化工原理复习题及化工原理第二版上册答案

PAGEPAGE171.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系A.体系＞大气压B.体系＜大气压C.体系＝大气压（第1小题图）（第2小题图）2.如图所示,连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了()的大小。A.A.B间的压头损失Hf；B.A.B间的压强差△PC.A.B间的压头损失及动压头差之和；D.A.B间的动压头差(uA2-uB2)/2g3.层流与湍流的本质区别是()。A.湍流流速>层流流速；B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。4.离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（）A.Q启动＝0，N启动≈0；B.Q启动〉0，N启动〉0；C.Q启动=0，N启动〈05..离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则()A.任何情况下扬程与ρ无关；B.只有当（Z2－Z1）＝0时扬程与ρ无关；C.只有在阻力损失为0时扬程与ρ无关；D.只有当P2－P1＝0时扬程与ρ无关。6.为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（）的转鼓。A.高转速、大直径；B.高转速、小直径；C.低转速、大直径；D.低转速，小直径。7.为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，应采用（）。A.几个小直径的分离器并联；B.大直径的分离；C.几个小直径的分离器串联；D.与并联和串联的方式无关。8.穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小()。A.R1>(R2+R3)；B.R1<(R2+R3)；C.R1=(R2+R3)；D.无法比较。（第8小题图）9.有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δtm为（）。A.-60/ln2.5;B.60/ln2.5;C.120/ln5；D.100/ln5.10.间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数（）之值。A.大者；B.小者；C.两者；D.污垢热阻。11.当流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为滞流时,平均速度与管中心的最大流速的关系为()A.um＝3/2umax；B.um＝0.8umax；C.um＝1/2umax；D.um＝0.4umax12.转子流量计的主要特点是()。A.恒截面、恒压差；B.变截面、变压差；C.恒流速、恒压差；D.变流速、恒压差。13.如图,若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为()。A.阀门打开时①>②>③B.阀门打开时①=②>③C.阀门打开时①=②=③D.阀门打开时①>②=③(第3小题图)14.离心泵的扬程是()A.实际的升扬高度；B.泵的吸液高度；C.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度；D.单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。15.往复泵在操作中()A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关；B.允许的安装高度与流量无关C.流量与转速无关；D.开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关16.用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（）。A.将过滤面积增加一倍；B.将过滤压差增加一倍；C.将滤浆温度到高一倍。D.将过滤面积减小一倍17.旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（）粒径。A.最小；B.最大；C.平均；18.在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为t1、t2，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度)，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温t2应()。A.增大B.减小C.不变D.不一定19.将1500kg/h，80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水初温为30℃，出口温度不超过35℃，硝基苯比热为A.19800kJ/h;B.82800kJ/h;C.82800kW;D100000kW20.当壳体和管束之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用（A.固定管板式;B.浮头式;C.套管式;D.哪种型式都可以。1．如图所示，空气以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根等径直管。已知d1=d2,LAB=LCD,U形差压计指示液相同。则………（C）（A）pAB=pCD（B）pAB﹥pCD（C）hfAB=hfCD（D）R1﹥R2R2Dd2R1d1ABR2Dd2R1d1ABCC2．下图为一管道测压装置，流体在水平直管内流动，流体的粘度＝0，若忽略测压管对流通截面的影响，则………（A）（A）R1=R3＜R2（B）R1＜R2＜R3（C）R2＞R1＞R3（D）R1＜R3＜R2R1R2R3uR1R2R3u3．如图所示，连接A,B两截面间的压差计的读数R表示的大小是……………（D）（A）A,B间的压头损失hfAB（B）A,B间的压强差pAB（C）A,B间的压头及动压头差之和（D）A,B间的动压头差（uA2－uB2）/2gRRCADBA;6～10ADCBB4．在层流情况下，如管长、流速不变，但管内径减小为原来的一半，则后者与前者的沿程阻力之比为……………………（B）（A）8；（B）4；（C）2；（D）1。5．离心泵的工作点……………（A）（A）由泵铭牌上的流量和扬程所决定；（B）即泵的最大效率所对应的点；（C）由泵的特性曲线所决定；（D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。6．离心泵的转速改变时，则……………………（A）(A)不会改变管路特性曲线；(B)不会改变泵的特性曲线；(C)不会改变工作点；(D)不会改变管路所需压头。7.在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关…………（D）（A）粒子的几何形状；（B）粒子的几何尺寸；（C）流体与粒子的密度；（D）流体的流速。8．在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍，其过滤速率为原来的…………（C）（A）2倍；（B）1/2倍；（C）

