管路中水的流量为多少？（单台泵）

问答题

如图所示，用清水泵将池A中水打到高位槽B中，泵的特性曲线可用H=25－0.004Q²表达，式中Q的单位为m³/h，吸入管路的阻力损失为4m水柱，泵出口处装有压力表，泵的阻力损失可忽略。管路为Ф57×3.5mm钢管。管路C处装有一个调节阀，调节阀在某一开度时的阻力系数ζ=6.0，两U形管压差计读数R1=800mm，R2=700mm，指示液为CCl₄（密度ρ0=1600kg/m³），连通管指示液面上充满水，水的密度ρ=1000kg/m³，求：

管路中水的流量为多少？（单台泵）

参考答案：

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1.问答题 如图示循环管路，离心泵的安装高度Hg=3m，泵特性曲线可近似表示为：H=23-1.43×10⁵Q²，式中Q以m³/s表示。吸入管长（包括全部局部阻力的当量长度）为10m，排出管长（包括全部局部阻力的当量长度）为120m，管内径均为50mm，假设摩擦系数λ=0.02，水温20℃。试求：
泵进、出口压强各为多少？

参考答案：

2.问答题 如图示循环管路，离心泵的安装高度Hg=3m，泵特性曲线可近似表示为：H=23-1.43×10⁵Q²，式中Q以m³/s表示。吸入管长（包括全部局部阻力的当量长度）为10m，排出管长（包括全部局部阻力的当量长度）为120m，管内径均为50mm，假设摩擦系数λ=0.02，水温20℃。试求：
管路内的循环水量为多少？

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3.问答题 如图所示，已知：D=100mm，d=50mm，H=150mm，ρ气=1.2kg/m³。当U形管读数R=25mm时，将水从水池中吸入水平管中，问此时气体流量V为多少m³/s（阻力可忽略）。

参考答案：

4.问答题 如图所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流动，油的密度ρ=920kg/m³，管长L=3m，直径d=50mm，水银压差计测得R=15.0mm。试求：
若保持相同的平均流速反向流动，压差计读数有何变化？层流：λ=64/Re；湍流：λ=0.3164/Re^0.25。

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5.问答题 如图所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流动，油的密度ρ=920kg/m³，管长L=3m，直径d=50mm，水银压差计测得R=15.0mm。试求：
油在管中的流动形态

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6.问答题在一逆流操作的填料塔中，用循环溶剂吸收气体混合物中溶质。气体入塔组成为0.025（摩尔比，下同），液气比为1.6，操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。若循环溶剂组成为0.001，则出塔气体组成为0.0025，现因脱吸不良，循环溶剂组成变为0.01，试求此时出塔气体组成。

参考答案：

7.问答题在一填料层高度为5m的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气中溶质组分。当液气比为1.0时，溶质回收率可达90%。在操作条件下气液平衡关系为Y=0.5X。现改用另一种性能较好的填料，在相同的操作条件下，溶质回收率可提高到95%，试问此填料的体积吸收总系数为原填料的多少倍？

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8.问答题每小时将15000kg含苯40%（质量%）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。

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9.问答题 有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120℃降至80℃，其对流传热系数α1=50W/（m²·K）。壳程的冷却水从15℃升至90℃，其对流传热系数α2=2000W/（m²·K），管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求
①水和空气的出口温度t’2和T’2，忽略流体物性参数随温度的变化；
②传热速率Q’比原来增加了多少？

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10.问答题有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm×3.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数α_h=230W/（m²·K），水的对流传热系数α_c=290W/（m²·K）。忽略污垢热阻。试求：如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。

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