化工基础复习题(6)

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3．密度为1100 kg·m-3的水溶液，由一个贮槽流入另一个贮槽。管路由长度为100 m，管径为108 mm×4 mm的钢管和1个全开闸阀，2个90度标准弯头所组成。溶液在管内流速为1.0 m·s-1，粘度为0.0010 Pa·s。已知摩擦阻力系数为0.020，90度标准弯头的当量长度le =40 d；全开闸阀的当量长度le=7 d，试确定：（1）流体在管中流动型态；（2）总的压头损失。

4．某石油化工厂拟用219 mm×6 mm 的钢管，将原油从轮船上输送至10 km以外的地下油库。已知该油的密度为780 kg·m-3，粘度为0.12 Pa·s，油在管内的平均流速为0.74 m·s-1。若油库和轮船在同一水平线上，泵的效率为70%，问为克服沿程阻力，该泵所需的轴功率是多少？

5．在图示管路中装有离心泵。吸入管内径为60 mm，管长AB为2 m，压出管内径为60 mm，管长CH为15 m。直管摩擦系数部阻力系数

=

=

=0.03。在压出管D处装有阀门，局部阻力系数

=6.4。三个直角弯头的局=0.5，

=1。管内流

=0.75，截面突然缩小和扩大处的局部阻力系数分别为：

体的体积流量为36 m3·h-1。试求：（1）泵的进出口处的压强pB和pC（用表压表示）；（2）离心泵的扬程He。

6．有A与B两个储水槽，槽中液面与导水管出口的垂直距离均为h，导水管管径分别为d和2d，试证明：水由两槽的导水管流出的流速和流量是否相同（阻力不计）

7．在油水分层器（如图所示）中，若使油水界面控制在液面以下0.6 m处，试计算器底U形排水管出口与分层器内液面距离h。已知分层器内液面上方绝对压强为1.45×105 Pa，排水管出口绝对压强为1.01×105 Pa，排水管为56 mm×3.0 mm，排水量为7.5 m3·h-1，油的密度为850 kg·m-3，水的密度为1000 kg·m-3，压力损失可忽略不计。

8． 一个虹吸硫酸的装置如图A、、B、、C、，假定槽中液面维持不变，管路阻力不计。

（1）求图A、中硫酸的流出速度；（2）图B、将虹吸管向槽中液体深处插入1000 mm，求硫酸的流出速度；（3）图C、，将虹吸管管径增大1倍，求硫酸的流出速度。

9． 用泵抽取河水用于农田灌溉。水出口比河面高6 m，水的流量为72 m3·h-1，管道的内径为150 mm，其阻力造成的能量损失为20 J·kg-1，求泵的有效功率。

10． 流量为1×10-3 m3·s-1的水通过管径相同的水平管，管线全程的压降为2×105 Pa，求单位时间所消耗的机械能。若管道与外界无热交换，损耗的机械能全部转换为热能，问水的温度升高多少度？（已知水的密度为1000 kg·m-3，热容为4.18×103 J·kg-1·K-1）

11．氮气在一个钢管中流过，通过管道上的两个测压点，用U形管压差计测量两点的压差，指示液为水，测得压差为12 mm水柱。为了将读数放大，改用微差压力计代替原U形管压差计测量压差。微差压力计中重指示液密度为916 kg·m-3的乙醇—水混合液，轻指示液为煤油，密度为850 kg·m-3。问该微差压力计能将读数放大多少倍？并估计放大后的读数。（水的密度取1000 kg·m-3）

12．现有图A、、B、中的两个水槽，槽中液面与导管出口的垂直距离均为h，导出管的直径A、槽为B、槽的2倍，试证明：（1）水由两导管流出的速度是否相同；

（2）水由两导管流出的体积流量是否相同。（压头损失很小可略。）

化工基础练习8答案

一、填空(5小题,共75分) 1．减小；减少；减小。2．；4．压强能；压强5．动能；静压能

与u无关；Hf

u；Hf

u23．2R1

二、判断题(1．错2．错3．错4．错

三、选择(1．B2．C3．B4．A 四、计算问答(12小题,共75分)

1．先求作用于孔盖内侧的压强。设作用于人孔盖的平均压强等于作用于盖中心点的压强。以罐底为基准水平面，压强以表压计算，则

Z1=10.4 m Z2=0.8 m

p1=0 =0.98×1000=980 kg·m-3 p2=p1+g(Z1-Z2) =0+980×9.81×(10.4-0.8) =9.23×104 N·m-2

人孔盖上所承受的全部压力F为：

F= p2s=9.23×104(

)

=2.61×104 N

2．对1—1和3—3截面（如图所示）：

gZ1=

u2+

=

u2+(0.5+2) u2

u2=

gZ1=

g×3=g=9.81 m2·s-2

对2—2和3—3截面：

+ gZ2=hf(BC)+

=2u2+

则B点的真空度=(p3-p2)=( gZ2-2u2)·=(9.81×4-2×9.81) ×1500=2.94×104 Pa

=1.1×105>10000

3．(1) Re=流型为湍流 (2)已知

=

=0.020，l=100 m，

=2×40d+7d=87×0.1=8.7 m

==0.020=1.1 m(液柱)。

4．Re===995.7

层流，可用泊谡叶公式计算压降

p==

=6.63×105 Pa

qV=

d2u=0.785×0.2072×0.74=0.0249 m3·s-1

N===

N===23.6 kW。

5．u==

=3.54 m·s-1

(1)对1—1和B—B截面(如图)：

gZ1=(1++)+(表压)

则 pB=1000×[9.81×2-(2) 对C—C和2—2截面：

(1+0.5+0.03×

)]=3.96×103 Pa(表压)

+= (+3++)+ gZ2

则 pC=1000×[(3)离心泵的扬程

(6.4+3×0.75+1+0.03×

-1)+9.81×2]=2.19×105 Pa(表压)

He= ==21.9 m(H2O)。

6．(1)两槽液面为1—1截面，导水管出口为2—2截面，列伯努利方程：

gZ1++=gZ2++

m·s-1

因为：Z2=0， p1=p2， u1=0， Z1=h 则u2=由此证明：A，B两槽水的流出速度相同。

(2)A槽水的体积流量qV,A=

m3·s-1

B槽水的体积流量qV,B= =

m3·s-1

由此证明：A，B两槽水的体积流量不同。

7．以油水分界面1—1截面至排水管出口2—2截面间为衡算体系，并以1—1截面为基准面。 已知：Z1=0 p1=1.45×105+0.6×850×9.81=1.50×105 Pa p2=1.01×105 Pa u1=0

Z2=h+0.6 m

u2=

=1.06 m·s-1

列伯努利方程式：

Z1++=Z2++

=h+0.6+

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