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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。
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。
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。
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。
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 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
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。
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 /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，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。
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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。
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 /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，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。
流体流动及输送装置一、填空1,根据化工单元操作所遵循的根本规律的不同,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,热量衡算的理论根底是能量守恒定律.3.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,那么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寸为滞流流动.其摩擦系数入=64/Re当Re>4000寸为湍流流动.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,那么流速减少,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,由于阻力损失增大.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/〔「财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.13.雷诺准数的表达式为Re=d白pJ击密度p=1000kg/m,粘度仙=俚泊的水在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其流动类型为湍流14,流体在圆直管内流动,当Re>4000寸的流型称为湍流,其平均速度与最大流速的关系为u=0.8u max；Re<2000的流型称为滞流,其平土§速度为u=0.5u max o15.在管内呈层流时,摩擦系数人与Re有关.在管内呈湍流时,摩擦系数入与Re,e/的关.当Re继续增大到大于某一定值时,那么流体流动在完全湍流区,摩擦系数人与e/的关.16.当密度p=1000kg/r^^度=1.005厘泊的水,在内径为d=15mm,以流速为0.1m/s在管内流动时,雷诺数等于1500,流动类型为层流.17.当20c的水(p=998.2kg/rK尸1.005厘泊)在内径为100mm的圆管内流动时,假设流速为1.0m/s时,其雷诺数Re为9.93汉04,流动型态为湍流.18.管出口的局部阻力系数等于1.0、管入口的局部阻力系数等于0.5.19.计算流体局部阻力损失的方法有当量长度法和阻力系数法,其相应的阻力损失计算公式分别为W f=入(/d)(u2/2g)和W f=1(2/2g)20.对于套管环隙,当内管的外径为d1,外管的内径为d2时,其当量直径为_d22d121.稳态流动是指流动系统中、任一截面上流体的流速、压强、密度等物理量仅随位置而变,而均不随时间变.22.液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长不变,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长降低.23.流体在管路中作连续稳态流动时,任意两截面流速与管径的关系为U1/U2=d22/d12所以,流速随着管径的减小而增大.24.水由敞口包液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反响器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将减小,摩擦系数增大,管道总阻力损失不变.25.