习题 29 附图

习题 30 附图

30. 某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m、?/d＝0.0004。烟气在烟囱内的平均温度为200℃，在此温度下烟气的密度为0.67kg·m-3，粘度为2.6×10-5Pa·s，烟气流量为8000m3·h-1。在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度为1.15kg·m-3，设烟囱内底部的压强低于地面大气压196.2Pa，求此烟囱应有多少高度？

试讨论用烟囱排气的必要条件是什么？增高烟囱高度对烟囱内底部压强有何影响？ 31. 每小时将40吨石油从常压油池送入一常压贮槽，管道为?108×4mm的钢管，总长430m(包括所有局部阻力的当量长度在内)，管出口处比油液面高20m。试比较:(1)在油温为15℃时输送;(2)用0.2MPa的饱和蒸汽加热油，使油温达到50℃时输送，哪种更为经济？

已知15℃和50℃油的密度分别为950kg·m-3和890kg·m-3，粘度分别为3.43Pa·s和0.187Pa·s，泵和电机的总效率为50％。将1吨石油加热至50℃需0.03吨蒸汽，电价为0.3元·(kw·h)-1，蒸汽价为15元·吨-1。

32. 某化工厂燃烧重油由高位槽沿含有分支管路流入低位槽（如图所示）。已知H = 4m，管路直径均为40mm，L1 = L2 = L3 = 50m，重油粘度为0.06Pa·s，密度为890 kg·m-3，若忽略管路中局部阻力。试求重油的流量。

习题 32 附图 习题 33 附图

33. 从自来水总管引一支路AB向居民楼供水，在端点B分成两路各通向一楼和二楼。已知管段AB、B-1和B-2的长度（包括管件的当量长度）各为100m、10m、20m，管径皆为30mm，直管阻力系数为 0.03，两支路上各安装一球心阀。假设总管压力为3.43×105Pa（表压），试求：

（1）当一楼阀门全开时（? = 6.4）,高度为5m的二楼能否有水供应？此时管路AB的流量为多少？

（2）若将一楼阀门关小。使其流量减半，二楼最大流量为多少？

34. 用?159×4.5mm的钢管输送20℃的苯。在管路上装有一孔径为78mm的孔板流量计，用来测量管中苯的流量。孔板前后连接的U形管压差计的指示液为水银。当压差计的读数R=80mm时，试求管道中的流量。

35. 用转子流量计在0.1MPa和30℃下测量二氧化碳气体的流量，测量范围为1.60～9.61kg·h-1。若选用不锈钢转子的空气流量计，并已知该流量计的刻度是在0.1MPa、20℃下标定的空气体积流量，单位为m3·h-1, 问应选用何种规格为宜？ 36. 某离心泵以15℃水进行性能实验，体积流量为540m3·h-1，泵出口压力表读数为350kPa，泵入口真空表读数为-30kPa，若压力表和真空表截面间的垂直距离为350mm，吸入管和压出管内径分别为350mm及310mm，试求泵的扬程。

37. 一台离心泵在海拨1000m处输送20℃清水，若吸入管中的动压头可以忽略，且吸入管中全部能量损失为6.5m，泵安装在水源水面以上3.5m处，试问此泵能否正常工作？（Hs=5.7m）。

38. 某车间有一台离心泵，现用此泵将贮槽液面压力为157KPa、温度为40℃、密度为1100kg·m-3的料液送至一设备中，其流量和扬程均满足要求。已知其允许吸上真空高度为5.5m，吸入管中流体的动压头和能量损失为1.4m。试确定其安装高度。

39.如图所示，从水池向高位槽送水，要求送水量为每小时30吨，槽内压强为29.4kPa(表压)，槽内水面离水池水面16m。管路总阻力为2.1m H2O。试确定选用哪一种型号泵为宜？

习题 39 附图 习题 40 附图

40. 要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中真空度为69kPa(釜中液体处于沸状态)。泵位于地面上,吸入管总阻力为0.88m液柱，液体的密度为986kg·m-3，已知该泵的必需汽蚀余量（NPSH)r=3.7m，试问该泵的安装位置是否适宜？如不适宜，应如何重新安排？

