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2-35在常压下大量的干燥空气吹过湿球温度计，当湿球温度为25℃时，试求算干空气的温度。（湍流传质，

柯尔本）

第三章 流体输送与流体输送机械

3-1烟道气的组成约为N277%，CO213%，O25%，H2O5%（体积百分数）。试计算常压下400℃时，该混

合气体的密度和粘度。

3-2用一毕托（测速）管测定空气在管道中的流速，用水作指示剂的U型管压差计显示的压差R读数仅

为8mmH2O（附图），为了提高读数精度，拟采用以酒精水溶液和煤油为指示剂的双液柱微压差计。试计算若要使压差读数放大15倍，酒精水溶液的密度以及质量分率为多少？（水、酒精和煤油的密度可分别取为1000kg/m3、789 kg/m3和850 kg/m3）

3-3蒸汽锅炉上装有一复式U型水银测压计（附图所示），已知对某基准面而言各点的标高为：z0=1.8m，

z1=0.9m，z2=2.0m，z3=0.7m，z4=2.5m，截面1、2之间充满了水。试计算锅炉上方水蒸汽压力。 3-4硫酸流经大小管组成的串联管路，硫酸的密度为1830kg/m3，体积流量为9m3/h。大小管尺寸分别为

φ57×3.5mm和φ76×4mm，试分别求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。

3-5如附图将槽A中的NaOH和NaCl的混合水溶液放入反应槽B中，阀C和D同时打开。问如A槽液

面降至0.3m需要多少时间？已知槽A和槽B的直径为2m，管道尺寸为υ32×2.5mm，溶液在管中的瞬时流速u ?0.7?Zm/s，式中ΔZ为该瞬时两槽的液面高差。

u13mABp042103AR 习题3-3 附图

习题3-5 附图

15mB 习题3-2 附图

3-6直径为1.0m的水箱底部有一泄水孔，其孔径为25mm。当以5.0m3/h的固定流量向水箱加水的同时底

部泄水孔也在向外泄水。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： （1）达到出水与进水流量相等时水箱的水位；

（2）达到与上述水位相差0.1m时所需的（假设水箱最初是空的）时间。

3-7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？

3-8用压缩空气将密度为1513kg/m3的硝酸从密闭容器中送至高位槽，要求每批的压送量为0.5m3，10分

钟压完，管路能量损失为15J/kg，管内径为25mm，求压缩空气的压力为多少Pa（表压）?（计算时密闭容器中近似以最终液面为准）。

3-9高位槽内的水面离地面10m，水从φ108×4mm的导管中流出。导管出口与地面距离为2m，在本题特

定条件下，管路摩擦损失可按Σhf=6.5u2J/kg(不包括导管出口的局中阻力)计算，u为水在管内的流速m/s。试计算：（1）A—A截面处水的流速；（2）水的流量。

3-10如附图所示，水从离地面18m处用υ273×5mm，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？

p =348kpap =415kpa16m10mAA18m10m2m压缩空气A

习题10 附图

习题3-8 附图

习题3-9 附图

3-11欲在一内径为200mm的输水管路中安装一文丘里流量计（附图）。若输水量为180m3/h时，要求在

文丘里流量计的入口和喉口两截面间检测的R读数不大于700mmHg，且允许的阻力损失不大于静压能差的5%。试计算该流量计的喉口直径d0和流量系数Cv。

3-12如图所示的一冷冻盐水循环系统，盐水循环量为40m3/h时，盐水由A流至B的阻力损失为100J/kg，

由B流至A的阻力损失为50J/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)若泵出口压力为0.26MPa（表压），B处压力表读数为多少Pa？

d 0B7m环热器R 习题3-11 附图

A习题3-12 附图

3-13水库引水发电，水流经水轮机后经尾水管流入下水池（如附图所示）。已知H=60m，h=4m，引水和

尾水管内径d=1.2m，引水管阻力损失可取管路动能的8.5倍，尾水管的阻力损失取该管动能的1.0倍。试求：流量为1.5m3/s时，水轮机进、出口处的压强以及水轮机的功率。

