-Ah=(10.00-0.024)-2.92-3=3.84<Zi,泵能正常工作。4 .泵特性曲线H=20-222V2瞬间高

35、位槽液位元上升Zm,V=V/60,此瞬间管路特性曲线H=5+Z+(8”7i2)Nl+le)V2/d5g=5+Z+8>0.03/3.142X50/(0.055X9.81)X(V/60)2=5+Z+3.97X105V2H=5+Z+110.3V2(V：m3/min,H：m)联解得20-222V2=5+Z+110.3,15-Z=332.3V2,V=0.05486(15-Z)0.5在d。瞬间内Vd乎dZX0.25tD2,即Vd=0.785dZ代入得dZ/(15-Z)0.5=0.07315dq边界条件看0,Z=0,=qZ=1,积分得7=2(150.5-140.5)/0.07315=5.59min.练

36、习四液体输送机械一、填空题1 .属于正位移泵型式的，除往复泵外，还有、等型式。2 .产生离心泵气缚现象的原因是避免产生气缚的方法有3 .造成离心泵汽蚀的原因是增大离心泵允许安装高度的措施有、等。4 .往复泵的流量调节方法有、和5 .启动离心泵前，应先和启动往复泵前，必须检查是否打开。6 .对某一离心泵，若输送的流体密度增大1.2倍，则在相同流量下，扬程增大倍数为倍,功率增大倍数为倍。7 .如图所示，两管道系统阻力状况基本相同，入均为常数，为使V2=V1,则泵的扬程He=。8 .离心通风机输送p=1.2kg/m3空气时，若流量为6000m3/h,则全风压为240mmH2O.现该通风机改送=1.4

37、kg/m3的气体，则在流量的6000m3/h时，全风压为mmH2O。题7附图题9附图9 .如图所示，泵打水时，压力表读数为P、流量为V。若保持V不变，现泵改送密度比水大而粘度与水基本相同的流体，则以下参数如何变化？压力p,扬程He,轴功10 .两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n1时，泵的流量V1=100/s扬程H1=16m;转速为n2时，泵的流量V2=120/s,扬程H2=20m。则两容器液面的垂直距离=m。11 .如图所示输送系统，Pl、P2恒定。当泵输送密度为p的流体时，流量为V。现改送题11附图度为p'的流体，且p'爱此时流量为V'。试问：(1)要使V'

38、;V,则P2必须P1；(2)要使V=V,则P2必须P1O12 .某台操作中的离心泵，其特性曲线方程为H=40-2.5V2(V-m3/min)。当转速为n时,流量V=2m3/min。已知管路特性方程可用下式表示：He=BV2。当转速减慢为n'=0.9n时，其工作点所对应的压头H-m,流量V'=m3/min。二、选择题：1 .图标为离心泵性能测定装置。若水槽液面上升，则A.V增加，H减小；C.V和H都不变，p1和p2(均为绝压)增加；B.V减小，H增加；D.V和H都不变，p1和p2(均为绝压)减小。2 .如图所示，常压下，内盛100c水的槽面距泵入口垂直距离z为。已知泵允许吸上真空

39、度Hs=5m,吸入管线阻力损失2mH2O。A.>7mB.7mC.3mD.只需z>0即可3 .离心泵铭牌上标明的扬程是指。A.功率最大时的扬程B.最大流量时的扬程C.泵的最大扬程D.效率最高时的扬程4 .已知单台泵的特性曲线方程H=20-2V2,管路特性曲线方程为he=10+8V2(以上两式中V的单位均为m3/min)。现将两台泵组合起来操作，使流量达到1.58m3/min,下列结论中的是正确的。A.串联B.并联C.串、并联均可D.无法满足要求三、计算题1 .在图标的循环管路中，L1=L2=20m,L3=30m,（均包括局部阻力当量长度在内），管径d=30mm,Z=0.03,流量V=

