课堂习题

第一章

1. 密闭容器内盛有密度ρo为800kg/m3的油与密度ρH2O为1000kg/m3的水。

已知油层高度h=0.3m，容器下面装有开口水银压差计，用以测量油面上方压强，压差计上的度数R=0.4m，与大气相通的指示剂液面上灌有R’=0.02m的水层。水银指示剂高侧液面与容器内液面间的垂直距离H=0.4m。试求容器内油面上压强p A。（4.63⨯104Pa（表压））

h

2. 如图所示，在两个压强不同的密闭容器内，充满了密度为ρ的液体，两

容器的顶部及底部分别与两支规格不同的水银压差计相连，试推导两压差计上的度数R与H的关系。

3. 合成氨工业的碳化工段，在如附图所示的喷射泵中用稀氨水连续吸收氨气

以制备浓氨水。稀氨水进口管直径为φ57⨯3mm，其上压强表度数为

1.5⨯105Pa。喷嘴内径为13mm，每小时处理的稀氨水为10000kg，其密度

与清水接近，可取为1000kg/m3。稀氨水进口至喷嘴内侧的流动阻力可以忽略不计，试求稀氨水在喷嘴内侧的压强p2。（6.81⨯104Pa 真空度）

稀氨水浓氨水

氨气

4. 水在定态条件下以4m/s的速度进入直径由100mm逐渐扩大至200mm的

渐扩管，于管道的1-1’与2-2’截面上各连一段开口玻璃管，水在玻璃管内分别升高h1及h2，若h1=100mm，试求h2为多少，设两测压口间的流动阻力可以忽略不计。（0.864m）

5. 用离心泵将密度为1170kg/m3的水溶液从开口储槽送至密闭高位槽中高位

槽顶部的压强表度数为1.1⨯105Pa。两槽液面恒定，其间垂直距离为20m。

已知流动系统中总摩擦阻力为180J/kg。试求泵应对每kg液体提供的轴功，泵的效率为0.65。（723.4J/kg）

6. 某离心泵安装在高于井内水面5.5m的地面上，吸水量为40 m3/h。吸水管

的尺寸为φ114⨯4mm，包括管路入口阻力的吸水管路上总能量损失为

4.5J/kg。试求泵吸入口处的真空度。当地大气压为 1.0133⨯105Pa。

（5.92⨯104Pa）

7. 直径D为2.8m的开口储水设备底部与直径d o为φ57⨯3mm的垂直管相连，

设备内水面高于管子出口10m，若将管路上阀门打开，试求1小时内能放若干m3的水。水在流动过程中不包括管子出口阻力的全部摩擦阻力可用经验公式∑h f= 2⨯10-5G2计算，G为质量流量，（kg/m2.s）取水的密度为1000kg/m3。（15.03m3）

8. 每小时有2400m3的空气流入φ273⨯6.5mm无缝钢管内，气体进入管子的

状态为：温度50 ºC、绝对压强1.2⨯105Pa 。空气的平均分子量为29kg/kmol, 试求空气在关内流动时的Re数值及流型。（Re =2.16⨯105，湍流）

9. 套管换热器是用管件将两根不同直径的管子连成同心圆套管，冷、热两流

体分别在内管内和环隙通道内流过而进行热量交换，已知外管为

φ57⨯3mm，内管为φ32⨯2.5mm的无缝钢管组成，每小时有1500kg的油品在环隙内流过与内管内的流体进行换热。已知油品的平均密度为850kg/m3、平均粘度为5⨯10-3Pa.s。试求油品在环隙通道中的流速及雷诺准数值。（0.396m/s，Re =1279）

10. 用泵将开口储槽内密度为1060 kg/m3、粘度为1.1⨯10-3Pa.s的溶液在定态

条件下送到蒸发器内，蒸发器内的真空表度数40kPa。溶液输送量为18m3/h。进蒸发器水平管中心线高于储槽液面20m，管路直径为φ57⨯3mm，不包括管路进、出口损失的直观与管件当量长度之和为50m。

取管路粗糙度为0.02mm。试求泵的轴功率，泵的效率为65%。（2.024kW）

11. 用泵自开口储槽将槽内溶液输送至塔顶经喷头喷洒至填料层上方。已知

溶液输送量为97m3/h，操作条件下溶液的平均物性常数为：密度ρ=996 kg/m3、粘度μ=0.8⨯10-3Pa.s。输送管路与喷头连接处的表压至少为2⨯104Pa才能将溶液压出喷头均匀喷洒在填料层上。管路与喷头连接处的高于储槽液面20m。输送管路直径为φ140⨯4.5mm，直管总长度为150m，其上装有标准弯头6个、全开闸阀1个、当量长度与全开阀相当的流量计1个、l e/d=70的摇板式单向阀1个。取管壁粗糙度为0.3mm。

泵的效率为0.65，试求泵的轴功率。（12.08kW）

12. 每小时将10m3常温的水用泵从开口储槽送至高位槽。管路的直径为

φ57⨯3mm，全系统直管长度100m，其上装一个全开闸阀、一个全开截

止阀、三个标准弯头、两个阻力可以忽略不计的活接头。两槽液面恒定，其间垂直距离为20m。取管壁粗糙度为0.25mm、水的密度为1000kg/m3、粘度为1⨯10-3Pa.s。试求：

（1）泵的效率为70%时的轴功率；（1052W）

（2）泵出口处装有压强表，测压口中心比高位槽液面低18m。测压口至高位槽的管路总长度为90m（包括一切阻力在内），求压强表度

数；2.26⨯105Pa

（3）泵入口处装有真空表，两侧压口中心的垂直距离为0.5m，其间阻力可以忽略不计，求真空表上度数。（0.343⨯105Pa）

13. 如图所示，高位槽的水通过内径为100mm的塑料管向下作定态流动，

塑料管可视为光滑管，已知液面比地面高8m，管子出口中心线比地面高2m。流动条件下水的密度为1000kg/m3、粘度为1⨯10-3Pa.s.不包括出口阻力在内的全系统的直管与管件当量长度之和为90m。试求：（1）水的流量；(V=81.7 m3/h)

（2）若管子布局不变，只在出口处新设置一个调节阀使流量减半，试求此时该阀的阻力系数和当量长度。（ξ=40.22，l e=240m）