41. 某一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到一敞口高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m，u232管内经为75mm，换热器的压头损失为2g，在上述条件下摩擦系数取为0.03，离心泵在转

数n=2900r·min-1时的 H-qV 特性曲线数据如下： qV(m3·s-1) 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 H(m) 试求：

26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5 (1) 管路特性曲线；

(2) 泵的工作点及其相应流量、压头；

(3) 若采用改变转速的方法使第（2）问求得的流量调节到3.5×10-3m3·s-1,应调节到多少转速？

42. （1）若题41改为两台相同的泵并联操作，且管路特性曲线不变。试求泵的工作点及相应流量和压头。

（2）若题41改为两台相同的泵串联操作，且管路特性曲线不变。试求泵的工作点及相应流量和压头。

43. 用离心泵从江中取水送入贮水池内，池中水面高出江面20m，管路长度（包括局部阻力的当量长度）为45m。水温为20℃，管壁相对粗糙度?/d =0.001。要求输水量为20～25m3·h-1。（1） 试选择适当的管径；（2）试选择一台离心泵；（3）确定离心泵的安装高度。

思 考 题

1.在下图所示的U形压差计，两引压管中指示液液面高低的画法是否正确？如有错误，请予以改正并说明原因。设管内流动的是理想流体。

(a)

(b)

思考题 1 附图

2. 某液体分别在本题附图所示的三根导管中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1/的压力、流速相等。问：在三根管的下游截面2-2的压力、流速是否相等？

/

如果不相等，指出哪一种情况的数值最大？哪一种情况的数值最小？为什么？

思考题 2 附图 思考题 3 附图

3. 本题附图所示的高位槽液位恒定，管路中ab和cd两段的长度、直径及相对粗糙度均相同。某液体以一定的流率流过管路，液体在流动中温度可视为不变。问：

（1）流体流过ab和cd两管段的能量损失是否相同？ （2）此两管段的压力差是否相等？并写出他们的表达式。

4. 某厂配置了两套管路系统，分别用来输送气体和液体。试分析当气体和液体的温度升高而其它条件不变时，管路系统的输送能力如何变化。

5. 选择管径时应考虑哪些因素？

6. 一定量的流体在圆形管内作层流流动，若管长及所用液体物性不变，而管径减为原有的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？

7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好？

8. 原来用于输送水的离心泵现改为输送比重为1.2的水溶液，其它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。

9. 本题附图所示的测压管分别与三个设备A、B、C相连通。连通管的下部是水银，上部是水，三个设备内水面在同一水平面上，问：

(1) 1、2、3处压强是否相同？为什么？

(2) 4、5、6处压强是否相等？为什么？ 若h1=100mm，h1=200mm，且知设备A直接通大气(大气压强为101.33×103Pa)，求B、C两设

备内水面上方的压强。 思考

题 9 附图

10. 用IS50-32-125型离心泵输送60℃的水，已知泵的压头足够大。分别提出了本题附图所示的三种安装方法，三种安装方法的管路总长（包括管件、阀门的当量长度）可视为相等。试讨论。

（1）三种安装方法是否能将水送到高位槽内？若能送到，其流量是否相等？ （2）三种安装方法中，泵所需的轴功率是否相等？

思考题 10 附图

第二章 传 热

例1. 蒸汽管外面包扎有两层厚度相等的绝缘材料，第二层的对数平均直径相当于第一层的对数平均直径的两倍，而第二层的导热系数则为第一层的1/2。若将两层材料互换位置而其它情况均保持不变，问每米蒸气管保温层的总热阻改变多少？是增加还是减少？并说明哪一种绝热层材料包在内层更为有效？

解：（1）原工况：dm,2 =2dm,1 ,?2＝1/2?1

设内保温层热阻为R1，外保温层热阻为R2，两层总热阻为R1+2，则：