第1章流体流动和输送.doc

第一章 流体流动和输送
1-1 烟道气的组成约为N275%，CO215%，O25%，H2O5%（体积百分数）。试计算常压下400℃时该混合气体的密度。
解： Mm=SMiyi=0.75×28+0.15×44+0.05×32+0.05×18=30.1
rm=pMm/RT=101.3×103×30.1/(8.314×103×673)=0.545kg/m3

1-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为0.095MPa和0.062MPa。现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为8.0kPa。问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少？
解：成都 pR=95-8=87kPa（真空度）
拉萨 pR=62-8=54kPa（真空度）

1-3 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。在某气速下测得R1为400mmHg，R2为90mmHg，R3为40mmH2O，试求上述值。

解： pB=R3rH2Og+R2rHgg=0.04×1000×9.81+0.09×13600×9.81=12399.8Pa（表）
pA=pB+R1rHgg=12399.8+0.4×13600×9.81=65766.2Pa（表）
Dp=pA-pB=65766.2-12399.8=53366.4Pa

1-4 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密度为r0，空气密度为r，试导出用R1表示的压强差计算式。如倾角a为30º时，若要忽略贮液器内的液面高度h的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D/d比值至少应为多少？

解：由静力学方程 Dp=R(r0-r)g=R1sina(r0-r)g=R1(r0-r)g/2 (1)
若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为： R’=R-h
液柱长度： R1’=R1-h/sina=R1-2h
Dp’=R ’(r0-r)g=R1’(r0-r)g/2=(R1/2-h)(r0-r)g
又 pD2h/4=pd 2R1’/4
D2h=d 2R1’ =d 2(R1-2h)
即 h=R1(d/D)2/[1+2(d/D)2]
所以 Dp’=R1(r0-r)g/[2+4(d/D)2] (2)
相对误差为 (Dp-Dp’)/Dp≤0.001
代入式（1）和（2）： (Dp-Dp’)/Dp=1-1/[1+2(d/D)2]≤0.001
解得： d/D≤0.02237 即 D/d≥44.7

1-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。储槽和虹吸管的直径分别为D和d，若流动阻力忽略不计，试计算虹吸管的流量。储槽液面高度视为恒定。

解： p1/r+u12/2+gz1=p1/r+u22/2+gz2
p1=p2，u1=0，z1=h，z2=0，u2=u
2gh=u2 u=(2gh)1/2
qv=0.785d 2u2=0.785d 2(2gh)1/2

1-6 密度为920kg/m3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为f57mm×3.5mm，两支管尺寸分别为f38mm×2.5mm和f25mm×2.5mm。已知椰子油在总管中的流速为0.8m/s，且f38mm×2.5mm与f25mm×2.5mm两支管中流量比为2.2。试分别求椰子油在两支管中的体积流量、质量流量、流速及质量流速。
解： qv=0.785×0.052×0.8=1.57×10-3m3/s
qv1+qv2=1.57×10-3m3/s
qv1=2.2 qv2
qv1+qv2=3.2 qv2=1.57×10-3m3/s
qv2=1.57×10-3/3.2=4.91×10-4m3/s qv1=2.2qv2=1.079×10-3m3/s
qm2=rqv2=920×4.91×10-4=0.452kg/s qm1=rqv1=920×1.079×10-3=0.993kg/s
u2=qv2/0.785d22=4.91×10-4/(0.785×0.022)=1.564m/s
u1=qv1/0.785d12=1.079×10-3/(0.785×0.0332)=1.262m/s
w2=ru2=920×1.564=1438.6kg/(m2.s) w1=ru1=920×1.262=1161kg/(m2.s)

