夏毅复习计算题

1、书上习题1 4040.用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为0.85at。水槽水面至塔内水出口处垂直高度差 22m已知水流量为42.5m3/h，泵对水作的有效 功为321.5J/kg，管路总长110m （包括局部阻力当量管长），管子内径 100mm14试计算摩擦系数入值解：如图，作1 1、2 2截面，取1 1为零截面。 在1-1与2-2（管外侧）间列柏努利方程：2 2gz1+U1 /2+p 1/ P+W = gz 2+ u 2 /2+p 2/ P+AhfZ1= 0， Z2= 22 m，u 0，0， p* 表)=044p2= 0.85at = 0.859.81 10 = 8.341

2、0 Pa/管内流速 u= =42.5/( 0.1 2 3600) = 1.50 m/s A4.W= gz2+p2/+3hf即 321.5= 9.8122+8.34 104/103+1hfZhf = 22.28 J/kgZhf =1 le u2/2 =110 1.50 2/2 = 22.28d0.1= 0.0180答:摩擦系数入值为0.0180。j01b10048（题目）（题分：10）用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为9.807 x 104Pa，水槽液面恒定，其上方通大气，水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下，泵对水作的功为317.7J/kg，管内摩擦系数为0.0

3、18，吸入和压出管路总长为110m （包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度）。输送管尺寸为$ 108x 4mm水的密度为1000kg/m3。求输水量为多少nVh。2j01b10048（答案）解：如图，作1 1、2-2截面，取1 1为零截面。在1-1与22（管内侧）间列柏努利方程：2 2gz1+w /2+p/+W = gz 2+ u 2/2+p 2/ ：ZhfZ1= 0，Z2= 20 m， U1 0， p1（表）=0, W e=317.7 J/kgV=gz2 + p2（表）/ i + U2 /2 + Zhf，2ZhfL Le U2A.d 242即 317.7=9.8120+9.807

4、 10/1000+（1+0.018110/0.10） u 2/2 U2=1.50 m/s兀 2-V = u2 d4d =1082 4 =100mm=0.1m V=1.50 （二/4）（0.10） 2=1.18 10-2 m3/s=42.5 m 3/h答:输水量为42.5m/hj01a10054（题目）（题分：10）密度为1200 kg/ m 3的盐水，以25 m3/h的流量流过内径为 75mm的无缝钢管，用泵由低位 槽输至高位槽。两槽皆敞口，两液面高度差为25叶钢管总长120m,局部阻力为钢管直管阻力的25%。设摩擦系数 = 0.03，泵的效率n = 0.6，求泵的轴功率。解:如图，作1 1、

5、2 2截面，取1 1为零截面。在1-1与22（管外侧）间列柏努利方程：2 2gz1+U1 /2+p/+W = gz 2+ u 2 /2+p 2/+2hfZ1= 0，Z2= 25 m，U1 0，u = 0 （管外侧），叽表）=p 2（表）=0, W=gz2+ 3 hf，管内流速 u 二一匚二25二 1.572m/s，d2 3600 0.0752442L Le u=扎*d 2 W=gz2+ 匕 hf =25 9.810.03120 120 0.25X.0.07521.57222= 319.41J /kgHeWe 319.41g 9.81=32.56mNe =HeV ig =32.561200 9.

6、81 =2661.6W3600则 Na=Ne/ =2661 6/06 =4.436 103 W=4.436 kW答：泵的轴功率为4.436 kW。j02d10068（题目）（题分：10）以离心泵、往复泵各一台并联操作输水。 两泵“合成的”性能为： He = 60.6 0.00156（q v-20） 2， 2qv指总流量。阀全开时管路特性为：He= 45+K q v ,（二式中：He He-mH 2O, qv -L/s）。试验中停开往复泵， 仅离心泵操作， 阀全开时流量为 51.6L/s 。试求管路特性方程 He=H0+ K qv2中的K直。解：依题意知，往复泵流量为 离心泵单独操作的性能为：2