3-14如图所示，槽内水位维持不变，槽底部与内径为100mm的钢管联结，管路中B处装有一U型管压

差计（指示剂为水银）。当阀门关闭时读数R=600mm，h=1500mm。

（1）阀门部分开启时，测得R=500mm，h=1450mm，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AC段的能量损失分别按ΣhfAB=1.6u2J/kg，ΣhfAC=7u2J/kg计算（不包括管出口阻力），u为管内流速。问压差计测压点B处水的静压强为多少？

3-15如附图所示，高25m,内径0.6m的烟囱，烟气的密度为0.6 kg/m3，外部的空气密度为1.2 kg/m3，炉

膛流通面积为烟囱流通面积的2倍，烟囱内壁烟气流动的摩擦系数可取0.025，烟气由炉膛进入烟囱的局部阻力系数为0.65。试求：

（1）、当测得炉膛内外气体流动的压强差为12mmH2O时，烟囱通过的燃气质量流量为多少？ （2）、若每小时需排出燃气7000 m3/h，考虑炉膛真空度仍为12mmH2O，则烟囱的高度为多少？

AdHBC炉膛空气p真d 习题3-13 附图

习题3-14 附图

Rhhpa 习题3-15 附图 3-16如附图所示，活塞以一定的速度将油缸中的油推至排油口。已知油的密度为920kg/m3，缸内径为

100mm，排油口直径为30mm，油由油缸进入排油口的局部阻力系数为0.46。求当活塞上受力6000N时，排油流量及作用在油缸上的力（活塞与缸壁的摩擦可不计）。

3-17试求如附图所示管路中长为L的连续泄流管段的阻力损失。已知管内径为100mm，泄流管段长10m，

水流入该管段流量为0.1 m3/s，流出流量为0.02 m3/s。假设沿管长单位长度泄出的水流量相同，且沿管长摩擦系数可取为0.027。

FP? 0.1mL3V2?0.02ms水? 0.03m3V1?0.1ms 习题3-17 附图 习题3-16 附图

3-18要求向精馏塔中以均匀的速度进料，现装设一高位槽，使料液自动流入精馏塔中（如附图所示）。高

位槽内的液面保持距槽底1.5米的高度不变，塔内的操作压力为0.04MPa（表压），塔的进料量须维持在每小时为50m3，则高位槽的液面要高出塔的进料口多少米才能达到要求？已知料液的密度为900kg/m3，粘度为1.5cp，连接管的尺寸为φ108×5mm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，截止阀一个及90°弯头一个。

3-19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。水箱液面上方压力为

0.02MPa（表压），导管为υ108×4mm的钢管，扩大管D内径为200mm，管路中装有一闸阀（1/2开），转弯处均为90°标准弯头，试计算：

（1）水的流量（设输水管很短，即直管阻力可忽略不计）；

（2）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？

1.5mxpAA4 mDB1.5m习题3-18 附图

习题3-19 附图

3-20如附图所示含有少量可溶物质的废气，在放空之前令其通过一洗

涤塔，以避免环境污染。该气体物理性质与50℃的空气基本相同，鼓风机入口处气体压力为30mmH2O（表压），流量为3600m3/h。输气管与放空管的内径均为250mm，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，估计气体通过塔内填料层的压力降为200mmH2O，管壁绝对粗糙度ε可取为0.15mm，大气压为0.1MPa。求鼓风机的有效功率。

3-21用υ60×3.5mm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15 m3/h。现需将流量增加到25 m3/h，试求：（1）管路不变，在管路中增

50℃气体溶剂放空气体溶液 习题3-20 附图 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。

3-22用钢管将密度为1010kg/m3的稀水溶液由敞口贮槽甲送往敞口贮槽乙。贮槽乙的液面较贮槽甲的液

面低8m，管路总长1500m（忽略局部阻力损失），摩擦系数均取0.029，每天输液量为110吨，每日工作8小时，泵的轴功率10kW，效率60%，试计算：

（1）若流量增加20%，仍用原管路，问需耗轴功率多少kW（设λ保持不变）？

（2）流量增加后，管道总长及两贮槽位置不变，而将输水管改作内径为100mm的钢管，问能否利