倍；（D）4倍。9．有一18×2mm的无缝钢管，管内通冷冻盐水，为减小能量损失，在管外包一层导热系数＝0.18W/m·℃的石棉，保温层外壁与空气的对流传热系数＝10W/m2·℃,原包石棉为5mm，现改为8mm,则冷量损失是………（B）（A）增加（B）减小（C）不变（D）不定10．在蒸汽冷凝时，不凝气体的存在对的影响是………………（B）（A）使上升；（B）使大大下降；（C）对无影响；（D）以上说法都不正确。二、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）（请将正确答案填入空格内）11.当密度ρ＝820kg/m3,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________.12.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s,其体积流量为___________.13.当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.14.在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝。15.离心泵的主要参数有:流量,扬程,功率及________.16.调节泵流量的方法有：改变阀门的开度,__________________,____________________.17.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。18.过滤速率是指___________________________。19.在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________。20.某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m/s时,此时传热系数α=_____________.21.平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，试判断λ1、λ2、λ3的大小顺序____________。（第21题图）22.用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2。（比较大小）23.牛顿粘性定律的表达式为__________。24.当密度ρ＝820kg/m3,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时流动类型为__________.25.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s,平均流速为___________.26.层流时,管内平均流速是最大流速的____倍.27.柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为28.离心泵的特性曲线有:H~Q曲线，_____________曲线和________________曲线.29.离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，压力表的读数。30.球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________。31.过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______。32.某间壁换热器中,流体被加热，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.0m/s时,此时传热系数α=________________.33.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<λ3。在稳定传热过程中，比较各层的热阻R1、R2和R3的大小：。34一列管换热器，列管规格为φ38×3,管长4m,管数127根，则外表面积F外=________________。三、判断题（本题共10题,每小题1分，共10分）（请在你认为正确的题后括号内打“√”，错误的打“×”）23.实验证明,流体在管内作稳定湍流时,当Re一定,则摩擦系数λ随管子的相对粗糙度的增加而增大。（）24.柏努利方程中p/（ρg）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,称为动压头。（）25.离心泵的出口阀关闭，其流量为零，则所需的轴功率也为零。（）26.离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（）27.若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤末速度。（）28.欲提高离心通风机的风压，可以提高风机叶轮的转速。（）29.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。()30.流体流动时，滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。（）31.蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种。（）32..维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（）33.柏努利方程中的p/（ρg）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,称为静压头。（）34流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。（）35.在阻力实验中,用U形管压若计来测量管道阻力时,若某测压导管中存有气泡,但测量的准确性无影响。（）36.离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气缚现象发生。（）37.离心泵的出口阀关闭，其流量为零，则所需的轴功率也为零。（）38.若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤未速度。39.欲提高离心通风机的风压，可以提高风机叶轮的转速（）40.要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（）41.在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。()42.列管换热器采用多管程的目的是提高管内流体的对流传热系数α（）四、简答题（本题共1题,共5分）。（回答要点，并作简明扼要的解释）33.为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?34.