第一二章习题一、选择题1．如图示，某直管管路，阀门A、B全开时，截面1和截面2的测压管液面高为h1和h2,液体先后流经A、B阀，若关小A阀，h1___↓____； h2____↓____, h1-h2____↓____;若A阀不变，关小B阀，h1__↑_____； h2____↑____, h1-h2____↓____.2．管路上装一阀门，减小开度，则流量流速___↓___；液体流经总阻力损失_____不变__；直管阻力___↓__，局部阻力___↑____。
3．水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将___↓____；管道总阻力损失__不变______；摩擦系数______不变___（如在阻力平方区）。
4．有一并联管路，如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长、流动阻力损失分别为V1 V2 u1 u2 d1 d2 L1 L2 hf1 hf2 ，及d1=2d2, L1=2L2,则（1）hf1/ hf2=_____１___(2)当两段管路中流动均为滞流时，V1/ V2=____８___； u1/ u2=___２____(3)当两段管路中流动均为湍流时,并取相同的摩擦系数，V1/V2=_４____； u1/ u2=___１___5. 水在下图管道中流动,流量为42.4m3/h,A B两截面的内径分别为dA=50mm, dB=100mm,AB两截面的压强计读数为pA= kPa, pB=60kPa,那么水流动的方向是由___Ａ___流向__Ｂ_______.6. 敞口容器底部有一(出)进水管,如图,容器内水面保持恒定,管内水流动速度头为0.5m水柱,(1)对a,水由容器流入管内,则2点的表压p2= m水柱____(2)对b,水由水管流入容器,则2点的表压p2=__1 m水柱______7. 在下面两种情况下,假如流体流量不变,而圆形直管如果直径减少1/2,则因直管阻力而引起的压强降为原来的________A 如两种情况都为层流 16倍B 两种情况均在阻力平方区,且认为摩擦系数为常数. ３２倍8. 某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长管径同时增加一倍,其阻力损失为原来的 ___１／２______.9. 流体在一圆形直管中流动,平均流速0.5m/s,压降强为10Pa,Re为1000, 则管中心处点速度为____１m/s____;若流速增到1 m/s,则压强降为___20______Pa.10. 因次分析法的基础为是__因次一致性原则和π定理11.流体流动的直管阻力hf,当层流流动时,hf=d a u b L c,则a=__－２__, b=__１__,c=__１___.当完全湍流时，a=_－１_, b=__２__,c=_１.12.图中高位槽液面保持恒定，液体以一定的流量流经等径管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同（1）Ｕ型压差计读数___Ｂ____A R1＞Ｒ２ＢR1=Ｒ２ＣR1<Ｒ２Ｄ不确定(2) 液体通过ab与cd段能量损失Ｂ_A h ab> h cd B h ab = h cd C h ab < hcd D 不确定（3）ab与cd段的压差ＣＡ△Pab>△Pcd B △Pab= △Pcd C△Pab< △Pcd D不确定（4）Ｒ１值表示ＣＡab段的压差值Ｂab段的位能变化Ｃab段的流动能量损失Ｄab段压差与流动能量损失之和．13 如图所示垂直管中，水自下而上流动，测压点ab间有一阀门，ab间垂直距离为h，指示液为汞，则压强差Pa-Pb的计算式为：Ａ（ρHg-ρ水）gR B（ρHg -ρ水）gR+ρ水gh C（ρHg -ρ水）gR-ρ水ghD（ρHg -ρ水）gR+ρHg gh14. 如图所示，若水槽液位不变，１２３点的流体的总机械能的关系为________(认为水槽内流动速度为０)当阀门打开时，Ｂ当阀门关闭时，ＣＡ 1>2>3 B 1=2>3 C 1=2=3 D 1>2=315 离心泵的调节阀开大时，则___Ｂ_____A 吸入管路的阻力损失不变Ｂ泵出口的压力变小Ｃ泵入口处的真空度减少Ｄ泵工作点的扬程升高16.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送的液体密度发生变化（其余性质不变），则___Ｄ___Ａ任何情况下扬程与密度无关Ｂ只有当Ｚ１＝Ｚ２时，扬程与密度无关Ｃ只有当阻力损失为０时扬程与密度无关Ｄ只有当Ｐ１－Ｐ２＝０是扬程与密度无关17. 如在测定离习泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在调节阀后，则操作时，压力表读数（表压Ｐ２）将_____Ｄ____Ａ随真空表读数的增大而减小Ｂ随流量的增大而减小C 随泵实际的扬程的增大而增大D 随流量的增大而增大18.往复泵在操作中____Ａ____A 不开旁路阀，流量与出口阀开度无关 B允许安装高度与流量无关C 流量与转速无关D 开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀开度无关。
