化工原理考研 流体流动、流体输送机械计算题及解题思路

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化工原理:第二章 流体输送机械 总结+习题课

化工原理:第二章 流体输送机械   总结+习题课

H
Hf
u2 2g
=
H
f
3
u32 2g
l l u 2
H f 3 d
2g
依题意:;
u3 2u
H
f3
3
l3
d3
l3 u32 2g

V3 A3u3 4A 2u 4 2V
1、图示离心泵管路系统,吸入管直径 d直在1径压=8d出02m=管m60C,m长出ml装1,=长6有ml2阀=,阻1门3力m,系,阻其数力局λ系部1=数0阻.0λ力22压=系0出.数0管3ζ, =6.4,吸入管路和排出管路各有一个90º弯 ζ=0.75。管路两端水面高度差H=10m,泵 进口高于水面2m,管内水流量为12L/s。试 求: (1)每千克流体需从泵获得多少机械能? (少2?)泵进,出口断面的压强PA和PB各为多
离心泵的性能参数与基本方程式
扬程
H T
u2c2
co s 2
g
流量 Q c D b
T
r2
22
轴功率 Ne HQg
效率
Ne
N
N Ne
离心泵的性能曲线 H~Q N~Q ~Q
H,m
~Q
n一定
H ~Q N ~Q


N
泵 特


线
Q, m3/h
离心泵性能影响因素
密度的影响:(H,Q,)与无关;, (N、Ne) 粘度的影响: ,(H,Q,);N
(7)离心泵的扬程含义是

(8)为避免发生气蚀现象,应使离心泵内的最低
压力
输送温度下液体的饱和蒸汽压。
习题课
例1:如图的输水系统。已知管内径为d=50mm, 在 阀门全开时输送系统的Σ(l+le)=50m,摩擦系数可取 λ=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,此处H为泵 的扬程m,Q为泵的流量m3/h,问:

化工原理 第1章 流体流动 典型例题题解解析

化工原理 第1章 流体流动 典型例题题解解析

化工原理典型例题题解第1章 流体流动例1 沿程阻力损失水在一段圆形直管内作层流流动,若其它条件不变,现流量及管径均减小为原来的二分之一,则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的( )。

A 2倍 B .4倍 C .8 倍 D. 16 倍解:因管内流体流动处于层流状态,根据哈根(Hahen )-泊谡叶(poiseuille )公式 232d lu P f μ=∆(1)将式中的流速u 用流量v q 和管径d 表示出来, 24dq u vπ=(2)将(2)式代入(1)式得 4128dlq P vf πμ=∆ (3) 现流量125.0v v q q =; 管径d 2=0.5d 1 , 根据(3)式,压力损失ΔP f2满足下式85.01/)5.0/(5.0//341141141142212====∆∆d q d q d q d q P P v v v v f f 故答案C 正确。

例2 流体在管内流动时剪应力的分布流体在管内流动的摩擦阻力,仅由流体与壁面之间的摩擦引起吗? 解:圆管中沿管截面上的剪应力分布式为 r lg Z P g Z P 2)()(2211ρρτ+-+=由该式推导条件可知,剪应力分布与流动截面的几何形状有关,而与流体种类,层流或湍流无关。

对于定常态流动体系,可见剪应力随圆管内流体半径的增大而增大,在壁面处,此剪应力达到最大。

故剪应力(磨擦阻力)并非仅产生于壁面处,而是在流体体内亦存在。

例3 并联管路中的阻力损失首尾相同的并联管路中,流体流经管径较小的支路时,总压头损失较大吗?例 4 附图解:A 为分支点,B 为汇合点。

并联管路Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ具有相同的起始点A 和终点B ,分别利用柏努利方程式进行描述,得H f Ⅰ=H f Ⅱ=H f ⅢIIIIIIIII III IIIIII II III I gd u l gd u l gd u l 222222λλλ==因此,首尾相同的并联管路,各支路上总压头损失相等,并非仅取决于管径的大小,与各支路上的流速、管长均有关系。