40、1.413X103m3/s,密度年900kg/m3,冷却器液面高出泵吸入口2m,试求：（1）泵的扬程H;（2）为保证泵的吸入口不出现负压，冷却器液面上方压力pO至少为多少kPa（表压）？-Q题1附图题2附图2 .如图所示，两塔表压都为零，已知d均为40mm,F0.02,吸入管长LI=10m,压出支管2长L2=70m（均包括局部阻力），泵的特性曲线方程H=22-7.2X105V2,式中H,m;V,m3/so泵出口至。点的管长可忽略。试求：1 1）B阀全关时泵的流量；2 2）B阀全开时泵的流量。此时支管3长L3=70m（包括局部阻力当量长度在内）。3 .欲用离心泵将池中水送至10m高处水塔（见图）

41、，输送量V=0.21m3/min,管路总长L=50m（包括局部阻力的当量长度）管径均为40mm,入=0.02。试问：（1）若选用的离心泵的特性曲线方程为H = 40-222V2式中V m3/min。该泵是否适用？(2)此泵正常运转后，管路实际流量为多少m3/min(3)为了使流量满足设计要求，需用出口阀进行流量调节。则消耗在该阀门上的阻力损失增加了多少J/kg4 .如图所示，用离心泵将敞口水池中的水送到反应塔内，塔顶压力为1.17X105Pa,出水管口高出水池液面4m。已知管路调节阀全开时，管路总阻力损失为2mH2。柱，输水量为30m3/h,该泵的特性方程为H=20-0.0023V2,式中H,

42、m；V,m3/h。(1)试写出阀全开时的管路特性方程，要求以he=f(V)函数式表示，hem；Vm3/h。(2)若将这种泵两台并联用于该管路，当管路调节阀全开时，输水量为多少m3/h?题3的图题4的图练习四流体输送机械解答与讲评一、填空题：1 .计量泵、齿轮泵、螺杆泵2 .在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大，不足以吸上液体。泵内灌液3 .叶轮入口处的压力等于液体的饱和蒸汽压，使液体发生部分汽化减小吸入管路的阻力增大供液池上方压力4 .旁路调节、改变活塞冲程、活塞往复次数5 .泵内灌液关闭出口阀出口阀6 .1,1.27 .2H8 .2809 .pT,He不变，NT10 .6.91泵的特征曲

43、线H=A+BV2H2-H1=B(V22-V12)即H=A+V2(H2H1)/(V22V12)将V=V1,H=H1代入H1=A+V12(H2H1)/(V22-V12).A=Z+AP=ZA=H1-V12(H2-H1)/(V22V12)=16-1002(2016)/(12021002)即Z=6.909m11 .(1)<(2)=泵的特性曲线H=a-bQ2;管的特性曲线L=A+BQ2,其中A=AZ+火/pg,AP=P2P1流体密度改变，对泵的HQ曲线没有影响，但却有可能使管的特性方程中的A改变。(1) 若P2-P1>0,则pT9J一管线向下平移；(2) 若P2-P1V0,则pT9T一管线向上

44、平移；(3)若P2P1=0,则pT对A没有影响，即A与p大小无关；(1) P2-P1>0,则pT;(2)P2-P1<0,则pT;(3)P2-P1=0,则pTp'aV'留时P2vP1;P'书V'=V时P2=P1;注：影响管路特性曲线改变的因素有(1)阀门开度改变；(2)供需液处势能改变；(3)流体密度改变；(4)流体粘度改变影响泵特性曲线改变的因素有：(1)流体粘度改变；(2)叶轮直径，转速改变；(3)泵的串、并联。12.24.3,1.8叶轮转速改变，影响泵的特性曲线，但不改变管路的特性曲线。由比例定律，V'R=n'/nH'H=

45、(n'/n)2即V=(n7n)2V',H=H(n/n)2H(n/n)2=402.5汉(n/n)V'即H'必0(n7n)22.5xV2=32.4-2.5V2联立管路曲线H'=BV2将V=2代入H=402.5V2,及H=BV2解出B=7.5.V'4.8m3/min,H=24.3m注：不能将V'X=n'/直接代入资料计算出V',因为V'X=n'#成立的前提是泵的工作效率不改变。即在不同工作效率的条件下,V' /V=n' n不单独成立。、选择题1.C进行衡算，由B-eq得，L=A+BQ2,其中A=A

