化工原理第二章习题答案_20060426_Q.pdf

2-1某离心泵以C150水进行泵性能实验，体积流量为13h540m，泵出口压力表读数为kPa350，泵入口真空表读数为30kPa。若压力表和真空表测压截面间的垂直距离为350mm，吸入管和压出管内径分别为350mm及310mm，试求泵的扬程。（答：39.2m）解：1313sm15.0hm540=Vq，()1222sm99.131.015.04=AquV，()1211sm56.135.015.04=AquV，guugPgPhguuHHhH2221222102122210+=+=m2.398.9256.199.18.9100010308.910001035035.02233=+=。2-2在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一个高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m，管内径为75mm，换热器的压头损失为gu2322，在上述条件下摩擦系数可取为03.0，离心泵在转速1minr2900=n时的VqH特性曲线数据如下表所示。13sm/Vq00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008m/H2625.524.5232118.515.5128.5试 求：（1）管路 特性 曲线；（2）泵的 工作 点及 其相 应流 量及 压头。（答：13s0.0045m20m,H=Vq）解：设管路特性曲线为2VBqAH+=，2228.9108.9232075.040003.010232uugudlZH+=+=+=，()2075.04=VVqAqu代入上式得：()254221003.510075.0168.910VVqqH+=+=，计算列表如下：13sm/Vq00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008m/H1010.51214.51822.628.134.642.2作泵的特性曲线和管路特性曲线图得：由图可以看出，泵的工作点为两条特性曲线的交点。工作点：m20=H，13sm0045.0=Vq。2-3某离心泵的额定流量为13h16.8m，扬程为18m。试问此泵是否能将密度为3m1060kg、流量为13h15m的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为30kPa的设备中，敞口贮槽与高位设备的液位的垂直距离为8.5m。已知管路的管径为mm75.3mm5.75，管长为124m（包括直管长度与所有管件的当量长度），摩擦系数为0.03=。（答：此泵合用）解：()12sm15.13600200375.00755.0154=AquV18mm1.158.9215.1068.012403.08.9106010305.82232=+=+=gudlgPZH离心泵的送液能力和扬程都大于管路系统所要求的，故此泵合用。2-4由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面比贮水池面高出m45，管道流量达到13sm085.0,试选择管直径为多少？假定所选管道的磨檫系数0.02=。经长期使用，输水管内壁锈蚀，其磨檫阻力系数增大至0.03=。问此时水的流量减至若干？（答：m235.0=d，13sm069.0=vq）解：22211.0085.044dddqAquVV=，因为水在管内的流速一般取1sm31，我们取1sm2=u，此时：m235.0211.0=d，选用mm19273的热轧无缝钢管。在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得：fhuPgZuPgZ+=[phone]式中：m451=Z，21PP=，21uu=，02=Z，gudlhf222=gudl2452=，又24dqAquVV=222211VVqq=，131212sm069.0085.003.002.0=VVqq2-4由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面地面高出 45m，管道总长 4000m（包括直管长度和局部阻力当量长度），要求流量达到13sm085.0。若使用新铸铁管，其摩擦阻力系数0.02=，则铸铁内径需多大？经长期使用，铸铁管内壁腐蚀，其摩擦阻力系数增大至0.03=，问此时水流量减至若干？解：在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得：gudlgugpZgugpZ222222222111+=+因为021=pp（表压），0,021=uu所以gud2400002.0452=（1）因为085.042=udV所以21082.0du=代入式(1)得00106.05=d所以md254.0=:当0.03=时,代入式(1)得gu20254400003.0452=1367.1=smu 1320692.0367.10254785.0=smV2-5 某工艺装置的部分流程如下图所示。已知各段管路均为3.5mm57mm的无缝钢管，AB 段和 BD 段的总长度（包括直管与局部阻力当量长度）均为00m2，BC 段总长度为20m1。管中流体密度为3mkg800,管内流动状况均处于阻力平方区，且0.025=，其它条件如图所示，试计算泵的流量和扬程。（答：34.0m=H，13hm8.16=vq）图 2-27 习题 2-5 附图解：以地面为基准面。在 E 和 F 之间列伯努利方程得：FEfFFFEEEhgugPZgugPZ+=+2222其中：RZZFE=，FEPP=，FEuu=，guhFFEf22=RguF=221sm00.15.423.08.922=gRuF，即在 BD 段中流体的流速1sm00.1=u，在 B 与右侧贮液器之间列伯努利方程得：rBfrrrBBBhgugPZgugPZ+=+2222在 B 与 C 之间列伯努利方程得：CBfCCCBBBhgugPZgugPZ+=+2222由得：CBfCCCrBfrrrhgugPZhgugPZ+=+2222其中：m4=rZ，Pa1001.15=rP，0=ru，m5.14=CZ，Pa1001.1760945=CP，guhDrBf205.0200025.02=，guhCrBf205.0120025.02=8.9205.0120025.08.928.98007601001.1945.148.9200.105.0200025.008.98001001.1422525+=+CCuu21.31.160.22Cu+=1sm38.11.31.160.22=Cu，由分支管路特性知：DCBududud222+=1sm38.200.138.1=+=Bu，在 B 与左侧贮液器之间列伯努利方程得：HgugPZhgugPZllllBfBBB+=+2222其中：m4=lZ，Pa1001.15=lP，0=lu，guhBlBf205.0200025.02=，m0.2222=+gugPZBBBm0.3408.98001001.148.9238.205.0200025.00.2252=+=H泵的流量()1322hm8.16360038.205.044=BVudAuq