7、0 L/s ，2He = 60.6 0.00156q v8 / 7离心泵单独操作时的工作点： He = He ，qv = 51.6 L/s22即 60.6 0.00156 X 51.6 = 45 + KX 51.6K = 0.0043 m/(L/s)答: 管路特性方程 He=H0 + K q2v 中的 K值为 0.0043 m/(L/s)j02d15142（题目）（题分：15）一生产系统用离心泵来输送水 ，已知阀门全开时管路性能曲线为He=45+0.0043 q v式中H为需要泵提供的扬程 m水柱，qv为流量l/s,而离心泵性能曲线为 H=60.6-0.00156 qv,H-m 水柱 ， q

8、v-l/s3（1） 求阀门全开时的水流量为多少m3 /h?（2） 如生产要求输水量提高8%,现有一输送能力为 qv=72m3/h 的往复泵 , 有人建议将往复泵和离心泵并联使用 , 这一方案是否可行 ?j02d15142(答案)(1)45+0.0043q v=60.6-0.00156 q v0.00586 q v=15.63qv=51.61 l/s=185.76 m3/h离心泵与往复泵的性能曲线示意如下：泵联合体性能曲线为H- qv线如下图所示，由并联的性质可知H =H1 ,H2 =H2 ,而 q v1 = q v 1 + q v 往，q v 2 = q v 2 + q v 往，2以 H=H,

9、 q v =Q=qv - q v 往；代入 H=60.6-0.00156Q 中H=60.6-0.00156(q v - q v 往)23考虑到 q v 往=72 m /h=20 l/s得泵联合体性能曲线方程 ：2H=60.6-0.00156(q v -20); q v增大 8%,即 qv =51.6 X 1.08=55.73 L/s2需要的扬程为 ：He=45+0.0043(55.73)2 =58.35 m2而联合体能提供的扬程为 ：H=60.6-0.00156(55.73-20)2=58.6 m HHe 故此方案可行。QfQ2 -QjQ往Q*A泵联合体性能曲贱j03a10018（题目）（题分

10、：10）用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液？滤叶每侧过滤面积为（0.81）2m,共io只滤叶测得：过滤10min得滤液1.31m3;再过滤10min共得滤液1.905m3?已知滤饼与滤液体积比n=0.1 ?试问:（1）过滤至滤饼厚为 21mm即停止，过滤时间是多少？（2）若滤饼洗涤与辅助时间共解：45min,其生产能力是多少?以每小时得的滤饼体积计(1)/ V2 + 2VVe = KA 2 .22由题意得 1.31+ 2 x 1.31Ve = KA x 10(a)2 2(b)31.905+ 2 x 1.905Ve = KA x 2023(a)?(b)联立,解得 KA = 0.2076 m /min

11、,Ve = 0.1374 m2 2又 A = 10 x 2X 0.81 = 13.12m过滤终了时，共得滤液量 Ve = 13.12 x 0.021/0.13=2.755 m由 2.755 + 2 x 2.755 x 0.1374 = 0.2076.e, a e = 40.2 min(2) 生产能力=n V e /( ,e+.r)=0.1x 2.755/(40.2+45) = 0.194 m 滤饼 /h答： j03a10019（题目）（题分：10）用某板框压滤机恒压过滤钛白水悬浮液？框空的边长810mm正方形）,框厚42mm共10个框,测得：过滤10min得滤液1.31m3;再过滤10min共

12、得滤液1.905m3已知滤饼与滤液体积 比 n=0.1 ?试问:（1）至滤饼充满滤框时停止过滤，过滤时间是多少？（2）若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少？以每小时得的滤饼体积计解：(1)/ V + 2VVe = KA 2 .由题意得 1.312 + 2 x 1.31Ve = KA 2x 10(a)2 21.905+ 2 x 1.905Ve = KA x 20(b)(a)?(b)联立,解得 KA2= 0.2076 m 3/min,Ve = 0.1374 m又 A = 102X 2X 0.81 = 13.12m过滤终了时，共得滤液量 Ve = 0.81 2X 0.042/0.13=

13、2.755 m由 2.755 + 2 X 2.755 X 0.1374 = 0.2076te, a e = 40.2 min(2) 生产能力=n V e /( .e+ w+ .r)=0.1X 2.755/(40.2+45) = 0.194 m /h(滤饼)j03b10065一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m,在1.96 X 105pa(表压)下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160L,每次洗涤与装卸时间为1hr,若介质阻力可忽略不计，求：(1)过滤常数K,洗涤速率m3/hr。若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干?m3滤液/hr。解：(1) P=2at5分2 2A=0.2

