化工原理1-7章习题答案(新课本) 下载本文

u?Vs0.785d12??1.415m s0.785?0.0827.11?10?3Re?d1u???0.08?1.415?10505?2.38?10

0.5?10?34而 Rec?7?10 Re?Rec

?

假设正确,以上计算有效。

36.用离心泵将20℃水从水池送至敞口高位槽中,流程如附图所示,两槽液面差为12m。输送管为φ57×3.5mm的钢管,吸入管路总长为20m,压出管路总长为155m(均包括所有局部

1.5m 题36 附图 12 阻力的当量长度)。用孔板流量计测量水流量,孔径为20mm,流量系数为0.61,U形压差计的读数为600mmHg。摩擦系数可取为0.02。试求:

(1)水流量,m3/h;

(2)每kg水经过泵所获得的机械能; (3)泵入口处真空表的读数。

解:(1)Vs?C0A02Rg(?0??)?2

?0.61?0.785?0.0232?0.6?9.81?(13600?1000)

10003 ?2.33?10?3ms?8.39mh

(2)以水池液面为1?1?面,高位槽液面为2?2?面,在1?1?~2?2?面间列柏努利方程:

p1p112?u12?z1g?We?2?u2?z2g??Wf ?2?2 简化: We??zg??Wf

l??leu2 而 ?Wf??

d2 25

其中:u? ?Vs0.785d2??1.19m s0.785?0.0522.33?10?3?1751.192Wf?0.02???49.56J kg0.052 ?We?12?9.81?49.56?167.28Jkg

(3)在水池液面1?1?面与泵入口真空表处3?3面间列柏努利方程:

'p1p112?u12?z1g?3?u3?z3g??Wf1?3 ?2?2p312?u3?Z3g??Wf1?3 ?2??(l?简化为 0?其中

?Wf1?3?lde)吸入u32201.192=0.02??=5.66J/kg 20.052p3121.192??(u3?Z3g??Wf1?3)??(?1.5?9.81?5.66)??21.1 ?22p3??21.1???21.1?103Pa??21.1kPa

即泵入口处真空表的读数为21.1kPa。

37.水在某管路中流动。管线上装有一只孔板流量计,其流量系数为0.61,U形压差计读数为200mm。若用一只喉径相同的文丘里流量计替代孔板流量计,其流量系数为0.98,且U形压差计中的指示液相同。问此时文丘里流量计的U形压差计读数为若干?

解:由流量公式:

VS?C0A02R1g(?0??)? VS?CVA02R2g(?0??)?

流量相同时,

CR20.612?(0)2?()?0.387 R1CV0.98故文丘里流量计的读数

R2?0.387R1?0.387?200?77.4mm

38.某气体转子流量计的量程范围为4~60m3/h。现用来测量压力为60kPa(表压)、温度为50℃

26

的氨气,转子流量计的读数应如何校正?此时流量量程的范围又为多少?(设流量系数CR为常数,当地大气压为101.3 kPa)

解:操作条件下氨气的密度:

pM(101.3?60)?103?0.017??1.022kg/m3 ?2?RT8.31?(273?50)?VS2?VS1?11.2??1.084 ?21.022即同一刻度下,氨气的流量应是空气流量的1.084倍。

此时转子流量计的流量范围为4×1.084~60×1.084m3/h,即4.34~65.0 m3/h。

39.在一定转速下测定某离心泵的性能,吸入管与压出管的内径分别为70mm和50mm。当流量为30 m3/h时,泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa和215kPa,两测压口间的垂直距离为0.4m,轴功率为3.45kW。试计算泵的压头与效率。 30Vs3600?2.166m 解: u1??s?20.785?0.072d14

u2?3600?4.246m

s0.785?0.05230 在泵进出口处列柏努力方程,忽略能量损失;

p1p1212?u1?Z1?He?2?u2?Z2 ?g2g?g2gp2?p112?(u2?u12)??Z ?g2g He?(215?40)?1031?(4.2462?2.1162)?0.4 ?32?9.8110?9.81=27.07m

Ne?QH?g?30?103?9.81?27.07?2.213kW 3600???

Ne2.213?100%??100%?64.1% N3.45 27

40.在一化工生产车间,要求用离心泵将冷却水从贮水池经换热器送到一敞口高位槽中。已知高位槽中液面比贮水池中液面高出10m,管路总长为400m(包括所有局部阻力的当量长度)。管内

u2径为75mm,换热器的压头损失为32,摩擦系数可取为0.03。此离心泵在转速为2900rpm时的

2g性能如下表所示: Q/(m3/s) H/m

0 26

0.001 25.5

0.002 24.5

0.003 23

0.004 21

0.005 18.5

0.006 15.5

0.007 12

0.008 8.5

试求:(1)管路特性方程;

(2)泵工作点的流量与压头。

解:(1)管路特性曲线方程: He??P1??Z??u2??hf??Z??hf ?g2gl??leu2l??leu2 ??Z?? ??hf ??Z?(??32)d2gd2g He?10?(0.03?4001Q2 ?32)?()20.0752?9.810.785?0.07552H(m)363432302826242220181614 ?10?5.019?10Q

(2)在坐标纸中绘出泵的特性曲线及管路特性曲线的工作点:

Q?0.0045m3泵特性曲线 管路特性曲线sH?20.17m

121080.0000.0020.0040.0060.008

41.用离心泵将水从贮槽输送至高位槽中,两槽

Q(m/s)3均为敞口,且液面恒定。现改为输送密度为1200 kg/m3的某水溶液,其他物性与水相近。若管路状况不变,试说明:

(1)输送量有无变化? (2)压头有无变化? (3)泵的轴功率有无变化?

28