矿大题库答案 化工原理计算题

DD/2U4URE/REDU/DU1/2RE90064/RE0035620071P/P2L/DU/2/1L/DU/22L/2DU/4/100/DUL/16100L161000064/064160M/40040622G0456136001100/1100000785M/SU000785/4011M/SU101/007204M/SHF0022/01051/2G00230/007407560178204/2G551MHE55120150510/1100204/2G2877MN28770007851100/102064084KW解按表压计算，PA0PG12,PPPPG34G1234PPG541369812603150519813054157KN/M11、22间列柏努利方程式ZU/2GP/GZU/2GP/GHFPPGU/2GU/2GU/2U/2U/UD/DU0502/012M/SU代入PP2205/21876N/MPPGHHPP/G1875/10009810191M在11与22间列柏努利方程，以通过水平管的中心线为水平基准面ZZPP/GHFL/DU/2G由PP0ZZHHL/DU/2G而UVH/3600D/4代入上式H8VHL/3600GDD8LVH/3600GHD8LVH/3600GH代入数据D0023815010/36009811000466M466MMPFPF而PF32LU/D32LU/D32LU/D即/U/UMS/MSU/U/135880/1259001056输油量比原来增加56UV/D/410/36000045/4175M/SREDU/00451751000/1107875003164/RE03164/7875000189由柏式ZZUUP/P/L/DU/2PPL/DU/2159811000189100/0045175/210008310N/M表压根据泊氏方程P32UL/D以及/4DU/4DUVS已知D2D则U/UD/DL2D/D4即UU/4原工况P32UL/D现工况P32UL/DLLUU/4D2D将上述各项代入并比较现/原P/P321/4UL/2D2/32UL/D1/16答因摩擦而引起的压降只有原来的1/16对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程HEZLLE/DU/2GZ20MLLE430MD10824100MM01MUVS/0785D38400/36000785019601415M/SREDU/011415960/343010396U0UPP于是GZGZHFGZZHF206U/2U2GZZ/20629816/206239M/SZZ206U/2G520613239/298115136M增高为ZUOCO2GR/0622981051000850/8500816M/SVH0816078500836001476M3/HU081510/1000522M/SRE010522850/19010234V/V/VV/VPM/RT/PM/RTVPT/PTP760MMHGT293P760200/103307607453MMHGT27330303KVMIN4760303/7453293410274108M/HVMAX4108M/HA、B、C三条管线的摩擦损失相同。HAHBCHGJ/KGGZAPA/UA/2GZBPB/UB/2HFABPBPAGZBHFAB245109817981110061610N/M表压在A、B两截面间列柏方程以通过B的水平面为基准面GZAUA/2PA/GZBUB/2PB/HFABPA04313600981573710N/MPB04513600981610N/M设流动为层流，,则64/RE64/DUHFABLLE/DU/264/DULLE/DU/26173U将有关数代入柏方程求解9816573710/1000610/10006173UU0991M/SVH0991/4001836000834M/H验算RE001809111000/2510656L该泵合用NQH/10290/360089221000/10206832158KW322KW所选的泵，流量压头略大于管路要求。