测量流体流量的流量计主要有如下四种：孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计.和湿式气体流量计.测量管内流体点的速度那么用皮托管26.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒截面.变压差:后者是恒压差,变截面.27.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,那么阻力损失为原来的2倍；如果只将管径增加一倍而流速不变,那么阻力损失为原来的_J/4倍.28.离心泵的特性曲线通常包括H-Q曲线、T—Q和N-Q曲线,这些曲线表示在一定转谏下、输送某种特定的液体时泵的性能.29.如果流体为理想流体且无外加功的情况下,写出：2单位质量流体的机械能衡算式为Ezg工R常数；22单位重量流体的机械能衡算式为Ez-——艺常数；2gg2单位体积流体的机械能衡算式为Egz,p常数；230.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为z ip g+(u10/2+Pi+Ws0=z0g+(ug2q/2+P2+u£fh各项单位为Pa(N/m2).31.气体的粘度随温度升高而增加,水的粘度随温度升高而降低.32.流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能减小.33.流体流动的连续性方程是u i A ei=U2A02=:•适=U小懒形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为u i d i2=u2d22==ud2_o34.当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg,那么真空度为395mmHg.测得另一容器内的表压强为1360mmHg,那么其绝对压强为2105mmHg. 35.并联管路中各管段压强降相等：管子长、直径小的管段通过的流量小.36.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加、假设改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将不变.37.离心泵的轴封装置主要有两种：填料密封和机械密封.38.假设被输送的流体粘度增高,那么离心泵的压头降低,流量减小,效率箜低,轴功率增加.39.用同一离心泵分别输送密度为曲及能=1.2p的两种液体,两者的体积V相等,那么He2=mHe〔,Ne2=12_Ne1.40.离心泵的流量调节阀安装在离心泵出口管路上、关小出口阀门后,真空表读数降低,压力表读数上升.41.离心泵的安装高度超过允许吸上高度时,会发生气蚀现象.42.用离心泵向锅炉供水,假设锅炉中的压力忽然升高,那么泵提供的流量—减少,扬程蹭大.43.离心泵输送的液体密度变大,那么其扬程■不变,流量■不变:效率不变,轴功率变大.44.离心泵在启动时应先将出口阀关闭,目的是减少启动功率,_保护电机.45.离心泵起动时,如果泵内没有充满液体而存在气体时,离心泵就不能输送液体.这种现象称为气缚现象46.离心泵的主要部件有如下三局部：—泵壳—,—叶轮__,_泵轴.47.离心泵的主要参数有:__流量_扬程__,_功率,效率.48.离心泵的特性曲线有：压头H〜流量Q曲线,功率N〜流量Q曲线,效率「流量Q 曲线.49.离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：泵特性曲线H-Q和管路特性曲线H-Q.50.调节泵流量的方法有：改变出口阀门的开度,改变泵的转速,削叶轮外径51.泵起动时,先关闭泵的出口开关的原因是降低起动功率,保护电机,预防超负荷而受到损伤,同时也预防出口管线水力冲击.52.假设被输送的流体粘度增高,那么离心泵的压头减小,流量减小,效率下降,轴功率增大.53.离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生气蚀现象.54.离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是效率最高时的流量和扬程.55.离心泵起动时,如果泵内没有充满液体而存在气体时,离心泵就不能输送液体,这种现象称为气缚现象.56.离心泵采用并联操作的目的是提升流量.串联操作的目的是提升扬程.二、选择1.单位体积流体所具有的质量称为流体的〔A〕.A密度；B粘度；C位能；D动能.2.流体是由无数分子集团所组成的〔B〕微团.A空白；B连续；C辐射；D漂流.3.气体是〔B〕的流体.A可移动；B可压缩；C可流动；D可测量.4.在静止的流体内,单位面积上所受的压力称为流体的〔C〕.A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度.5.以绝对零压作起点计算的压强,称为〔A〕.A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度.6.以〔D〕作起点计算的压强,称为绝对压强.A大气压；B表压强；C相对零压；D绝对零压.7.当被测流体的〔D〕大于外界大气压强时,所用的测压仪表称为压强表.A真空度；B表压强；C相对压强；D绝对压强.8.