流体流动、流体输送机械练习题

∆p 0.5 × 9.807 × 104 H 0 = ∆Z + = 10 + = 15m 1000 × 9.807 ρg
u= Q 30 ÷ 3600 = = 1.62m / s 2 2 0.785d 0.785 × 0.081
20℃水的粘度为1.005cP。 ℃水的粘度为 。
0.081 × 1.62 × 1000 Re = = = 1.306 × 105 1.005 × 10−3 µ λ = 0.01227 + 0.7543 /(1.305 × 105 )0.38 = 0.0209 dup
3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为 ．常温下水密度为 粘度为1cP，在d内=100mm管 ／ ， 管 内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为 的速度速度流动， 内以 的速度速度流动 。 4．12kgf·m＝ ． ＝ J。 。 5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝 ．空气在标准状态下密度为 ／ 下绝 压)80 ℃时的密度为 。
流量改变后， 流量改变后，总压降与原来总压降相同
lu lu λ3 + λ1 =λ 2d 2d 2d 高度湍 ,λ3 = λ1 = λ, l原 = ( l3 + l1 ) = 2l1 流 u3 u1 = 2
2 3 3
2 1 1
l原u2
2 u3 u3 1 + = u2 2 2 2
2
5 2 8 2 u3 = u u3 = u 8 5 8 8 qv3 = qv = ×5000 = 6330m3 / h 5 5
式中H的单位为 ，Q的单位为 3/min。求最高效率点的效 式中 的单位为m， 的单位为m 。 的单位为 的单位为 率并评价此泵的适应性；（ ）若此泵适用， 率并评价此泵的适应性；（3）若此泵适用，用关小阀门调节流 ；（ 量，求调节阀门消耗的功率；（ ）若（2）的泵不用改变阀门 求调节阀门消耗的功率；（4） ；（ ） 的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？ 的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？
六、用某离心油泵从贮槽抽送液态异丁烷，贮槽液面恒定，液 用某离心油泵从贮槽抽送液态异丁烷，贮槽液面恒定， 面上方压强为650kPa〔绝压)，泵安装于槽液面以下 〔绝压 ，泵安装于槽液面以下1.5m处。 面上方压强为 处 吸入管路的压头损失为1.5m。在输送条件下异丁烷的密度为 。 吸入管路的压头损失为 530kg／m3。饱和蒸气压为635kPa。 530kg／m3。饱和蒸气压为635kPa。输送流量下允许气蚀余 量为3.5m，试问该泵能否正常操作？ ，试问该泵能否正常操作？ 量为
，水的粘度随温度的升高
17．在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直 ．在下面两种情况下，假如流体的流量不变， 径减少二分之一， 径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少 倍?A)两种情况都为层流 两种情况都为层流 ，B)两种情况都在阻力平方区 两种情况都在阻力平方区 。
18、离心泵起动时要 、 、 。 19、原来输送水的离心泵，现改用于输送某种水溶液，水溶液 、原来输送水的离心泵，现改用于输送某种水溶液， 的重度为水的1.2倍 其它的物理性质可视为与水相同， 的重度为水的 倍，其它的物理性质可视为与水相同，管路 状况不变，泵前后两开口容器液面垂直距离不变， 状况不变，泵前后两开口容器液面垂直距离不变，问(1)流量有 流量有 无改变 ，(2)压头有无改变 压头有无改变 ，(3)泵的功率有 泵的功率有 无改变 。 20、离心泵在什么情况下容易产生气蚀 ， 、离心泵在什么情况下容易产生气蚀(1) (2) ，(3) (4) 。 4、离心泵的工作点是 曲线的交点。 、 曲线与 曲线的交点。 现象。 21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生 现象。 、离心泵的安装高度超过允许安装高度时， 22、在低阻管路系统中，适宜使用离心泵的 、在低阻管路系统中， 联，主要用于 在高阻管路系统中， 增加 ；在高阻管路系统中，适宜使用离心泵的 联，主 要用于增加 。 23、往复泵为 、 泵，其流量调节应采用 。
2×0.1×1000 = = 2×105 四、解（1）Re = ） µ 0.001 duρ
λ = 0.32×( 2×10
5 −0.2
)
= 0.02786
l u2 10 22 P − P = ρ λ × =1000 0.02786× × = 5572Pa A B 0.1 2 d 2 P + ( h + R) ρ1 = P + hρ1 + Rρ2 A B P −P 5572 A B R= = = 0.902m ρ2 − ρ1 (1630 −1000) ×9.81
化工原理练习题一（流体流动与流体输送机械） 化工原理练习题一（流体流动与流体输送机械）
