3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。

若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？解：KPa.1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。

已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。

试计算容器中液面上方的表压。

解：kPaPa gmρgR ρp ghρgh ρp 53529742.70632.600378.081.990045.081.9106.13300==-=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==+1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。

已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。

解: (1) 大管: mm 476⨯φh kg ρq m V s /1647918319=⨯=⋅= s m d q u V /69.0068.0785.03600/9785.0221=⨯==s m kg u G ⋅=⨯==211/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357⨯φ质量流量不变 h kg m s /164792=s m d q u V /27.105.0785.03600/9785.02222=⨯==或: s m d d u u /27.1)5068(69.0)(222112=== s m kg u G ⋅=⨯=⋅=222/4.2325183127.1ρ1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。

现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。

解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程:f W u pg Z u p g Z ∑+++=++222221112121ρρ简化: g W u H f /)21(22∑+=m 09.281.9)20121(=÷+⨯=1-14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。

丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为2.0MPa （表压），精馏塔内操作压力为1.3MPa （表压）。

塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ，管内径为140mm ，丙烯密度为600kg/m 3。

现要求输送量为40×103kg/h ，管路的全部能量损失为150J/kg （不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。

解: 在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努力方程:f e W u pg Z W u p g Z ∑+++=+++222221112121ρρ 简化:f e W u pg Z W p ∑+++=+2222121ρρf e Wg Z u p p W ∑+++-=2221221ρ s m d m u s/2.114.0785.060036001040785.02322=⨯⨯⨯==ρ15081.9302.12160010)0.23.1(26+⨯+⨯+⨯-=∴e W kg J /6.721-=∴ 不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中1-16．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm 。

当阀门全关时，压力表的读数为78kPa 。

当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa ，且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以表示为2u W f =∑J/kg （u 为水在管内的流速）。

试求：（1）高位槽的液面高度；（2）阀门全开时水在管内的流量（m 3/h ）。

解: (1) 阀门全关,水静止gh p ρ=题14 附图h题16 附图1m g p h 95.781.910107833=⨯⨯==∴ρ (2) 阀门全开:在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程: f W u p g Z u p g Z ∑+++=++222221112121ρρ 简化: f W u p g Z ∑++=222121ρ 22223211000107581.995.7u u ++⨯=⨯解之: s m u /414.12=∴ 流量: s m u d V s /10776.1414.104.0785.0433222-⨯=⨯⨯==πh m /39.63=1-17．附图所示的是冷冻盐水循环系统。

盐水的密度为1100 kg/m 3，循环量为45 m 3/h 。

管路的内径相同，盐水从A 流经两个换热器至B 的压头损失为9m ，由B 流至A 的压头损失为12m ，问：（1）若泵的效率为70％，则泵的轴功率为多少？（2）若A 处压力表的读数为153kPa ，则B 处压力表的读数为多少？解: (1) 对于循环系统:m h H f e 21129=+=∑= kW g V H P s e e 83.281.9110036004521=⨯⨯⨯=⋅=ρkW P P e04.47.083.2:===∴η轴功率 (2) B A →列柏努力方程:fAB B B B A A A h Z u g g p Z u g g p ∑+++=++222121ρρ 简化:fAB B B A h Z gpg p ∑++=ρρ 题17 附图)97(81.91100103153+⨯⨯+=⨯⨯B p)(19656表a B p p -=∴∴ B 处真空度为19656 Pa 。

1-23．计算10℃水以2.7×10－3m 3/s 的流量流过φ57×3.5mm 、长20m 水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。

（设管壁的粗糙度为0.5mm ）解: s m d V u s /376.105.0785.0107.2785.0232=⨯⨯==- 10℃水物性:s p m kg a ⋅⨯==-3310305.1,/7.999μρ431027.510305.1376.17.99905.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρdu01.0505.0==d ε查得 038.0=λkg J u d l λW f /47.142376.105.020038.0222=⨯⨯==∑∴ m g W h f f 475.1/=∑=∑ a f f P ρW P 7.14465=⋅∑=∆1-25．如附图所示，用泵将贮槽中20℃的水以40m 3/h 的流量输送至高位槽。

两槽的液位恒定，且相差20m ，输送管内径为100mm ，管子总长为80m （包括所有局部阻力的当量长度）。

已知水的密度为998.2kg/m 3，粘度为1.005×10-3Pa ·s ，试计算泵所需的有效功率。

ε=0.2解: s m d πq u V /415.11.0785.0360040422=⨯==200014054210005.1415.12.9981.0Re 3>=⨯⨯⨯==-μρdu ε/d=0.2/100=0. 002023.0=∴λ在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程:题23 附图f e W u pg Z W u p g Z ∑+++=+++222221112121ρρ 简化: f e W g Z W ∑+=2而: kg J u d l l λW e f /42.182415.11.080023.0222=⨯⨯=∑+=∑ kg J We /6.21442.1881.920=+⨯=∴kW W ρV We m We Ne s s 4.223802.99836004062.214≈=⨯⨯=⋅⋅=⋅=1-28．如附图所示，密度为800 kg/m 3、粘度为1.5 mPa ·s 的液体，由敞口高位槽经φ114×4mm 的钢管流入一密闭容器中，其压力为0.16MPa （表压），两槽的液位恒定。

液体在管内的流速为1.5m/s ，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度d ε＝0.002，试计算两槽液面的垂直距离z ∆。

解: 在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:f W u pg Z u p g Z ∑+++=++222221112121ρρ简化: f W p Zg ∑+=∆ρ2431048.8105.15.1800106.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρdu 由002.0=dε,查得026.0=λ管路中: 进口 5.0=ξ90℃弯头 75.0=ξ 2个 半开闸阀 5.4=ξ 出口 1=ξ25.1)15.475.025.0106.016030026.0(2)(22⨯++⨯+++⨯=∑+=∑∴u d l W f ξλkg J /87.60=题26 附图m g W p Z f 6.2681.9/)87.608001016.0(/)(62=+⨯=∑+=∆∴ρ 1-31粘度为30cP 、密度为900kg/m 3的某油品自容器A 流过内径40mm 的管路进入容器B 。

两容器均为敞口，液面视为不变。

管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m （均包括所有局部阻力的当量长度）。

当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为8.83kPa 和4.42kPa 。

现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m 。

试求：管路中油品的流量。

解：阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得：1081.99001083.831=⨯⨯=-=g p p z a A ρm581.99001042.4321=⨯⨯=-=g p p z a B ρm当阀打开41开度时，在A~A ′与B~B ′截面间列柏努利方程： f B B B A A A W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222121 其中： 0==B A p p (表压)，0==B A u u 则有2)(2u d l l W g z z e f B A ∑+=∑=-λ（a ）由于该油品的粘度较大，可设其流动为层流，则 ud ρμλ64Re 64==代入式（a ），有 ρμρμ22)(32264)(d ul l u d l l u d g z z e e B A ∑+=∑+=-736.0)203050(10303281.9)510(90004.0)(32)(322=++⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=∑+-=∴-e B A l l g z z d u μρm/s 校核： 20002.8831030736.090004.0Re 3<=⨯⨯⨯==-μρud假设成立。