化工计算题-最新版.doc

连续性方程与伯努利方程 【1-15】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。在截面1处的流速为，管内径为200mm，截面2处的管内径为100mm。由于水的压力，截面1处产生1m的水柱。试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h为多少（忽略从1到2处的压头损失）? 解 另一计算法 计算液柱高度时，用后一方法简便。 【1-17】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽，下面的出水管直径为。当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa。而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa。设压力表之前管路中的压头损失为0.5m水柱，试求水的流量为多少解 出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa（表压）能反映出水槽的水面距出水管的高度h 阀门开启后，压力表读数（表压） 从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速 水的流量 【1-18】若用压力表测得输送水、油（密度为）、98%硫酸(密度为)的某段水平等直径管路的压力降均为49kPa。试问三者的压头损失的数值是否相等？各为多少米液柱？ 解 从伯努利方程得知，等直径水平管的压头损失与压力降的关系为。 【1-19】如习题1-19附图所示，有一高位槽输水系统，管径为。已知水在管路中流动的机械能损失为 (u为管内流速)。试求水的流量为多少。欲使水的流量增加20%，应将高位槽水面升高多少米？ 解 管径， 机械能损失 (1) 以流出口截面处水平线为基准面， 水的流量 (2) 高位槽应升高 【1-20】 如习题1-20附图所示，用离心泵输送水槽中的常温水。泵的吸入管为，管的下端位于水面以下2m，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为。若截面处的真空度为39.2kPa，由截面至截面的压头损失为。试求：(1)吸入管中水的流量，；(2)吸入口截面的表压。 解 管内径，水密度 截面处的表压，水槽表面（表压） (1) 从为基准面， 压头损失 水的流量 (2) 从 【1-21】当温度为20℃及60℃时，从附录查得水与空气的黏度各为多少？说明黏度与温度的关系。 解 20℃ 60℃ 水 空气 水温度高，黏度；空气温度高，黏度大。 【1-22】 25℃的水在内径为50mm的直管中流动，流速为2m/s。试求雷诺数，并判断其流动类型。 解 25℃，水的黏度，密度，管内径，流速 【1-23】 (1)温度为20℃、流量为的水，在的直管中流动，试判断流动类型；(2)在相同的条件下，水改为运动黏度为的油，试判断流动类型。 解 (1) 流速 雷诺数 (2) 雷诺数 【1-24】 20℃的水在的直管内流动。试求：(1)管中水的流量由小变大，当达到多少时，能保证开始转为稳定湍流；(2)若管内改为运动黏度为的某种液体，为保持层流流动，管中最大平均流速应为多少？ 解 (1) 水，20℃， 体量流量 (2) 管内流体流动的摩擦阻力损失 【1-25】如习题1-25附图所示，用U形管液柱压差计测量等直径管路从截面A到截面B的摩擦损失。若流体密度为，指示液密度为，压差计读数为R。试推导出用读数R计算摩擦损失的计算式。 解 从截面A到截面B列伯努利方程，截面A为基准面，则得 液柱压差计1-1为等压面 由式得 此式即为用U形管压差计测量流体在两截面之间流动的摩擦损失的计算式。 【1-31】把内径为20mm、长度为2m的塑料管弯成倒U形，作为虹吸管使用。如习题附图所示，当管内充满液体，一端插入液槽中，另一端就会使槽中的液体自动流出。液体密度为，黏度为。为保持稳流动，使槽内液面恒定。要想使输液量为，虹吸管出口端距槽内液面的距离需要多少米？ 解 已知，体积流量流速 从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式，以虹吸管出口截面为基准面 光滑管，管入口突然缩小U形管（回弯头） 【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m3/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，流量 压力表真空表（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离 管径 流速 扬程 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min时，水的流量为18m3/h，扬程为20m(H2O)。试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m3; (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 (