11. 采用微差U形压差计测压差。如图。已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中
3
用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m。当管路内气体压强p与外界大气压p0相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水
0
而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R为多少？(104.76KPa; 101.806KPa; 49mm)
12. 一直立煤气管，如图。在底部U形压差计h1=120mm，在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm。U形管
3
指示液为水。管外空气密度为1.28kg/m。设管内煤气及管外空气皆静止，求管内煤气的密度。
3
(1.013Kg/m)
3
13. 如图示，水以70m/h的流量流过倾斜的异径管通。已知小管内径dA=100mm，大管内径dB=150mm，B、A
截面中心点高度差h=0.3m，U形压差计的指示液为汞。若不计AB段的流体流动阻力，试问：U形压差
习题13
习题12
计哪一支管内的指示液液面较高？R为多少？(R=3.92mm)
-43
14. 水以6.4×10m/s的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径d1=20mm，大管内径d2=46mm。欲测
3
1、2两截面处水的压差，为取得较大的读数R，采用倒U形压差计。已知压差计内水面上空是ρ=2.5kg/m的空气，读数R=100mm。求水由1至2截面的流动阻力∑hf。(2.98J/Kg) 15. 以水平圆直管输送某油品。管内径为d1，管两段压差为 。因管道腐蚀，拟更换管道。对新装管
道要求如下：管长不变，管段压降为原来压降的0.75，而流量加倍。设前后情况流体皆为层流。问：新管道内径d2与原来管内径d1之比为多少？(1.28)
16. 某流体在圆形直管内作层流流动，若管长及流体不变，而管径减至原来的一半，试问因流动阻力而产
生的能量损失为原来的多少？（16倍）
9
17. 在某输水管路中输送20℃的水，试求：（1）管长为5m，管径为?45?2.5mm，输水量为0.06l/s
时的能量损失；（2）若其它条件不变，管径为?76?3mm时能量损失由为多少？(4.8?10?3J/kg ；
5.13?10?4J/kg)
18. 用泵自储池向高位槽输送矿物油，流量为35T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m。
3
管径为Φ108×4mm，油的粘度为2840cP，密度为952kg/m，泵的效率为50%，泵的轴功率为85kW。求包括局部阻力当量管长的总管长。(336.7m)
-33
19. 粘度8×10Pa. S，密度为850kg/m 的液体在内径为14mm 的钢管内流动，溶液的流速为1m/s ，试
计算（1）雷诺准数Re ，并指明属于何种流型 ；（2）该管为水平管，若上游某点的压力为1.47×55
10Pa ，问流体自该点开始流经多长的管子其压力下降为1.27×10Pa 。（Re =1488, 属于层流 L =15m ）
20. 用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为0.85at。水槽水面至塔内水出口处垂直高
3
度差22m。已知水流量为42.5m/h，泵对水作的有效功为321.5J/kg，管路总长110m（包括局部阻力当量管长），管子内径100mm。试计算摩擦系数λ值。(0.0785)
4
21. 有一除尘洗涤塔，塔底压力表读数为4.9×10Pa ，塔顶水银压差计读数R =300mm 。压力表与水银压
3
差计间垂直距离为8m ，塔内操作温度为303K ，气体在标准状态下的密度为0.76kg/m ，试求气体在塔内流动过程的流动损失。(∑hf =9.469×103 J/kg)
22. 将一敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的垂直距离为18m，输送管路的规格
为φ108×4mm, 溶液在管内的平均流速为1.3m/s，管路摩擦系数取λ=0.02, 管路总长为140m（包括全部局部阻力的当量长度）, 试求: （1）.溶液在管内的流型。（2）.泵的轴功率（η=60%）（计算时, 取溶液密度为1500kg/m 粘度为1.5cP）(Re?1.3?10 湍流； 5.108kw)
23. 15．在一内径为320mm的管道中，用毕托管测定平均分子量为64 的某气体的流速。管内气体的压力
为101.33kPa，温度为40℃，粘度为0.022 cp。已知在管道同一截面上毕托管所连接的U形压差计最大度数为30mmH2O。试问此时管道内气体的平均流速为多少？(13.1m/s)
3
24. 一台离心泵在转速为1450r/min时，送液能力为22m/h，扬程为25m H2O。现转速调至1300r/min，试
3
求此时的流量和压头。(19.7m/h ； 20m)
25. 以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。已知：塔顶压强为0.45at（表压），碱液槽液面与塔
3
内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包
3,
5括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。②输送碱液所需有效功率，W。(160.52J/kg 535.07w) 26. 水在图示管中流动，截面1处流速为0.6 m/s,管内径为200 mm,测压管中水的高度为1.2 m，截面2处
管内径为100 mm，设水由截面1流到截面2间的能量损失为2.5 J/kg,水的密度1000 kg/m3。求：两截面处产生的水柱高度差 h 。
33
27. 用离心泵将密度为1000kg/m, 流量30 m/h的水溶液由敞口贮槽送至表压强为100kPa的高位槽中。
泵入口位于贮槽液面上方1m，两槽液面恒定，两液面间垂直距离20m。输送管路为￠76×3mm钢管，吸入管路长6m，排出管路长40m，贮槽液面与泵入口间、两液面间所有管件的当量长度分别为20m和50m，管路摩擦系数为0.03，当地大气压为100kPa。计算（1）泵的轴功率（泵的效率75%）；（2）泵入口处的真空度。
33
28. 用离心泵将密度为998kg/m, 流量36 m/h的水由敞口贮槽送至表压强为110kPa的高位槽中。两槽内
液面维持恒定，两液面垂直距离20m。输送管路为￠76×3mm钢管，管路总长150m（包括所有管件在内的当量长度），管路摩擦系数为0.022，当地大气压为98.1kPa，输送温度下水的饱和蒸汽压pV =2.3kPa,泵的必需气蚀余量(NPSH)r=3m,泵吸入管路的压头损失为2.5m水柱。计算（1）泵的有效功率；（2）泵的安装高度。
3
29. 用泵将密度为850kg/m，粘度为0.12pa·s的重油从常压贮油罐送至敞口高位槽中。贮油罐内液面与高
位槽中液面间的距离为20m。输送管路为φ108×4mm的钢管，总长为1000m（包括直管长度及所有局部阻力的当量长度），摩擦系数?取0.029。若流动中的雷诺准数Re为3000，试求：
(1) 油在管内的流速是多少 m/s？
3
(2) 输油量是多少 m/h？
10
(3) 输送管路的能量损失是多少 J/kg ？ (4) 所需泵的有效功率?