给热系数受哪些因素影响?五、计算题（本题共4题,第34和37小题每题15分，第35和36小题每题10分,共50分）（要求写出主要计算步骤及结果）34..如图所示的管路系统中，有一直径为φ38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB,并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量,流量系数Co=0.63。流体流经孔板永久压强降为3.5×104N/m2，AB段的摩擦系数可取为0.024。试计算:⑴液体流经AB管段的压强差；⑵若泵的轴功率为500W，效率为60%，则AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。（第34题图）35..将20℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J/kg，流量为20m3/h，试求理论功率为多少kw？36.用一板框压滤机在147.1kN/m2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在1.5小时内获得4m3的滤液，若过滤介质阻力忽略，滤渣为不可压缩，并测得过滤常数K=1.6×10-5m2/s，问：（1）需要过滤面积多少m2?（2）若选用滤框尺寸：长×宽×厚=635×635×25mm，需滤框多少块？（3）过滤完毕，用清水在与过滤压力相同的情况下洗涤30分钟，洗水的消耗量为多少m3?（4）若把压力加倍，其它情况不变过滤1.5小时，可得滤液多少m3?37.用一传热面积为3m2由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器,用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃,水走管内,油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,其比热分别为4.18kJ/(kg.K)和2.0kJ/(kg.K);水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/(m2.K)和250W/(m2.K),两流体呈逆流流动,忽略管壁和污垢热阻。(1)计算说明该换热器是否合用?(2)夏天当水的初温达到30℃,而油的流量及冷却程度不变时,该换热器是否合用?(假设传热系数不变)38..用离心泵把水从储槽送至附图所示，表压为1kgf.cm-2的水洗塔中，储槽液面恒定，其上方为大气压。在某输送量下，泵对每kg水作的功为317.7J/kg，管内的摩擦系数为0.018。泵的吸入管路和压出管路总长分别为10m及100m（包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度）,管子采用Φ108×4mm的钢管。若在泵的出口处装一压力表，而测压处与泵入口处之间的位差和摩擦阻力均可忽略不计，试求压力表的读数为多少kN/m2（第34小题图）39.欲用离心泵将比重为1.1的液体（性质与水相近）以20m3/h的流量由贮槽打到高位槽。两槽均通大气。位差为15m。（设液面保持不变）管路全部压头损失为8m型号流量m3/h扬程m2B312030.82B31A2025.23B33A2026.2（第35小题图）（第35小题表）40..用一板框压滤机在147.1kN/m2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在2小时内得滤液8m3，若过滤介质阻力可忽略，滤渣不可压缩，过滤常数K=1.65×10-5m2/s，问：（1）现有一板框压滤机，滤框的规格为长×宽×厚=810×810×25mm，共框18块，是否合用？（忽略角孔占去面积）。（241.有一换热器由φ25×2mm钢管组成,管外为常压下的苯饱和蒸汽冷凝,苯的沸点为80℃,管内走冷却水,温度由10℃升高到30℃。已知,苯的冷凝传热系数为600W/(m2.K),水的对流传热系数为400W/(m2.K),钢的导热系数为50W/(m2.K),忽略垢层的热阻。求：(1)一、选择题（本题共10小题,每小题2分，共20分)答案:1~5：ACDAA;6~10：BACBB11-15:CCBDA16-20:AAABB二、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）***答案***11.5.46×104120.0118m3/s13.de＝4×流通截面积/浸润周边14.de＝d1－d215.效率16.改变泵的转速；车削叶轮外径17.重力、阻力、浮力18.单位时间内通过单位面积的滤液体积19.变慢20.α=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4；α=3.81(kW/（m2.K）)21.λ2〉λ1〉λ322.大于；小于23.τ=μdu/dy；24.湍流25.1.50m/s26.0.527.gZ1+P1/ρ+u12/2=gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf;28.功率N～流量Q曲线；效率η～流量Q曲线29.出口;增大30.粒子所受合力的代数和为零.31.μ；γL32.α=4.54(kW/（m2.K）)33.R1>R2>R334.F1=127×4π×0.038=60.6m2三、判断题（本题共10题,每小题1分，共15分）（请在你认为正确的题后括号内打“√”，错误的打“×”）23.√；24.×；25.×；26.×；27.√；28.√；29.×；30.×；31.√；32.×33.√；34×；35×；36.√；37×；38√；39.√；40×；41√；42√四、简答题（本题共1题,共5分）。（回答要点，并作简明扼要的解释）33.为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?***答案***操作可以获得较大的平均传热温度差，从传递相同热负荷言，须较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度T可接近冷流流体进口温度t，对相同热负荷言，需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度t可接近热流体进口温度T，对相同热负荷言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。34流动类型：湍流时的给热系数大。流体的物性：粘度μ、密度ρ、比热Cp，导热系数λ均对给热系数有影响。传热面的形状、大小和位置：管子的排列、折流都是为了提高给热系数。流体的对流情况，强制对流比自然对流的给热系数大，流体在传热过程有无相变，有相变α大。五、计算题（本题共4题,第34和37小题每题15分，第35和36小题每题10分,共50分）（要求写出主要计算步骤及结果）34.