石油化学工程原理课后习题答案 下载本文

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?NeN?1.14431.77?64.65%

m3的水溶液,水溶液的其它性

2-2 原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg质可视为与水相同。若管路状况不变,泵前后两个敞口容器的液面间的高度不变。试问: ⑴泵的压头有无变化;

⑵泵的出口压力表读数有无变化; ⑶泵的轴功率有无变化。

解:由于管路状况不变,泵前后敞口容器的液面差不变,而只是密度变化。 ⑴在两敞口容器液面间列柏努利方程:

22p1u1p2u2 Z1???He?Z2????Hf1?2

?g2g?g2g

p1?p2?0(表压),u1?u2?0

因此泵的压头不变。

He??Z??Hf ⑵在泵的出口压力表与出口容器液面间列柏努利方程: 22p3u3p2u2 Z3???He?Z2????Hf3?2

?g2g?g2g

p2?0(表压),u2?0

2?u3?? p2??g? ??2g??Z??hf3?2?

?? 因此泵的出口压力表读数发生变化,其变化为:

p2' ? 1400???1.4 p2?1000 ⑶轴功率:

N?HQ?g/?

因此泵的轴功率发生变化,其变化为:

2-3 某台离心泵在转速为损坏,用一转速为

N' ? 1400???1.4 N?10002950rmin时,输水量为18m3h,压头为

20mH2O。现因马达

2900rmin的电动机代用,问此时泵的流量、压头和轴功率将为多少?

(泵的效率取60%)

解:转速变化后,其他参数也相应变化。

?n' ??2900?3Q '???Q????18?17.695 mh

?n??2950?22?n' ??2900? H' ???H????20?19.328 mH2O

?n??2950?

2-4 在海拔1000m的高原上,使用一离心清水泵吸水,已知该泵吸入管路中的全部压头损失与速度头之和为6m水柱。今拟将该泵安装于水源水面之上3m处,问此泵能否正常操作?该处夏季水温为20℃,泵的允许吸上真空度为6.5m。 解:海拔1000m处的大气压

Ne' ?H' Q' ?g/??17.695?19.328?1000?9.81/0.6?1.55kW

3600Ha '?9.16mH2O

Hs '?Hs??10.33?Ha '??6.5??10.33?9.16??5.33m

2u1 Hg?Hs' ???hf?5.33?6??0.67m

2g

Zs?Hg?0.5??1.17m?3m

因此该泵不能正常操作。

2-5 用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷。贮罐内异丁烷液面恒定,其上方的压力为

6.65kgfcm2(绝压)。泵位于贮罐液面以下

异丁烷在输送条件下的密度为

1.5m处,吸入管路的全部压头损失为1.6m。

530kgm3,饱和蒸汽压为6.5kgfcm2。在泵的性能表上

查得,在输送流量下泵的允许气蚀余量为3.5m。试确定该泵能否正常操作。 解:该泵的允许安装高度为:

po?pv?6.65?6.5??9.807?104 Hg???h??hf??3.5?1.6??2.27m

?g530?9.81 实际安装高度:

Zs?Hg?0.5??2.27?0.5??2.77??1.5m

因此该泵不能正常工作。

2-6 在某一车间,要求用离心泵将冷却水由凉水塔下的水池经换热器返回凉水塔,入凉水

塔的管口比水池液面高10m,管口通大气,管路总长(包括当量长度)为400m,管子直径u2均为?76?3mm,换热器的压头损失为32,在上述条件下摩擦系数取0.03,离心泵

2g的特性参数如下表所示。试求: ⑴管路特性曲线;

⑵泵的工作点及其相应流量和压头。

Q,m3S H,m 0 26 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5 解:⑴在水池与凉水塔管口间列柏努利方程:

22p1u1p2u2 Z1???He?Z2????Hf?g2g?g2g

式中:

p1?p2?0(表压),u1?u2?0,Z2?Z1?10m

2?u2u2?400?1?4Q??32??0.03??32???Hf??2? d2g2g?0.070?2g???0.07? =7.001?105Q2 m3S?5.402?10-2Q2 m3h 代入式中得:

????He??Z2?Z1???Hf?10?7.001?105Q2

此即为管路特性曲线。

⑵在坐标中描绘出管路特性曲线和泵特性曲线,两曲线的交点即为泵的工作点。从图中可求出泵的工作点为3Q?0.00 m4S,H?21m。

2-7 有下列输送任务,试分别提出合适类型的泵:

⑴往空气压缩机的气缸中注油润滑; ⑵输送番茄汁至装罐机;

⑶输送带有粒状结晶的饱和盐溶液至过滤机; ⑷将水送到冷却塔(塔高30m,水流量为

5000m3h);

⑸将洗衣粉浆液送到喷雾干燥器的喷头中(喷头内压力为100atm,流量为 ⑹配合pH控制器,将碱液按控制的流量加进参与化学反应的物流中。

5m3h);

解:⑴齿轮泵、柱塞泵; ⑵齿轮泵;

⑶开式叶轮的耐腐蚀泵; ⑷双吸离心水泵; ⑸螺杆泵; ⑹计量泵。

2-8 从水池向高位槽供水,要求供水量为

3?104kgh,高位槽内压力为0.5kgfcm2(表

压),槽内水面与水池中的水面间的垂直距离为16m,吸入管和排出管中的压头损失分别为1m和2m。管路中的动压头可忽略不计。水温为25℃,当地大气压力为750mmHg。试选择合适的离心泵,并确定其安装高度。 解:在水池与高位槽间列柏努利方程:

22p1u1p2u2 Z1???He?Z2????Hf?g2g?g2g

式中:u1

?u2?0,Z1?0,Z2?16m,p1?0(表压)

,?Hf?1?2?3m p2?0.3kgfcm2?2.9421?104Pa(表压)2.9421?104?3?22.01m 代入式中:He?16?997?9.8073?104 Q???30.09m3h?8.358?10?3m3s

?997W 查附录表20(P418),可选用2B31型水泵。 从表中知该型水泵的允许吸上真空度

Hs?5.7m

则在750mmHg,25℃下的允许吸上真空度为:

Hs '?Hs??10.33?Ha' ???Hv '?0.24?

?7503.17?103??? ?5.7??10.33??10.33????0.24??5.48m??760???997?9.81? 则离心泵的允许安装高度为:

2u2 Hg?Hs???Hf吸入?5.48?0?1?4.48m

2g