第二章模拟题及答案.docx

化工原理练习题 五.计算题 密度为〔刁川：...：厶匚1的盐水，以25m3.h-1的流量流过内径为 75mm的无缝钢管。两液面间 的垂直距离为25m，钢管总长为120m,管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的 25%。试求 泵的轴功率。 假设：（1 ）摩擦系数 匸0.03; （2）泵的效率n= 0.6 1.答案 1.答案 ***** Z1 + u 2/2 g+ P1/ 禺+ He= Z2 +u 2/2 g+ P2/ p g+ UH Z = 0, = 25m, u -0,u , P = ??? =Z = 25 + FH =(入 X /d Ml /2 g) X1.25 u=V /A = 25/ ( 3600 M.785 ( 0.07 5) ) = 门 =( (2 刈.81) X1.25 =7.567m盐水柱 [[ =25+ 7.567= 32.567m N =Q 丨丨 p.;102= 25 $2.567 120 0/ (3600 102) =2.66kw N 轴=N .■■] = 2.66/0.6 = 4.43kw （16 分） 如图的输水系统。已知管内径为d=50mm,在阀门全开时输送系统的 工（l+le ） =50m摩擦 系数可取 入=0.03泵的性能曲线，在流量为 6 m3.h-1至15 m3.h-1范围内可用下式描述 ： H=18.92-0.82Q2 .，此处H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3.h-1,问： （1）如要求流量为10 m3.h-1，单位质量的水所需外加功为多少 ？单位重量的水所需外加 功为多少？此泵能否完成任务？ （2）如要求输送量减至 8 m3.h-1 （通过关小阀门来达到），泵的轴 功率减少百分之多少？（设泵的效率变化忽略不计） ^答***** ⑴ 11=10/(3600x0.785x0,05 1.415[in.s_1] 工 hf =入[工(l+le )2d2U =0.03 Q0/0.05)(1.4152/2)=30.03 P；i./p+W-Pa,/p+Z g-lhf 1 _ 2 W=Z 2g+ 工 hf 1_ H 需要=W/g=128.13/9.81=13.06[m] 而 H 泵=18.92-0.82 H泵H需 故泵可用 ⑵N=H泵Q泵p g/ n p g/ n常数 ??? N *H 泵Q 泵 N 前 * 13.746 10 H 泵后=18.92-0.82(8)0.8 =14.59 N 后* 14.59 8 N 后/N 前=14.59 (13.746 10)=0.849 （N 前-N 后）/N 前=1-0.849 ~ 15.1% 如图3B57离心泵将20C的水由敞口水池送到一压力为 2.5at的塔内，管径为$ 108 X 4mm 管路全长100m（包括局部阻力的当量长度， 管的进、出口当量长度也包括在内）。已知： 水 的流量为 ，水的粘度为1厘泊，密度为lOOOkg-in ，管路摩擦系数可取为 0.024 , 试计算并回答： （1）水在管内流动时的流动形态； ⑵管路所需要的压头和功率； ^答***** 已知：d=108-2 X=100mm=0.1m A-(7i4)d -3.14^(l/4)^0.1 -0:785^10 m [+11 =W0m Q-56,5m Ji .? u-C u=lcp=10 PaS p-1000kg.ni /-0.024 ⑴R于 .水在管内流动呈湍流 ⑵ 以1-1面为水平基准面，在1-1与2-2面间列柏努利方程: L 十山 /2g)+(p /pg)+lle -Z 十山 /2g)-(p /j)g)+lhf ?/ 表压)Z =18ni ii =0 p /pg-2,5x9.81xl0 /(1000x9.81)-2Sm 工 hf =入[(1+ le )/d]对 =0,024x(100/0.[2 /(2x9.81)4.9m ??? He=18+25+4.9=47.9m Ne=HQp g=47.9 X 1000 X 9.81 X 56.5/3600=7.4kw 如图所示，用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的 水面高度保持为10m，输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面 0.8m处，孔 径为20mm，孔流系数为0.61。管路为$ 57X 3.5mm的钢管，直管长度和局部阻力当量长度 之和（包括孔板局部阻力当量长度 ）为250m，其中贮水池至孔板前测压点 A的直管长度和局 部阻力当量长度之和为 50m。水的密度为 ■ ■■-，水的粘度为1cp,摩擦系数近似为 入=0.3164/Re U形管中指示液均为水银，其密度为 W叽二。当水的流量为 殊.|］丁上 时，试确定： （1）水通过泵所获得的外加能量为多少 ？ ⑵在孔板前测压点A处安装的U形管压力计中指示液读数L 为多