第1章 流体流动1-1容器A中气体的表压力为，容器B中的气体的真空度为。试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干。该处环境大气压等于标准大气压。（答：； ）解：取标准大气压为，所以得到：；。 1-2某设备进、出口的表压分别为 和，当地大气压为，试求此设备进、出口的压力差为多少。 (答：) 解：。 1-3为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为（表压）。问水封管插入液面下的深度最小应为若干？ （答：）解：习题1-3 附图1-4某一套管换热器，其内管为外管为。内管流过密度为，流量为的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）为，平均温度为，流量为的气体。标准状态下气体密度为，试求气体和液体的流速分别为若干？（ 答：； ）习题1-4 附图解：，； 对液体：； 对气体：， ，。1-5水在内径为的管内流动，流速为。试求雷诺准数为若干？ （ 答： ） 解：。（下水的，查物性手册） 1-6（1）设流量为，水温，管径为，试判断流动类型。（2）条件与上相同，但管中流过的是某种油类，油的运动黏度为，试判断流动类型。 （答：（1），湍流 ；(2) ，层流） 解：， ， 查物性手册得下水的密度和粘度分别为：，所以流体在管内的流动类型为湍流；所以流体在管内的流动类型为层流。1-7密度为的某液体经一内径为的管道输送到某处，若其流速为，求该液体的体积流量，质量流量和质量流速。（答：；）解：，。 1-8有一输水管路，的水从主管向两支管流动，主管内水的流速为，支管1与支管2的水流量分别为与。支管为。试求：（1）主管的内径；（2）支管1内水的流速。(答：（1）；（2）)习题1-8 附图解：，；，。1-9已知水在管中流动。在截面1处的流速为。管内径为，由于水的压力产生水柱高为；在截面2处管内径为。试计算在截面1、2处产生水柱高度差为多少？（忽略水由1到2处的能量损失） （答：）习题1-9 附图 解：， 对截面1与截面2列伯努利方程： ， ， 。1-10图示吸液装置中，吸入管尺寸为，管的下端位于水面下，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为 。若截面处的真空度为，由截面至截面的压头损失为 。求：（1）吸入管中水的流量，;（2）吸入口处的表压。 (答：（1） ；（2）)习题1-10 附图 解：以水面为基准面，在基准面与截面间列伯努利方程： ， ,（表压）， 代入上式得： 在截面与截面间列伯努利方程： ，（表压）， 代入上式得： 由与解得： ， ； 由式可以解得： 。1-11在图示装置中，出水管直径为 。当阀门全闭时，压力表读数为,而在阀门开启后，压力表读数降至，设总压头损失为（水柱），求水的流量为若干 ? ( 答： )习题1-11附图解：取水面为截面，压力表处为截面，以压力表管中心线为基准面。故，。 当阀门全关闭时：， 由流体静力学原理得： ，当阀门打开后，在截面与截面间列伯努利方程：式中，。1-12在水平管道中，水的流量为,已知管内径,及。若忽略能量损失，问联接于该管收缩断面上的水管，可将水自容器内吸上高度为多少？ （ 答： ） 习题1-12 附图 解：，以管中心线为基准面，取处为面，处为面，在 面与面间列伯努利方程：，又有，。 1-13求常压下的空气以的流速流经长的水平通风管的能量损失，管道截面为长方形，高，宽。（） （答：气柱，这个答案与读图很有关系） 解：，由，查图得，。 1-14如图所示，某一输油管路未装流量计，但在A与B点压力表读数分别为,。试估计管路中油之流量。已知管路尺寸为的无缝钢管，A、B两点间长度为，其间还有6个弯头，油的密度为，黏度为。（答：）习题1-14 附图 解：取A点的水平面为基准面，在A与B间列伯努利方程： 式中：， ， ， 代入得： ， 假设为层流，则： ， 将代入中得： ， 校核 与假设相符， 。1-15水从水塔用有缝钢管引至车间的低位水槽中，水槽与水塔的液位差为，管路长度为（包括管件的当量长度）。水温为，试求此管路输水量为若干（设）。 （答：）解：由查得：， 取低位水槽水面为基准面，在低位水槽和水塔间列伯努利方程： 式中：， ， ， 由查图并用试差法求得： ， 。1-16在管径为的管道中心装一皮托管，以测定管道中流过的空气流量，空气温度为，压力为（绝压），用斜管压差计测量，其读数为。斜管压差计的倾斜角度为度。问这时空气质量流量为若干？（答：）解：， ， ， ， 查图得：， ， 。 