当被测流体的绝对压强〔A〕外界大气压强时,所用的测压仪表称为压强表. A大于；B小于；C等于；D近似于.9.当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时,所用的测压仪表称为〔A〕.A压强表；B真空表；C高度表；D速度表.10.〔A〕上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为表压强.A压强表；B真空表；C高度表；D速度表.11.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比〔A〕高出的数值,称为表压强. A大气压强；B表压强；C相对压强；D绝对压强.12.被测流体的〔D〕小于外界大气压强时,所用测压仪表称为真空表.A大气压；B表压强；C相对压强；D绝对压强.13.被测流体的绝对压强〔B〕外界大气压强时,所用测压仪表称为真空表.A大于；B小于；C等于；D近似于.14.水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,那么流速〔B〕A增大；B减小；C不变；D无法判断15.判断流体的流动类型用〔C〕准数A欧拉；B施伍德；C雷诺；D努塞尔特16.真空表读数是60kPa,当地大气压为100kPa时,实际压强为〔40〕kPaA40;B60;C160;D无法判断A层流; B湍流; C过渡流; D漩涡流17.流体在直管中流动,当Re<2000,流体的流动类型属于〔A〕.18.压力表读数是40kPa,当地大气压为100kPa寸,实际压强为〔140〕kPaA40;B60;C140;D无法判断19.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是〔A〕关系A.体系＞大气压B.体系〔大气压C.体系=大气压11/j工20.层流与湍流的本质区别是：〔D〕.A.湍流流速＞层流流速；B.流道截面大的为湍流,截面小的为层流；C.层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D.层流无径向脉动,而湍流有径向脉动.21.在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,假设粗管直径是细管的2倍,那么细管流速是粗管的〔C〕倍.A.2B.8C.4D不变22.流体的层流底层越薄,那么〔C〕.A.近壁面速度梯度越小B.流动阻力越小C.流动阻力越大D.流体湍动程度越小23.为提升微差压强计的测量精度,要求指示液的密度差〔C〕.A.大B.中等C.越小越女fD.越大越好24.表压与大气压、绝对压的正确关系是〔A〕.A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度D无法确定25.流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速的〔C〕成比例,作完全湍流时,那么呈〔A〕成比例.A.平方B.五次方C.一次方D四次方26.流体流动产生阻力的根本原因是,由于流体流动〔C〕.A.遇到了障碍物；B.与管壁产生摩擦C.产生了内摩擦切向力D流体有密度27.在稳定连续流动系统中,单位时间通过任一截面的〔B〕流量都相等.A.体积B.质量C.体积和质量28.将管路上的阀门关小时,其阻力系数〔B〕0A.变小B.变大C.不变D无法确定29.水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,假设管子直径增大一倍,那么阻力损失为原来的〔A〕.A.1/4B.1/2C.2倍D无法确定30.设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强〔B〕.A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D无法确定31.流体在管内流动时,滞流内层的厚度随流速的增加而〔A〕.A.变小B.变大C.不变D无法确定32.流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而〔B〕.A.增厚B.减薄C.不变D无法确定33.流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用A流量计测量.A皮托管B孔板流量计C文丘里流量计D转子流量计34.离心泵开动以前必须充满液体是为了预防发生A.A气缚现象B汽蚀现象C汽化现象D气浮现象35.离心泵的调节阀开大时,BA吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高36.水由敞口包液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反响器,当管道上的阀门开度减小后,管道总阻力损失C0A增大B减小C不变D不能判断37.流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的—C—项.A动能B位能C静压能D总机械能38.在完全湍流时〔阻力平方区〕,粗糙管的摩擦系数数值—C—A与光滑管一样B只取决于ReC取决于相对粗糙度D与粗糙度无关39.孔板流量计的孔流系数Co当Re增大时,其值B.A总在增大B先减小,后保持为定值C总在减小D不定40.