46、Z+AP/pg=0即L=BQ2。水位上升，不影响管路特性曲线和泵的特性曲线，故工作点不变，而L、Q都不改变,V、H不改变。在水槽液面与泵入口处进行衡算，Pa/pg=p1/囚+u12/2g+入/d(u12/2g尸p1/q+乂/d+1)u12/2g水槽液面上升与泵入口处间进行衡算，而Et0=Et1+Wfo1Pa/pg=pl7pg+(入/d+1)(u22/2g)<u1=u2pl>pl即pl增加。P2=P1+pgHeT,P2增加。2. AHs=Hs+(Hg-10)+(PV/9810-0.24)1000/pPV=1.01X105Pa代入Hs=5(1.01X105/9810-0.24)1000

47、/p=-5.089mH2OZ=Hs-必/2g-Hf=-5.089-2-次/2g.Z=7.089+必/2g>7m,即Z>7m3. D4. A两台泵串联，串联后泵的特性方程为：H=2X(202V2)=404V2=10+8V21. V=1.581m3/min>1.58m3/min两台泵并联，并联后泵的特性方程为:H=202(V/2)2=20V2/2=10+8V2，V=1.085m3/min<1.58m3/min串联两台泵可满足V=1.58m3/min的要求。三、计算题：1. .(1)14.27m(2)2.014x104Pa(表压)(1)对整个循环管路进行衡算，H=入(L/d)

48、(u2/2g),u=V/A=4V/<12.H=入(L/d)(8V2/72d4g)=(AL/d5)(8V2/72g)=0.03X(20+20+30)/0.035X8><1.41310-3)2/(T2X9.81)m=14.27m(2)假设泵的入口处压力恰为0,在泵入口与出口间衡算P0/©+H=入(L1/d)(8V2/i2d4g)+(1/2g)(4V/<I2)2P0=2.014X104Pa2. (1)10.15m3/h(2)13.3m3/h(1) B全关日VB=0,V=VA在水池液面与支管出口之间进行衡算，Et0=Et1'+Wf0'-1'即H

49、e+P07Pg=H1+P0/pg+入(L/d)(u2/2g)u1=4V/<12,uA=4V/Td2227.2X105V2=6+(0.02X80/0.04)X(8V2/(或><0.044><9.81)解出V=2.82M0-3m3/s=10.15m3/h(2)B全开日V=VA+VBEt0'=Et1+Wf0'-1'=Et2+Wf0-2'He+P07Pg=H1+P17pg+入(L1/d)(u02/2g)+入(L2/d)(u12/2g)=H2+P2/pg+入(L1/d)(u02/2g)+入L3/d)(u22/2g)L2VA2=L3VB2,L2

50、=L3,VA=VBV=2VA=2VB,u0=2u1=2u2227.5M05V2=6+(0.02M0/0.04)X8V2/(72X0.044X9.81)+(0.02X70/0.04)X2V2/(72X0.044>9.81)V=3.71X10-3m3/s=13.34m3/h3. (1)he=19.9m,H=30.21m,H>he,故泵适用(2)0.259m3/min101.1J/kg解析：(1)V=0.21m3/min,代入H=30.2m在水池与水槽液面间衡算，Et0=Et1+Wf0-1H=10+(0.02X50/0.04)X16(V/60)2/(立X0.044X2g)=40-222V

51、2解出V=0.067m3/s,=0.259m3/min>0.21m3/min二选用H=40-222V2适用(2)正常运行时，V=0.366m3/min(3)V=0.21m3/min,Wf阀=30.2100.02>(50/0.04)416(0.21/60)2/(72X0.044X2g)=10.3mH2O=101.1J/kg4. (1)he=15.93+0.00222V2(2)38.2m3/h(1)阀门全开时，V=30m3/h,在水池液面与出水管口间进行衡算，Et0=Et1+Wf0-1即He=P/pg+H+Hf0-1(*),其中Hf0-1=入(L/d)(u2/2g)=8ALV2/(36