***答案***⑴在A-B之间列柏方程(管中心线为基准面)：gZA+uA2/2+pA/ρ=gZB+uB2/2+pB/ρ+∑WfpA-p2=ρ∑Wf=ρλLu2/2d+△p孔u0=C0[2gR(ρ2-ρ)/ρ]=0.63[2×9.81×0.6(13600-867)/867]=8.284m/su=(16.4/33)2×8.284=2.046m/s∴pA-pB=0.024×(30/0.033)×(2.0462/2)×867+3.5×104=74590N/m2⑵Ne=We.Ws=(74590/867)[(π/4)d2uρ]=86(0.785×0.0332×2.046×867)=130w有效功率百分数=130/(500×0.6)×100%=43.3%35.***答案***ｇZ1＋ｕ12/2＋P1/ρ＋Ｗe＝ｇZ2＋ｕ22/2＋P2/ρ+∑WfZ1＝0，Z2＝31.6m，P1＝P2，ｕ1≈0，ｕ2≈0，∑Wf＝50Ｊ/kgＷe＝ｇZ2＋∑Wf＝9.81×31.6＋50＝360Ｊ/kgms＝20/3600×1000＝5.556kg.sN＝Ｗems＝360×5.556＝2000Ｊ/s＝2kw36***答案***（1）求过滤面积∵V2=KA2θ∴A=V(1/Kθ)0.5=4×[1/（1.6×10-5×1.5×3600)]0.5=13.6m2（2）求框数13.6/0.635×0.635×2=17块（3）求洗水量(dV/dθ)W=kA/8V=V/8θ=4/(8×1.5)=0.33m3/h∴VW=(dV/dθ)W×θW=0.33×30/60=0.17m3（4）求滤液量(K2)/(K1)=(△P2)/(△P1V2=V1×(2)1.5=4(2)1.5=5.66m337.***答案***(1)Q1=1200×2×(200-100)=240000kJ/hQ2=Q1,t2=t1+Q1/(mρ2·Cp2)=10+240000/(1000×4.18)=67.4℃△tm=(132.6-90)/ln(132.6/90)=110℃1/K1=1/α1+d1/(α2·d2)=1/250+25/(2000×20)K1=216.2W/(m2.K)A1=Q1/(K△tm)=240000×103/(216.2×3600×110)=2.8m2<3m2故适用(2)t1=30℃时t2=30+240000/(1000×4.18)=87.4℃△tm=(112.6-70)/ln(112.6/70)=89.6℃A1=240000×103/(3600×89.6×216.2)=3.45m2>3m2不适用38.***答案***定储槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，液面为基准面。列柏式：Z1g+P1/ρ+u12/2+we=Z2g+P2/ρ+u22/2+∑Wf而∑Wf=λ(L+Le)u22/(2d)=0.018×(10+100)u22/(2×0.1)=9.9u22∴0+0+0+317.7=20×9.807+98100/1000+u22/2+9.9u22∴u2=1.5m/s再在测压口3-3与2-2间列柏式：Z3g+P3/ρ+u32/2=Z2g+P2/ρ+u22/2+∑Wf而∑Wf=λLu2/（2d)=0.018×100×1.52/(2×0.1)=20.25J/kg∴0+P3/1000+1.52/2=18×9.807+98100/1000+1.52/2+20.25∴P3=296.1×103N/m2=296.1N/m2（表压）39.***答案***如图所示取1－1、2－2截面列柏努里方程，并以1－1为基准面，得：H＝ΔZ＋∑Hf（1－2）＝15＋8＝23mN有效＝ρQH/102＝1100×(20/3600)×23/102＝1.38KW选2B31A型水泵。该泵Q＝20m3/hH＝25.2＞23m40.***答案***（1）现有板框压滤机面积是否够用？V实=0.81×0.81×18×2=23.62m3V2=KA2θA计=V(1/Kθ)0.5=8[1/（1.65×10-5×2×3600)]0.5=23.2m3A实＞A计，可满足要求（2）求θW(dV/dθ)W=(1/4)(dV/dq)=V/8θ=8/(8×2)=0.5m3/hθW=VW/(dV/dθ)W=0.25/0.5=0.5h41.***答案***（1）热流体一侧平均壁温TWm∵热流体为苯饱和蒸汽冷凝T1＝T2＝T沸＝80℃∴可认为热流体一侧TW1＝TW2＝TWmΔtm1＝T－TWm根据Q＝α1A1Δtm1＝α2A2Δtm2＝KA1Δtm1/K1＝1/α1＋(1/α2)×d1/d2＋(b/λ)×d1/dm＝1/600+(1/400)×0.025/0.021+(0.002/50)×0.025/0.023＝0.0047∴K1＝213.4W/(m2.K)Δt1＝80－10＝70℃;Δt2＝80－30＝50℃Δtm＝（Δt1－Δt2）/ln（Δt1/Δt2）＝(70-50)/ln（70/50）＝59.44℃∴TWm＝T－K/α×Δtm＝80-213.4/(600）×59.44＝58.9℃（2）∵钢的导热系数比较大∴认为冷流体一侧tW1＝tW2＝tWm根据Q＝KA1Δtm＝(1/ｂ)×λ×Am×（TWm-tWm）设管壁两侧壁温恒定,故ΔtWm＝TWm－tWm代入上式有tWm＝TWm－KΔtm(b/λ)×A1/Am∴tWm＝58.9-213.4×59.44×(0.002/50)×0.025/0.023＝58.35℃1．某同学进行离心泵特性曲线实验，启动泵后，泵入口处指示真空度很高，他对故障原因作出了正确的判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因…（D）（A）水温太高（B）真空计坏了（C）吸入管路堵塞（D）排出管路堵塞2．离心泵漏入大量空气后将发生………（B）（A）汽化现象（B）气缚现象（C）汽蚀现象（D）气浮现象3.离心泵的吸液高度与………（）无关。A.排出管路的阻力大小B.吸入管路的阻力大小C.当地大气压D.被输送液体的密度4．流体的静力学基本方程：p2=p1+g（Z1-Z2）适用于…………………（）（A）任何场合下的同一种流体；（B）同一种连续的静止流体；（C）连续流动的流体；（D）不同种类连续的静止流体。5．如将牛顿粘性定律表达为流体流动时所产生的剪应力与单位体积流体的动量梯度成正比则这时的比例常数应为…………（）（A）；（B）；（C）ms；（D）Vs。其中：—流体的粘度；——流体的密度；ms——流体的质量流量；Vs——流体的体积流量。6．50℃的温水从一高位槽中流出，经过一条20m长的导管流入一水池。流入水池时水温已降为47℃。现有人试图列出伯努利方程以求取水流出导管时的流速。你认为……（）（A）伯努利方程式中必须考虑因水温变化而散失的能量；（B）可按水温不发生变化时来列出伯努利方程式；（C）由于水温发生变化，计算时还必须考虑内能的变化，因此不能用伯努利方程式；（D）上述三种说法都是错误的。7．如右图安装的压差计，当旋塞慢慢打开时，压差计中的指示剂（汞）的液面将………………（）左高右低；左低右高；维持高度不变；(D)不能确定。8．当流体在圆管内流动时，使流体的流速在圆管内分布不均匀的原因是由于…………（）(A)管壁存在摩擦力；(B)流体的静压力；(C)流体存在粘滞力；(D)流体所受到的重力。9．层流与湍流的本质区别是_____________。A.