化工原理--流体输送设备习题及答案供参习

化工原理--流体输送设备习题及答案供参习

流体输送设备一章习题及答案一、选择题1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )。

A. 气缚现象;B. 汽蚀现象;C. 汽化现象;D. 气浮现象。

2、离心泵最常用的调节方法是 ( )。

A. 改变吸入管路中阀门开度;B. 改变压出管路中阀门的开度;C. 安置回流支路,改变循环量的大小;D. 车削离心泵的叶轮。

3、离心泵的扬程,是指单位重量流体经过泵后获得的( )。

A. 包括内能在内的总能量;B. 机械能;C. 压能;D. 位能(即实际的升扬高度)。

4、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。

16、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17、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,输入的液体流量与出口阀的开度无关18、一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。

发生故障的原因是( )A. 忘了灌水B. 吸入管路堵塞C. 压出管路堵塞D. 吸入管路漏气19、当管路中性能曲线写为H e=A+BQ2时①A只包括单位重量流体需增加的位能②A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和③ BQ2代表管路系统的阻力损失④ BQ2代表单位重量流体需增加的位能20、离心泵在恒定转速下的扬程与流量(H-Q)曲线为已知,现增大转速,此时H~Q线会_______。

①上移②下移③不变④不确定22、用一气蚀余量为3m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体,若泵前管路的全部流动阻力为1.5m液柱,则此泵的安装位置必须__。

s-1,,,;14、石油化工厂常用的压缩机主要有_____和_______两大类。

15、往复泵常用 _____ 的方法来调节流量。

化工原理(第四版)习题解 第二章 流体输送机械

化工原理(第四版)习题解  第二章  流体输送机械

第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验,水的体积流量为540m 3/h ,泵出口压力表读数为350kPa ,泵入口真空表读数为30kPa 。

若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ,吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ,试求泵的扬程。

解 水在15℃时./39957kg m ρ=,流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =,真空表30V p kPa =-(表压) 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==,流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液,其他性质可视为与水相同。

若管路状况不变,泵前后两个开口容器的液面间的高度不变,试说明:(1)泵的压头(扬程)有无变化;(2)若在泵出口装一压力表,其读数有无变化;(3)泵的轴功率有无变化。

解 (1)液体密度增大,离心泵的压头(扬程)不变。

(见教材) (2)液体密度增大,则出口压力表读数将增大。

(3)液体密度ρ增大,则轴功率V q gHP ρη=将增大。

【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。

试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少?解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱, 有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /m i n 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱 转速/m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽,高位槽中的气相表压为98.1kPa ,两槽液位相差4m 且维持恒定。

化工原理(第四版)习题解 第二章 流体输送机械

化工原理(第四版)习题解  第二章  流体输送机械

第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃水进行性能实验,水体积流量为540m 3/h ,泵出口压力表读数为350kPa ,泵入口真空表读数为30kPa 。

若压力表及真空表测压截面间垂直距离为350mm ,吸入管及压出管内径分别为350mm 及310 mm ,试求泵扬程。

解 水在15℃时./39957kg m ρ=,流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =,真空表30V p kPa =-(表压) 压力表及真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==,流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3水溶液,其他性质可视为及水相同。

若管路状况不变,泵前后两个开口容器液面间高度不变,试说明:(1)泵压头(扬程)有无变化;(2)若在泵出口装一压力表,其读数有无变化;(3)泵轴功率有无变化。

解 (1)液体密度增大,离心泵压头(扬程)不变。

(见教材) (2)液体密度增大,则出口压力表读数将增大。

(3)液体密度ρ增大,则轴功率将增大。

【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。

试求:(1)泵有效功率,水密度为1000kg/m 3; (2)若将泵转速调节到1250r/min 时,泵流量及扬程将变为多少?解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱, 有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱 转速 /min 21250n r =流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽,高位槽中气相表压为98.1kPa ,两槽液位相差4m 且维持恒定。