列管换热器外壳内径为600mm,壳内装有269根25X2.5mm的换热管,每小时有5X104kg的溶液在管束外侧流过,溶液密度为810kg/m3,粘度为1.91X0—3Pas,那么溶液在管束外流过时的流型为A0A层流B湍流C过渡流D无法确定41.某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应C0A停泵,向泵内灌液B降低泵的安装高度C检查进口管路是否有泄漏现象D检查出口管路阻力是否过大42.某液体在内径为d.的水平管路中稳定流动,其平均流速为U0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2〔d2=d0/2〕的管子时,假设流体为层流,那么压降p为原来的C倍. A4B8C16D3243.在完全湍流〔阻力平方区〕时,粗糙管的摩擦系数人数值C.A〕与光滑管一样；B〕只取决于雷诺准数Re;C〕只取决于相对粗糙度；D〕与粗糙度无关.44.离心泵并联操作的主要目的是〔C〕A、增大位能B、增大扬程C、增大流量D、增大功率45.离心泵起动时,应把出口阀关闭,以降低起动功率,保护电机,不致超负荷工作,这是由于〔A〕.A.Q启动=0,N启动=0;B.Q启动＞0,N启动＞0;C.Q启动＜0,N启动＜0;D.Q启动=0,N启动＜046.离心泵开动以前必须充满液体是为了预防发生〔A.〕.A.气缚现象B.汽蚀现象C.汽化现象D.气浮现象47.离心泵最常用的调节方法是〔B〕.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48.离心泵的扬程,是指单位重量流体经过泵后能量的值〔B〕.A.包括内能在内的总能量B.机械能〔即实际的升扬高度〕 AP 〔N/m 2〕,那么单位重量流体压力能增加为〔C 〕o A.APB.AP/pC.AP/〔pg 〕D.AP/〔2g 〕50 .当离心泵内充满空气时,将发生气缚现象,这是由于〔B 〕.A.气体的粘度太小B.气体的密度太小C.气体比液体更容易起漩涡D.气体破坏了液体的连续性51 .某同学进行离心泵特性曲线测定实验,启动泵后,出水管不出水,泵进口处真空计指示真空度很高,他对故障原因作出了正确判断,排除了故障,你认为以下可能的原因中,哪一个是真正的原因〔C 〕..A.水温太高B.真空计坏了C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞52 .在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为-1m,泵的入口处装一U 形管压差计,那么测得入口处的压力〔C 〕.A.自始至终大于大气压力B.随着流量的增大,经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段C.自始至终小于大气压力D.自始至终等于大气压力53.一台试验用离心泵,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〔D 〕.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54、离心泵铭牌上标明的扬程是〔D 〕A 功率最大时的扬程B 最大流量时的扬程C 泵的最大量程D 效率最高时的扬程55 .用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离,称为〔B 〕.A.扬程B.升扬高度C.吸液高度56 .流量调节,离心泵常用〔A 〕,往复泵常用〔C 〕.A.出口阀B.进口阀C.旁路阀C.压能D.位能49.流体经过泵后,压力增大57 .用离心泵从河中抽水,当河面水位下降时,泵提供的流量减少了,其原因是 〔C 〕.A.发生了气缚现象B.泵特性曲线变了\C.管路特性曲线变了D.发生了气蚀现象58 .当离心泵输送的液体的粘度增大时,那么其〔B 〕.A.扬程减少,流量、效率、轴功率均增大；B.扬程、流量、效率均降低,轴功率增大C.扬程、效率增大,流量,轴功率减少；D.扬程、流量、效率均增大,轴功率减少59 .离心泵的吸液高度与〔A 〕无关.A.排出管路的阻力大小；B.吸入管路的阻力大小C.当地大气压D.被输送液体的密度60 .采用出口阀门调节离心泵流量时,开大出口阀门,离心泵的流量〔A 〕,压头〔C 〕. A.增大B.不变C.减小D.先增大后减小61 .离心泵启动前先关闭出口阀,其目的是为了〔C 〕62 .离心泵的工作点是指〔C 〕A 、离心泵的最正确工况点B 、离心泵轴功率最小的工作点C 、管路特性曲线和泵性能曲线的交点63 .离心泵启动前先将泵内灌满液体,其目的是为了〔A 〕A.预防发生气缚现象B.预防发生气蚀现象C.降低启动功率D.预防损坏叶轮64 .某泵在运行时发现有气蚀现象应〔C 〕A 停泵,向泵内灌液BC 检查进口管路是否漏液D 65 .离心泵最常用的调节方法是〔B 〕A 改变吸入管路中阀门开度 C 安装回流支路,改变循环量的大小 A 预防发生气缚现象B 预防发生气蚀现象C 降低启动功率 降低泵的安装高度 检查出口管阻力是否过大 B 改变出口管路中阀门开度D 车削离心泵的叶轮66.当管路特性曲线写成H=A+BQ2时〔B〕AA只包括单位重量流体需增加的位能BA只包括单位重量流体需增加的位能和静压能之和CBQ2代表管路系统的局部阻力和DBQ2代表单位重量流体动能的增加67.