1-7 用一长度为0.35m的渐缩管将输水管路由内径100mm缩至30mm。当管内水流量为0.52m3/h，温度为10℃时，问：（1）在该渐缩管段中能否发生流型转变；（2）管内由层流转为过渡流的截面距渐缩管大端距离为多少？
解： u1=qv1/0.785d12=0.52/(3600×0.785×0.12)=0.0184m/s
Re1=d1u1r/m=0.1×0.0184×1000/0.0013077=1407<2000
u2=qv1/0.785d22=0.52/(3600×0.785×0.032)=0.20445m/s
Re2=d2u2r/m=0.03×0.2045×1000/0.0013077=4691>4000
故可以发生转变
当Re=2000时， ud=Rem /r
ud=2000×0.0013077/1000=0.0026154
ud 2= qv/0.785=0.52/(3600×0.785)=1.84×10-4
两式相除 d=1.84×10-4/0.0026154=0.07035m
由比例关系 (0.1-0.03)：0.35=(0.1-0.07035)：x
x=(0.1-0.07035)×0.35/(0.1-0.03)=0.148m

1-8 直径为1.0m的稀奶油高位槽底部有一排出孔，其孔径为15mm。当以2.0m3/h的固定流量向高位槽加稀奶油的同时底部排出孔也在向外排出奶油。若小孔的流量系数Cd为0.62（Cd为孔口实际流量与理想流量之比），试求达到出奶油与进奶油流量相等时高位槽的液位及所需的时间。（假设高位槽最初是空的）
解：设任一时刻槽内液位为h，则由柏努利方程得：
理论流速： uth=(2gh)1/2 实际流速：u=Cd(2gh)1/2
流量：qv=pd 2u/4=0.785×0.0152×0.62×(2×9.81×h)1/2=4.85×10-4h1/2
用qv=2.0/3600 m3/s代入上式, 即为出奶油与进奶油流量相等时高位槽的液位H： H=[2.0/(3600×4.85×10-4)]2=1.312m
由物料衡算 qv,in-qv,out=dV/dq=0.785D2dh/dq

令y=h1/2，则dh=2ydy，当h=H时，y=H1/2=1.145m

1-9 用压缩空气将密度为1081kg/m3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽，如附图所示。要求每批的压送量为1.2m3，20分钟压完，管路能量损失为25J/kg，管内径为30mm，密闭容器与高位槽两液面差为16m。求压缩空气的压强为多少Pa（表压）?

解： p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf
u1=0，z1=0，p2=0，z2=16 m，Shf=25J/kg
u2=1.2/(20×60×0.785×0.032)=1.415m/s
p1=(1.4152/2+9.81×16+25)×1081=1.987×104Pa

1-10 敞口高位槽中的葡萄酒（密度为985 kg/m3）经f38mm×2.5mm的不锈钢导管流入蒸馏锅，如图所示。高位槽液面距地面8m，导管进蒸馏锅处距地面3m，蒸馏锅内真空度为8kPa。在本题特定条件下，管路摩擦损失可按Shf=6.5u2J/kg（不包括导管出口的局中阻力）计算，u为葡萄酒在管内的流速m/s。试计算：（1）导管A—A截面处葡萄酒的流速；（2）导管内葡萄酒的流量。

解： p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf
p1=0，u1=0，z1=8 m，p2=-8kPa，z2=3m，u2=u
8×9,81=-8000/985+u2/2+3×9.81+6.5u2
qv=0.785×0.0332×2.86=2.443×10-3m3/s

1-11 如附图所示，水从离地面18m处用f273mm×5mm，长35m（包括局部阻力损失的当量长度）的管道连接到离地面10m处，并测得高低两处压强分别为345kPa和415kPa（表压）。试确定：（1）水的流动方向；（2）若管路摩擦系数取0.026，管路中水的流量为多少？

解： u1=u2 p1/r+gz1=348×103/1000+18×9.81=524.58J/kg
p2/r+gz2=415×103/1000+10×9.81=513.1J/kg
u12/2+524.58=u22/2+513.1+0.026×(35/0.263)×u2/2

qv=0.785×0.2632×2.578=0.14m3/s

1-12 如图所示，槽内水位维持不变，槽底部与内径为50mm的钢管联结，管路中B处装有一U型管压差计。当阀门关闭时读数R=350mmHg，h=1200mm。（1）阀门部分开启时，测得R=250mm，h=1250mm，若AB段能量损失为10J/kg，问管内流量为多少m3/h？（2）阀门全开时，若AB段与BC段的能量损失分别按ShfAB=1.6u2J/kg，ShfAC=7u2J/kg计算（不包括管出口阻力），u为管内流速。问B点处（压差计处）的压强为多少？