若用泵调节,则多损失的能量为HL8922642522MN损QH/10290/360025221000/102068909KW91KWUV/4D0012/4006424M/S吸入管阻力损失HFS05U/2G0075U/2G0036/006224/2G050753424/29839M压出管阻力损失HFD207564100313/006424/2G141M故泵的扬程为HZP/GHF28M在泵进口断面上，从液面至此截面列柏努利方程PA/G00PB/G2424/298HFSPB/G209239PAPB10009868266836N/M,PBPA66836N/M13337606683634472N/M当高位槽沿原路返回时，在槽面与水面间列柏努利式10HFSHFD3000，假设正确VSU/4DU/4033513360089395M/HR流量减半，即是流速减半U3513/217565M/SRE5775符合柏拉斯式条件列11面至22之间的柏式GZ03164/REL/DU/22GZ/U03164/REL/D298132/1756503164/577550/03143又U/2LE/DU/203164/RELE/DU/203164/RELE/DLED/03164RE03143/0316457751182MPSRCGCGHRC0159811360012609810401513210PA表动压头UR/28RBB9810515701260152055URUMAX155M/SREMAX011551260/011951H需故泵可用NH泵Q泵G/G/常数NH泵Q泵N前1374610H泵后18920828081459N后14598N后/N前14598前N后/N前10849151在层流流动时，流体的速度分布可用下式表示URUMAX1R/R设层流时平均速度U均U均UMAX/2当URU均UMAX/2时UR/UMAXUMAX/2/UMAX1/21/21R/RR/R11/205R0707R求流速中心UO200054200005404968M/S半径中点UI200027200002703942M/S剪应力WDU/DYWDU/DY20400YW005201PA该题的关键是C点的压强PC必须等于或大于PS，以保证管内液体不会汽化而保持流动的连续性。现取极限值PCPS。取A池液面为11面并作为基准面，B处为22面。在两截面间列柏方程并简化得到U/22G1962再在11面与C截面之间列柏方程P1/HGU/2PS/HP1PS/GU/2G10130012300/10009811962/981707M即C点的极限高度为707M。解对12截面列柏式ZP/GU/2GZP/2GU/2GHFHU/2GHU/2G05U/2GUSUSU/US/S2UU/2HH05U/2G05U/2GU/2G0HH同理得HU/2GHU/2G05U/2GUU/2HH05U/2G05U/2GU/2G0HHHHH已知FFDP,U,共5个物理量，基本因次为L、T、M三者，由定理知，可得53个准数。现选DP,U,为初始变量，其因次式分别为L,L/T,M/L3,因其中任一种因次式不能由另外两种因次式表出，三者相互独立，故可被选为初始变量。由因次分析法，可得下列两种准数F/DPU/DPUMLT/LLTMLLTM可解得X2，Y2，Z1F/DPU又MTL/LLTMLLTM可解得X1，Y1，Z1/DPU选A点及B点处的两截面11、22列柏努利方程11面为基面ZGP/U/2ZGP/U/2HFUUPPPPZ0ZLP/LGP/HFHFPP/LG图中PPGHPPGHPPPGHPPPBGHH又LHRHHHRHHLRHFGLR/LGRG由图可见，与RE的关系在双对数座标图中描绘成直线，故可写成如下方程LOGLOGBMLOGRE从图中任取两点读数RE10,00312；RE10，00172代入上式LOG00312LOGBMLOG1024942LOGB4M15058LOGB4MLOG00172LOGBMLOG1022355LOGB5M17645LOGB5M联解与式得M02587，B0338由得0338/REPP/ZZGUU/2HFPP/ZZGRG/比较两式得HFG/RU/2U/2又UUA/AD/DU/4代入上式得HFGR/U/4/2U/21260019811/321/20767J/KG支管内循环量Q。由流量计读数计算主管流速和流量QQ3600UOAOUO063203136001100981/11005152M/SQ3600515207850032131M/HUUODO/D5152/41288M/SREDU/00612881100/10010850滞流64/RE64/850007529以贮槽B的液面为11截面，以容器内液面为22截面，并以11面为基准面，求泵的压头。HZP/GHF100598110/110098100752980/0061288/29811045458292303M对于支路为循环回路,泵的压头用于克服管路阻力,即HF32LU/GD2303U230311009810032/325001159M/S于是Q36000785003215946M/H经过泵的总流量Q总QQ13146177M/H泵的轴功率NHQ总/1022331771100/36001020851437KW取11、22两截面以11为基准如题图列柏努利方程ZGU/2P/WEZGU/2P/HFWEZZGPP/UU/2HFPPPAUU0WEZG5G205G2598124525J/KG取AA和BB两截面，以AA为基准列柏努利方程ZAUA/2GPA/GZBUB/2GPB/GHFABUAUBHFABZAZBPAPB/G如图所