湍流流速>层流流速B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流C.层流的雷诺数>湍流的雷诺数D.层流无径向流动，而湍流有径向流动10．下图为一管道测压装置，流体在水平直管内流动，流体的粘度＝0，若忽略测压管对流通截面的影响，则………（）（A）R1=R3＜R2（B）R1＜R2＜R3（C）R2＞R1＞R3（D）R1＜R3＜R2R1R2R3uR1R2R3u二、填空题（每题2分本题满分20分）1．流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随____Re_______和_________e/d_____而变。2．当20℃的甘油（密度为1261kg/m3，粘度为1.499cP），流经内径为100mm的圆形直管时，其平均流速为1m/s,其雷诺数为____84123________，管中心处的最大流速为_1.22_m/s.3．量纲（因次）分析法的主要依据是____因次一致性原则_______，在流体阻力的分析中，采用的基本因次为M、L、，若影响流动阻力的变量数有7个，则可获得4个无因次群。4．当量半径的定义为，长为a、宽为b的长方形的当量直径为2ab/(a+b)。5．如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ξ与压差计读数Ｒ的关系式为_______。6．求取湍流时的磨擦系数采用的是因次分析法，依据的是定理；采用的基本因次为M、L、，若影响流动阻力的变量数有7个，则可获得4个无因次群。7．离心泵采用并联操作的目的是__增加流量_______；离心泵采用串联操作的目的是__增加压头___________。8.离心通风机的全风压等于____动压___与__静压_________之和。9离心泵的流量调节阀安装在离心泵___出口___管路上，关小出口阀门后，压力表的读数__增大____。2．有一并联管路，两支段管路的流速、管径、管长及流动阻力损失分别为u1、d1、l1、hf1及u2、d2、l2、hf2。若d1=2d2，l1=2l2，则当两段管路中流体均作湍流流动时，并取，则u1/u2=▁1▁▁▁。三、分析并回答问题（每小题8分本题满分24分）1．简述边界层及边界层分离的概念。答：u=0~99%之间的区域，称为边界层。流体流过一定区域后，速度减小，压力增加，出现流体回流形成旋涡，产生大量能量损失的现象，称为边界层分离。2．某车间有一精馏塔，其计量馏出液的转子流量计损坏了，急需更换一个流量计。现车间库存一个转子流量计（其转子是塑料制的），其量程小于原来的流量计；若打算将此流量计改装后使用，试设计具体的改装和校核实验的方案。答：用原来的转子替换塑料转子。＝k其中：分别为塑料转子计的密度及其对应的流量；分别为改装后转子计的密度及其对应的流量。改装后的流量可通过塑料转子的读数乘以k。3．如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管径相同。问：（1）比较图（a）中1-1和2-2截面的u1＞u2还是u1=u2？为什么？（2）图（a）、（b）中Z3＞Z4其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度u3与u4哪个大？为什么？（3）图（a）、（b）中Z2=Z4，则截面2-2*处的速度u2与u4哪个大？为什么？答：（1）根据质量守恒定律和连续性方程得到：u1=u2。（2）根据伯努利方程有：因为Z3>Z4故：u3>u4.（3）因为u3＝u2.故u2>u4四、计算题（第题18分本题满分36分）2．如图所示的输水系统，已知管内径为d=50mm，在阀门全开时输送系统的（l+Σle）=50m，摩擦系数λ可取0.03,泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述:H=18.92－0.82Q0.8,H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3/h(1)如要求输送量为10m3/h,单位质量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务?(2)如要求输送量减至8m3/h(通过关小阀门来达到),泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)。解：（1）在两水面间列伯努利方程：绪论

1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。（1）水的黏度μ=0.00856g/(cm·s)（2）密度ρ=138.6kgf·s2/m4（3）某物质的比热容CP=0.24BTU/(lb·℉)（4）传质系数KG=34.2kmol/(m2·h·atm)（5）表面张力σ=74dyn/cm（6）导热系数λ=1kcal/(m·h·℃)解：本题为物理量的单位换算。（1）水的黏度基本物理量的换算关系为1kg=1000g，1m=100cm则（2）密度基本物理量的换算关系为1kgf=9.81N，1N=1kg·m/s2则（3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为1BTU=1.055kJ，lb=0.4536kg则（4）传质系数基本物理量的换算关系为1h=3600s，1atm=101.33kPa则（5）表面张力基本物理量的换算关系为1dyn=1×10–5N1m=100cm则（6）导热系数基本物理量的换算关系为1kcal=4.1868×103J，1h=3600s则2．乱堆25cm拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即式中HE—等板高度，ft；G—气相质量速度，lb/(ft2·h)；D—塔径，ft；Z0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft；α—相对挥发度，量纲为一；μL—液相黏度，cP；ρL—液相密度，lb/ft3A、B、C为常数，对25mm的拉西环，其数值分别为0.57、-0.1及1.24。试将上面经验公式中各物理量的单位均换算为SI单位。解：上面经验公式是混合单位制度，液体黏度为物理单位制，而其余诸物理量均为英制。经验公式单位换算的基本要点是：找出式中每个物理量新旧单位之间的换算关系，导出物理量“数字”的表达式，然后代入经验公式并整理，以便使式中各符号都变为所希望的单位。具体换算过程如下：（1）从附录查出或计算出经验公式有关物理量新旧单位之间的关系为（见1）α量纲为一，不必换算1=1=16.01kg/m2(2)将原符号加上“′”以代表新单位的符号，导出原符号的“数字”表达式。下面以HE为例：则同理(3)将以上关系式代原经验公式，得0第一章流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6000m3，若气柜内的表压力为5.5kPa，温度为40℃。已知各组分气体的体积分数为：H240%、N220%、CO32%、CO27%、CH41%，大气压力为101.3kPa，试计算气柜满载时各组分的质量。解：气柜满载时各气体的总摩尔数各组分的质量：2．