化工原理(杨祖荣主编)课后习题解答

化工原理(杨祖荣主编)课后习题解答

目录第一章流体流动与输送设备 (2)第二章非均相物系分离 (26)第三章传热 (32)第四章蒸发 (44)第五章气体吸收 (48)第六章蒸馏 (68)第七章干燥 (84)第八章萃取 (92)第一章 流体流动与输送机械1. 燃烧重油所得的燃烧气,经分析知其中含CO 28.5%,O 27.5%,N 276%,H 2O8%(体积%),试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。

解:混合气体平均摩尔质量molkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度333/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+⨯⨯⨯⨯==-ρ2.已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50%(质量%)乙醇水溶液的密度。

又知其实测值为935 kg/m 3,计算相对误差。

解:乙醇水溶液的混合密度7895.02.9985.012211+=+=ρρρa a m3/36.881m kg m =∴ρ相对误差:%74.5%10093536.8811%100=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯-实实m m m ρρρ3.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?解:''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真4.如附图所示,密闭容器中存有密度为900 kg/m 3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,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。

化工原理-习题-流体流动及流体输送机械

化工原理-习题-流体流动及流体输送机械

化工原理-习题-流体流动及流体输送机械 1 流体流动及输送装置

一、填空 1。 按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同,可将单元操作分为 动量传递、热量传递、质量传递. 2。 化工生产中,物料衡算的理论依据是 质量守恒定律,热量衡算的理论基础是 能量守恒定律。 3. 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝 对压强为 850mmHg,真空度为 -100mmHg。 4。 液柱压力计量是基于 流体静力学原理 的测压装置,用U形管压强计测压时,当压强计一端与大气相通时,读数R表示的是 表压或真空度 。 5. 转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了 压强差。 6. 静止液体中两处压力相等的条件是 连续、同一液体、同一水平面。 7. 流体在圆管内作稳定连续流动时,当 Re≤2000时为滞流流动,其摩擦系数 λ=64/Re;当 Re≥4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为 过渡流。 流体沿壁面流动时,有显著速度梯度的区域称为 流动边界层。 8。 当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速 减少,动压头 减少,静压头 增加. 9. 柏努利方程实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为 静压头,当流速再增大时,液位高度 降低,因为阻力损失 增大。 10. 理想流体是指 没有粘性或没有摩擦阻力,而实际流体是指 具有粘性或有摩擦力,流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是 流体具有粘性。 11. 一般情况下,温度升高,液体的粘度 减小,气体的粘度 增大。 12. P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。 mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。 化工原理-习题-流体流动及流体输送机械 2 13。 雷诺准数的表达式为 Re=dμρ/μ。当密度ρ=1000kg/m,粘度μ=1厘泊的水在内径为

化工原理复习 选择及计算题 答案

化工原理复习 选择及计算题 答案

第一章 流体流动与输送机械一、 填空或选择1.牛顿粘性定律的表达式为 du dyτμ=,该式应用条件为 牛顿型 流体作_层流 流动。

在SI 制中,粘度的单位是 流体的物性 ,在cgs 制中,粘度的单位是 泊 。

2.某设备的表压强为100kPa ,则它的绝对压强为_201.33 kPa ;另一设备的真空度为400mmHg ,则它的绝对压强为_360mmHg 。

(当地大气压为101.33 kPa )3.流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布侧形是_抛物线 型曲线。

其管中心最大流速为平均流速的_2 倍,摩擦系数λ与Re 关系为64Reλ=。

层流区又称为阻力的 一次方 。

4.流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数λ与_Re_和_ε/d 有关;若其作完全湍流,则λ仅与_ε/d 有关。

完全湍流又称为阻力的 平方区 。

5.流体作湍流流动时,邻近管壁处存在一_层流底层_,雷诺数愈大,湍流程度愈剧烈,则该层厚度_越薄 ;流动阻力 越大 。

6.因次分析的依据是_因次一致性原则 。

7.从液面恒定的高位槽向常压容器加水,若将放水管路上的阀门开度关小,则管内水流量将_减小 ,管路的局部阻力将_增大 ,直管阻力将_减小 ,管路总阻力将_恒定 。

(设动能项可忽略。

)8.根据流体力学原理设计的流量(流速)计中,用于测定大直径气体管路截面上速度分布的是 测速管(皮托管) ;恒压差流流量计有 转子流量计 ;恒截面差压流量计有 孔板流量计和文丘里流量计 ;能量损失最大的是 孔板流量计 ;对流量变化反映最灵敏的是孔板流量计。

