轴功率 N = HQρ/102η = 13.05 Kw
9． 用一往复泵将密度为1200kg/m3的液体从A池输送到B槽中，A池和B槽液面上方均 为大气压。往复泵的流量为5m3/h。输送开始时，B槽和A池的液面高度差为10m。输送过程中，A池液面不断下降，B槽液面不断上升。输送管径为30mm，长为15m（包括局部阻力当量长度）。A池截面积为12m2，B槽截面积为4.15m2。液体在管中流动时摩擦系数为0.04。试求把25m3液体从A池输送到B槽所需的能量。 解：列出此往复泵输送的管路特性方程 Ηe= K + BQe 而 K = △P/ρg + △u/2g + Z ∵A，B槽上方均大气压 ∴△P/ρg = 0 ，△u/2g = 0 在输送开始时 ，h0= 10 m
输送完毕后 A池液面下降：25/12 = 2.01m B池液面上升： 25/4.15 = 6.1 m ∴h = 10 + 2.01 + 6.1 = 18.11m
B =λ?(ι+ Σι
e
222
)/d · 1/2g(3600A)
2
=0.4× 15/0.03 × 1/[(3600×π/4×0.03)×2×9.81] =0.157
输送开始时管路的特性方程 Ηe= 10 + 0.157Qe 输送完毕时管路的特性方程 Ηe= 18.4 + 0.157Qe
取平均压头Η平均=(Ηe+Ηe)/2 = （10 + 0.157Qe + 8.4 + 0.157Qe ）/2 ，Qe=5 m/s = 18 m
输送所需要的时间 η= V/Q = 25/5 = 5h =18000
输送有效功率 Ne = HQρg = 18×5/3600 ×1200×9.81 = 294.3 所需要的能量 W = Neη= 5.3×10 J = 5300KJ
10. 已知空气的最大输送量为14500kg/h，在最大风量下输送系统所需的风压为1600Pa（以风机进口状态级计）。由于工艺条件的呀求。风机进口与温度为40℃，真空度为196Pa的设备相连。试选合适的离心通风机。当地大气压为93.3kPa。
6
'
2
2
3
'
22
22
解：输送洁净空气应选用4-72-11型通风机
40℃，真空度为196Pa时空气的密度 ρ= MP/RT = 1.04Kg/m 将输送系统的风压HT按HT = HTρ/ρ HT = 1600×1.2/1.04 = 1850.72 m
输送的体积流量 Q = Qm/ρ= 14500/1.04 = 13942.31 m/h 根据输送量和风压选择 4-72-11 No 6c型可以满足要求 其特性参数为 转速(r/min) 2000
11.15℃的空气直接由大气进入风机在通过内径为800mm的水平管道送到炉底，炉底表压为10kPa。空气输送量为20000m/h（进口状态计），管长为100m（包括局部阻力当量长度），管壁绝对粗糙度可取为0.3mm。现库存一台离心通风机，其性能如下所示。核算此风机是否合用？当地大气压为101.33kPa。
转速，r/min 风压，Pa 1450 解：输送系统的风压
HT= （Z2–Z1）ρg + P2– P1 + （u2-u1）/2 + ρΣhf ∵水平管道输送 ，∴Z2–Z1= 0 ，（u2-u1）/2 = 0
空气的流动速度u = Q/A = 20000/（π/4 ·0.8×3600） = 11.06m/s
查本书附图可得 15℃空气的粘度μ= 1.79×10Pa·s ，密度ρ= 1.226 Kg/m Re = duρ/μ= 0.8×1.226×11.06/1.79×10 = 6059.1
ε/d = 0.3/800 = 0.000375
根据Re-ε/d图可以得到其相对粗糙度λ=0.0365 ∴Σhf =λ?(ι+ Σι
e
-3
-3
3
2
2
2
'
2
2
3
'
'
'
'
3
风压(Pa) 1941.8 风量(m/h) 14100 3 效率(％) 91 功率（Kw） 10.0 风量，m3/h 21800 12650 )/d ? u/2
2
2
=0.0365×100/0.8 ×11.06/2 =279.1
输送系统风压HT= P2– P1 + ρΣhf = 10.8×10 + 1.226×279.1 = 11142.12Pa < 12650Pa 且 Q = 20000〈 21800 ∴此风机合用
12. 某单级双缸双动空气压缩机，活塞直径为300mm，冲程为200mm，每分钟往复480次。压缩机的吸气压强为9.807×10Pa，排气压强为34.32×10Pa。试计算该压缩机的排气量和轴功率。假设汽缸的余隙系数为8%，排气系数为容积系数的85%，绝热总效率为0.7。空气的绝热指数为1.4。
解：双缸双动压缩机吸气量Vmin =（4A-a）snr 活杆面积与活塞面积相比可以略去不计
∴吸收量Vmin =4Asnr = 4 ×π/4 ×0.3×0.2×480 = 27.13 m/min
压缩机容积系数λ0= 1-ε[(P2/P1)-1] = 1- 0.08[（34.32/9.80） =0.8843 λd=0.85λ0 = 0.7516 ∴排气量Vmin=λd?Vmin= 20.39m/min
实际压缩功率 Na= P1 Vmin·к/（к-1）[(P2/P1) = 50.19 Kw
该压缩机的轴功率 N = Na/ηa =50.19/0.7 = 71.7Kw
13. 用三级压缩把20℃的空气从98.07×103kPa压缩到62.8×10Pa。设中间冷却器能把送到最后一级的空气冷却到20℃，各级压缩比相同。试求：
（1）.在各级的活塞冲程及往复次数相同情况下，各级汽缸直径比。（2）三级压缩消耗的理论功（按绝热过程考虑。空气绝热指数为1.4，并以1kg计）。
分析：多级压缩机的工作原理：每一级排出口处的压强多时上一级的四倍，因此每一级空气的流量为上一次的0.25倍
解：⑴各级的活塞冲程及往复次数相同
5
κ/(κ-1)
'
3
1/1.4
1/r
3
'
2
4
4
3
'
-1]
–1]
压缩机总的压缩 比 χ= （P2/P1） = 4
V1 ：V2 ：V3 = A1 ：A2 ：A3 = 16 ：4 ：1
1/3
⑵20℃时1Kg空气的体积V1 = mRT/MP = 1×8.315×293/(29×98.07) =0.8566 m 根据W = P1V1 ·iκ/（κ-1）·[(P2/P1)
3
(к-1)/iк
-1]
0.4/1.4
=98.07×10×0.8566×3×1.4/0.4 ×（4 =428.7 KJ
-1）
第三章
机械分离和固体流态化
1.试样500g，作为筛分分析，所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第一，二列， 筛析后称取各号筛面的颗粒截留量于本题附表中第三列，试求颗粒群的平均直径。