若将密度为830kg/m3的油与密度为710kg/m3的油各60kg混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。解：流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3kPa，乙地区的平均大气压力为101.33kPa，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？解：（1）设备内绝对压力绝压=大气压-真空度=（2）真空表读数真空度=大气压-绝压=4．某储油罐中盛有密度为960kg/m3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5m，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760mm的孔，其中心距罐底1000mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106Pa，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103Pa）？解：由流体静力学方程，距罐底1000mm处的流体压力为作用在孔盖上的总力为每个螺钉所受力为因此习题5附图习题4附图5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U管压差计。读数分别为R1=500mm，R2=80mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=100mm。试求A、B两点的表压力。习题6附图解：（1）A点的压力习题6附图（2）B点的压力6．如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100mm，h=800mm。为防止水银扩散至空气中，在水银面上方充入少量水，其高度可以忽略不计。已知当地大气压力为101.3kPa，试求管路中心处流体的压力。解：设管路中心处流体的压力为p根据流体静力学基本方程式，则7．某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过13.3kPa（表压），在炉外装一安全液封管（又称水封）装置，如本题附图所示。液封的作用是，当炉内压力超过规定值时，气体便从液封管排出。试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h。习题7附图解：习题7附图流体流动概述8.密度为1800kg/m3的某液体经一内径为60mm的管道输送到某处，若其平均流速为0.8m/s，求该液体的体积流量（m3/h）、质量流量（kg/s）和质量通量[kg/(m2·s)]。解：9．在实验室中，用内径为1.5cm的玻璃管路输送20℃的70%醋酸。已知质量流量为10kg/min。试分别用用SI和厘米克秒单位计算该流动的雷诺数，并指出流动型态。解：（1）用SI单位计算查附录70%醋酸在20℃时，故为湍流。（2）用物理单位计算，10．有一装满水的储槽，直径1.2m，高3m。现由槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4cm，测得水流过小孔的平均流速u0与槽内水面高度z的关系为：试求算（1）放出1m3水所需的时间（设水的密度为1000kg/m3）；（2）又若槽中装满煤油，其它条件不变，放出1m3煤油所需时间有何变化（设煤油密度为800kg/m3）？解：放出1m3水后液面高度降至z1，则由质量守恒，得，（无水补充）(A为储槽截面积)故有即上式积分得11．如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7m，水从φ108mm×4mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5m。已知水流经系统的能量损失可按∑hf=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。解：（1）A-A'截面处水的平均流速在高位槽水面与管路出口截面之间列机械能衡算方程,得（1）式中z1=7m，ub1～0，p1=0（表压）z2=1.5m，p2=0（表压），ub2=5.5u2代入式（1）得（2）水的流量（以m3/h计）习题11附图习题12附图12．20℃的水以2.5m/s的平均流速流经φ38mm×2.5mm的水平管，此管以锥形管与另一φ53mm×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力。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mm计），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。解：在A、B两截面之间列机械能衡算方程式中z1=z2=0，∑hf=1.5J/kg习题13附图故13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为1.0133105Pa。流体密度为800kg/m3。精馏塔进口处的塔内压力为1.21105Pa，进料口高于储罐内的液面8m，输送管道直径为φ68mm4mm，进料量为20m3/h。料液流经全部管道的能量损失为70J/kg，求泵的有效功率。解：在截面和截面之间列柏努利方程式，得习题14附图14．本题附图所示的贮槽内径D=2m，槽底与内径d0为32mm的钢管相连，槽内无液体补充，其初始液面高度h1为2m（以管子中心线为基准）。液体在管内流动时的全部能量损失可按∑hf=20u2计算，式中的u为液体在管内的平均流速（m/s）。试求当槽内液面下降1m时所需的时间。解：由质量衡算方程，得（1）（2）（3）将式（2），（3）代入式（1）得即（4）在贮槽液面与管出口截面之间列机械能衡算方程即或写成（5）式（4）与式（5）联立，得即i.c.θ=0，h=h1=2m；θ=θ，h=1m积分得动量传递现象与管内流动阻力15．某不可压缩流体在矩形截面的管道中作一维定态层流流动。设管道宽度为b，高度2y0，且b>>y0，流道长度为L，两端压力降为，试根据力的衡算导出（1）剪应力τ随高度y（自中心至任意一点的距离）变化的关系式；（2）通道截面上的速度分布方程；（3）平均流速与最大流速的关系。解：（1）由于b>>y0,可近似认为两板无限宽，故有（1）（2）将牛顿黏性定律代入（1）得上式积分得（2）边界条件为y=0，u=0，代入式（2）中，得C=-因此（3）（3）当y=y0，u=umax故有再将式（3）写成（4）根据ub的定义，得16．不可压缩流体在水平圆管中作一维定态轴向层流流动，试证明（1）与主体流速u相应的速度点出现在离管壁0.293ri处，其中ri为管内半径；（2）剪应力沿径向为直线分布，且在管中心为零。解：（1）（1）当u=ub时，由式（1）得解得由管壁面算起的距离为（2）由对式（1）求导得故（3）在管中心处，r=0，故τ=0。17．流体在圆管内作定态湍流时的速度分布可用如下的经验式表达试计算管内平均流速与最大流速之比u/umax。