化工原理试题库第二章答案 内蒙古乌海职业技术学院

1、答案 、填空: 1、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。 2、抛物线、0.5、咲。 、保持垂直。 4 、不变。 5、管路特性曲线、离心泵特性曲线。 1 V3 小、大。 7、填料密封，机械密封。 、静风压，动风压，Pa。 9、降低，减小，降低，增加。 10 、H-Q, n -Q, N-Q,转速 11、出口阀门, 旁路阀门。 12 、提高流量, 提咼扬程。 13、泵的。 14、实际。 15 、压头。 16、后弯。 17、吸入管路 18、吸入管路。 19 、效率最咼。 20、减小 二、选择： 1-5: BBACA 6-10:BBDDB 11-15:CABAD 16-20:A

2、DABB 三、简答 1、泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液 体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝， 泵体振 动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。确定合适的安 装高度以确保不发生汽蚀现象。 2、离心泵主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳。叶轮是离心泵直接对液体做 功的部件，其上有若干后弯叶片。离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速旋转运 动，迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。 同时因离心力的作用，使液体由叶轮 中心向外缘作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得能量， 并以高速离开叶 轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳内，由于流道的逐渐

3、扩大而减速，又将部分动能转 化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。 3、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。 离心泵启动前应灌满液体。 V 四、计算 1、解: u1 %. 丿1.53罗。 .0.092.3600心 u2 I.53叹。 u2 2g hf Hs u2 l u2 2g d 2g 3.0 直 0.02.旦.曲 1.555m 0.09 2.9.81 2.9.81 考虑0.5m的安装安全糸数。 则泵的安装高度为 1m. N 电电 2.0.94 1.88KW . l u2 h Z d2g 进出 11 0.023 1 0.09 0.5 .曲 2.9.81 H 16.75m. %

4、电 85% . HQ g 000.9.81/36001.6Kw . 2、解: 努利方程： (1)泵的压头 在真空表及压强表所在截面 1-1与2-2间列柏 式中 2 乞H g 2g Z2 2 P2u2口 L H f g 2g Z2 Z1=0.5m p1=-2.67X 104Pa （表压） p2=2.55X 105Pa （表压） 4Q 3 4 12.5 10， 2.49m/s 0.08 u2半 d； 3 4 12.5 10 4.42m/s 0.06 两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故 CU 2.55 105 2.67 104 4.42 2 2.49 2 H=0.5

5、+ 2 9.81 1000 9.81 =29.88mH2O (2)泵的轴功率功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身消 耗一部分功率，其效率为0.93,于是电动机的输出功率(等于泵的轴功率)为: N=6.2X 0.93=5.77kW (3)泵的效率 12.5 10 3 29.88 1000 9.81 5.77 1000 Ne QH g NN = 3.66 =0.63 5.77 在实验中，如果改变出口阀门的开度，测出不同流量下的有关数据，计算出 相应的H、N和n值，并将这些数据绘于坐标纸上，即得该泵在固定转速下的特 性曲线。 3、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正: 当水温为4

6、0 C时pv=7377Pa 在海拔500m处大气压强可查表2-1得 Pv Ha=9.74 mH2O Hs=Hs+ (Ha 10) 一匕 0.24 9.81 103 =7.5+ (9.74 10) ( 0.75 0.24) =6.73 mHbO 泵的允许安装高度为： 2 H l I IU1i_i g H sH f0 1 =6.73 0.2 1 =5.53m 5m 故泵安装在离水面5m处合用。 4、解：将系统所需的风压pT换算为实验条件下的风压PT,即 1.2 PtPt 1.0133X 105Pa, 40r 时的 p =1.128 kg/m3 93300 196. CTii / 3 1.04 kg

7、/m 101330 1.128 操作条件下P 的计算：(40r, p= (93300 196) Pa) 从附录中查得 所以 Pt 1600 1 2 1846Pa 1.04 风量按风机进口状态计 145003 Q 13940m 3/h 1.04 根据风量Q=13940m3/h和风压pT=1846Pa从附录中查得4 72 11NO.6C型离心 通风机可满足要求。该机性能如下： 风压1941.8 Pa=198mmHO 风量 效率 轴功率 14100 m3/h 91% 10kW 两槽液面的高度差H 5、解：(1) gH2 2 U3 P3 hf,2 3 其中, hf,2 34.9J / kg ,U3=0