示的OO截面，在这个面上，U型计两边压力相等，由静力学方程知PA/GHAOPB/GHABHAORRHG/HOPAPB/GHABRHGHO/HOHF40/10001361/10504MHO又由HFL/DU/2G知05040026/50/1000U/2981U203M/S如图OO截面，在这个截面U型压差计两端压力相等PB/GHABHPA/GRHG/HOPB/GPA/GRHG/HOHHAB又PAPB/GHAB0504PA/GHAB0504PA/GRHG/HOHHAB05041012136/1125824MHOPA25824/10258KG/CM答泵所需外加24525J/KG流速203M/SA表面压力是258KG/CM如图取33面有PPPPAGHPPBGHHRRG有PAGHPBGHHRRGPAPBHGRG031000981201013611000981541512PA在11、22间列柏努利方程以33为基准面ZGPA/UA/2ZGPB/UB/2HFHFZZGPAPB/UAUB/2ZZHPAPB如上式HGRGUAV/AA2/60314/401425M/SUBV/AB2/60314/40240737M/SHFZ1Z2GPAPB/UAUB/2HGHGRG/4250737/220101361/19814250737/21123J/KG换算成MMHGHFHF/G1000/1361123/9811000/1368192若管路水平放置由PPPPAGLPPBGLRRGPAGLPBGLRRGPAPBR由柏努利方程得ZGPA/UA/2ZGPB/UB/2HFHFZZGPAPB/UAUB/2阻力损失不变有HFHFPAPB/UAUB/2ZZGPAPB/UAUB/2PAPBZZGPAPBPAPBHG541512031000981247212PA代入有PAPBRGRPAPB/G247212/98113611000002M20MM结论RR不变,PP变小D05DU4URE2RED04DU625URE25RE03164/RE03164/2RE03164/119RE08410795HFL/DU/2GL/DU/2GL/DU/2G1000U/2G100008414U/2G1000079625U/2G23196U23196U02164/DU23196U031640001/0110004127UHF6MU6/412701454U03322M/SV/4DU/401033223600939M/H该题条件下,油泵所耗功率完全用于克服管路阻力。A/401500177MU40/360000177063M/SREDU/015063890/04210层流64/RE64/2100304HFL/DU/2G03042000/015063/2981821MWS40890/360099KG/SN82198199/1000065123KWH08HF657MPF657981890573610N/M对于层流PF32LU/DUPFD/32L573610015/322000040504M/SV3600050400177321M/H已知D10824100MM01MA/4D3141/401078510MLL100MQ565M/HUQ/A565/3600785102M/S1CP10PAS1000KG/M0024REDU/0121000/102104000水在管内流动呈湍流以11面为水平基准面,在11与22面间列柏努利方程ZU/2GP/GHEZU/2GP/GHFZ0U0P0表压Z18MU0P/G2598110/100098125MHFLLE/DU/2G0024100/012/298149MHE182549479MNEHQG4791000981565/360074KW泵在实际工作时,其压头H55MH5175479385M解主管道UV/A8/3600/40051109M/S文丘里喉部M处UV/A28/3600/40014144M/S在高位槽水面与M处截面间列柏努利方程得P/GZZU/2GL/DU/2G8144/2G002520/0051109/2G316MHO232MMHG真空度H碱碱水H水H水151400/100021MHO4000湍流；2000P/时,由1流向2,当PA/ZG375M由E、E考虑选用型合适。如图取，截面，并以截面为基准面，列柏努里方程得分F12轴（102）30/360022100010206KWG允S允F吸分G实G允安装高度合适。S（A）AN/MKG/MASN/M而GN/M2，不正常。GSF安装高度为。选择计算截面，面如题图所示；地平面为基准面。分18/3600（/4006200035）M/SEFE（233）2981192981736298110001000981由型离心泵特性曲线图查得分/H时，E（）且，而MAX（）故此泵通用。