解：令18．某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。若管长及液体物性不变，将管径减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？解：流体在水平光滑直圆管中作湍流流动时=或=/==（式中=2，=（）2=4因此==32又由于=（=（=（2×=（0.5）0.25=0.841故=32×0.84=26.9习题19附图19．用泵将2×104kg/h的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持25.9×103Pa的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为76mm×4mm的钢管，总长为35m，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17m。若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。（已知溶液的密度为1073kg/m3，黏度为6.310-4Pas。管壁绝对粗糙度可取为0.3mm。）解：在反应器液面1-1，与管路出口内侧截面2-2，间列机械能衡算方程，以截面1-1，为基准水平面，得（1）式中z1=0，z2=17m，ub1≈0p1=-25.9×103Pa(表)，p2=0(表)将以上数据代入式（1），并整理得=9.81×17+++=192.0+其中=（++）==1.656×105根据Re与e/d值，查得λ=0.03，并由教材可查得各管件、阀门的当量长度分别为闸阀（全开）：0.43×2m=0.86m标准弯头：2.2×5m=11m故=(0.03×+0.5+4)=25.74J/kg于是泵的轴功率为===1.73kW流体输送管路的计算习题20附图20．如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100mm的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20m。（1）当闸阀关闭时，测得R=600mm、h=1500mm；当闸阀部分开启时，测得R=400mm、h=1400mm。摩擦系数可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为0.5。问每小时从管中流出多少水（m3）？（2）当闸阀全开时，U管压差计测压处的压力为多少Pa（表压）。（闸阀全开时Le/d≈15，摩擦系数仍可取0.025。）解：（1）闸阀部分开启时水的流量在贮槽水面1-1，与测压点处截面2-2，间列机械能衡算方程，并通过截面2-2，的中心作基准水平面，得（a）式中p1=0(表)ub2=0，z2=0z1可通过闸阀全关时的数据求取。当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方程知（b）式中h=1.5m,R=0.6m将已知数据代入式（b）得将以上各值代入式（a），即9.81×6.66=++2.13ub2解得水的流量为（2）闸阀全开时测压点处的压力在截面1-1，与管路出口内侧截面3-3，间列机械能衡算方程，并通过管中心线作基准平面，得（c）式中z1=6.66m，z3=0，ub1=0，p1=p3=将以上数据代入式（c），即9.81×6.66=+4.81ub2解得再在截面1-1，与2-2，间列机械能衡算方程，基平面同前，得（d）式中z1=6.66m，z2=0，ub10，ub2=3.51m/s，p1=0（表压力）将以上数值代入上式，则解得p2=3.30×104Pa（表压）21．10℃的水以500l/min的流量流经一长为300m的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05mm。有6m的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。解：由于是直径均一的水平圆管，故机械能衡算方程简化为上式两端同除以加速度g，得=/g=6m（题给）即==6×9.81J/kg=58.56J/kg（a）将ub代入式（a），并简化得（b）λ与Re及e/d有关，采用试差法，设λ=0.021代入式（b），求出d=0.0904m。下面验算所设的λ值是否正确：10℃水物性由附录查得ρ=1000kg/m3，μ=130.77×10-5Pa由e/d及Re，查得λ=0.021故习题22附图22．如本题附图所示，自水塔将水送至车间，输送管路用mm的钢管，管路总长为190m（包括管件与阀门的当量长度，但不包括进、出口损失）。水塔内水面维持恒定，并高于出水口15m。设水温为12℃，试求管路的输水量（m3/h）。解：在截面和截面之间列柏努利方程式，得（1）采用试差法，代入式（1）得，故假设正确，管路的输水量习题23附图23．本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持恒定，水分别从BC与BD两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离均为11。AB管段内径为38m、长为58m；BC支管的内径为32mm、长为12.5m；BD支管的内径为26mm、长为14m，各段管长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB与BC管段的摩擦系数均可取为0.03。试计算（1）当BD支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量为多少（m3/h）；（2）当所有阀门全开时，两支管的排水量各为多少（m3/h）？（BD支管的管壁绝对粗糙度，可取为0.15mm，水的密度为1000kg/m3，黏度为。）解：（1）当BD支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量在高位槽水面1-1，与BC支管出口内侧截面C-C,间列机械能衡算方程，并以截面C-C,为基准平面得式中z1=11m，zc=0，ub1≈0，p1=pc故=9.81×11=107.9J/kg（a）（b）（c）（d）（e）将式（e）代入式（b）得（f）将式（f）、（d）代入式（b）,得ubC=ub,BC，并以∑hf值代入式（a），解得ub,BC=2.45m/s故VBC=3600××0.0322×2.45m3/h=7.10m3/h（2）当所有阀门全开时，两支管的排水量根据分支管路流动规律，有（a）两支管出口均在同一水平面上，下游截面列于两支管出口外侧，于是上式可简化为将值代入式（a）中，得（b）分支管路的主管与支管的流量关系为VAB=VBC+VBD上式经整理后得（c）在截面1-1，与C-C’间列机械能衡算方程，并以C-C’为基准水平面，得（d）上式中z1=11m，zC=0，ub1≈0，ub,C≈0上式可简化为前已算出因此在式（b）、（c）、（d）中，ub,AB、ub,BC、ub,BD即λ均为未知数，且λ又为ub,BD的函数，可采用试差法求解。设ub,BD=1.45m/s，则查摩擦系数图得λ=0.034。