解：阀门全关时： p0=RrHgg=0.35×13600×9.81=4.67×104Pa（表）
HrH2Og=4.67×104+hrH2Og=4.67×104+1.2×1000×9.81=5.847×104Pa
H=5.847×104/(1000×9.81)=5.96m
阀门部分开时： pA/r+uA2/2+gzA=pB/r+uB2/2+gzB+ShfAB
pA=0，uA=0，zA=H=5.96m，ShfAB=10J/kg，zB=0，uB=u
pB=0.25×13600×9.81+1.25×1000×9.81=4.562×104Pa（表）
5.96×9.81=4.562×104/1000+u2/2+10
u=2.388m/s qvh=0.785×0.052×2.388×3600=16.87m3/h
阀门全开时： pA/r+uA2/2+gzA=pC/r+uC2/2+gzC+ShfAB+ShfBC
zC=0，pC=0，uC=u
5.96×9.81=u2/2+1.6u2+7u2 u=2.535m/s
pB/r+uB2/2+gzB=pC/r+uC2/2+gzC+ShfBC
zB=zC，pC=0，uB=uC
pB=1000×7×2.5352/2=2.249×104Pa（表）

1-13 如图所示的一冷冻盐水循环系统，盐水循环量为30 m3/h时，盐水流经换热器A的阻力损失为50J/kg，流经换热器B的阻力损失为60J/kg，管路中流动的阻力损失为30J/kg。管路系统采用同直径管子，盐水密度为1100kg/m3（忽略泵进、出口的高差），试计算：（1）若泵的效率为68%，泵的轴功率为多少kW？（2）若泵出口压强为0.26MPa（表压），泵入口压力表读数为多少Pa？

解：（1）We=50+60+30=140J/kg qm=30×100/3600=9.17kg/s
P=Weqm/h=140×9.17/0.68=1.89×103W
（2）在泵出入口间列柏努利方程：
p入/r+We=p出/r p入=1100×(0.26×106/1100-140)=1.06×105Pa

1-14 要求以均匀的速度向果汁蒸发浓缩釜中进料。现装设一高位槽，使料液自动流入釜中（如附图所示）。高位槽内的液面保持距槽底1.5m的高度不变，釜内的操作压强为0.01MPa（真空度），釜的进料量须维持在每小时为12m3，则高位槽的液面要高出釜的进料口多少米才能达到要求？已知料液的密度为1050kg/m3，粘度为3.5cP，连接管为f57mm×3.5mm的钢管，其长度为[(x-1.5)+3]m，管道上的管件有180°回弯管一个，截止阀（按1/2开计）一个及90°弯头一个。

解： p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf
p1=0，u1=0，z1=x，p2=-10kPa，z2=0，u2=u=12/(3600×0.785×0.052)=1.7m/s
Re=dur/m=0.05×1.7×1050/0.0035=2.55×104
取e=0.2 mm，e/d=0.004，l=0.027；z入=0.5，截止阀z=9.5，弯头z=0.75，回弯管z=1.5
Shf=[0.027×(x+1.5)/0.05+0.5+0.75+9.5+1.5]×1.72/2=0.78x+18.872
9.81x=-10000/1050+1.72/2+0.78x+18.872 x=1.2m

1-15 如附图所示，拟安装一倒U型管压差计测量L管段的阻力损失。管内流体密度r=900kg/m3，粘度m=1.5×10-3Pa.s；指示剂为空气r0=1.2kg/m3；管内径d=50mm，管壁绝对粗糙度e =0.3mm。试推导：（1）管路条件（L，d，e）和流速u一定时，倾角a与两测点静压差Dp的关系以及a与R读数的关系；（2）当流速为2m/s，L=1m时，R读数的预测值。

