***答案***
∵u=[2g(Z-∑h?)]?/?
当阀门A关小时，∑hf↑，但Z不变，则u↓,d不变则V↓即流量变小。
18.（8分）
如图所示，A.B.C三点在同一水平面上，d?=d?=d?，问： （1）当阀门关闭时，A.B.C三点处的压强哪个大？哪个小？或相等？
（2）当阀门打开，高位槽液面保持不变，A.B.C三点处的压强哪个大？哪个小？或相等？
***答案***
（1）阀门关闭，水处于静止状态，P?=P?=P?
（2）阀门打开，水稳定流动，有阻力，且d?=d?=d?∴P?＞P?＞P?
19.（10分）
如图所示：A.B.C三点在同一水平面上，d?=d?，d?＞d?，问：（1）当闸阀关闭时，A.B.C三点处的压强那个大？哪个小？或相等？（2）当阀门打开，高位槽水位稳定不变，A.B.C三截面处的压强、流量、流速哪个大？哪个小？或相等？
***答案*** (1) p?=p?=p?
(2) ① V?=V?=V?
②u?=u? u?＞u? u?＞u?
③ 流动流体有阻力，由柏努利方程知：P?＞P? P?＞P? P?与P?的大小由u?、u?和h??→c之值决定
20.（4分）
什么叫化工单元操作？常用的化工单元操作有哪些？
***答案***
化工产品的生产过程中，具有共同物理变化，遵循共同的物理学定律的一些物理操作过程。例如：流体流动、流体输送、非均相分离、传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取、干燥等。
五、计算题：
1.（10分）
以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P?。已知各水银液面标高分别为h?=2.6m，h?=0.3m，h?=1.5m，h?=0.5m,h?=3.0m。求此密闭容器水面上方的压强P?(kN.m?)(表压)
***答案***
按表压计算，p?=(h?-h?)ρ汞.g, p?=p?-(h?-h?)ρ水.g p?=p? +(h?-h?)ρ汞.g p=p?-(h?-h?)ρ水.g
以上相加
p=(h?-h?+h?-h?)ρ汞.g-（h?-h?+h?-h?)ρ水.g
=（2.6-0.3+1.5-0.5）×13.6×10?g-(1.5-0.3+3-0.5)1000g=404KN/m? 2.（10分）
密度为1000kg.m?，粘度为1cP的水，以10m?.h?的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf.cm?(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3×10?--1× 10?时, λ=0.3164/Re????)
***答案***
u=V/(πd?/4)=10/(3600×π×0.045?/4)=1.75m.s? Re=duρ/μ=0.045×1.75×1000/(1×10??)=78750 λ=0.3164/Re????=0.3164/78750????=0.0189 由柏式： Z?=Z? u?=u? ∴p?/ρ=p?/ρ+ λ(l/d)(u?/2) p?=p?-λ(l/d)(ρu?/2)
=1.5×9.81×10?-0.0189×(100/0.045)×(1.75?/2)×1000 =8.3×10?N.m?(表压)
3.（12分）
用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4T. h?,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。
***答案***
对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程： He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u?/2g)
△Z=20m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m u=Vs/0.785d?
=38400/3600×0.785×0.1?×960 =1.415m.s?
Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10??=39.6<2000 λ=64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616×(430/0.1)× (1.415?/2×9.81)=729.2m N=Q·He·ρg/η=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000) = 152.6kw
4.（12分）
用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×10?N.m?,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下,泵对水作的功为317.7 J.kg?，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为 φ108×4mm,水的密度为1000kg.m?。求输水量为多少m?.h?。
***答案***
Z?g+(p?/ρ)+(u??/2)+W=Z?g+(p?/ρ)+(u??/2)+Σhf??? 已知数据：
Z?=0；P?(表)=0；u?≈0； W=317.7[J.kg?]；
Z?=20[m]；p?=9.807×10?[N.m?](表)； ρ=1000[kg.m?] 简化上式：
W=Z?g+(p?/ρ)+(u??/2)+Σhf?? 又Σhf???=λlu??/2d=9.9u??
∴317.7=9.81×20+9.807×10?/1000+u??/2+9.9u??
10.4u??=23.43 ∴u?=1.5[m.s?]
V=(π/4)D?×u×3600=0.785×0.12 ×1.5×3600=42.41[m?.h?]
5.（12分） 如图所示，D=100mm, d=50mm,H=150mm,ρ气体=1.2kg.m?。当R=25mm时,将水从水池中吸入水平管中间,问此时V气体=?m?.s?(阻力可忽略)
***答案***
选1-1、2-2截面与基准面0-0，如图所示。 在两截面之间列柏方程并简化得到：
(p?/ρ)+(u??/2)=(p?/ρ)+(u??/2) (1) 由已知数据：p?=0.025×13600×9.81=3335N.m? p?=-0.15×1000×9.81=-1472N.m? u?=(100/50)?u?=4u?
代入(1)可得：15u??=2(p?-p?)/ρ=8012
u?=23.11m.s? Vs=(π/4)D?u?=0.1814m?.s? 或V=653m?.h?
6.（10分）
图示为水泵进水管的装置。管子尺寸为φ57×3.5mm；管的下端位于储水池水面下2m，并装有底阀及滤网，该处之局部阻力压头损失为12ｕ?/（2ｇ）；截面2－2处的真空度为4m水柱；由1－1至2－2截面的沿程压头损失为9ｕ?/（2ｇ）。试求：（1）进水管的流量为多少m?.h?；（2）进水口1－1处的表压为若干N.m?？
***答案***
列水面与2－2截面列柏努利方程：
（1）Z?＋ｕ??/2ｇ＋P?/ρｇ＝Z?＋ｕ??/2ｇ ＋P?/ρｇ＋∑H?
Z?＝0，ｕ?＝0，P?＝0，Z?＝3m，P?/ρｇ＝－4mH?O ∑H?＝12ｕ?/2ｇ＋9ｕ?/2ｇ＝21ｕ?/2ｇ＝21ｕ??/2ｇ 21ｕ??/2ｇ＋ｕ??/2ｇ＝22ｕ??/2ｇ＝4－3＝1m ∴ｕ?＝（2×9.81/22）???＝0.94m.s?
∴V＝3600×0.785（0.05）?×0.94＝6.64m?.h? （2）进水口1－1处的表压P??
3—3截面为大槽距水面2m深处的大槽截面，3-3及1-1截面间的柏努利方程式 Z?=Z?=0 p?/ρg=2 p?/ρg u?≈0 u?=0.94ms? H?=12u?/2g 2=p?/1000g+0.94?/2g+12×0.94?/2g
p?=13.88×10? P?=13.88KP?=1.415m水
7.（10分）
一直立煤气管，在底部测压管测得水柱差h?＝100mm，在H＝20m高处的测压管中测得水柱差h?＝115mm，管外空气的密度ρ?＝1.29kg.m?，求管中静止煤气的密度ρ?为多大？