将λ与ub,BD代入式（b）得解得将ub,BC、ub,BD值代入式（c），解得将ub,AB、ub,BC值代入式（d）左侧，即计算结果与式（d）右侧数值基本相符（108.4≈107.9），故ub,BD可以接受，于是两支管的排水量分别为24．在内径为300mm的管道中，用测速管测量管内空气的流量。测量点处的温度为20℃，真空度为500Pa，大气压力为98.66×103Pa。测速管插入管道的中心线处。测压装置为微差压差计，指示液是油和水，其密度分别为835kg/m3和998kg/m3，测得的读数为100mm。试求空气的质量流量（kg/h）。解：查附录得，20℃，101.3kPa时空气的密度为1.203kg/m3，黏度为1.81×10-5Pa，则管中空气的密度为查图1-28，得25．在mm的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为16.4mm，管中流动的是20℃的甲苯，采用角接取压法用U管压差计测量孔板两侧的压力差，以水银为指示液，测压连接管中充满甲苯。现测得U管压差计的读数为600mm，试计算管中甲苯的流量为多少（kg/h）？解：已知孔板直径do=16.4mm，管径d1=33mm，则设Re>Reo，由教材查图1-30得Co=0.626，查附录得20℃甲苯的密度为866kg/m3，黏度为0.6×10-3Pa·s。甲苯在孔板处的流速为甲苯的流量为检验Re值，管内流速为原假定正确。习题26附图非牛顿型流体的流动习题26附图26．用泵将容器中的蜂蜜以6.28×10-3m3/s流量送往高位槽中，管路长（包括局部阻力的当量长度）为20m，管径为0.lm，蜂蜜的流动特性服从幂律，密度ρ=1250kg/m3，求泵应提供的能量（J/kg）。解：在截面和截面之间列柏努利方程式，得；

第二章流体输送机械1．用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐。管路情况如本题附图所示。启动泵之前A、C两压力表的读数相等。启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输油量为39m3/h，此时泵的压头为38m。已知输油管内径为100mm，摩擦系数为0.02；油品密度为810kg/m3。试求（1）管路特性方程；（2）输油管线的总长度（包括所有局部阻力当量长度）。习题1附图习题1附图解：（1）管路特性方程甲、乙两地油罐液面分别取作1-1’与2-2’截面，以水平管轴线为基准面，在两截面之间列柏努利方程，得到由于启动离心泵之前pA=pC,于是=0则又mh2/m5=2.5×10–2h2/m5则（qe的单位为m3/h）（2）输油管线总长度m/s=1.38m/s于是m=1960m2．用离心泵（转速为2900r/min）进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60kPa和220kPa，两测压口之间垂直距离为0.5m，泵的轴功率为6.7kW。泵吸入管和排出管内径均为80mm，吸入管中流动阻力可表达为（u1为吸入管内水的流速，m/s）。离心泵的安装高度为2.5m，实验是在20℃，98.1kPa的条件下进行。试计算泵的流量、压头和效率。解：（1）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面），得到将有关数据代入上式并整理，得m/s则m3/h=57.61m3/h(2)泵的扬程(3)泵的效率=68%在指定转速下，泵的性能参数为：q=57.61m3/hH=29.04mP=6.7kWη=68%3．对于习题2的实验装置，若分别改变如下参数，试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率（假如泵的效率保持不变）。（1）改送密度为1220kg/m3的果汁（其他性质与水相近）；（2）泵的转速降至2610r/min。解：由习题2求得：q=57.61m3/hH=29.04mP=6.7kW（1）改送果汁改送果汁后，q，H不变，P随ρ加大而增加，即(2)降低泵的转速根据比例定律，降低转速后有关参数为4．用离心泵（转速为2900r/min）将20℃的清水以60m3/h的流量送至敞口容器。此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4m和0.61m。规定泵入口的真空度不能大于64kPa。泵的必需气蚀余量为3.5m。试求（1）泵的安装高度（当地大气压为100kPa）；（2）若改送55℃的清水，泵的安装高度是否合适。解：(1)泵的安装高度在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面），得即m（2）输送55℃清水的允许安装高度55℃清水的密度为985.7kg/m3，饱和蒸汽压为15.733kPa则=m=2.31m原安装高度（3.51m）需下降1.5m才能不发生气蚀现象。5．对于习题4的输送任务，若选用3B57型水泵，其操作条件下（55℃清水）的允许吸上真空度为5.3m，试确定离心泵的安装高度。解：为确保泵的安全运行，应以55℃热水为基准确定安装高度。泵的安装高度为2.0m。6．用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐。塔底液面上的绝对压力为32.5kPa(即输送温度下溶液的饱和蒸汽压)。已知：吸入管路压头损失为1.46m，泵的必需气蚀余量为2.3m，该泵安装在塔内液面下3.0m处。试核算该泵能否正常操作。解：泵的允许安装高度为式中则泵的允许安装位置应在塔内液面下4.26m处，实际安装高度为–3.0m，故泵在操作时可能发生气蚀现象。为安全运行，离心泵应再下移1.5m。7．在指定转速下，用20℃的清水对离心泵进行性能测试，测得q～H数据如本题附表所示。习题7附表1q(m3/min)00.10.20.30.40.5H/m37.238.03734.531.828.5在实验范围内，摩擦系数变化不大，管路特性方程为（qe的单位为m3/min）试确定此管路中的q、H和P(η=81%)习题7附图qe～HeMq～H解：该题是用作图法确定泵的工作点。由题给实验数据作出q～H曲线。同时计算出对应流量下管路所要求的He，在同一坐标图中作qe～HeMq～H两曲线的交点M即泵在此管路中的工作点，由图读得q=0.455m3/min，H=29.0m，则习题7附图q/(m习题7附图q/(m3/min)习题7附表2qe/(m3/min)00.10.20.30.40.5He/m12.012.815.219.224.832.0注意：在低流量时，q～H曲线出现峰值。8．用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面维持恒差8.8m，管内流动在阻力平方区，管路特性方程为（qe的单位为m3/s）单台泵的特性方程为（q的单位为m3/s）试求泵的流量、压头和有效功率。解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H，进而计算Pe。管路特性方程泵的特性方程联立两方程，得到q=4.52×10–3m3/sH=19.42m则W=861W