以下说法正确的,当粘度较大时,在泵的性能曲线上〔C〕A同一流量Q处,扬程H下降,效率上升B同一流量Q处,扬程H上升,效率上升C同一流量Q处,扬程H上升,效率下降68.有两种说法〔1〕往复泵启动不需要灌水〔2〕往复泵的流量随扬程增加而减少那么〔C〕A两种说法都不对B两种说法都对C说法〔1〕正确,说法〔2〕不正确D说法〔1〕不正确,说法〔2〕正确69.离心泵的调节阀的开度改变,那么〔C〕A不改变管路性能曲线B不会改变工作点C不会改变泵的特性曲线70.离心泵效率最高的点是〔C〕A工作点B操作点C设计点D计算点二、简做题1.何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？层流：流体质点沿管轴作平行直线运动,无返混,在管中的流速分布为抛物线,平均流速是最大流速的0.5倍.湍流：流体质点有返混和径向流动,平均流速约为最大流速的0.8倍.以Re来区分,Re<2000为层流、Re>4000为湍流.2.简述层流与湍流的区别流体在管内作层流流动时,其质点沿管轴作有规那么的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合.流体在管内作湍流流动时,其质点作不规那么的杂乱运动,并相互碰撞,产生大大小小的漩涡.3.什么是当量直径〞及口何计算？对非圆形截面的通道,可以找到一个与圆形管直径相当的直径〞来代替,此直径即称为当量直径〞.当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边.5.某液体分别在此题附图所示的三根管道中定流过,各管绝对粗糙度、管径均相同,上游截面1-1'的压强、流速也相等.问：在三种情况中,下游截面2-2'的流速是否相等？三种情况中,下游截面2-2'的流速相等.6.某液体分别在此题附图所示的三根管道中稳定流过,各管绝对粗糙度、管径均相同,上游截面1-1'的压强、流速也相等.问：在三种情况中,下游截面2-2'的压强是否相等？如果不等,指出哪一种情况的数值最大,哪一种情况的数值最小？其理由何在?三种情况中,下游截面2-2'的压强不相等,其中〔a〕的压强最大,〔c〕的压强最小.这是由于〔c〕管上不仅有一个阀门消耗能量,且管子末端垂直上升一段,又使得静压强降低.7.何谓离心泵的气缚〞和气蚀〞现象,它们对泵的操作有何危害？应如何预防？气缚〞：由于泵内存气,启动泵后吸不上液的现象,称气缚〞现象.气缚〞现象发生后,泵无液体排出,无噪音,振动.为预防气缚〞现象发生,启动前应灌满液体.气蚀〞：由于泵的吸上高度过高,使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时,液体气化,气泡形成,破裂等过程中引起的剥蚀现象,称气蚀〞现象,气蚀〞发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少,甚者无液体排出.为预防气蚀〞现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度.8.为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？由离心泵的工作点知,改变泵出口阀的开度,使局部阻力改变,而管路特性曲线改变,流量随之改变,此法虽不经济,但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵,压头与流量根本无关,假设关闭出口阀,那么因泵内压力急剧升高,造成泵体,管路和电机的损坏,故不宜用出口阀来调节流量.9.离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、液体获得能量后,可将液体升扬到一定高度AZ,而且还要用于静压头的增量中/pg和动压头的增量*2/2g及克服输送管路的损失压头,而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离,可见,升扬高度仅为扬程的一局部,泵工作时,其扬程大于升扬高度.10.当离心泵启动后不吸液,其原因主要有哪些？不吸液的原因可能是：由于灌液不够或底阀不严密而漏液,使泵内存有空气；由于底阀或吸入管路堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转11.按图写出离心泵开泵及停泵操作程序.开泵：关闭阀B——翻开阀A——灌液——关闭阀A——启动键K——全开阀B——调节阀A至适宜流量.停泵：关闭阀A——关闭阀B〔假设长期停泵可不关,以便放完管路中的液体〕——按停止电键K12.离心泵的操作三要点是什么？操作三要点,一是灌水〔防气缚〕；二是泵启动前关出口阀〔降低启动功率〕;三是停机前关出口阀〔防高压液体倒流损坏叶轮〕.13.离心泵启动前要灌引水其目的是什么？泵启动后却没有水出来,其可能的原因又是什么？启动前必须灌水,具目的是预防发生气缚现象.如果不灌液,那么泵体内存有空气,由于p空气<<p液,所以产生的离心力很小,因而叶轮中央处所形成的低压缺乏以将贮槽内的液体吸入泵内,达不到输液目的.泵启动后却没有水出来,其可能的原因一管路堵塞,二是电机接线反了使叶轮倒转,三是泵的安装高度可能高了.14.某厂刚完成大修任务,其中一台通过电机带动的离心泵在开启出口阀后不能送液,其可能的原因是什么？原因可能有两个：其一,启动前没灌泵,此时应停泵、灌泵,关闭出口阀后再启动.其二,电机接线不正确,致使叶轮倒转.15.离心泵的真空度随着流量的增大是增加还是减小,为什么？增大,由于流量增大时,泵入口处的动能增大,同时流动阻力也增大,根据柏努利方程,总能量不变,那么入口处的静压能将减小,也就是真空度增大.16.简述离心泵的工作原理.离心泵工作分吸液与排液过程.吸液过程的推动力是液面压力〔常为大气压〕与泵内压力〔负压〕之差,而泵内的负压是由于电机带动泵轴、泵轴带动关键部件叶轮旋转,产生离心力,叶片之间的液体从叶轮中央处被甩向叶轮外围,叶轮中央处就形成真空.排液过程的推动力那么是由于液体以很高的流速流入泵壳的蜗形通道后,因截面积扩大,大局部动能转变为静压能而形成压差,将液体从压出口进入压出管,输送到所需的场所.。
