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1、 化工原理第二章 流体输送机械习题与思考题解答 轻化0701/0702/化工0703/ 应化0701 2/15/2022 第二章 流体输送机械习题与思考题解答 1用离心泵(转速为2900 r/min)进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa和220 kPa,两测压口之间垂直距离为0.5 m,泵的轴功率为6.7 kW。泵吸入管和排出管内径均为80 mm,吸入管中流动阻力可表达为(u1为吸入管内水的流速,m/s)。离心泵的安装高度为2.5 m,实验是在20 ,98.1 kPa的条件下进行。试计算泵的流量、压头(泵的扬程)和效率。解:(1)泵的流量由水池液面和
2、泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式(池中水面为基准面),得到将有关数据代入上式并整理,得m/s则 m3/h=57.61 m3/h(2) 泵的扬程(3) 泵的效率=68%2用离心泵(转速为2900 r/min)将20 的清水以60 m3/h的流量送至敞口容器。此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4 m和0.61 m。规定泵入口的真空度不能大于64 kPa。泵的必需气蚀余量为3.5 m。试求泵的安装高度(当地大气压为100 kPa); 解:在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式(水池液面为基准面),得即 m3用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐。塔底液面上的绝对压力为32.5 k
3、Pa(即输送温度下溶液的饱和蒸汽压)。已知:吸入管路压头损失为1.46 m,泵的必需气蚀余量为2.3 m,该泵安装在塔内液面下3.0 m处。试核算该泵能否正常操作。解:泵的允许安装高度为式中 则 泵的允许安装位置应在塔内液面下4.26m处,实际安装高度为3.0m,故泵在操作时可能发生气蚀现象。为安全运行,离心泵应再下移1.5 m。4用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠,两液面维持恒差8.8 m,管内流动在阻力平方区,管路特性方程为 (的单位为m3/s)单台泵的特性方程为 (Q的单位为m3/s)试求(a)泵的流量、压头和有效功率。(b)若用两台规格相同的离心泵组合操作,求可能的最大输水量。 解:(a
4、)联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的Q、H,进而计算Ne。管路特性方程 泵的特性方程 联立两方程,得到 Q=4.52×103 m3/s H=19.42 m则 W=861 W(b)本题旨在比较离心泵的并联和串联的效果。(1)两台泵的并联解得: Q=5.54×103 m3/s=19.95 m3/h(2) 两台泵的串联解得: Q=5.89×103 m3/s=21.2 m3/h在该条件下,两台泵串联可获得较大的输水量21.2 m3/h。思考题解答1、刚安装好的一台离心泵,启动后出口阀已经开至最大,但不见水流出,试分析原因并采取措施使泵正常运行。 答:原因可能有两
5、个:其一,启动前没灌泵,此时应停泵、灌泵,关闭出口阀后再启动。其二,吸入管路被堵塞,此情况下应疏通管路后灌泵,关闭出口阀,然后启动泵。2、用离心泵将20的清水从水池送至敞口高位槽。在一定转速下,测得一组数据:流量Q,压头H,泵吸入真空度p1,泵出口压力p2,轴功率N。现分析改变如下某一条件,试判断上面五个参数将如何变化: (1)将泵的出口阀开度加大;(2)改送密度1200kg/m3的水溶液(其它性质与水相近); 答:(1)泵出口阀开度加大,Q加大,H降低,N增加,(p2 -p1)减少;(2)液体密度加大,Q、H不变,N增加,(p2 -p1)增大;3、一定转速下,用离心泵向密闭高位槽(表压50kPa)输送水溶液(1180kg/m3),出口阀门全开时,管路特性方程式为 He=A+BQe2当分别改变如下操作参数时,管路特性方程式中的哪个参数将发生变化:(1)关小泵出口阀; (2)改送清水(密闭高位槽压力仍为50kPa); (3)将密闭高位槽改为常压。 答:假设改变条件前后流动均在阻力
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