A .孔板流量计B .文丘里流量计C .皮托管D .转子流量计9.当量直径的定义式为4⨯流通截面积润湿周边,水力半径为_1/4_倍当量直径。

10.直管阻力的计算式22f l u p d ρλ∆=; 局部阻力的计算式有22f u p ρξ∆= 和22e f l u p d ρλ∆=。

11.水流经图示的管路系统从细管喷出。

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化工原理考研流体流动、流体输送机械计算题及解题思路第一章流体、泵1.已知输水管内径均为100mm,管内为常温水,流量为30m3/h,U形管中指示液密度为1260kg/m3,R1=872mm,R2=243mm。

求90°弯头的阻力系数ζ和当量长度。

2.槽内水位恒定。

槽的底部与内径为100mm的水平管连接,当A阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm,U形压差计为等直径玻璃管,试求:(1) 当A阀部分开启时,测得R=400mm,此时水管中的流量为多少(m3/h)?已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。

(2) 当A阀全开时,A阀的当量长度l e=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少(m3/h)?B点压强应为多少Pa(表)?读数R为多少?3.用离心泵将密闭贮槽A中的常温水送往密闭高位槽B中,两槽液面维持恒定。

输送管路为Φ108mm×4mm的钢管,全部能量损失为40×u2/2(J/kg)。

A槽上方的压力表读数为0.013MPa,B槽处U形压差计读数为30mm。

垂直管段上C、D两点间连接一空气倒U形压差计,其示数为170mm。

取摩擦系数为0.025,空气的密度为1.2 kg/m3,试求:(1) 泵的输送量;(2) 单位重量的水经泵后获得的能量;(3) 若不用泵而是利用A,B槽的压力差输送水,为完成相同的输水量,A槽中压力表读数应为多少?4.输水管路系统,AO管长l AO=100m、管内径为75mm,两支管管长分别为l OB=l OC=75m,管内径均为50mm,支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ζ=15。

所有管路均取摩擦系数λ=0.03。

支管OB中流量为18m3/h,方向如图所示。

除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。

试求:(1) 支管OC的流量(m3/h);(2) A槽上方压强表的读数p A(kPa)。

5.用Φ89mm×4.5mm,长80m的水平钢管输送柴油,测得该管段的压降为5000Pa,已知柴油密度为800kg/m3,黏度为25mPa·s,试求:(1) 柴油在管内的流速(m/s);(2) 该管段所消耗的功率(W)。

6.用泵从江中取水送入一贮水池内。

池中水面高出江面30m;管路长度(包括所有局部阻力的当量长度在内)为94 m。

要求水的流量为20~40 m3/h。

若水温为20℃,管的相对粗糙度取为0.001。

试求:(1) 选择适当的管径;(2) 有一离心泵铭牌上标着流量为45m3/h,扬程为42m,效率为60%,电动机功率为7kW,问该泵是否合用?7.离心泵从敞口水槽向表压为0.5atm的密闭高位槽输水,两槽液面高度差为5米,在转速n=2900r/min下,泵的特性方程H e=40-0.1Q2(Q单位为m3/h),ρ=900kg/m3,流量为8m3/h。

设流动均在高度湍流区,试求:(1) 泵的有效功率;(2) 今将泵的转速调节至n/=2700r/min,则泵的有效功率又为多少?8.将20℃的水(黏度μ=0.001Pa·s)以30m3/h的流量从水池送至塔顶。

已知塔顶压强为0.05 MPa(表),与水池水面高差为10m,输水管Φ89mm×4mm,长18m,管线局部阻力系数Σζ=13(阀全开时),摩擦系数λ=0.01227+0.7543/Re0.38。