52、002712d5g)=2得8山(3600272d5g)=2/72=2/303=0.00222Hf0-1=0.00222V2代入(*)式得He=P/pg+H+0.00222V2=15.93+0.00222V2,(Hem,Vm3/h)(2)将两台泵并于管路，关联后泵的特性方程为H=20-0.00023(V/2)2=20-5.75X10-4V2=15.93+0.00222V2川=38.16m3/h注：泵的串、并联是本章内容的重点，理解两台同型泵或不同型串、并联后泵的特性曲线的变化是掌握该知识点的关键，下面以几个例子说明变化后泵的特性曲线的求取：(1)两同型泵串联，(设原来单台泵的特性曲线为H=a-b

53、Q2)同型的两台泵串联的特征：动因是改变流量，即流量加倍，从而影响扬程；对高阻管路，流量和扬程改变甚微；对低阻管路，流量变化幅度大，扬程变化幅度少，(见图1)Q'=2Q即Q=Q'2代入泵曲线H=a-bQ2,则串联后的泵的特性曲线方程为H=a-B(Q，/)2=a-(b/4)Q2(2)两同型泵并联(2)对同型的两台泵并联的特征：(1)动因是改变扬程，扬程加倍，从而影响流量;高阻管路，扬程变化幅度大，流量变化幅度小；对低阻管路，扬程和流量变化者酩艮小。(见图2)H'=2H代入原方程，H=a-bQ2,得H'=2a-2bQ2(3)不同型泵串联泵1:H=a1-b1Q2;泵2

54、：H=a2-b2Q2。串联后，Q=Q1+Q2=(a1-H)/b10.5+(a2-H)/b20.5即泵的特性曲线变成Q=(a1-H)/b10.5+(a2-H)/b20.5(4)不同型泵并联泵1:H=a1-b1Q2;泵2：H=a2-b2Q2并联后，H=H1+H2=(a1+a2)(b1+b2)Q2并联后的泵的特性曲线为：H=(a1+a2)(b1+b2)Q2练习五流体流动和流体输送机械一、填空题1 .当地大气压为745mmHg,测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为mmHg。测得一容器内的表压为1360mmHg，则其绝对压强为mmHg。2 .两无限长同心组成的环隙中充满流体。已知外筒内径为

55、D,内筒外径为d,试问内筒作旋转运动时，当量直径de=。3 .质量流量相同的两流体，分别流经同一均匀直管，已知，密度pi=2粘度（11=22>,则Re1=Re2。若两流体流动均处于阻力平方区，则hf1=hf2；若流动皆为层流，则hfi=hf2。4 .离心泵叶轮的类型一般有种，为什么离心泵的叶片要采用后弯？。5 .操作中的离心泵，若开大出口阀，则管路总阻力损失,泵的轴功率泵的效率。（变大，变小，不变，不确定）6 .管道中水的常用流速范围为m/s,空气流速范围为m/s。若水与空气以相同流量流经相同管长的水平直管，并各自采用最经济流速，则管径d气d水，压降p气夕水。7 .图标流程中，管径皆为d

56、,入均为定值。两支管只考虑阀门阻力，且知G=l,Q=25,今只将阀2开大，其它不变，使流速u1=u2=2m/s。则开大阀2后，阻力系数变为12'=,压头损失（hfAO+hfOB）将。（变大，变小，不变，不确定）8 .流体在水平等径直管中流动时，若流动处于层流区，则压强与速度成正比；若流动处于高度湍流区，则压降与速度成正比。9 .流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失，所损失的是机械能中的项。10 .毕托管测量管道流体的速度，孔板流量计测量管道中流体的速度。选择题1 .某孔板流量计流量为v1时，通过孔板前后的压降为pi,U型压差计的读数为Ri,当流量V2=2V1时，相应的压降为p2,读数为R2,则。A.R2=2R1,42=2&iB.R2=20.5Ri,加=20.541C.R2=20.5R1,Zp2=4ZpiD.R2=4Ri,Z2=4Zpi曲/题2附图题1附图2.操作中的离