（）（）（）分2136000785M/SE0080116920/05层流E03740374200/0089202579N/MF589206299J/KG（）E1000F981156299777J/KG分（）E2192077736001000417KW分在层流范围内F64DU/D1/2G（0785）151104/S1选泵2GF分（表）KGF/CMKGF/M（外）出阻出（）003120/0106（15）19612981096100098101393/0961210424927331米液柱3040785（0106）15001323/S476/HR选泵（）S允分64/096（15）/1961米如图所示取、截面列柏努里方程，并以为基准面，得F有效110020/360010KW选型水泵。该泵/H（）（）064分/4601884或0531034E20302003/0252G202051003260/022G200286208620003310588220062（）025MIN分E200622004EE60025201000981/608175W08175KW（）（）48089818001000M分（）列间的能量平衡式（柏式）分/G/2GH/G/2GF其中F（）50064098180098132536M106/3600（/40050）15M/SF（）F（）200598136/0035232M选取计算截面、面如题图所示；以面为基准面。（）S50/3600（/40142001）123M/S分EG/2GL/D/2G20204/10009810025200/012/2981440查型离心泵特性曲线图/H时，E，而MAX（）故此泵适用。（）解分当S时，ESM/H时，M/S，E在型离心泵特性曲线图上作得该管路特性曲线与泵的线的交点大约为，坐标为/H，KW，即为所求。（）取水池液面为基准面，在水池液面至泵出口压力表处列柏努利方程，分得泵的压头或扬程E式中两截面间高度差；两截面间管路的全部能量损失；E其中和较小，可略去不计。当出口压力表的安装位置和离心泵轴线之间的距离较小时，一般值的范围为，为安全起见，可取最小值，即取，则E根据题给离心泵型号，知其扬程为，故E331000KG/M因此泵出口处可以选用量程大于KG/M之压力表，一般选取所量之值为压力表最大量程的较好。（）调节阀应安装在泵的出口管线上，不能装在入口管线上。分如装在入口管线上，当调节门关小时，会造成泵入口压强等于或低于液体在输送温度的饱和蒸汽压而产生汽蚀现象。（）从水池液面到泵入口压力表处列方程分（）（）列及的柏式分/G/2G/G/2GFF（E）002423/01/2G845M1345078514G2417W2417KW（）水位下降则（）流量/H内径分在水面与入口截面间列柏努利方程入口处真空度为（）59G/2025G59/2G025G63910009862640N/M用G表示为62640000750470G（）当地压力为95，水温为20分故实际允许吸上真空高度S（）允许安装高度SSFS约为实际安装高度，故勉强可以应用。（）当转速提高时，离心泵特性曲线变化将有，分，将转移到新的工作点即，。设阻力系数不变，则入口管阻力损失约将增加倍即F于是允许安装高度S米，将会可能发生汽蚀，与此同时，泵入口处真空度将增大。（）电动机功率不够分38/3600151800/10208KW换大电机（）扬程不够分（）（）增加转分。检查功率（）（）KW换一电机功率为KW，转分。（）可以使用。通过关小出口阀调节至工作点。（）取水池面为面，流体（水）从管线流到塔内处为截面，并以面为基准面，在和截面间列柏努力方程为分F（）（E/D）（36000785）M/S1411298198110000025300/011/360007851962274850即管路特性曲线方程为27485式中QM/H当/H时，管路需要的压头水柱。（）工作点如图分泵工作时/H，KW，64。（）损40368451000981360010000405KW分工作点如图。泵工作时，Q45M/H,H40M,N75KW,64（）/H分在及面上列柏努利方程/2G/G/2GCFCF（）/2G（）/2G/2G（）7/0024180/0110166M/S（）（）001417M/S510M/H（）工作点由查图得工作点（，）分F在及列方程FFF（）F11511000981360007218KW（）略分36/3600078522M/S（）在与列，得分（）FF（4898/202981）515N/M515/09817356386MMHG表真空度吸入管路上真空表读数为G柱（）在与截面列分/G/2GE/G/2GF不计FE（）（）02250525/981981305柱在与列EFFE（FF）3050205298M升扬高度为298M（）E305001981/07427KW分在0013/S时2011（0013）386M分泵提高的压头高出管路要求量为4538664M增加局部阻力多消耗的功率为0013100098164816W关小阀门后管路特性