里管入口断面的压强为多少？ [答：2.14×105Pa]

1-25 高位槽内水深为1m并保持恒定，高位槽底部接一高8m的垂直管，若不计阻力损失，试求以下几种情况下管内流速及管路入口断面A的压强： （1）容器内的压强为大气压； （2）容器内的压强为9.81×104Pa； （3）容器内保持4.095×104Pa的真空度；

（4）容器内的压强为大气压，但垂直管延长至20m（水温为20℃）。

[答：（1）13.3m，22.9kPa；（2）19.3m/s，22.9kPa；（3）8.86m/s，22.9kPa；（4）14.75m/s，2.33 kPa]

1-26 在容器侧壁开一直径为d=20mm的小孔，容器内的水面维持恒定并高于小孔中心0.5m，试求：（1）通过小孔流出的水量（小孔的流量系数为0.61）；

（2）在小孔处接一长度L=0.5m的水平短管，直管阻力系数??0.025，水的流量有何变化？（3）将短管延长至3m，?仍为0.025，水的流量为多少？

（4）试说明以上三种情况流量变化的原因，并计算水平管为多长时，其流量刚好与小孔流量相等？

[答：（1）6.0×10-4m3/s；（2）6.75×10-4m3/s；（3）4.29×10-4m3/s；（4）孔流系数C0是综合考虑了缩脉，能量损失等多种因素的校正系数，是由实验测定的。上述计算结果表明直接小孔流出的水流由于缩脉，摩擦等因素其能量是很大的，可近似计算相当于0.95m短管的阻力损失]

1-27 如图所示管路从A水池向B水池输水，已知各段管长均为l?100m，管径均为100mm，上

题1.24附图

题1.25附图

D P0 1m A 1.5m Pa 8m 17

游水池面积SA为100m2，下游水池面积SB为80m2，HA=10m，HB=4m。忽略各种局部阻力，为使上游水池水位下降1m，需多少时间？（设阻力系数?均为0.025）[答：7372.6s]

1-28 有一真空管路，管长l?28m，管径d?120mm，管壁粗糙度??0.2mm，管内是温度为300K的空气，已知管内质量流量为0.02kg/s，出口端压强为137.3Pa，求管路入口端压强为多少？[答：1.07 kPa]

1-29 鼓风机将车间空气抽入截面为200mm×300mm、长155m的风道内（粗糙度e=0.1mm），然后排至大气中，体积流量为0.5m3/s。大气压力为750mmHg，温度为15℃。求鼓风机的功率，设其效率为0.6。[答：0.5kW]

1-30 在20℃下将苯液从贮槽中用泵送到反应器，经过长40m的φ57×2.5mm的钢管，管路上有两个90°弯头，一个标准阀（按1/2开启计算）。管路出口在贮槽的液面以上12m。贮槽与大气相通，而反应器是在500kpa下操作。若要维持0.5L/s的体积流量，求泵所需的功率。泵的效率取0.5。[答：605W]

1-31 30℃的空气从风机送出后流经一段直径200mm长20m的管，然后在并联的管内分成两段，两段并联管的直径均为150mm，其一长40m，另一长80m；合拢后又流经一段直径200mm长30m的管，最后排到大气。若空气在200mm管内的流速为10m/s，求在两段并联管内的流速各为多少，又求风机出口的空气压力为多少。[答：u1=7.37m/s，u2=10.41m/s；风机出口p=65mmH2O] 1-32 一酸贮槽通过管道向下方的反应器送酸，槽内液面在管出口以上2.5m。管路由φ38×2.5mm无缝钢管组成，全长（包括管件的当量长度）为25m。粗糙度取为0.15mm。贮槽内及反应器内均为大气压。求每分钟可送酸多少m3。酸的密度ρ=1650kg/m3，粘度μ=12cP。[答：0.068m3/min]

题 1.26附图

题 1.27附图

pa A 0.5m L l l l B

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第二章：流体输送机械

2-1 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状态？

2-2 离心泵的特性曲线有几条？其曲线形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 2-3 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？

2-4 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？ 2-5 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？ 2-6 何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀？ 2-7 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些？

2-8 什么是液体输送机械的扬程（或压头）？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的黏度对扬程有何影响？

2-9 管路特性方程H?H0?kqV中的H0与k的大小，受哪些因素的影响？

三、本章例题

例2-1 某油田通过φ300×15mm的水平钢管将原油输送至炼油厂。管路总长为1.6×105m，输油量要求为250×103kg/h，现已知油在输送温度下的粘度为0.187Pa·s，密度为890kg/m3。该油管的局部阻力可忽略，现决定采用一种双吸五级油泵，此泵在适宜工作范围内的性能列于本例附表1中。 附表1 Q/（m3/h）

H/m

200 500

240 490

280 470

320 425

2注：表中数据已作粘度校正。

试求在整个输油管路上共需几个泵站？实际输送量为若干kg/h。

250?103解：油的体积流量Q==280.9m3/h

890管内流速u=

280.9=1.363m/s

3600?0.785?0.272Re=

du???0.27?1.363?890=1751＜2000为滞流 ?3187?10 19

因原油在直管内作滞流流动，故：

32?ul32?187?10?3?160?103?1.363管路压头损失Hf= ?2?2?gd?g0.27?890?9.81 =2050m

由附表1单台泵的特性数据查出：当Q=280.9m3/h时，H=467.5m 初估泵系数 n=

?pf2050=4.385 467.5故应采用5个泵站。根据串联原理，用同规格5台泵串联的压头为单台泵的5倍，计算出数据列于本题附表2中。

附表2

Q/（m3/h）

H/m

200 2500

240 2450

280 2350

320 2125

将以上数据标绘在本题附图中，得泵的串联合成特性曲线。

2200 M H/m 2400 He=7.302Qe 5台泵串联合成特性曲线 因输送管路为水平直管，故

2000 管路特性曲线方程为：

He=Hf=

1800 1600 32?l32?l??22d?gd?g?2d?36004Qe1400 200 240 280 320

Q/（m3/h）

2-1 附图

32?187?10?3?160?103Qe==7.302Qe2 40.27?890?9.81?0.785?3600将此管路特性曲线方程标绘在本题附图中，得泵的串联合成特性曲线。

管路特性曲线与泵合成特性曲线的交点，即为工作点，其对应的流量、压头分别为：

QM=305m3/h HM=2230m 故实际输油量为Wh=305×890=271×103kg/h

例2-2 某水泵性能参数列于本题附表1中。现有两个管路系统，他们的管路特性方程分别为：

He=15+0.077Qe2及 He=15+0.88 Qe2

为提高管路系统的供水量，每条管路系统均用两台相同的泵进行组合操作，试比较各个管路系统泵

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