pD?3.02?105Pa （10分）
4 如本题附图所示。每小时有12×10Kg水在倾斜放置的变径管内从
下向上作定态流动。已知细管内径d1=100 mm，粗管内径d2=240mm， 图中2—2’面比1—1’面高H2=300 mm，1—1’面与2—2’面间有软管与水银压差计相连，其上指示剂读数R=20 mm，求2—2’面与1—1’面间的摩擦阻力。
H1101'H224
2'0'注：水密度：1000 Kg/ m，指示剂密度：13600 Kg/ m，g=9.81m/s 在1-2截面间列柏努利方程：
332Rmn2u12p2u2gz1???gz2????hf,1?2 ① ?2?2p124 mu1?Ws4Wsd12??4.25m/su?u()?0.737m/s， ，212?A1??d1d22 mZ1?Z2??0.3m 对u型管压差计，mn面为等压面，pm?pn，即
p1??gH1?p2??g(H2?H1?R)??汞gR
p1?p2??gH2?(?汞??)gR?1000?9.81?0.3?(13600?1000)?9.81?0.02?5415pa
由①式得
?hf,1?22u12?u2p?p2 ?g(z1?z2)??12?代入数值得
?h
f,1?24.252?0.73725415??0.3?9.81???11.2J/kg
210005．用泵将贮液池中常温下的水送到吸收塔顶，贮液池水
面维持恒定，各部分相对位置如图所示。输水管直径为76×3mm， 排水管出口喷头连接处的压强为6.15×104Pa（表压），送水量 为34.5m3/h，水流经全部管道（不包括喷头）的能量损失为160 J/Kg，泵效率为75%，求①泵的有效功率②轴功率 注：水密度：1000 Kg/ m， g=9.81m/s
3
2
1．取水槽液面为1-1’截面，喷头连接处为2-2’截面，水槽液面为基准面 在1-2截面间列柏努利方程：
2u12p2u2gz1???we?gz2????hf,1?2 ①
?2?2p1u1?0, z1?0, z2?24?2?26m ，p1?0Pa(表压)， p2?6.15?104Pa(表压)，?hf,1?2?160J/kg
u2?Vs?d2?434.5?2.49m/s 2?3600?4?0.07由 ① 式，得
we?g(z2?z1)?p2?p1?2u2?u12???hf,1?2
26.15?1042.492we?9.81?26???160?479.7J/kg
10002Ne?We?Ws?We???Vs?479.7?1000?2．??
34.5?4.6KW 3600NeN4.6?N?e??6.13kw N?0.756．（10分）用3B33型水泵从一敞口水槽中将水送到它处，槽内液面维持恒定。输水量为
50.4m3/h，吸入管路阻力为1.2m，吸入管内径为80mm，求该泵在输送65℃水时的安装位置。已知3B33型水泵的允许吸上真空度为3m，泵工作地点的Ha约为10m，65℃水的饱和蒸汽压Pv=2.554×10 Pa，密度为980.5 Kg/ m，允许吸上真空度校正公式为：Hs=[Hs’+（Ha-10）-（Pv/（9.81×10）-0.24）] ×1000/ρ 解：
'Hs?[HS?(Ha?10)?(3
4
3
pv1000?0.24)]?9.81?103?4?[3?10?10?(u?Vs?d2?42.554?101000?0.24)]??0.65m39.81?10980.550.4 (3分)
3600??4?2.79m/s （2分）
?0.082u22.792Hg?Hs??Hf,0?1?0.65??1.2??0.95m （3分）
2g2?9.81所以泵的安装位置应比水槽液面至少低0.95m。 （2分）
7．如本题附图所示。每小时有12×10Kg水在倾斜放置的变径管内从下向上作定态流动。
已知细管内径d1=100 mm，粗管内径d2=240mm， 图中2—2’面比1—1’面高H2=300 mm，1—1’面与2—2’面间有软管与水银压差计相连，其上指示剂读数为R，2—2’面与1—1’面间的摩擦阻力为11.2J/Kg，求R。
注：水密度：1000 Kg/ m，指示剂密度：13600 Kg/ m，g=9.81m/s 1．在1-2截面间列柏努利方程：
