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第二章 习题解答 1.一直径3m的卧式圆筒形贮槽，槽内装满有密度为940kg/m3的植物油，贮槽上部最高处装有压力表，其读数为70kPa，求槽内最高压强是多少？ 由静力学基本方程槽内最高压强卧式圆筒形贮槽 注意：此结果为相对压强。 2. 用直径d=100mm的管道，输送流量为10kg/s的水，如水的温度为5℃，试确定管内水的流态。如用这管道输送同样质量流量的花生油，已知花生油的密度ρ＝920kg/m3，运动度ν=1.087×10-3m2/s，试确定花生油的流态。 5℃时的密度、黏度分别为999.8kg/m3、 1.547×10-3Pa·s。 所以，管内水的流态为湍流。 花生油的密度920kg/m3、1.087×10-3m2/s。 所以，管内花生油的流态为层流。 3. 如图所示，有一输水系统，输水管管径57mm×3.5mm，已知（全部能量损耗）为4.5m液柱，贮槽水面压强为100kPa（绝），水管出口处压强为220kPa，水管出口处距贮槽底20m，贮槽内水深2m，水泵每小时送水13m3，求输水泵所需的外加压头。 根据题意，设贮槽面为1-1面，管出口截面为2-2面，列柏努里方程： 4. 如图所示高位槽水面距出水管 的垂直距离保持5m不变，所用管路为 114mm×4mm的钢管，若管路压力损失 为（1+U2）m水柱1+U2）Pa]，问该高位槽每小时送水量多少？若要使水 的流量增加30%，应将水箱升高多少？ 解：根据题意，设高位槽液面为1-1面，管出口截面为2-2面， 列柏努利方程： 当水的流量增加30% 若要使水的流量增加30%，应将水箱升高 5. 用泵将密度为1081kg/m3，度为1.9Pa·s的蔗糖溶液从开口贮槽送至高位，流量为1.5L/s,采用内径25mm的光滑管,管长50m，贮槽液面和管子高位出口距地面高度分别为3m和14m,管出口处表压为40kPa，整个流动系统局部阻力因数之和Σζ=13.0,若泵效率为0.58,求泵的功率。 ?根据题意，设开口贮槽 其中：z1=3m，z2=14m，p1=0，p2=40kPa，u1=0 6. 将温度为263K的冷冻盐水（25%CaCl2溶液，相对密度即比重为1.24，度为0.007Pa·s）从敞口贮槽送入冷却设备，已知贮槽盐水液面低于管路出口2m，整个输送管路由50m,规格为 33.5mm×3.25mm的有缝钢管组成，其中有6个标准弯头，1个截止阀，2个闸门阀，均为全开，如果要求流量为6m3/h，试求所需泵的扬程。局部阻力系数弯头设为ζ1=1.1，截止阀为ζ2=6.4，闸门阀ζ3=0.17,钢管粗糙度ε=0.0002m并且冷却设备通大气。 敞口贮槽 又因为Z2-Z1=2，p1=p2，u1=0 又 其中：ζ1=1.1，ζ2=6.4，ζ3=0.17,ζ= 代入数字可得结果为364.4J/㎏ 7. 输送流量12m3/h的水泵，泵出口处压力表读数1.9，泵入口处真空表读数，轴功率1.20kW，电动机转数2900，真空表与压力表距离0.7m，出口管与入口管直径相同。求泵的压头H与效率？ Z2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,ΣHf ≈0,He=H 则：H η= 8. 牛奶以48kg/min的流量流经某泵时获得的压强升高为70.5kPa，牛奶的密度为1050kg/m3，设泵的效率为80%，试估算泵所作的有效功率和泵的轴功率。 Z2-Z1≈0m,u1≈u2,p2-p1=70.5kPa,ΣHf≈0 9. 拟用一台离心泵以60m3/h的流量输送常温的清水，已查得在此流量下的允许吸上真空Hs=5.6m，已知吸入管内径为75mm，吸入管段的压头损失估计为0.5m。试求： ①若泵的安装高度为5.0m，该泵能否正常工作？该地区大气压为9.81×104Pa； ②若该泵在海拔高度1000m的地区输送40℃的清水，允许的几何安装高度为？当地大气压为9.02×104Pa。 ①对于离心泵，高度为： 泵的安装高度为5.0m，该泵正常工作 ②查得20℃下清水的饱和蒸气压2.3346×103Pa；40℃下清水的饱和蒸气压7.3766×103Pa，密度为992.2kg/m3。 允许的几何安装高度为3.088m。 为安全起见，泵的实际安装高度还应比上述计算的值减去0.5~1.0m。 《食品工程原理》习题解答 6 m/s 2-2 1 1 2m 20m Z1=2m，Z2=20m，p1=100KPa（绝压），p2=220 KPa（绝压），u1=0， φ114x4 5m 2 2