所以h=(P-Pa)/ ?g=(1.00?105-9.8?104)/9.81?1000=0.204m 习题1-8附图
1-9 如本题附图示某精馏塔的回流装置中，由塔顶蒸出的蒸气经冷凝器冷凝，部分冷凝液将流回塔内。已知冷凝器内压强p5
1=1.04×10Pa（绝压），塔顶蒸气压强p2=1.08×105Pa（绝压），为使冷凝器中液体能顺利地流回塔内，问冷凝器液面至少要比回流液入塔处高出多少？冷凝液密度为810 kg/m3。
解 若使冷凝器中液体能顺利地流回塔内，则
p1+?gh = p2 习题1-9附图 ?h=(p2-p1)/ ?g
1―精馏塔；2―冷凝器
=(1.08?105-1.04?105)/9.81?810=0.503m
1-10为测量气罐中的压强pB，采用如本题附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为ρ1的液体，U形管下部指示液密度为ρ2。管与杯的直径之比d/D。试证： pB?pa?hg??2???d21?h?g
D12解 等压面为1-1截面，由静力学方程可得
p
B+?1g?h +?2gh = ?1gh +pa 习题1-10附图
pB= pa +(?1 -?2)gh -?1g?h
3
由 ?h?D/4=h?d/4 可得 ?h=h(d/D)所以
2
22
pB?pa?hg??2??1??hg?1dD221-11 列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成，空气以9m/s的速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃，压强为196×10Pa（表压），当地大气压为98.7×10Pa。试求：
（1）空气的质量流量；
（2）操作条件下空气的体积流量；
（3）将（2）的计算结果换算为标准状态下空气的体积流量。
注：φ25×2.5mm钢管外径为25mm，壁厚为2.5mm，内径为20mm。
解 操作条件下空气的体积流量
Vs?uA?9?0.785??0.025?0.0025?2??0.3419m/s3233
空气的质量流量 ws?Vs?
操作条件下空气的密度
??MT0p?2922.4?273??196?98.7?323?101.325?3.182kg/m3
习题1-11附图 1―壳体；2―顶盖；3―管束；4―花板；5－空气
进出口。
22.4Tp0 所以 ws?0.3419?3.182?1.088kg/s 由于
pVsT?p0VsT00
标准状态下空气的体积流量
Vs0?pT0p0TVs??196?98.7??273101.3?323?0.342?0.84m/s
31-12 如本题附图所示，高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。在本题中，水流经系统的能量损失可按hf=6.5u计算，其中u为水在管内的流速，试计算：
（1）A－A截面处水的流速；
（2）出口水的流量，以m3/h计。
4
2
解 在高位槽水面（1-1截面）和管路出口（2-2截面）列柏努利方程，地面为基准面 式中
2 Z1=8m， Z2=6m ，p1=0（表压）， p2=0（表压）， u1≈0 ， ?hf?6.5u2
gZ1?p1??u122?gZ2?p2??u222??hf将数值代入上式，并简化得 u2=2.9m/s Q=u2A
=2.9?3600?0.785?(108-2?4)?10-6 =0.023m3/s=81.95 m3/h
习题1-12附图 习题1-13附图
1-13 在图示装置中，水管直径为φ57×3.5mm。当阀门全闭时，压力表读数为3.04×104Pa。当阀门开启后，压力表读数降至2.03×10Pa，设总压头损失为0.5m。求水的流量为若干m/h？水密度ρ=1000kg/m3。
解 当阀门全闭时，压力表读数显示了槽子液面流体的势能，当阀门开启后，势能部分转化为动能，部分消耗于阻力损失，列机械能衡算式
p1?p2?u22243
????hf
44，p2?2.03?10Pa（表压）， ?hf=0.5g 其中 p1=3.04?10Pa（表压）所以
5
解 高位槽和水池两截面的p1?p2?0(表压），管路特性曲线为He=A+KQe2 其中
A??Z??p?10m400u1?u2?0
?g??l ?? 8 ? ??
K????d8?(0.03??dg24?0.07524??0.075?9.81?32)?5.02?105所以 He=10+5.02?105Qe2
泵的工作点为泵特性曲线和管路特性曲线的交点，用泵特性曲线和管路特性曲线作图，如习题2-6、2-7、2-8图解所示，工作点为A，坐标为（0.00445m3/s,20m），即流量为16.02m3/h，压头为20m。
2-7 若题6改为两个相同泵串联操作，且路特性不变。试求泵的工作点及其相应流及压头。
解 将单台泵的特性曲线的纵坐标加倍，横坐标保持不变，可求得两台泵串联的合成特性曲线 。串联时工作点B如习题2-6、2-7、2-8图解所示。工作点坐标为（0.00615m3/s, 29.6m），即流量为22.14m3/h，压头为29.6m。
H或He/m管
605040302010000.0050.01Q或Qe/m?s3-1量
离心泵特性曲线管路特性曲线并联时泵特性C A B 串联时泵特性后
0.0150.02习题2-6、2-7、2-8图解
2-8 若题6改为两个相同泵并联操作，且管路特性不变。试求泵的工作点及其相应流量及压头。
解 将单台泵特性曲线的横坐标加倍，纵坐标不变，便可求得两泵并联后的合成特性曲线。并联时工作点C如习题2-6、2-7、2-8图解所示。工作点坐标为（0.00556m3/s, 23.5m），即流量为20.02m3/h，压头为23.5m。
31
2-9 热水池中水温为65℃。用离心泵以40m3/h的流量送至凉水塔顶，再经喷头喷出落入凉水池中，达到冷却目的。已知水进喷头前需维持49×10Pa（表压）。喷头入口处较热水池水面高6m。吸入管路和排出管路的压头损失分别为1m和3m。管路中动压头可忽略不计。试选用合适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地大气压强按101.33×103Pa计。
解 在热水池水面（1-1截面）与喷头入口处（2-2截面）处建立柏努利方程，以1-1截面为基准面， 其中 Z1?0，Z2?6m，p1?0，p2?49?10Pa（表压），
33
Z1?p1?g?u122g?He?Z2?p2?g?u222g??Hf1-2u1=0，?Hf1-2?1?3?4m当水温为65℃时，饱和蒸汽压pv=25540Pa，密度ρ=980.5kg/m3。
管路中动压头可忽
He??Z??p??u2?g2g??Hf?6?49?103980.5?9.81?0?4?15.09m略，所以
据Qe=40m3/h， He=15.09m查 IS型泵系列特性曲线，选IS100-65-200型泵。
查教材附录25泵规格，IS100-65-200型水泵必需气蚀余量为3 m。
Hg??p0?pV?NPSH??Hf?（3+0.5）?1
习题2-10 附图 ?g101330?25540980.5?9.81?3.38m泵的安装高度应比3.38低0.5m~1m左右。
2-10将某减压精馏塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中真空度为6.67×104Pa（其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87m