第二章习题及答案 .pdfVIP

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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]

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

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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