解： p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf
u1=u2，z2=z1+Lsina Shf=l(L/d)u2/2 Dp/r=gLsina+l(L/d)u2/2
对倒U形压差计 p1-rgLsina-p2=R(r-rg)g=R(r-rg)g+rgLsina
当u=2m/s时 Re=2×0.05×900/0.0015=6×104 e/d=0.3/50=0.006 l=0.023
Dp=950(gLsina+0.023×(1/0.05)×22/2=950gLsina+874
由 950gLsina+874=R(950-1.2)×9.81+950gLsina
R=874/[(950-1.2)×9.81]=0.094m

1-16 水由水箱A经一导管路流入敞口贮槽B中，各部分的相对位置如图所示。水箱液面上方压强为0.02MPa（表压），导管为f108mm×4mm的钢管，管路中装有一闸阀，转弯处均为90°标准弯头。试计算：（1）闸阀全开时水的流量（设直管阻力可忽略不计）；（2）闸阀1/2开时水的流量（设直管阻力可忽略不计）；（3）若此系统其它条件不变，仅输水管增长200m，此系统阻力为若干？

解：（1）p1/r+u12/2+gz1=p2/r+u22/2+gz2+Shf
p1=2×104Pa，u1=0，z1=4m，p2=0，u2=0，z2=1.5m，
入口z=0.5，出口z=1，闸阀z=0.17，弯头z=0.75，Shf=(0.5+1+0.17+3×0.75)×u2/2=1.96u2
20000/1000+4×9.81=1.5×9.81+1.96u2 u=4.766m/s
qv=0.785×0.12×4.766=0.0374m3/s
（2）闸阀z ’=4.5 Shf=(0.5+1+4.5+3×0.75)×u2/2=4.125u2
20000/1000+4×9.81=1.5×9.81+4.125u2 u=3.285m/s
qv=0.785×0.12×3.285=0.0258m3/s
（3）Shf=(p1-p2)/r+(u12-u22)/2+g(z1-z2)=20000/1000+0+9.81×2.5=44.53J/kg

1-17 如附图所示某含有少量可溶物质的空气，在放空前需经一填料吸收塔进行净化。已知鼓风机入口处空气温度为50℃，压强为30mmH2O（表压），流量为2200m3/h。输气管与放空管的内径均为200mm，管长与管件、阀门的当量长度之和为50m（不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口的垂直距离为20m，空气通过塔内填料层的压降约为200mmH2O，管壁绝对粗糙度e可取为0.15mm，大气压为0.1MPa。求鼓风机的有效功率。

解： p1/rm+u12/2+gz1+We=p2/rm+u22/2+gz2+Shf
pm=1×105+30×9.81/2≈1×105 Pa rm=pmM/RT=1×105×29/(8314×323)=1.081kg/m3
p1=294.3 Pa，u1=0，z1=0，p2=0，u2=0，z2=20m
u=2000/(3600×0.785×0.22)=17.69m/s m=1.96×10-5Pa.s
Re=dur/m=0.2×17.69×1.081/(1.96×10-5)=1.95×105
e/d=0.15/200=7.5×10-4 l=0.02
Shf=(0.02×50/0.2+0.5+1)×17.692/2+200×9.81/1.081=2832J/kg
294.3/1.081+We=20×9.81+2832 We=2756J/kg
qm=2200×1.081/3600=0.661kg/s
P=Weqm=1820W

