第一章 流体流动与输送设备习题及答案Word文件下载.docx

1、5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm和600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m3和1000 kg/m3。（1）计算玻璃管内水柱的高度；（2）判断A与B、C与D点的压力是否相等。（1）容器底部压力 （2） 6水平管道中两点间连接一U形压差计，指示液为汞。已知压差计的读数为30mm，试分别计算管内流体为（1）水；（2）压力为、温度为20的空气时压力差。（1） （2）空气密度 空气密度较小，7用一复式U形压差计测量水流过管路中A、B两点的压力差。指示液为汞，两U形管之间充满水，已知h1=1.2m，h2=0.4m，h4=

2、1.4m，h3=0.25m，试计算A、B两点的压力差。图中1、2为等压面，即 （1）又 （2）将（2）代入（1）中:8根据附图所示的双液体U管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m3和998 kg/m3，压差计的读数R300mm。两扩大室的内径D为60mm，U管的内径d为6mm。解: 1. 2 为等压面, （表压）9 为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa（表压），试求水封管插入液面下的深度h。 煤气表压 10为测定贮罐中油品的贮存量，采用图1-8

3、所示的远距离液位测量装置。已知贮罐为圆筒形，其直径为1.6m，吹气管底部与贮罐底的距离为0.3m，油品的密度为850 kg/m3。 若测得U形压差计读数R为150mmHg，试确定贮罐中油品的贮存量，分别以体积及质量表示。 罐中总高度:11绝对压力为540kPa、温度为30的空气，在1084mm的钢管内流动，流量为1500m3/h（标准状况）。试求空气在管内的流速、质量流量和质量流速。 解: 标准状况下空气的密度: 操作条件下密度: 体积流速:12硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为764mm和573.5mm。已知硫酸的密度为1831 kg/m3，体积流量为9m3/h,试分别计算硫酸在大

4、管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 （1） 大管: （2） 小管: 质量流量不变 或:13 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 以高位槽液面为1-1面,管出口内侧为2-2面,在1-1 2-2间列柏努力方程: 简化:14用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至敞口高位槽，如附图所示。输送量为0.1m3/min，输送管路为383mm的无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为

5、10m，且在压送过程中不变。设管路的总压头损失为3.5m（不包括出口），硫酸的密度为1830 kg/m3，问酸蛋中应保持多大的压力 以酸蛋中液面为1-1面,管出口内侧为2-2面,且以1-1面为基准,在1-12-2间列柏努力方程: 其中: 代入:15如附图所示，某鼓风机吸入管内径为200mm，在喇叭形进口处测得U形压差计读数R15mm（指示液为水），空气的密度为1.2 kg/m3，忽略能量损失。试求管道内空气的流量。 如图,在1-1 2-2间列柏努力方程: 而: 流量:16甲烷在附图所示的管路中流动。管子的规格分别为2196mm和1594.5mm，在操作条件下甲烷的平均密度为1.43 kg/m3

6、，流量为1700m3/h。在截面1和截面2之间连接一U形压差计，指示液为水，若忽略两截面间的能量损失，问U形压差计的读数R为多少 在1, 2截面间列柏努力方程: 又 17如附图所示，用泵将20水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m。输送量为30 m3/h，此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为70，试求泵所需的功率。 在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程:18附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为（表压），精馏塔内操作压力为（表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m，管内径为140mm，丙烯密度为600kg/m3。现

7、要求输送量为40103kg/h，管路的全部能量损失为150J/kg（不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。 在贮槽液面1-1与回流管出口外侧2-2间列柏努力方程:简化: 不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中19某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为452.5mm。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa。当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为J/kg（u为水在管内的流速）。试求：（1）高位槽的液面高度；（2）阀门全开时水在管内的流量（m3/h）。 （1） 阀门全关,水静止 （2） 阀门全开: 在水槽1-1面与压力表2-2面间列柏

8、努力方程:解之: 流量:20附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m3，循环量为45 m3/h。管路的内径相同，盐水从A流经两个换热器至B的压头损失为9m，由B流至A的压头损失为12m，问：（1）若泵的效率为70，则泵的轴功率为多少（2）若A处压力表的读数为153kPa，则B处压力表的读数为多少 （1） 对于循环系统: （2） 列柏努力方程: B处真空度为19656 Pa。2125水在603mm的管道中流动，流量为20m3/h，试判断流型。 查附录25水物性: 为湍流22运动粘度为105m2/s的有机液体在763.5mm的管内流动，试确定保持管内层流流动的最大流量。23计算

9、10水以103m3/s的流量流过573.5mm、长20m水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。（设管壁的粗糙度为0.5mm） 10水物性: 查得 24如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以40m3/h的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为45m（包括所有局部阻力的当量长度）。已知油品的密度为890kg/m3，粘度为s，试计算泵所需的有效功率。在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程:而:25一列管式换热器，壳内径为500mm，内装174 根252.5mm的钢管，试求壳体与管外空间的当量直径。26求常压下35的空气以12m/s的速度流经120m长的水平

10、通风管的能量损失和压力损失。管道截面为长方形，长为300mm，宽为200mm。（设） 当量直径: 35空气物性: 由 ,查得27如附图所示，密度为800 kg/m3、粘度为 mPas 的液体，由敞口高位槽经1144mm的钢管流入一密闭容器中，其压力为（表压），两槽的液位恒定。液体在管内的流速为1.5m/s，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度，试计算两槽液面的垂直距离。 在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:由 ,查得 管路中: 进口 90弯头 2个 半开闸阀 出口 28从设备排出的废气在放空前通过一个洗涤塔，以除去其中的有害物质，流程如附图所示。气体流量为3600m3/h，废气的物理性质与

11、50的空气相近，在鼓风机吸入管路上装有U形压差计，指示液为水，其读数为60mm。输气管与放空管的内径均为250mm，管长与管件、阀门的当量长度之和为55m（不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口管水平面的垂直距离为15m，已估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为。管壁的绝对粗糙度取为0.15mm，大气压力为 kPa。试求鼓风机的有效功率。 以吸入管测压处为1-1面,洗涤塔管出口内侧为2-2面,列柏努力方程: 50空气物性:29如附图所示，用离心泵将某油品输送至一密闭容器中。A、B处压力表的读数分别为、 MPa，管路尺寸为894mm，A、B两点间的直管长度为40m，中间有6个90标准弯头。

12、已知油品的密度为820 kg/m3，粘度为121mPas，试求油在管路中的流量。 在AB间列柏努力方程: 油品粘度大, 设流动为层流.900标准弯头 解得 假设正确 3020苯由高位槽流入贮槽中，两槽均为敞口，两槽液面恒定且相差5m。输送管为383mm的钢管（0.05mm）总长为100m（包括所有局部阻力的当量长度），求苯的流量。 在两槽间列柏努力方程,并简化: 即: 代入数据: 化简得: 查完全湍流区 设 , 由（1）式得 由附录查得20苯物性: 查图，再设 ，由（1）得 查得 假设正确 流量：31如附图所示，密度为的流体以一定的流量在一等径倾斜管道中流过。在A、B两截面间连接一U形压差计，指示液的密度为0，