(5) 若泵的效率为0.55，计算泵的轴功率。
30. 用离心泵将一常压贮罐中的液体以19000kg/h的流量送入反应器。输送管路的规格为φ45×2.5mm，
反应器上压强表的显示值为210kPa，贮罐内的液面到输送管出口的垂直距离为9m。管路上装有3个当量长度1.5m的阀门，和一个阻力系数为ζ=2.1的流量计，管路总长度为36m（包括所有进出口阻
3
力）。已知输送液体的密度为1200kg/m，粘度为0.12Pas，管路液体呈层流流动，当地大气压强为100 kPa。试求：
(1)管路中流体的流速u＝？（3分）
(2)管路中流体的雷诺准数Re＝？（2分） (3)管路的摩擦系数λ＝？（2分） (4)管路的总阻力损失Σhf＝？（8分）
(5)泵的总效率为60%时，所需轴功率N＝？（10分）
3
31. 从敞口容器A用泵B将密度为890 kg/m的液体送入塔C。塔内的表压强如附图所示。液体输送量为
15 kg/s，流体流经管路的能量损失（包括进、出口及全部损失）为122 J/kg，已知泵的效率为80%，求泵的有效功率Ne及轴功率N。
36 2 2160kN/ 2.1
3
32. 用泵将密度为950kg/m的液体从常压贮罐送至敞口高位槽中。贮罐内液面与高位槽中液面间的距离为
30m。输送管路为φ58×4mm的钢管，总长为1000m（包括直管长度及所有局部阻力的当量长度）。要求送液量为12000kg/h，管路摩擦系数?取0.026。试求：
3
(1) 输油量是多少 m/h？
(2) 油在管内的流速是多少 m/s？
(3) 输送管路的能量损失是多少 J/kg ？ (4) 所需泵的有效功率?
(5) 若泵的效率为0.55，计算泵的轴功率。
33. 用离心泵将一常压贮槽中的液体送入反应器，输送管路的规格为φ45×2.5mm（假设泵的吸入管路与
排出管路等径）。在泵的入口处有一U管压强计，以汞为指示剂，读数为130mm (汞的密度为
3
13600kg/m)。贮槽内液面到泵入口处的垂直距离为0.5m，输送管路在反应器处的出口到泵入口处的垂直距离为10m，忽略吸入管路以及泵进出口间的阻力损失。反应器上压强表的显示值为210kPa，管路上装有3个当量长度1.5m的阀门，和一个阻力系数为ζ=2.1的流量计。管路长度为36m（包括所
3
有其他管件及进出口阻力的当量长度）。已知输送液体的密度为1200kg/m，粘度为0.12Pas，管路液体呈层流流动，当地大气压强为100 kPa。试求： (1) 泵的输送能力？
11
(2) 总效率为60%时泵的轴功率？
2. 用离心泵以40m3/h 的流量将贮水池中65℃的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落入凉水池中，以达到冷却的目的，已知水进入喷头之前需要维持49kPa 的表压强，喷头入口较贮水池水面高6m，吸入管路和排出管路中压头损失分别为1m 和3m，管路中的动压头可以忽略不计。试选用合适的离心泵并确定泵的安装高度。当地大气压按101.33kPa 计。65℃时水的密度ρ= 980.5 kg/m 3
解：∵输送的是清水∴选用B 型泵 在水池面和喷头处间列伯努利方程
Z + u221/2g + p1/ρg + Η = u1/2g + p2/ρg + Ηf 取u1 = u2 = 0 则
Η = (P2- P1)/ρg + Ηf + Z
= 49×103/980.5×9.8 + 6 + (1+4) = 15.1 m
∵ Q = 40 m 3/h
由图2-27 得可以选用3B19A 2900 4
65℃时清水的饱和蒸汽压PV = 2.544×104Pa
当地大气压Ηa = P/ρg = 101.33×103 /998.2×9.81 = 10.35 m 查附表二十三3B19A 的泵的流量: 29.5 — 48.6 m 3/h 为保证离心泵能正常运转,选用最大输出量所对应的ΗS '
即ΗS ' = 4.5m
输送65℃水的真空度ΗS = [ΗS
' +(Ηa-10)-( PV/9.81×103 –0.24)]1000/ρ =2.5m
∴允许吸上高度Hg = ΗS - u1 2/2g -Ηf,0-1 = 2.5 – 1 = 1.5m 即安装高度应低于1.5m
第二章 流体输送机械
一、选择题
1. 离心泵在一定转速下输送清水时，泵的轴功率N与流量Q的关系为（ B A Q为零时N最大 B Q为零时N最小
C在额定流量Qs时N最小 D N与Q无关
2. 离心泵铭牌上标明的是泵在（ C ）时的主要性能参数。 A.流量最大 B.压头最大 C.效率最高 D.轴功率最小
以下物理量不属于离心泵的性能参数（ D ）
A.扬程 B.效率 C.轴功率 D.理论功率（有效功率）
12
）。