14、 X0.2 X10X2 m =0.8 mV2=KA2t ;32q=V/A=0.160/0.8=0.2 m /m2 2 2q =Kt a K=0.2 /2=0.02m /h洗涤速率(dq/d 0 )w =(1/4)(K/(2q)=0.02/(4 X2X0.2)=0.0125 m 3/m2.s当 P增加一倍时,K =2K5分20.2 =K t t =(0.2X0.2)/(2X0.02)=1h3故生产能力为 0.16心+1)=0.08 m/hj03b10074(题目)(题分：10)一台BMY10型板框过滤机，过滤面积为10nf,过滤操作压差为2.5 X 105pa,过滤15分钟后得3滤液量2.5m

15、(滤饼为不可压缩，介质阻力不计)。试问：(1)若该机生产能力为4nf/h，计算洗涤，卸料等辅助时间为若干？(2)若操作压差改为1.5 X 105pa,过滤时间和辅助时间仍不变，则生产能力将变为多少 ？ 解：(1) Q = V/(t + t d+ t v)aQ= 2.5 /( 15/60 + t d+ t W5分a t d+ t w= 0.375 hr = 22.5 min2222(2) V=KA t a 2.5 =KXlO X 0.25 5 分2aK= 0.25 m /h2K /K= P / A Pak = 1.5/2.5 X0.25 = 0.15 m /hr2 2 2 2(V ) =K A

16、t A(V )= 0.15 XlO X 0.25V = 1.936 m 33Q = 1.936 /( 0.25 + 0.375)= 3.90 m /hrj05a10208(题目)(题分：10)在内管为0 180X 10mm勺套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态烃从100 C冷却到60 J 其平均比热Cp=2.38kJ/kg C ,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40C和50C ,平均比热Cp=4.174kJ/kg C基于传热外面积的总传热系数K=2000w/(m2. C ),且保持不变。设热损失可以忽略。试求：(1) 冷却水用量；(2) 计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及管长。

17、解：冷却水用量：WCP1 (T 1-T2)= W2CP2 (t 2-t 1)3500 X 2.38 X (100-60)=q m2X 4.174 X (50-40) W2=7982kg/h t m逆=(50-20)/1n(50/20)=32.74C t m并=(60-10)/1 n(60/10)=27.91CQ=KAX t m5Q=WCp1 (T 1-T2)=35002.38(100-60)=3.33210 KJ/hA逆=333200 X 103/(2000 X 32.74 X 3600)=1.41m 23.14 X 0.18 X l=1.41 l=2.5m3A并=333200 X 10 /(

18、2000 X 27.93 X 3600)n do|=1.41=1.66m3.14 X 0.18 X l=1.66 1=2.94 m答：j05b15080(题目)(题分：15)在一套管换热器中用水逆流冷却某种溶液，溶液量为1.4kg/s,比热为2KJ/Kg C ,走内管(规格为0 25 X2.5mm),从150 C冷却到100 C。冷却水走套管环隙，从25 C升温至60 C ,水的 比热为 4.18KJ/Kg C。1. 已知溶液一侧的对流传热系数为1160W/mC ,冷却水一侧的对流传热系数为930W/R1C ,忽略管壁和污垢的热阻及热损失，求以传热外表面积为基准的总传热系数K和冷却水的用量(k

19、g/h)。2. 计算内管的外表面积和管长。解：35(1) 溶液放热 Q=W1Cp1(-T2)=1.4 X2X10 X (150-100)=1.4 X10 W1/Ko=d /( a id i )+1/ a o =0.025/(11600.02)+1/930=2.15 X0-K =464W/m C冷却水用量 W=Q/Cp2(t 2-t 1)=1.4 X105/4180(60-25)=0.957Kg/s=3445Kg/h(2) tm=(150-60)-(100-25)/l n(150-60)/(100-25)=82.3CA =Q/(K tm)=1.4 X10 /(464 X32.3)=3.67ml=A /( n d )=3.67/( n X 0.025)=46.7m答：j05b15195(题目)(题分：15)某