化工原理大题第二章

1、第二章 习题1. 在用水测定离心泵性能的实验中， 当流量为 26 m3/h 时，泵出口处压强表和入 口处真空表的读数分别为 152 kPa和 24.7 kPa，轴功率为 2.45 kW，转速为 2900 r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为 0.4m，泵的进、出口管径相 同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。 试计算该泵的效率， 并列出该效率下 泵的性能。解：在真空表和压强表测压口处所在的截面 11'和22' 间列柏努利方程，得22z1p1 u1 Hz2p2u22Hf ,1 2g 2g H eg2g其中 ： z2 z10.4mp1 2.47104 Pa(表压 )

2、5p2 1.52 105 Pa (表压) u1 u2Hf,1 2 0则泵的有效压头为：H e (z2 z1)p2 p1g0.4(1.52 0.247) 105103 9.8118.41m泵的效率QeHe102N326 18.41 1033600 102 2.45100%53.2%该效率下泵的性能为：Q 26m3 /h H 18.14m 53.2% N 2.45kW3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为 760 kg/m3，黏度小于 20 cSt，在贮存条件下饱和蒸气压为 80kPa，现拟用 65Y-60B型油泵将此油品以 15 m3/h 的流量送 往表压强为 177 kPa 的设备内。贮槽液面

3、恒定，设备的油品入口比贮槽液面高 5 m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为 1 m和 4 m。试核算该泵是否合若油泵位于贮槽液面以下 1.2m 处，问此泵能否正常操作 ?当地大气压按101.33kPa计。解： 要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头He,Qe 的值，然后与泵能提供的压头数值比较。由本教材附录 24 (2)查得 65Y-60B 泵的性能如下：3Q 19.8m /h ，He 38m，r 2950r /min，Ne 3.75kW ，55% ，(NPSH)r 2.7m2' 间列柏努利方程，并以截面11' 为位能基准面，得z1p12u12H

4、e z2p22u22H f ,1 2g2gg2g其中，z2z15m p10(表压 ) p2177kPa(表压)u1u20H f ,1 2145m760kg / m3在贮槽液面 1 1' 与输送管出口外侧截面 2代入方程，得完成任务所需的压头为177 10355760 9.8133.74m38m33所需流量 Qe 15m /h Q 19.8m /h，符合要求。由已知条件确定此泵是否合用应核算泵的安装高度，验证能否避免气蚀由柏努利方程，完成任务所需的压头：Hg pa pv (NPSH)r H f,0 1g(101.33 80) 1032.7 1 0.84m760 9.81泵的安装高度 1.

5、2m低于安装高度 Hg ，故此泵能正常使用。5. 用 3B33A 型离心泵从敞口水槽中将 70清水输送到它处， 槽内液面恒定。 输 水量为 3545 m3/h，在最大流量下吸入管路的压头损失为 1 m，液体在吸入管 路的动压头可忽略。试求离心泵的允许安装高度。6.4 m和 5.0 m。当地大气压 98.1 kPa。在输水量范围下泵的允许吸上真空度为解：由附录查得操作条件下清水的饱和蒸汽压，将已知的 HS ' 5m换算后2代入 (H g HsHf0u1H) 便可求出 g 。2g由附录可知 70oC 时977.8kg / m3 ，3v 31.164 103 PaHsHs ' (pa

6、10)pvH 2Og(pa0.24) 1000H2O398.1 103 5(977.8 9.81331.164 103 10) (9.811030.24)1000977.82.037m由此可知泵的允许装高度为2Hg HS 2u1gH f ,0 12.307101.037m输水量为6. 用离心泵从敞口贮槽向密闭高位槽输送清水，两槽液面恒定m3/h。两槽液面间垂直距离为 12 m，管径为 102mm 4mm ，管长(包括 所有局部阻力的当量长度 )为 100 m，密闭高位槽内表压强为 9.81 1×04Pa，流动在阻力平方区，摩擦系数为 0.015，试求：(1) 管路特性方程；(2) 泵

7、的压头。解：(1)以贮槽液面为 1 1' ，并作为位能基准面， 以高位槽液面为 2 2' ，在1 1' 和22' 之间列柏努利方程，得Hezpg2 u 2gH f ,1 2其中： z12m98.1 103 kPau2 0代入上述数据可得He 12 19083.11039.81H f ,1 222H f ,1 2管路摩擦阻力损失Hf,1 2 (l d led10000.0150.094Q23e 以 m / s 为单位)u22g8(lle d2 0.0942 9.81QeHe4222 1.690 104Qe28Qe22d41.689104 Qe2(2)将 QH 22

8、40 / 3600 代入以 m3 /s 为单位的计算式1.690 104 (364000)2 24.1m8. 用 两 台 离 心 泵 从 水 池 向 高 位 槽 送 水 ， 单 台 泵 的 特 性 曲 线 方 程 为62H 25 1 106Q2 ； 管 路 特 性 曲 线 方 程 可 近 似 表 示 为52He 10 1 10 Qe ，两式中 Q 的单位为 m3/s，H 的单位为 m试问两泵如何组合才能使输液量大 ?(输水过程为定态流动 )解： 两泵并联时，流量加倍，压头不变，故并联泵的特性曲线方程为1 106 2 6 2 H 并 25 Q2 25 2.5 106Q2令 He H 并 ， 可

9、求 得 并 联 泵 的 流 量 ， 即10 1 105Q2 25 2.5 106Q2 ，3解得 Q 0.00655m3 /h两台泵串联时，流量不变，压头加倍，故串联泵的特性曲线方程为H 串 2(25 1 106Q2 ) 50 2 106Q2 同理，10 1 105Q2 50 2 106Q2 ，3解得 Q 0.00436m3 /h结果表明，并联泵的流量高于串联泵的流量x02a02063 用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，出口阀门将导致( )A. 送水量增加，整个管路阻力损失减少B. 送水量增加，整个管路阻力损失增大C. 送水量增加，泵的轴功率不变D. 送水量增加，泵的轴功率下降若离心泵在正常操作范

10、围内工作， 开大x02a02066 离心泵最常用的调节方法是 ( )A. 改变吸入管路中阀门开度B. 改变压出管路中阀门的开度C. 安置回流支路，改变循环量的大小D. 车削离心泵的叶轮x02b02114操作条件下允许吸上真空高度为 Hs，允许的最大安装高度为 Hg,max，泵的入口 速度为 u1， Hf,0-1 为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则 ( )A.Hg,max =HsB.Hg,max =Hs u12/2 gC.Hg,max =Hs Hf,0-1D.Hg,max =Hs u12/2 g Hf,0-1x02a02092离心泵停车时要 ( )A 先关出口阀后断电B 先断电后关出口阀C 先关出口阀先断电均可D 单级式的先断电，多级式的先关出口阀t02a02016离心泵常采用 调节流量，往复泵常采用 调