1-17密度为的液体，以的流量流经一内径为的管道，该液体的黏度为 ,若流过孔板的压力降不超过,问孔板的孔径为若干? (答：) 解： 式中：， ， ， 查图并用试差法得：， 故， 验证： （在直线段）， 所以得到：。第2章 流体输送2-1某离心泵以水进行泵性能实验，体积流量为，泵出口压力表读数为，泵入口真空表读数为。若压力表和真空表测压截面间的垂直距离为，吸入管和压出管内径分别为及，试求泵的扬程。（ 答：）解：， ， ， 。 2-2在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一个高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为，管内径为，换热器的压头损失为，在上述条件下摩擦系数可取为，离心泵在转速时的特性曲线数据如下表所示。00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0082625.524.5232118.515.5128.5试求：（1）管路特性曲线；（2）泵的工作点及其相应流量及压头。 （答：） 解：设管路特性曲线为， ， 代入上式得：， 计算列表如下：00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0081010.51214.51822.628.134.642.2 作泵的特性曲线和管路特性曲线图得： 由图可以看出，泵的工作点为两条特性曲线的交点。工作点：，。2-3某离心泵的额定流量为，扬程为。试问此泵是否能将密度为、流量为的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为的设备中，敞口贮槽与高位设备的液位的垂直距离为。已知管路的管径为，管长为（包括直管长度与所有管件的当量长度），摩擦系数为。 （答：此泵合用） 解：离心泵的送液能力和扬程都大于管路系统所要求的，故此泵合用。2-4由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面比贮水池面高出，管道流量达到,试选择管直径为多少？假定所选管道的磨檫系数。经长期使用，输水管内壁锈蚀，其磨檫阻力系数增大至。问此时水的流量减至若干？（答：，）解：， 因为水在管内的流速一般取，我们取， 此时：，选用的热轧无缝钢管。在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得： 式中：， ，又 ， 2-4由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面地面高出45m，管道总长4000m （包括直管长度和局部阻力当量长度），要求流量达到。若使用新铸铁管，其摩擦阻力系数，则铸铁内径需多大？经长期使用，铸铁管内壁腐蚀，其摩擦阻力系数增大至，问此时水流量减至若干？解：在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得： 因为 （表压），所以 （1） 因为 所以 代入式(1)得 所以: 当时,代入式(1)得 2-5某工艺装置的部分流程如下图所示。已知各段管路均为的无缝钢管，AB段和BD段的总长度（包括直管与局部阻力当量长度）均为，BC段总长度为。管中流体密度为,管内流动状况均处于阻力平方区，且，其它条件如图所示，试计算泵的流量和扬程。（答：，）图2-27 习题2-5附图解：以地面为基准面。在E和F之间列伯努利方程得： 其中：， ， 即在BD段中流体的流速， 在B与右侧贮液器之间列伯努利方程得： 在B与C之间列伯努利方程得： 由得： 其中：， ，由分支管路特性知：，在B与左侧贮液器之间列伯努利方程得：其中：， 泵的流量第3章 沉降过滤3-1、试求直径，密度为的球形石英粒子，在水中及在空气中的沉降速度。（答：，）解：在水中的沉降速度 先假定此沉降属层流区，可按斯托克斯定律求， 查表得水的， 复核：与假定相符； 在空气中的沉降速度 先假定此沉降属层流区，按按斯托克斯定律求， 查表得空气的， 复核：与假定不符， 再设该沉降属于过渡区，按艾伦定律求， 复核：属于过渡区，与假定相符。3-2、有一玉米淀粉水悬浮液，温度，淀粉颗粒平均直径为，淀粉颗粒吸水后的密度为，试求颗粒的沉降速度。（答：）解：先假定此沉降属层流区，按按斯托克斯定律求， 已知：，查表得20的水的，检验值： 计算结果表明，与假设相符，故算得的正确。3-3、密度为的球形石英微粒在空气中自由沉降，计算服从斯托