2u12p2u2gz1???gz2????hf,1?2 ①
?2?23
3
2
4
p1u1?Ws4Wsd12??4.25m/su?u()?0.737m/s ，212?A1??d1d2代入①式得
p1?p2?2u2?u120.7372?4.2462?g(z2?z1)???hf,1?2?9.81?0.3??11.2?5.4J/kg
22对u型管压差计，mn面为等压面，pm?pn，即
p1??gH1?p2??g(H2?H1?R)??汞gR R?(p1?p2?gH2)??(?汞??)g??(5.4?9.81?0.3)?1000?0.02m
(13600?1000)?9.81即R=20mm
8．用离心泵将密度为1200kg/m的液体由敞口贮槽A送至高位槽B。已知离心泵吸入管路上各种阻力之和∑hf,a=10 J/kg、输出管路上各种阻力之和∑hf,b =30 J/kg。两槽液面维持恒定，其间垂直距离为20m,每小时液体的输送量为30m。若离心泵效率为0.65，试求：
（3） 泵的扬程为多少？ （4） 求泵的轴功率为多少？
1.（1）选截面1-1’、2-2’如图，以1-1’面为基准面
z1=0 u1=0 p1=0(表压)
3
3
z2=20m u2=0 p2=0(表压)
u12p1u12p??He?z2??2?Hf 列柏努利方程 z1?2g?g2g?g He??Z? N??Hf??Z??Hfa??Hfb??20???HegggWs10?30?24.1[mH2O] 9.81Ne??WegWs??24.1?9.81?1200?30?3634W?3.634kW
0.65?3600五、计算题（20分）
如本题附图所示的输水系统，管路直径为Φ80×2mm，当流量为36m3/h时，吸入管路的能量损失为6 J/Kg，排出管的压头损失为0.8m，压强表读数为245 KPa，吸入管轴线到U型管汞面的垂直距离为h=0.5m，吸入和排出管路的管径相同，压强表距吸入管路距离可忽略能量损失，当地大气压强为98.1KPa，水的密度取1000kg/m3。试计算：
1、泵的升扬高度Z与扬程； 2、泵的轴功率（η=70%） 3、泵吸入口压差计读数R。
五.解: （20分）1 以0-0,1-1 列柏努利方程式:
Z5m4.5mhRgz0?p0??p1212u0?We?gz1?1?u1??hf0?1 2?2式中: Z0=0 , Z1=Z, P0=P1, U0=U1
∴
以0-0,2-2 列柏努利方程式:
We=gz+6+0.8= 6.8+ gz (1) （4分）
gz0?p0??p1212u0?We?gz2?2?u2??hf0?2 2?2式中: Z0=0 , U0=0
p0??We?5g?p0?245?103??12u2?6 212?u2?6 (2) （4分） 212363 m3/s ∴ u?2.2m/s ?d?u? φ80×2mm , V?36m/h?4360012代入(2)式: We?5g?245??2.2?6?302.47J/Kg
2∴ We?5g?245?代入(1)式: 302.47?6.8?Zg Z=30.14 m ∴ He?We302.47??30.83m （4分） g9.81WeQ?gg302.47??36?10003600?4.3KW 70%2. N?Ne??HQ?g???3. 以0-0,3-3 列柏努利方程式:
gz0?p0??p1212u0?We?gz3?3?u3??hf0?3 2?2式中: Z0=0 , P3??gh??0gR?P0
p0??4.5g?p0??gh??0gR??12.22?6 2
∴ 0?4.5g?由 h=0.5 m
?gh??0gR12?2.2?6 （4分）
?2∴ R=0.35 m （4分）
9．某水泵在2900转/分转速下，测得流量为10m3/h。轴功率为1.05 KW，泵的入口真空表读数为21.3 KPa，出口压强表读数为170 KPa，真空表与压强表垂直距离为0.3m。试求该泵的有效功率及效率。吸入和排出管路的管径相同，水的密度取1000kg/m3。
p1?p2170?103?21.3?103He?Z1??0.3??19.8m （5分） 3?g10?9.81
化工原理流体流动章节习题