19.已知n=n1时，离心泵的性能曲线H1=f(Q1)，求n=n2时新的性能曲线（即Q2-H2关系）为___Ｈ2=(n2/n1)2fn2)___ _.20.____Ａ__离心泵出口阀__Ｃ__流量时，可以减少气蚀危险，_Ａ__吸液管路上的阀门___Ｃ__流量时，可以增加气蚀危险。
A 关小B 开大C 降低D 增大二、计算题例1 粘度为0 . , 密度为 900kg/m3的某种油品，以 36000kg/h的流量在φ114mm×4.5 mm 的管中作等温定态流动，试求该油品流过15m 管长时因摩擦阻力而引起的压强降为多少例2若将前例中流量加大3倍，其他条件不变，试计算阻力加大情况，并分析计算结果。
取钢管壁面绝对粗糙度为0.15mm。
例3 温度为 40 ℃的水以 8 m3/h 的流量流过套管换热器的环隙通道。
套管换热器由直径φ57×3mm与φ32×2.5 mm的无缝钢管同心组装而成，试求水流过环隙时每米管长因克服流动阻力而引起的压强降。
取钢管的粗糙度为0.1mm。
例4 用离心泵将密度为1050 kg/m3、粘度为的溶液，从敞口槽A送至敞口高位槽B。
两槽液面均维持恒定，其间垂直距离为20m 。
输送量为 50m3/h 。
采用φ108×4mm无缝钢管，已知全系统的直管总长度为108.8m，管路上装有6 个标准弯头、1个直入旁出三通、l个直入直出三通、1个全开截止阀。
求离心泵的轴功率，泵的效率为。
例5 常温的自来水从高位槽A经φ57mm×3.5 mm钢管送入密闭容器B内，容器B上方压强表读为×104Pa。
高位槽与容器的液面恒定，两者间的垂直距离为15m，已知直管长度与全部的当量长度之和为83m。
试求该管路最大输水量为多少取水的密度ρ＝1000kg/ m3、粘度μ=1 cP、管壁粗糙度ε= 0.2mm。
例6：如图1- 33所示，将敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的距离为15m ，输送管路的规格为φ108×4 mm，溶液在管内的平均流速为 1. 235m/S，管路摩擦系数取，管路总长为130m （包括全部管件和阀门，但不包括进、出口）。
试求：( 1 )有效功； ( 2 )泵的轴功率(效率为60%) （溶液的密度为1500 kg/m3）解：从贮槽液面1-1到高位槽液面2-2，列伯努利方程式：例7 如附图所示，料液由敞口高位槽流入精馏塔中。
塔内进料处的压力为30kPa （表压），输送管路为φ45×2.5mm 的无缝钢管，直管长为10m 。
管路中装有180º回弯头一个，90º标准弯头一个，标准截止阀（全开）一个。
若维持进料量为5m 3/h ，问高位槽中的液面至少高出进料口多少米操作条件下料液的物性：3kg/m 890=ρ，3102.1-⨯=μ Pa ·s解：如图取高位槽中液面为1-1′面，管出口内侧为2-2′截面，且以过2-2′截面中心线的水平面为基准面。
在1-1′与2-2′截面间列柏努利方程：f W p ug z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121 其中： z 1=h ； u 1≈0； p 1=0（表压）；z 2=0； p 2=20kPa （表压）；1.104.0785.0360054222=⨯==d V u sπm/s 管路总阻力 22'u d l W W W f f f ⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+=+=∑ζλ431001.3103.11.189004.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρud 取管壁绝对粗糙度3.0=εmm ，则 0075.0403.0==d ε 从图1-25中查得摩擦系数036.0=λ由表1-4查得各管件的局部阻力系数：进口突然缩小 5.0=ζ180º回弯头 5.1=ζ 90º标准弯头 75.0=ζ 标准截止阀（全开） 4.6=ζ15.94.675.05.15.0=+++=∑∴ζ98.1021.115.904.010036.0222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+=∑u d l W f ζλJ/kg 所求位差m 62.481.9/)98.1021.18901030(/)2(23222=++⨯=∑++=g W u p h f ρ 本题也可将截面2-2′取在管出口外侧，此时流体流入塔内，2-2′截面速度为零，无动能项，但应计入出口突然扩大阻力，又1=出口ζ，所以两种方法的结果相同。
作业题选讲：1-16 某离心泵安装于高于水井面5.5m 处，吸水量 20m 3/ h ，吸水管内径为106 mm ，在吸水管路中的摩擦阻力为 J/ kg （包括管路入口处的阻力），试求泵入口处的真空度。
1-17 如图 l-54 所示，一管道直径为φ219×6mm ，逐渐缩小到φ159×4.5mm ，管中甲烷流量为1700 m 3 / h （操作温度和压强下），在大小两管的管壁上接一U 形管压差计，指示剂为水，试问其读数为多少（忽略该管段的阻力损失，甲烷的密度为1.43 kg/m 3 )。