曲线方程为分204520（0013）解1479201479（）求输水量在（取作基准面）与面之间列柏方程分（）FF00220/004E/07852981323E3323E（）离心泵特性曲线186（）由式（）（）找工作点186E3323EE000403/H1451/H由式（）825（）求轴功率分1020004038251000/1020650501KW（）改为密闭容器时E8323E分EE（均减小）解43600/80018M/H18/360007852547M/SE502547800/15680000001227075430023（）209120298070/800981000235020/005255196211125108343M分可见管路要求的状态为/H，在泵特性曲线下方，故适用。VSS（VS）FS023002320/005/298153M计算要求泵的允许安装高度应比液面低，现已低故安装高度合适。分特性曲线单泵E35444二泵并联E35444/435411管路特性曲线单泵（）并联（）单泵操作时35444（025）82（025）解得1972M分/M并联时，可由下列二式联立解出E35411（）E85/41972（）由（）、（）解得0326M/MIN（）分56528585吨/H85/078536003M/S565/078536002M/S285/078536001M/S013/13012/12011/11032/（3）00137032/（2）00151032/（1）0018由上述方程得关系/H0204050607080262723032342368396作图得/H71371/1020763600944KWF00151200/01/2981F0018300/01/2981以地面为基准，在之间列柏努利方程F同样，在之间F故应以为准求泵的压头在之间列方程F4121010013740/01/29813472应选型泵（）管路特性曲线方程为分（E）1313032（01/）20040/0119626222622（36000785012）26636（）升扬柱36/36000785007622M/S分/G/2GF2510/29810524752柱（）轴S/102分3045001/102074265KW43KW/G/2GF吸入或F总29750502043045（）（/2GF吸入G）分（/2981480204）1000981PA表压（表G）HGG5154/136009810683/136000336G柱336G柱（）GS/2GF吸入分6502480204605柱48M故合适（）取贮槽中液面为兼基准面，真空表处截面为，列柏式分/G/G/2GF（）已知/G1033，（/GF）将以上值代入（）中10332/G2，则/G633（绝）真1033633HH真空表读数为41000/13600294G（）发生汽蚀现象分GS（F/2G）安装合适SS501528981/10009815152348G3482148措施将泵下移至148以下减少吸入管路阻力损失，使G以上。装在泵的出口。因装在吸入管阻力提高，使安装高度降低，在条件不变的情况下，会容易造成汽蚀发生，损坏叶轮，所以应装在出口。分在与之间列能量平衡式（柏式）分FCONSTCONST阀开大时，而导致F和，从而导致即上的读数（真空度）增大（而绝对压力下降）。在与之间列柏式F阀开大使导致和F另一方面泵的新工作点处下降（亦即下降），故也下降压力表的读数也降低。泵的工作点是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点，如图中的点。泵的扬程单位质量流体从泵获得的机械能。（各分）泵的升扬高度泵的实际吸上高度与排出高度之和。因离心泵结构简单，造价低廉，维修与操作方便，流量容易调节，可供选择的流量范围较广，对液体的适应性强。原因是叶轮进口处的压力降至被输送液体的饱和蒸汽压，引起部分流体汽化。离心泵用出口阀调节流量；启动时关出口阀。各分旋涡泵用回流支路来调节流量，启动时出口阀全开。略略PAP/GZU/2GHFP随HF增大而降低泵的吸上高度不仅与允许吸上“真空度”有关，还与泵吸入管内的压头损失有关而F又与E成正比。为了保证泵在实际操作中不发生气蚀现象要尽量减小吸入管的阻力。这就要求吸上管路短而直且无调节阀门，以使F尽量小。因此,调节流量的阀门一般不装在吸入管路上，而装在出口管路上。在离心泵特性曲线上，取得最大值时的点称为设计点。此点所对应的数值、称为最佳工况参数。在选择泵时，应使操作参数在设计点附近，即在高效区内工作。（）（E）（）GABABAB（）（）AB（）（）（E）E均相同。、相同。、相同。通常不是的。因为（）是指泵的特性曲线的变化。（）（）因新的工作点取决定于泵的新性能曲线与管道性能曲线的交点，此处的可能大于，由于管路特性曲线形状不同,所以工作点位置可能是M，也可能是M“，但及“均大于，（不一定大）