化工原理课后答案(中国石化出版社)第2章流体输送机械

第二章流体输送机械PAGEPAGE6第页第二章流体输送机械2-l在用常温水(其密度为1000kg/m3)测定离心泵性能的实验中，当水的流量为26m3/h时，泵出口压力表读数为1.52×105Pa，泵入口处真空表读数为185mmHg，轴功率为2.45KW，转速为2900r/min。真空表与压力表两测压口间的垂直距离为400mm，泵的进、以口管径相等，两测压口间管路的流动阻力可以忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。解：在两测压口间列柏努利方程：其中：z1=0，p1=-185mmHg=-2.466×104Pa，u1=u2,z2=0.4m，p2=1.52×105Pa，则效率为：该效率下的性能参数：，，，2-2某台离心泵在转速为2950r/min时，输水量为18m3/h，压头为20mH20。现因电动机损坏，用一转速为2900r/min的电动机代用，问此时泵的流量、压头和轴功率各为多少(泵功效率取60％)？解：转速变化后，其他参数也相应变化。2-3己知80Y-60型离心泵输送常温水时的额定流量Q＝50m3/h，额定压头H＝60mH20，转速n＝2950r/min，效率V＝64％。试求用该泵输送密度为700kg/m3、粘度为1mm2/S的汽油和输送密度为820kg/m3、粘度为35mm2/S的柴油时的性能参数。解：设常温下水的密度为：，粘度为：输送汽油时：汽油的运动粘度，则粘度的影响可忽略。，汽油柱，输送柴油时：柴油的运动粘度，查图可得：，，则：柴油柱2-4在海拔1000m的高原上，使用一离心泵吸水，该泵的允许吸上真空高度30+0.02Q2，输油时的管路特性曲线方程为H＝30+0.042Q2。(式中Q的单位为l/s、H的单位为m)。(1)试分别确定单泵输水和输油时的工作流量和压头。“(2)若要求输油时的工作流量不低于输水时的工作流量，试分析从泵或管路安装上可能采取哪些蜡施？、哪些措施可能性较大?解：=1\*GB2⑴由图中可得：输送水时：Q=30l/s，H=47m；输送油时：Q=21l/s，H=48m=2\*GB2⑵如要使输油时的工作流量增大，在泵上可能采取的措施为提高泵的转速或增加叶轮直径；在管路上可能采取的措施为增加阀门开度或扩大管径，较好的措施为开大阀门或增加叶轮直径。2-8拟用离心泵将某生产车间的热水(平均温度为65℃)从热水池以40m3/h的流量输送到凉水塔顶，从喷头喷出而落人凉水池中，以达到冷却目的。已知水在进入喷头之前需要维持4.9×104Pa的表压力，喷头入口位置比热水池水而高6m，吸入管路和排出管路中的压头损失分别为1m和3m。管路中的动压头可以忽略不计。试选用合适的离心泵，并确定泵的安装高度。当地大气压按l01.3kPa计。解：查得：65℃时水的密度，饱和蒸气压为：取水池液面为1－1，喷头处为2－2，列柏努利方程：其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=6m，p2=4.9×104Pa，u2=0代入伯努利方程得：由附表选泵为：3B19，性能参数如下：H=18.8m，Q=45m3/h，N=2.88kW，η=80%，Hs=5.5m对Hs进行校核：则泵的安装高度为：实际安装高度为：1.139m～1.639m2-9某常压贮罐内盛有石油产品，其密度为760kg/m3，粘度小于20mm2/S，在贮存条件下油品的饱和蒸气压力为600mmHg。现将该油品以1.14×l04kg/h的流量送到表压力为l.47×105Pa的设备内，输送管规格均为φ57×2mm，贮罐内液面恒定，从贮罐液面到设备入口处的高度为5m，吸入管与排出管的压头损失分别为lm和4m。试选择一台合适的泵，并确定其安装高度。当地大气压为98kPa。