8、, P 3=0, 在压力表所在截面2-2 与高位槽液面3-3 间列柏努利方程，以贮槽液面为 基准水平面，得： 2=2.452X105Pa, H 2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s 代入上式得: 2.20522.452 1054.9 H 52 9.811000 29.74m 9.819.81 (2)泵所需的实际功率 在贮槽液面0-0 面，有： 与高位槽液面3-3 间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平 gHo 2 Uo P 0 We gH 2 U3P3 hf,0 3 其中, hf ,0 3 6.864.9J / kg , U2= U3=0, P 2= p3=0, H 0=0,H=29.

9、4m 代入方程求得: Ve=298.64J/kg, Ws Vs 36 3600 1000 10kg/s 故 NeWs We 2986.4W , n =70% N 4.27kw (3)真空表的读数 在贮槽液面0-0 与真空表截面1-1 间列柏努利方程，有: 22 hf ,01 UU0P0U1 gH。 gH1 22 其中, hf,0 11.96J/kg, Hb=0, u 0=0, p 0=0, H 1=4.8m, u 1=2.205m/s 代入上式得，P11000（9.81 4.8 丝呉 1.96)5.15 104 Pa 6 解：V=10mh , 0.525kgf /cm2 所需外加功W=gDZ

10、+ Shf=9.81 10+8 0.03 50 (10/3600p 2 0.05(5) =128.1 J/kg (8 分) K =Wg=128.1/9.81=13.06 J/N (3 分) 泵的扬程 0 8 =18.92 0.82 (10). =13.75 J/N (3 分) HeH ，故此泵能完成任务。 7、解：1）压强表读数 在压力表所在截面 基准水平面，有： (Pa) 2-2 与容器液面3-3 间列柏努利方程。仍以0-0 截面为 Z2 2 U2 亦 P2 g Z3 2 U3 P3 g hf,2 3 2） 2.32 解得，P2=3.23X 105Pa （表压） 泵的压头（m）; 在真空表与

11、压力表所在截面间列柏努利方程，可得， 口3.23 1050.427 H f 0.5 3.5 P2 1000g 16 1.5 105 1000 g 0.02 100 0.1 2.32 2 9.81 H (Z2 Z1) P2P1 g 105 1000 9.81 3） 37.8m 有效功率 Ne HQ 102 Ne/N 37.8 65 1000 cccF 6.687 kw 3600 102 66.87% 4） 若离心泵运行一年后发现有气缚现象，原因是进口管有泄露。 &解：Z P0 Ph hf，Z 652365 637650 3.5 1.62.27m。 .gf530.9.81 即泵不能正常工作。 9、

12、解：求泵运转时的流量、轴功率及效率，实际上是求泵的工作点。即应先根 据本题的管路特性在附图上标绘出管路特性曲线。 (1)管路特性曲线方程 在贮水池水面与水塔水面间列柏努利方程 He Z H f g 式中 Z=13m A p=0 由于离心泵特性曲线中Q的单位为L/S,故输送流量Qe的单位也为L/S,输 送管内流速为： Qe u 2 -d 1000 4 Qe 1000 7 0.0742 Qe 0.131 2 Hf 匕 0.02 200 0.131 0.0742Qe 2 2 9.81 2 = 0.00857Q； 本题的管路特性方程为： He=13+0.00857Q2 (2)标绘管路特性曲线 He Qe。 根据管路特性方程，可计算不同流量所需的压头值，现将计算结果列表如下: Qe/L - s 1 0 4 8 12 16 20 24 28 He/m 13 13.14 13.55 14.23 15.2 16.43 17.94 19.72 由上表数据可在4B20型水泵的特性曲线图上标绘出管路特性曲线 (3)流量、轴功率及效率附图中泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 泵的流量 泵的轴功率 泵的效率 就是泵的工作点，从图中点 M读得： Q=27L/s=97.2m3/h N=6.6kW n =77% 10、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需