试求:(1) 所需的理论功率(kW);(2) 泵的特性可近似用下式表达:扬程H=22.4+5Q-20Q2;效率η=2.5Q-2.1Q2式中Q的单位为m3/min。

求最高效率点的效率,并评价此泵的适用性。

如适用,因调节阀门使功率消耗增加多少?9.[浙大]离心泵输水管路吸入管长3m,泵出口至点О管长及点О/至管出口各为15m(均包括全部局部阻力的当量长度),管径均为50mm,泵出口处至水池水面的垂直距离为1m。

设备A和设备B的阻力损失可表示为:H f,A=0.025Q A2,H f,B=0.016Q B2,设备与点О及点O/间的阻力可忽略不计。

孔板流量计的孔径为30mm,流量系数C0=0.65,U形压差计中指示液为水银。

离心泵的特性曲线方程为H=20-0.08Q2,流量单位以m3/h表示,扬程和设备A、B的阻力损失单位以m表示,摩擦系数λ=0.03,水银的密度为13600kg/m3。

试求:(1) 管路中总流量;(2) 泵出口处压力表读数p;(3) 孔板流量计读数R。

10.输水管路系统中泵的出口分别与B,C两容器相连。

已知泵吸入管路内径为50mm,有90°标准弯头和吸水底阀各一个;AB管段长为20m,管内径为40mm,有截止阀一个;AC管段长为20m,管内径为30mm,有90°标准弯头和截止阀各一个。

水池液面距A点和容器C的液面垂直距离分别为2m和12m。

容器C内气压为0.2MPa(表)。

试求:(1) 测得泵输送流量为15m3/h,泵的轴功率为2.2kW时,两分支管路AB及AC的流量。

(2)泵送流量不变,要使AC管路流量大小与上问计算值相同,但水流方向相反所需的泵的轴功率。

(取泵的效率为60%,ρ=1000kg/m3,μ=1.0×10-3Pa·s)11.高位槽中水经总管流入两支管1、2,然后排入大气,测得当阀门k、k1处在全开状态而k2处在1/4开度状态时,支管1内流量为0.5m3/h,求支管2中流量,若将阀门k2全开,则支管1中是否有水流出?已知管内径均为30mm,支管1比支管2高10m,MN段直管长为70m,N1段直管长为16m,N2段直管长为5m,当管路上所有阀门均处在全开状态时,总管、支管1、2的局部阻力当量长度分别为l e=11m,l e1=12m,l e2=10m。

管内摩擦系数λ可取为0.025。

12.一空煤气罐容积为800m3,罐中残留煤气的浓度为1.5%(体积分数,下同)。

现因检修须进行强制通风以排除残留的煤气,并控制操作使进风量与排风量相等,均为10m3/s。

已知进风中煤气含量为0.05%,拟使排风中煤气含量降至0.1%以下,求所需时间。

(在排除残留煤气的过程中,虽然罐中气体总量并未变化,但煤气的含量却在不断变化,因此对后者来讲是一个非定态流动过程。

按通常的处理方法对煤气进行物料衡算,即可求出答案。

)13.一直径为4 m的圆柱形直立水槽﹐槽底装有内径为50mm的钢管,管长为40m,水平铺设。

开启阀门,槽内的水可从管内流出。

已知水温为20℃,水的密度为1000kg/m3,流体的摩擦系数λ=0.03,与直管阻力相比局部阻力均可忽略不计。

试求:(1) 槽内水深为6m时的排水量,以m3/h表示;(2) 槽内水深从6m降为4 m所需的时间。

14.圆桶形高位槽直径位为0.5m,底部接一长为30m(包括局部阻力当量长度)、内径为20mm 的管路,摩擦系数λ=0.02。

水平支管很短﹐除阀门外的其他阻力可忽略,支管直径与总管相同。

高位槽水面与支管出口的初始距离为5m,槽内水深为1m,阀门1、2的类型相同。

试求:(1) 当阀门1全开(ζ=2),阀门2全关时,支管1中的瞬时流速;(2) 在上述情况下,将槽中的水放出一半,所需的时间;(3) 若在阀门1全开、阀门2全关的条件下放水100s后,将阀门2也全开,放完槽中的水总共需要的时间。