解：从储槽液面至设备入口列柏努利方程：其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=5m，p2=1.47×105Pa，u2=0代入伯努利方程得：选泵为：65Y－60B型油泵，其性能参数如下：Q=19.8m3/h，H=38m，η=55%，N=3.75kW，Δh=2.6m安装高度计算：pv＝600mmHg＝7.99×104Pa则安装高度：实际安装高度为：-2.36m～-1.86m。2-10某单动往复泵活塞的直径为160mm，冲程为200mm，现拟用该泵将密度为930kg/m3的某种液体从敞口贮槽输送到某设备中。要求流量为25.8m3/h，设备的液体入口处比贮槽液面高19.5m，设备内压力为3.14×l05Pa(表压)，外界大气压为98kPa，管路总压头损失为10.3m。当有15％的液体漏损和泵的效率为72％时，试计算该泵的活塞每分种往复次数与轴功率(忽略速度头)。解：代入数据，得：在储槽液面至液体出口间列柏努利方程：其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=19.5m，p2=3.14×105Pa，u2=0代入数据得：2-ll有一台双动往复泵，其冲程为300mm，活塞直径为180mm，活塞杆直径为50mm；若活塞每分钟往复55次，实验测得该泵在26.5min内，使一内径为3m的圆形贮罐的水位上升2.6m，试求泵的容积效率。解：2-12双缸双作用蒸汽往复泵的活塞直径为130mm，活塞杆直径为30mm，活塞每分钟往复46次，容积效率为87.3％，试问充满9m3的贮罐需要多长时间。（设冲程为300mm）解：2-13对一离心通风机进行性能测定的实验数据中，空气温度为20℃，风机出口处的表压力为23mmmH20，入口处的真空度为15mmH20，相应的排风量为3900m3/h从，两测压截面间的垂直距离为200mm，吸入管与排出管的内径分别为300mmm和250mm，通风机转速为1450r/min，所需轴功率为0.81kw。试求所对应的全风压和风机的效率。解：体积流量为：在风机出口和入口间列柏努利方程得：（忽略进出口的阻力）其中：z1=0，p1=-15mmH2O=-147.1Pa，u1=V/A1=15.27m/sz2=0.2m，p2=23mmH2O=225.6Pa，u2=V/A2=21.99m/s查得:20℃，1atm时，空气的密度为ρ=1.205kg/m3，由平均压力校核为：ρ=1.206kg/m3代入伯努利方程得：2-14在大气压力下，欲使3×l04kg/h的空气通过一翅片换热器，自20℃加热到80℃。根据工艺上的要求，通风机应装在换热器之后。试求通风机必须的风量和全风压，并选择合适的通风机。设管路和换热器的全部流动阻力损失为120mmH2O。解：2-15往复空气压缩机将温度为15℃的空气自9.807×l04Pa压缩到4.9×l05Pa，压缩机排量为360m3/h。试求按等温压缩、绝热压缩、多变压缩(多变指数k＝1.25)过程进行时，压缩机所消耗的理论功率和压缩后空气的温度。解：（1）等温压缩过程：压缩过程：排气过程：-绝热膨胀过程：气体对活塞做功，为负值吸气过程：气体对活塞做功，为负值：总功：=压缩功率为：因等温压缩，压缩后空气温度不变，仍为15℃。（2）绝热过程：取r=1.4，℃压缩功率为：（3）多变过程：=124.4℃压缩功率为：2-16单级单动往复压缩机的气缸内径为180mm，活塞冲程为200mm。活塞往复次数为2401/min，余隙系数为5％，排气系数为容积系数的85％，现需向某设备提供表压力为4.4×105Pa的压缩空气80kg/h。空气进入压缩机的压力为9.807×104Pa，温度为20℃，空气的压缩为多变压缩过程，多变指数为1.25。此压缩机能否满足生产要求?解：查得：20℃，1atm下空气的密度为：则在操作状况下，空气的密度为：该压缩机不能满足生产要求。2-17某往复压缩机的余隙系数为0.05，如将空气从l01.3kPa和283K绝热压缩至515kPa，求其容积系数，并求此压缩机的最大压缩比。解：设绝热指数r=1.4，最大压缩比是指容积系数为0时的压缩比：解得：=712-1830℃及101.3kPa的空气要用往复压缩机压缩到14.7MPa，处理量为3.5