一、填空 1．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流 ．用管子从高位槽放水，当管径增大一倍， 量 倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变，且 假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变， 管路出口处的流体动能项可忽略。 管路出口处的流体动能项可忽略。 2．某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压＝ ．某设备上，真空表的读数为 ，其绝压＝ Pa。该地区大气压强为 ＝ 。该地区大气压强为720mmHg。 。 kgf/cm2
二、解
2 u= =1.89m/ s 2 60×0.785×0.15 duρ 0.15×1.89×705 Re = = = 400 < 2000, 滞流 −3 500×10 µ 64 λ= = 0.16 Re 因∆p=0,∆Z=0 l u2 1500 1.892 H=h1 = λ = 0.16× × = 291m d 2g 0.15 2×9.81 ρQH 705×2×291 = =112kW N= 102 η 60×0.6×102
三、解：设接平行管后总流量为qV3m3/h，二平行管流量分别 设接平行管后总流量为 ， 为qV; qv2
2 2 u3 P u1 P + 3 = + 1 + ∑hf 1 2 ρ 2 ρ 2 2 u3 P u2 P + 3 = + 2 + ∑hf 2 2 ρ 2 ρ
五、需将30m3/h、20℃的水由敞口水池送至塔顶，塔顶压 需将 、 ℃的水由敞口水池送至塔顶， 与水池水面的高差为10m。输水管 力（表压）为0.5kgf/cm2，与水池水面的高差为 表压） 。 管径为Φ89×4mm，长18m，管线局部阻力系数Σξ=13（阀门 管径为 × ， ，管线局部阻力系数 （ 全开时），摩擦系数λ=0.01227+0.7543/Re0.38。试求：（ ） 试求：（ ：（1） 全开时），摩擦系数 ），摩擦系数 输送所需的理论功率（ ）；（ ）；（2）若泵在转速n=2900r/min 输送所需的理论功率（kW）；（ ）若泵在转速 时的特性可近似用下式表示 扬程： 扬程： H=22.4+5Q-20Q2 效率： 效率： η=2.5Q-2.1Q2
五、解：（1）求输送所需的理论功率 ，应先求出工作点的扬程 0， ：（ ）求输送所需的理论功率N，应先求出工作点的扬程H 本小题泵的特性曲线未知，只能求出管路所需的压头H 在工作点H 本小题泵的特性曲线未知，只能求出管路所需的压头 e，在工作点 e= H0，p1、p2均取表压计算，则管路两端的总势差： 均取表压计算，则管路两端的总势差：
l u2 (3) P − P = ρ ( Z − Z ) g + λ B A A B 1 d 2 P − P =1000( 5g −5.572) = 43478Pa A B −( P − P ) + 5gρ1 A B R= = 0.902 ( ρ2 − ρ1 ) g
P + ρ1gh + Rρ2 g = P + ( h + R + 5) ρ1g A B
l u2 (2) P − P = ρ1 ( ZB − ZA ) g + λ A B d 2 =1000(10×sin30o ×9.81+ 5.572) = 54622Pa P + ( h + R) ρ1g = P + hρ1g + Rρ2 g + 5ρ1g A B
( PA − P ) −5ρ1g = 5572 B R= = 0.902 ( ρ2 − ρ1 ) g (1630 −1000) 9.81
6．20℃的水通过10m长，d内＝l 00mm的钢管，流量V0＝ ． ℃的水通过 长 的钢管，流量 的钢管 10m3／h，阻力系数 ＝0.02，阻力降 ＝ ，阻力系数λ＝ ，阻力降∆P＝ 。 ７．常用测量流量的流量计有 、 、 。 8．无论滞流湍流，在管道任意截面流体质点的速度沿管径而 ．无论滞流湍流， 变，管壁处速度为 ，到管中心速度为 。 滞流时， 滞流时，圆管截面的平均速度为最大速度的 倍． 9．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随 ．在流动系统中，若截面上流体流速、压强、 改变， 而变，称为稳定流动， 改变，不随 而变，称为稳定流动，若以上各量既 而变，称为不稳定流动。 而变又随 而变，称为不稳定流动。 随 1０．流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以分 ０ 流体在管内作湍流流动时， 、 三层。 、 三层。 11．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍，其 ．流体在圆形直管中滞流流动时，平均流速增大一倍， 能量损失为原来损失的 倍。
的水在管径为l00mm的直管中流动．管上 、B两点 的直管中流动． 四、20 ℃的水在管径为 的直管中流动 管上A、 两点 间的距离为10m，水速为 ／s。A、B间接一个 型压差计， 间接一个U型压差计 间的距离为 ，水速为2m／ 。 、 间接一个 型压差计， 指示液为CCl4，其密度为 其密度为1630kg／m3。U型管与管子的接管 指示液为 ／ 型管与管子的接管 中充满水。求下列三种倩况下． 中充满水。求下列三种倩况下．①A、B两点间的压差为多少 、 两点间的压差为多少 N／m2，②U型管中读数 ＝?指示液哪边高 型管中读数R＝ 指示液哪边高 指示液哪边高?(1)水在管中水 ／ 型管中读数 水在管中水 平流动， 管了倾斜 管了倾斜30° 水流方向从A到 ， ＝ 平流动，(2)管了倾斜 °，水流方向从 到B，λ＝0.32Re-0.2， (3)管子倾斜 °，水流方向从 到A，(如图 。 管子倾斜30 水流方向从B到 ， 如图 如图)。 管子倾斜