化工原理1-7章习题答案(新课本) 下载本文

(4)泵出口处压力有无变化? 解:?变化时,泵特性曲线不变。 管路特性曲线 He??z??p?BQ2??z?BQ2 不变 ?g(1) 输送量不变; (2)压头不变; (3) 轴功率: N?Ne??QH?g? 增加

(4)在贮槽液面1-1′和泵出口2-2′间列柏努力方程:

P1P1212?u1?Z1?He?2?u2?Z2??hf ?g2g?g2g 简化:P2??g?He????12u2?Z2??hf? 2g??工作点Q,He不变,?u即P2随?的增加而增加。

?hf不变

42.用离心泵将水从敞口贮槽送至密闭高位槽。高位槽中的气相表压为98.1kPa,两槽液位相差10m,且维持恒定。已知该泵的特性方程为H?40?7.2?10Q(单位:H—m,Q—m3/s),当管路中阀门全开时,输水量为0.01 m3/s,且流动已进入阻力平方区。试求:

(1)管路特性方程;

(2)若阀门开度及管路其他条件等均不变,而改为输送密度为1200 kg/m3的碱液,求碱液的输送量。

解:(1)设输送水时管路特性方程为

2 He?A?BQ

42?p98.1?103?10??20 其中,A??z??g1000?9.81当输水量为0.01 m3/s时,由泵特性方程与管路特性方程联立: 40?7.2?10?0.01?20?B?0.01

29

422得 B?1.28?10

52即此时管路特性方程为 He?20?1.28?10Q

5(2)当改送密度为1200 kg/m3的碱液时,泵特性方程不变,此时管路特性方程

?p98.1?103 A??z?'?10??18.3

1200?9.81?g'流动进入阻力平方区,且阀门开度不变,则B不变。因此管路特性方程变为

He?18.3?1.28?105Q2

将该方程与泵特性方程联立,

40?7.2?104Q2?18.3?1.28?105Q2

可得碱液输送量 Q'?0.0104m3/s

43.用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为H?40?0.01Q,管路特性方程为

2He?25?0.03Q2,两式中Q的单位均为m3/h,H的单位为m。试求:

(1)泵的输送量;

(2)若有两台相同的泵串联操作,则泵的输送量为多少?若并联操作,输送量又为多少? 解:(1)

H?40?0.01Q2 He?25?0.03Q2

22 联立:40?0.01Q?25?0.03Q 解得:Q?19.36mh

(2) 两泵串联后:

泵的特性:H?2(40?0.01Q) 与管路特性联立:

25?0.03Q?2?(40?0.01Q)

解得:Q?33.17mh

(3) 两泵并联后:

30

32223 泵的特性:H?40?0.01( 与管路特性联立:

Q2) 2Q2) 2 25?0.03Q?40?0.01(解得:Q?21.48m3/h

244.用型号为IS65-50-125的离心泵将敞口贮槽中80℃的水送出,吸入管路的压头损失为4m,当地大气压为98kPa。试确定此泵的安装高度。

解:查附录:800C水,Pv?0.4736?105Pa,??971.8kg/m3 在附录中查得IS65-50-125泵的必需气蚀余量 (NPSH)r=2.0m 泵允许安装高度: Hg允?P0?Pv?(NPSH)r??hf吸入 ?g98?103?0.4736?105?2.0?4 =

971.8?9.81 =?0.69m

为安全起见,再降低0.5m,即Hg??0.69?0.5??1.2m 即泵需要安装在水槽液面以下1.2m或更低位置。

45.用离心泵从真空度为360mmHg的容器中输送液体,所用泵的必需汽蚀余量为3m。该液体在输送温度下的饱和蒸汽压为200mmHg,密度为900kg/m3,吸入管路的压头损失为0.5m,试确定泵的安装位置。若将容器改为敞口,该泵又应如何安装?(当地大气压为100kPa)

解:(1)当容器内真空度为360mmHg时,

Hg允?p0?pv?(NPSH)r?hf吸入?g 3602003(100?10??101325)??101325760760??3?0.5??0.63m900?9.81?故泵宜安装在液面以下(0.63+0.5)=1.13m更低的位置。 (2)当容器敞口时,

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Hg允?p0?pv?(NPSH)r?hf吸入?g200

100?103??101325760??3?0.5?4.8m900?9.81?故泵宜安装在液面以上低于(4.8-0.5)=4.3m的位置。

46.如附图所示,用离心泵将某减压精馏塔塔底的釜液送至贮槽,泵位于贮槽液面以下2m处。已知塔内液面上方的真空度为500mmHg,且液体处于沸腾状态。吸入管路全部压头损失为0.8m,釜液的密度为890kg/m3,所用泵的必需汽蚀余量为2.0m,问此泵能否正常操作?

解:因塔内液体处于沸腾状态,则液面上方的压力即为溶液的饱和蒸汽压,即p0?pV

该泵的允许安装高度:

Hg允?题46 附图

p0?pV?(NPSH)r??hf吸入 ?g ??2.0?0.8??2.8m

而实际安装高度Hg实=?2.0m?Hg允,说明此泵安装不当,泵不能正常操作,会发生气蚀

现象。

47.用内径为120mm的钢管将河水送至一蓄水池中,要求输送量为60~100m3/h。水由池底部进入,池中水面高出河面25m。管路的总长度为80m,其中吸入管路为24m(均包括所有局部阻力的当量长度),设摩擦系数?为0.028。,试选用一台合适的泵,并计算安装高度。设水温为20℃,大气压力为101.3kPa。

解:以大流量Q=100m3/h计。

在河水与蓄水池面间列柏努力方程,并简化:

l??leu2 He??Z??hf??Z??

d2g u?Q0.785d2?3600?2.46m s0.785?0.122100 32