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化工原理练习题
五.计算题
1.密度为1200kg.m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λ=0.03;(2)泵的效率η=0.6
1.答案*****
Z1+u2/2g+P1/ρg+He=Z2+u2/2g+P2/ρg+∑Hf
Z=0,Z=25m,u≈0,u≈0,P=P
∴H=Z+∑H=25+∑H
∑H=(λ×l/d×u/2g)×1.25
u=V/A=25/(3600×0.785×(0.075))
=1.573m.s
∑H=(0.03×120/0.075×1.573/(2×9.81)×1.25
=7.567m盐水柱
H=25+7.567=32.567m
N=QHρ/102=25×32.567×1200/(3600×102)
=2.66kw
N轴=N/η=2.66/0.6=4.43kw
2.(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Σ(l+le)=50m,
摩擦系数可取λ=0.03,泵的性能曲线,在流量为6m3.h-1至15m3.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10m3.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8m3.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)
答案*****
⑴u=10/(3600×0.785×0.05)=1.415[m.s-1]
Σhf=λ[Σ(l+le)/d](u2/2)
=0.03×(50/0.05)(1.415/2)=30.03
2
Pa/ρ+W=Pa/ρ+Zg+Σhf1-2
W=Zg+Σhf1-2=10×9.81+30.03=128.13[J.kg]
2
H需要=W/g=128.13/9.81=13.06[m]
而H=18.92-0.82(10)=13.746[m]
泵
H泵H需故泵可用
⑵N=H泵Q泵ρg/ηρg/η=常数
∴N∝H泵Q泵N前∝13.746×10
H=18.92-0.82(8)0.8=14.59
泵后
N∝14.59×8
后
N/N=14.59×8/(13.746×10)=0.849
后前
(N-N)/N=1-0.849≈15.1%
前后前
3.如图3B57离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为
φ108×4mm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56.5m.h,水的粘度为1厘泊,密度为1000kg.m,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;(2)管路所需要的压头和功率;
答案*****
已知:d=108-2×4=100mm=0.1m
A=(π/4)d=3.14×(1/4)×0.1=0.785×10m
l+Σl=100mQ=56.
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