1-18 用f60mm×3.5mm钢管从敞口高位槽中引水至一常压吸收塔内。高位槽液面与水喷头出口高差10m，管路流量最大可达15m3/h。现需将流量增加到25m3/h，试求：（1）管路不变，在管路中增加一台泵，该泵的功率；（2）管路布局不变，换新的管子，管子的直径。以上计算中摩擦系数可视为不变。
解：（1）原来 p1/rm+u12/2+gz1=p2/rm+u22/2+gz2+l(L/d)u2/2
p1=p2，u1=0，z1=10 m，u2=0，z2=0，u=15/(3600×0.785×0.0532)=1.89m/s
10×9.81=(lL/d)×1.892/2 lL/d=54.95
后来 p1/rm+u12/2+gz1+We=p2/rm+u22/2+gz2+l(L/d)u’2/2
p1=p2，u1=0，z1=10 m，u2=0，z2=0，u’=25/(3600×0.785×0.0532)=3.15m/s
We=-10×9.81+54.95×3.152/2=174.4 /kg
qm=25×1000/3600=6.94kg/s
P=6.94×174.4=1211W
（2） p1/rm+u12/2+gz1=p2/rm+u22/2+gz2+l(L/d”)u”2/2
u”=25/(3600×0.785×d2)=8.846×10-3/d”2
10×9.81=54.95×(0.053/d”)×(8.846×10-3/d”2)2 d”=0.075m

1-19 距某植物油罐A液面2.5 m深处用一根油管向油箱B放油，连接A、B的油管为f45mm×2.5mm不锈钢管，长度20m，油出口距油箱B液面0.5m，如附图所示。该植物油的r=930kg/m3，m=40mPa.s。试求两液面高度稳定不变时，流经管道的流量。

解： p1/rm+u12/2+gz1+We=p2/rm+u22/2+gz2+Shf
p1=p2，u1=0，z1=2.5m，u2=0，z2=0.5m
2.5×9.81=0.5×9.81+(l×20/0.04+1+0.5)×u2/2
设为层流，忽略进出口损失。则：l=64/Re
19.62=(64m/dur)×(L/d)×u2/2=32muL/d2r ，u=19.62×0.042×930/(32×0.04×20)=1.14 m/s
Re=dur/m=19.62×0.04×930/0.04=1060<2000
qv=0.785×0.042×1.14=1.43×10-3m3/s

1-20 为调节加热器出口空气的温度，在空气加热器的进出口并联一旁路（附图）。已知鼓风机出口压强为0.03MPa（表），温度为25℃，流量为340m3/h，空气通过换热器的压降为0.01MPa。若旁路管长6m，管路上标准弯头两个，截止阀一个（按1/2开计），试确定当旁路通过最大气量为总气量的15%时，所用管子的规格。

解： 旁路的流量 qv=340×0.15/3600=0.0142m3/s
弯头z=0.75，调节阀z=9.5，m=1.96×10-5 Pa.s，pm=0.02×106+1×105=1.2×105Pa
rm=1.2×105×29/(8314×323)=1.296kg/s Dp=rm(lL/d+Sz)×(qv/0.785d2)2/2
0.01×106=1.296×(6l/d+2×0.75+9.5)×0.01422/(2×0.7852×d4)=1.272×10-3l/d5+2.332×10-3/d5
取e=0.2mm，试差得：d=0.0473m，e/d=0.00423，l=0.0322，u=8.085m/s，Re=2.53×104

1-21 温度为20℃的空气以2000m3/h的流量通过f194mm×6mm的钢管管路ABC于C处进入一常压设备，如附图所示。现因生产情况变动，C处的设备要求送风量减少为1200m3/h。另需在管道上的B处接出一支管BD，要求从此支管按每小时800m3的流量分气，于D处进入另一常压设备。设管道BC间和BD间各管段局部阻力系数之和分别为7及4，试计算BD分气支管的直径。

解： pB/r +uB2/2+gzB=pC/r +uC2/2+gzC+ShfBC=pD/r +uD2/2+gzD+ShfBD
pC=pD，zC=zD，uC=1200/(3600×0.785×0.1822)=12.82m/s
ShfBC=7×12.822/2=575.2J/kg uD=800/(3600×0.785×d2)=0.2831/d2
ShfBD=4×(0.2831/d2)2/2=0.1603/d4
12.822/2+575.2=657.4=(0.2831/d2)2/2+0.1603/d4=0.2004/d4
d=0.132m

