的钢管，计算长度为150m，摩擦系数为0.03。试问该泵是否合用？
T?1.12得??1.12?1000?1120kg/m3 解：由d277qV,h?92m/h则u?34qV,S?d2?4?92?1.9m/s
3600?3.14?(0.14?2?0.0045)2lu21501.92?Hf??d2g?0.03?0.131?2?9.81?6.32m He?p2表?p1表39.2?103?(z2?z1)??Hf??13?6.32?3.57?13?6.32?22.9m1120?9.81?g故该泵不合用。
2—8如附图，用离心泵将20℃的水由水池送至常压吸收塔顶。要求流量为50m3/h，采用的管路是?108mm?4mm的钢管，总长为380m（包括局部阻力的当量长度），其中吸入管线长（包括局部阻力的当量长度）为60m。设管路的摩擦系数为0.03。
试求：（1）写出管路的特性曲线方程；（2）选用一台合适的离心泵；（3）找出泵的工作点及此时泵的效率，并指出由于调节流量所额外损失的压头；（4）核算泵的安装高度是否合适？若输送60℃的水，其安装高度应为多少？（5）若流量增至70m3/h，此泵是否仍然适用？（6）库房现有两台IS100—65—200的泵，能否满足需要？（7）若该泵改为输送密度为水的密度1.2倍的水溶液（水溶液的其他物性可视为与水相同，试说明：①流量有无变化？②压头有无变化？③泵的轴功率有无变化？
解：
u?4qV,S
?d2?4?50?1.77m/s 23600?3.14?(0.108?2?0.004)lu23801.772?Hf??d2g?0.03?0.1?2?9.81?18.2m He?(z2?z1)??Hf?32?18.2?50.2m
（1）管路的特性曲线方程
A?32，B?8?l?le8?0.03380???94290则 2525?gd3.14?9.810.1He?32?94290q2
（2）选用型号为IS100—65—250的离心泵，流量为100m3/h，扬程为80m，
(NPSH)r?3.8m，N?30.3kW
（3）qV,S???50?0.0139m3/s，He?32?94290?0.01392?50.2m 3600Heq?g50.2?0.0139?1000?9.81??22.6% 3330.3?1030.3?10由于调节流量所额外损失的压头为80-50.2=29.8m
（4）?Hf入lu2601.772???0.03???5.75m d2g0.12?9.81p0pv101.3?1032.34?103Hg???(NPSH)a??Hf???(3.8?0.3)?5.75?0.24m?g?g1000?9.811000?9.81即泵应安装在水面上方不超过0.24m的地方，而该泵实际安装高度为2.3m，不合适，还应下降2.3-0.24=2.06m。 若输送60℃的水，其安装高度应为
p0pv101.3?10319.92?103Hg???(NPSH)a??Hf???(3.8?0.3)?5.75??1.56m?g?g1000?9.811000?9.81（5）若流量增至70m3/h
qV,S?70?0.0195m3/s，He?32?94290?0.01952?67.9m仍然适用。 3600（6）IS100—65—200泵的流量为100m3/h，扬程为50m，
(NPSH)r?3.6m，N?17.9kW
两台泵串联应该能适用，具体可作出串联的性能曲线看。
（7）将该泵改为输送密度为水的密度1.2倍的水溶液（水溶液的其他物性可视为与水相同，试说明：①流量应该无变化②压头应增加③泵的轴功率也应增大。
第四章 传热
4-1 某平壁炉厚度为0.37m，内表面温度为1650℃，外表面温度为
300℃，平壁材料导热系数为λ=0.815+0.00076t,W/(m·K)。导热系数按常量（取平均导热系数）计算，试求导热热通量。
解：λ=0.815+0.00076×（1650+300）÷2=0.815+0.741=1.556 W/(m·K)
?S?tW1?tW2?Q??1.556q????tW1?tW2????1650?300??5667.3W/m2 SS?0.374-2 平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度和导热系数分别为：第一层耐火砖导热系数为1.07W/(m?K)，厚度为200mm；第二层绝热砖导热系数为0.14W/(m?K)，厚度为100mm；第三层钢板导热系数为45W/(m?K)，厚度为6mm；绝热砖与钢板之间有一层很薄的空气层。现测得耐火砖的内表面温度为1150℃，钢板外表面温度为30℃，通过炉壁的热损失为300W/m2。试求空气层的热阻以及耐火砖与绝热砖交界面的温度。
解：由题意实际为四层平壁导热，已知
?1?1.07W/(m?K),?2?0.14W/(m?K),?4?45W/(m?K),?1?200mm?0.2m?2?100mm?0.1m,?4?6mm?0.006m,tw1?1150C,tw4?30C,Q/S?300W/mOO2
由多层平壁导热速率公式
Q(tw1?tw2)?(tw2?tw3)?(tw3?tw4)?(tw4?tw5)tw1?tw2??得
?????S21?2?3?4?1?2?3?4?2Q1150?30??300， 0.20.1?30.006S???1.070.14?345?311200.20.10.006?????2.832(m2?K)/W ?33001.070.1445?0.2Qtw1?tw2?1094OC ??300，tw2?1150?300?2?1150?300??2S?21.07?24-3 某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100㎜，其导热系数分别为0.9 W/(m·K)及0.7 W/(m·K)。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700℃，外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖的外表面增加一层厚度为40㎜、导热系数为0.06 W/(m·K)的保温材料。操作稳定后又测得炉膛的内表面温度为740℃，外表面温度为90℃。设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来减少百分之几？ 解：保温前为双层平壁导热
q??tW1?tW2???tW2?tW3??1?2??1?2?700?130?2244.38W/m2
0.10.1?0.90.7保温后为三层平壁导热
q'??tW1?tW2??(tW2?tW3)?(tW3?tW4)?1?2?3???1?2?3?740?900.10.10.04?? 0.90.70.06?706.03W/m2q?q'2244.38?706.03??100%?68.54% q2244.38即保温后热损失比保温前减少了68.54%。
4-4 在外径为140㎜的蒸汽管道外包扎保温材料以减少热损失。蒸汽管外壁温度为390℃，保温层外表面温度不大于40℃。保温材料的导热系数为0.143W/（m·K）。若要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m，试求保温层的厚度。