1.3 名校考研真题详解一、选择题1．计算管路系统突然扩大的局部阻力时，速度值应取（），计算突然缩小的局部阻力时，速度值应取（）。
[华南理工大学2011研]A．小管的流速B．大管的流速C．上游管道的流速D．大管与小管的流速平均值【答案】A；A【解析】计算系统突然扩大或缩小的局部阻力时，速度值都应取小管流速。
2．层流与湍流的本质区别是（）。
[中南大学2012研]A．湍流流速＞层流流速B．流道截面大的为湍流，截面小的为层流C．层流的雷诺数＜湍流的雷诺数D．层流无径向脉动，而湍流有径向脉动【答案】D【解析】流体作层流流动时,其质点有无规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合。
流体作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。
既湍流向前运动的同时，还有径向脉动。
二、填空题1．某流体在直管中作层流流动，在流速不变的情况下，管长、管径同时增加一倍，并保持层流流动状态不变，则其阻力损失为原来的______倍。
[浙江大学2011研]【答案】1/2【解析】2λ2f l u h =d ,6464μλRe ρ==ud，可得出流速相同时，2f l h d ，因此管长管径都增加一倍时，h f 变为原来的0.5倍。
2．转子流量计应安装在______段的管路上，已知某流量计的转子为不锈钢，在测量密度为1.2kg/m 3的空气流量时的最大量程为400m 3/h 。
若测量密度为0.8kg/m 3的氨气流量，则在流量计校正系数假设不变的前提下，该流量计的最大量程近似为______m 3/h 。
[华南理工大学2011研]【答案】介质流向自下而上、无振动的垂直；500【解析】根据《压力管道设计审批人员培训教材》里面的规定，转子流量计必须安装在介质流向自下而上、无振动的垂直管道上。
安装时要保证流量计前应有不小于5倍管子内径的直管段，且不小于300mm 。
在流量计校正系数假设不变的前提下，。
3．流体在管内作层流流动，如流量不变，若仅增大管径，则摩擦系数变______，直管阻力变______。
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。
化工原理典型例题题解第2章 流体输送机械例1 离心泵的工作点用某一离心泵将一贮罐里的料液送至某高位槽 ，现由于某种原因，贮罐中料液液面升高，若其它管路特性不变，则此时流量将（ ）。
A 增大B 减少C 不变D 不确定例 2 附图例2 附图解：该题实际上是分析泵的工作点的变动情况。
工作点是泵特性曲线与管路特性曲线的交点，其中任何一条特性曲线发生变化，均会引起工作点的变动，现泵及其转速不变，故泵的特性曲线不变。
将管路的特性曲线方程式列出2421212)(8v q gd d l g P P Z Z H πζλρ++-+-= 现贮槽液面升高，1Z 增加，故管路特性曲线方程式中的截距项数值减小，管路特性曲线的二次项系数不变。
由曲线1变为曲线2，则工作点由A 点变动至B 点。
故管路中的流量增大，因此答案A 正确。
例2 离心泵压头的定义 离心泵的压头是指（ ）。
A 流体的升举高度； B 液体动能的增加； h m ,Q 3m,H eC 液体静压能的增加；D 单位液体获得的机械能。
解：根据实际流体的机械能衡算式H e =(Z 2-Z 1)+(P 2-P 1)+(u 22-u 12)/2g+ΣH f离心泵的压头可以表现为液体升举一定的高度(Z 2-Z 1)，增加一定的静压能(P 2-P 1)/(g ρ)，增加一定的动能(u 22-u 12)/(2g)以及用于克服流体流动过程中产生的压头损失ΣH f 等形式，但本质上离心泵的压头是施加给单位液体（单位牛顿流体）的机械能量J(J/N=m).故答案D 正确。
例3离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系分析离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系。
解：根据离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r ，计算泵的最大允许安装高度的计算公式为[][]5.0)()10(0+---=∑-r f vgNPSH H g P g P H ρρ (1) 首先分析离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r 的定义过程。
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。