15.在两个相同的填料塔中填充高度不等的填料,用相同钢管并联组合,两支路管长均为5m,管径均为0.2m,摩擦系数均为0.02,每支管均安装一个闸阀。

塔1、塔2的局部阻力系数ζ1=10、ζ8=8。

已知管路总流量始终保持为0.3m3/s。

试求:(1) 当阀门全开(ζC=ζD=0.17)时,两支管的流量比和并联管路能量损失;(2) 阀门D关小至两支路流量相等时,并联管路能量损失;(3) 当将两阀门均关小至(ζC=ζD=20时,两支路的流量比及并联管路能量损失。

16.由水库将水打入一敞口水池,水池水面比水库水面高50m,要求的流量为90m3/h,输送管内径为156mm,在闸门全开时,管长和各种局部阻力的当量长度的总和为1000m,对所使用的泵在Q=65~135m3/h内属于高效区,在高效区中,泵的性能曲线可以近似地用直线H=124.5-0.392Q表示,此处H为泵的扬程单位为m,Q为泵的流量m3/h,泵的转速为2900r/min,管路摩擦系数可取λ=0.025,水的密度ρ=1000kg/m3。

(l) 核算泵能否满足要求;(2) 如泵的效率在Q=90m3/h时可取为68%,求泵的轴功率;如用阀门进行调节,由于阀门关小而损失的功率为多少?此时泵出口压力表的读数如何变化?(3) 如将转速调为2600r/min,并辅以阀门调节使流量达到要求的90m3/h,比(2)的情况节约能量百分之几?与(2)相比,泵出口压力表的读数又如何变化?(4) 画图示意出以上各变化过程的工作点,并简要说明之。

17.用两台型号相同的离心泵将水由敞口槽处送至密封贮罐,罐内的压强为0.058MPa(表压)。

两槽间的垂直高度为15m,通过适当启、闭阀门,可实现双泵的串、并联工作。

已知单泵的特性曲线方程为:H=45-32Q2(式中,H单位为m;Q单位为m3/min),管路尺寸均为Φ95mm×4mm,管路总长为50m(包括全部局部阻力的当量长度)。

假设管内流动已经进入完全湍流区,其摩擦系数为0.03,若忽略串、并联管路切换过程泵与阀门的局部阻力损失,试求:(1) 当阀门V3,V4全开而V1,V2关闭时的工作点;(2) 当阀门V2,V4全开而V1,V3关闭时的工作流量与扬程;(3) 当阀门V1,V3,V4全开而V2关闭时的工作流量与扬程;(4) 对比本系统的最大流量,若将阀门V4关小至流量为55m3/h,则由于节流调节,损失在阀上的轴功率为多少(取效率为68.5%)?解题思路会做的同学不用看我写的思路。

建议大家一定要先把例题搞懂。

1题U型压差计测量的是两点间动能和流动阻力损失之和,与摆放方式(倾斜、竖直、水平),位置无关。

2题是本书P25例3的类似题,注意参数变了,还有第二问要求流量别忘了。

如果U型管压差计读数减少△R,意味着左边液位升高△R/2。

3题右上角U型压差计右侧比左侧低,是负压。

倒U型压差计内指示剂密度比流体低,注意哪侧液位高,压强就大。

4题分支管路可以从节点分别与下游不同截面列伯努利方程,主管路等于分支管路流量之和,可以求出流速关系式。

5题流动状态未知,高黏度的流体可以假设为层流,利用已知条件计算出流速后再校核一下。

求消耗功率其实可以从单位推出所需要的公式。

6题不要被这些缺条件的题弄得手足无措,只要知道化工中一些参数的基本取值范围,这些题反而更能发挥自己的主观能动性。

关于适宜的流速选取可以参考天大教材P23页表1-1和例题1-7。

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