1-22 拟用泵将葡萄酒由贮槽通过内径为50mm的光滑铜管送至白兰地蒸馏锅。贮槽液面高出地面3m，管子进蒸馏锅处高出地面10m。泵出口管路上有一调节阀，管路总长80m（包括除调节阀以外的所有局部阻力的当量长度）。葡萄酒的密度为985kg/m3，粘度为1.5mPa.s。试求：（1）在阀1/2开度和全开两种情况下，流动处于阻力平方区时管路特性方程；（2）流量为15m3/h时，两种情况下管路所需的压头及功率。
解：（1）阀全开时 z=6.4
HL=Dp/rg+Du2/2g+Dz+(lL/d+Sz)u2/2g=Dp/rg+Dz+8(lL/d+Sz)qv2/p2d4g
=0+(10-3)+(80l/0.05+6.4)qv2/(0.7852×0.054×2×9.81)=7+2.1174×107lqv2+8.47×104qv2
阀半开 z=9.5
HL=7+(80l/0.05+9.5)qv2/(0.7852×0.054×2×9.81)=7+2.1174×107lqv2+1.257×105qv2
（2）当qv=15/3600=4.167×10-3m3/s时，
阀全开 u=4.167×10-3/(0.785×0.052)=2.12m/s
Re=2.12×0.05×985/0.0015=6.96×104
l=0.3164/Re0.25=0.0195
HL=7+2.1174×107×0.0195×(4.167×10-3)2+8.47×104×(4.167×10-3)2=15.64m
P=15.64×4.167×10-3×9.81×985=630W
阀半开 HL=7+2.1174×107×0.0195×(4.167×10-3)2+1.257×105×(4.167×10-3)2=16.35m
P=16.35×4.167×10-3×9.81×985=658W

1-23 压强为0.35MPa（表压），温度为25℃的天然气（以甲烷计）经过长100m（包括局部阻力的当量长度）f25mm×3mm的水平钢管后，要求压强保持0.05MPa（表压）。如视为等温流动，天然气的粘度为0.011cP，钢管的绝对粗糙度取为0.15mm，大气压强为0.1MPa。求天然气的质量流量。
解： pm=3×105Pa rm=3×105×16/(8314×298)=1.937 kg/m3
p1-p2=(0.35-0.05)×106=3×105Pa ln(p1/p2)=ln(0.35/0.05)=1.946
p1-p2=w2[ln(p1/p2)+lL/2d]/rm 3×105=w2(1.946+100l/0.038)/1.937
试差得：u=8.565 m/s w=16.6 m/s Re=8.565×0.019×1.937/0.000011=2.87×104
e/d=0.15/19=0.00079 l=0.026 qm=16.6×0.785×0.0192=4.7×10-3kg/s

1-24 0℃的冷空气在直径为600 mm的管内流动，将毕托管插入管的中心位置，以水为指示液，读数为4 mm，试求冷空气的流量。
解： 管中心流速为最大流速umax umax=[2gR(ra- r)/r]0.5
0℃水 ra=999.9kg/m3 0℃空气 r=1.293kg/m3，m=1.72×10-3Pa.s
umax=[2×9.81×(999.9-1.293)×0.004/1.293]0.5=7.79m/s
Remax=dumaxr/m=0.6×7.79×1.293/(1.72×10-3)=351365 (湍流)
由Remax与u/umax关联图查得：u=0.85umax=0.85×7.79=6.62m/s
qv=pd2u/4=0.785×0.62×6.62=1.87 m3/s=6732m3/h

1-25 用一转子流量计测定温度为60℃，压强为0.3MPa的二氧化碳气体的流量。该转子流量计上的刻度是由20℃、0.1MPa空气标定的，转子材料为铝材。当转子流量计上读数为5m3/h时，二氧化碳的实际流量应为多少？若将转子换为同形状、同大小的不锈钢转子，在此读数下二氧化碳的流量又为多少？（铝与不锈钢的密度分别为rf1=2670kg/m3，rf2=7900kg/m3）
解： 空气：r=1.2 kg/m3 CO2：r =3×105×44/(8314×333)=4.768kg/m3
铝转子：
不锈钢转子：

