***答案***

22u1p2u2 z1g???We?z2g????hf1?2

?2?2p1已知数据：z1?0；p（表）?0；u1?0；We?317.7J/kg；z2?15m；p2?9.81?104N/m2(表) 12u2简化上式：We?z2g????hf1?2

?2p2 又 ?hf1?22lu22 ???9.9u2d229.81?104u222∴ 317.7?9.81?15???9.9u2?10.4u2?72.45

10002∴ u2?2.64m/s

Vh?0.785d2u?3600?0.785?0.12?2.64?3600?74.64m3/h

5. 某化工厂用泵将地面上储池中密度为1100 kg/m3的碱液送至吸收塔顶经喷咀喷出，输液管与喷咀连接处的压强为0.22at（表压）。泵的吸入管为Φ108×4mm的钢管，管内流速为0.5m/s；压出管径为φ56×3mm的钢管。储槽中碱液深度为1.2m，池底至塔顶喷咀处的垂直距离为19m，取λ=0.02，设吸入管路的阻力损失忽略不计，而压出管路直管总长为22m，各种局部阻力的当量长度之和∑Le=103m，求此泵的有效功率为多少kw？

解：定储槽液面为1-1，输液管与喷咀连接处为2-2，地面为基准面，列机械能衡算式：

22u1p2u2 z1g???We?z2g????hf1?2

?2?2p12?d进?0.1???∵ u2?u????2m/s ?d??0.5??0.05???出?2?hf1?2

2（l?le)u222?10322?????0.02??100J/kg

d20.052∴

2u2We?(z2?z1)g????hf1?2?2p2?(19?1.2)?9.81?21.58?102??100?296.2J/kg1100232

Ne?Ws?We??VsWe?0.785?0.12?0.5?1100?296.2?1.28kW

6. 欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱，压出管路全部阻力为3mH2O柱，泵的效率为0.6，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为6m，问上述安装高度是否合适？（动压头可忽略）。水的密度可取1000 kg/m3。

***答案***

如图取1－1，2－2截面，并以1－1截面为基准面，列伯努利方程得： H??Z??Hf∴ N?1?2?18?1?3?22m

QH?(30/3600)?22?1000??3kW 102?102?0.6u2[Hg]允?Hs允??Hf吸?6?1?5m?2m

2g ∵Hg 实＜Hg 允 ∴安装高度合适。

7. 现需用一台离心泵将293K的河水44m3/h送至敞口的贮水池内。已知管路特性曲线方程

He?30?14000Qe2(式中He的单位是m，Qe的单位是m3/s)。

（1）管路要求泵的升扬高度为多少？（说明原因）（2）今仓库有四种规格的离心泵（见下表），问能否从中选一台? 型号 3B-33A 40B-35A 3B-33 3B-57A Q L/s 12.5 25 12.5 13.9 H m 22.5 34.6 32.6 37.5 Hs m 5.0 5.8 5.0 6.4

（3）若吸入管路的阻力损失和动压头之和为1m，试确定所选泵的安装高度，并用图表示出来（当地大气压为10mH2O）

***答案***

（1）升扬高度ΔZ

?p∵ K??Z??30,而ΔP=0（河面、贮水池面均与大气相通）故 ΔZ=K=30m，即升扬高度为30m

?g（2）选泵

已知：Qe?44m3/h?44?1000/3600?12.2L/s

又 He?30?14000Qe2?30?14000?(44/3600)2?32.1m 查题表得，3B33型离心泵合适，其Q=12.5L/s，H=32.6m，Hs=5m （3）定安装高度H安

u2??∵ [Hg]允?Hs允?Hf吸

2g因输送的为常压下20℃的水，故Hs'=Hs=5m

2u1又∵ ?Hf0?1?1m

2g ∴ [Hg]允?5?1?4m H安=Hg－1=4－1=3m 即安装高度不超过3m

8. 用内径100mm的钢管从江中将293K的水送入蓄水池内，水由池底进入，池中水面高出江面30m，管路的长度（包括局部阻力的当量长度在内）为60m，水在管内的流速为1.5m/s。今仓库存有下列四种规格的离心泵，问可否从中选用一台？已知管路的摩擦系数λ=0.02，若当地大气压为10mH2O，吸入管路的总压头损失和动压头之和为1m，试计算此泵的安装高度。 附：仓库现有四台泵的性能 泵 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 流 量 m3/h 61.2 57.6 54 43.2 扬 程 m 4.2 38 35 32 允许吸上真空度m 6.2 6.5 5 6 解

（1）选泵

Qe??4d2u?0.785?0.12?1.5?3600?42.4m3/h

?p?u2lu2 He??Z???Hf?30???g2gd2g601.52 ?30?0.02???31.4m

0.12?9.81由Qe=42.4m3/h；He=31.4m查性能表，选IV号泵合适， 其Q=43.2m3/h； H=32m （2）求泵安装高度H安

u2[Hg]?Hs???Hf吸，H安?Hg?(0.5?1)m

2g∵ Hs'=Hs=6m(t=20℃，10mH2O送水） 已知：

u22g?Hf吸?1m

∴H安?Hg?(0.5?1)m?6?1?(0.5?1)?4.5?4m 即安装高度不高于4.5m。

9. 用一降尘室来净制含有煤粉的空气，煤粉粒子的最小直径为10mm，密度为1400 kg/m3，气体温度为25℃，在此温度下的粘度为0.018(mN.s)/m2，密度为1.2 kg/m3，含尘气体接近常压，处理量为2m3/s。气体进入降尘室内保持流速为0.2m/s。若降尘室的宽为2.5m，长为5m，试估算降尘室的总高度，层数及每层的高度？

***答案*** 解：（1）求ut 设为层流沉降，则

2d210?10-6）（1400-1.2）?9.81p(?s??)g（-3ut???4.24?10m/s

-318?18?0.018?10 验算: Rep?dput???10?10?6?4.24?10?3?1.20.018?10?3?2.83?10?3?1 假设正确，结果有效。

（2）求每层高度H

L4.24?10?3?5 H≤ut??0.106m

u0.2（3）求层数

V n?总?V单25?2.5?4.24?10-3?38层

（4）求总高H总 H总=nH=38×0.106=4m

10. 用一板框压滤机在147.1kN/m2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在1.5小时内获得4m3的滤液，若过滤介质阻力忽略，滤渣为不可压缩，并测得过滤常数K=1.6×10-5m2/s，问：（1）需要过滤面积多少m2?（2）若选用滤框尺寸：长×宽×厚=635×635×25mm，需滤框多少块？（3）过滤完毕，用清水在与过滤压力相同的情况下洗涤30分钟，洗水的消耗量为多少m3?（4）若把压力加倍，其它情况不变过滤1.5小时，可得滤液多少m3?

解：（1）求过滤面积 V2422∵ V?KA??A? ??13.6mK?1.6?10?5?1.5?360022（2）求框数

13.6/0.635×0.635×2=17块 （3）求洗水量

KA2V4?dV? ????0.33m3/h ??8V8?8?1.5?d??W ∴VW???dV?3??W?0.33?30/60?0.17m ?d??W（4）求滤液量

V22V12??p2?2 ?p1V2?2V1?42?5.66m3

*在202.7kPa(2atm)操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为3h，其中过滤1.5h，滤饼不需洗涤。已知每获1m 滤液得滤饼0.05m,操作条件下过滤常数??3.3?10m/s，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算：

（1）若要求每周期获0.6m的滤饼，需多大过滤面积？

333?52