1-26 用离心泵将敞口贮槽中的大豆油（密度为940kg/m3，粘度为40cP）送住一精制设备中，如附图所示。设备内压强保持0.01MPa（表压），贮槽液面与设备入口之间的垂直距离为10m，管路为f57mm×4mm的钢管（e=0.2mm），管道总长60m（包括除孔板流量计在外的所有局部阻力的当量长度）。管路上装有孔径d0=16mm的孔板流量计。今测得连接孔板的指示剂为水银的U型管差压计的读数R=250mm，孔板阻力可取所测得压差的80%。试求泵消耗的轴功率，泵的效率取为65%。

解： A0/A1=(d0/d1)2=0.107 查得：C0=0.6

u=9.8×10-4/(0.785×0.0492)=0.52m/s
Re=0.52×0.049×940/0.04=598.7 l=64/Re=0.107
孔板压差 gR(ri-r)=9.81×0.25×(13600-940)=31048Pa
孔板阻力 31048×0.8/940=26.42J/kg
Shf=0.107×(60/0.049)×0.522/2+26.42=44.14J/kg
We=gDz+Dp/r+Du2/2+Shf=10×9.81+0.01×106/940+0.522/2+44.14=153J/kg
qm=9.8×104×940=0.9212kg/s
P=0.9212×153/0.65=217W

1-27 某油田用f300mm×15mm的钢管，将原油送到炼油厂。管路总长160km，送油量为240000kg/h，油管允许承受的最大压强为6.0MPa（表）。已知原油粘度为187×10-3Pa.s，密度890kg/m3，忽略两地高差和局部阻力损失，试求中途需要多少个泵站？
解： u=240000/(890×3600×0.785×0.272)=1.31m/s
Re=1.31×0.27×890/0.187=1682 为层流 l=64/Re=0.03805
L=d2Dp/32mu=0.272×6×106/(32×0.187×1.31)=5.58×104m
160×103/(5.58×104)=2.86 应用3个泵站

1-28 在用水测定离心泵的性能中，当排水量为12m3/h时，泵的出口压力表读数为0.38MPa，泵入口真空读数为200mmHg，轴功率为2.3kW。压力表和真空表两测压点的垂直距离为0.4m。吸入管和压出管的内径分别为68mm和41mm。两测点间管路阻力损失可忽略不计。大气压强为0.1MPa。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。
解： u1=12/(3600×0.785×0.0682)=0.918m/s u2=12/(3600×0.785×0.0412)=2.526m/s
H=[0.38×106/(1000×9.81)+200×105/(760×1000×9.81)]+0.4+(2.5262-0.9182)/(2×9.81)=42.1m
PL=42.1×12×1000×9.81/3600=1376.7W
h=1376.7/2300=59.8%

1-29 某厂根据生产任务购回一台离心水泵，泵的铭牌上标着：qv=12.5m3/h、H=32mH2O、n=2900r.p.m、NSPH=2.0mH2O。现流量和扬程均符合要求，且已知吸入管路的全部阻力为1.5m水柱，当地大气压为0.1MPa。试计算：（1）输送20℃的水时，离心泵允许的安装高度；（2）若将水温提高到50℃时，离心泵允许的安装高度又为多少？
解：（1）p0=1×105 Pa pv=2340Pa
Hg=p0/rg-pv/rg-NSPH-SHf=(1×105-2340)/(1000×9.81)-2-1.5=6.46m
（2）pv’=12340 Pa
Hg’=(1×105-12340)/(1000×9.81)-2-1.5=5.44m

1-30 某食品厂为节约用水，用一离心泵将常压热水池中60℃的废热水经f68mm×3.5mm的管子输送至凉水塔顶，并经喷头喷出而入凉水池，以达冷却目的，水的输送量为22m3/h，喷头入口处需维持0.05MPa（表压），喷头入口的位置较热水池液面高5m，吸入管和排出管的阻力损失分别为1mH2O和4mH2O。试选用一台合适的离心泵，并确定泵的安装高度。（当地大气压为0.099MPa）
解： u=22/(3600×0