第二章流体输送机械习题

61第二章习题管路特性1.拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中。塔顶压强为0.06MPa(表压)。全部输送管均为φ57×3.5mm无缝钢管,管长50m(包括局部阻力的当量长度)。碱液的密度ρ=1200kg/m3,粘度μ=2mPa·s。管壁粗糙度为0.3mm。试求：(1)流动处于阻力平方区时的管路特性方程；(2)流量为30m3/h时的He和Ne。习题1附图习题2附图离心泵的特性2.直径0.4m,高0.2m的空心圆筒内盛满水,圆筒以1000rpm绕中心轴旋转,筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。试用静力学基本方程式(1-8)求：(1)液体作用于顶盖上的压强分布(p与半径r的关系)；(2)筒圆周内壁上液体的势能gP及动能ug22比轴心处各增加了多少？3.某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水,当流量为71m3/h时,泵吸入口处真空表读数0.029MPa,泵压出口处压强计读数0.31MPa。两测压点的位差不计,泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4kW,试求泵的扬程及效率。带泵管路的流量及调节4.在离心泵和输送管路的系统中,已知下列条件：输送管路两端的势能差gP,管径d、管长l(包括局部阻力的当量长度)，粗糙度ε,液体物性μ、ρ及泵的特性方程2BVAHe。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。62习题4附图5.某离心水泵的特性曲线数据如下：V,l/min012002400360048006000He,m34.5343331.52826管路终端与始端的位差5m,管长360m(包括局部阻力的当量长度),泵的进、出口内径为120mm,设λ为一常数0.02。求泵的供水量及有效功率。*6.某台离心泵的特性曲线可用方程2220VHe表示。式中He为泵的扬程,m；V为流量,m3/min。现该泵用于两敞口容器之间送液,已知单泵使用时流量为1m3/min。欲使流量增加50%,试问应该将相同两台泵并联还是串联使用?两容器的液面位差为10m。*7.某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rpm下的特性方程为23.404.38VHe(V-m3/min)。输送管路两端的势能差为16.8m,管径为φ76×4mm,长1360m(包括局部阻力的当量长度),λ=0.03。试求:(1)输液量V；(2)当转速调节为1700rpm时的输液量V’。离心泵的安装高度8.某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m,今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处,试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa,夏季的水温为20℃。*9.要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽,釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态,即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上,吸入管总阻力为0.87J/N,液体的密度为986kg/m3,已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r为3.7m,试问该泵的安装位置是否适宜?如不适宜应如何重新安排？63习题9附图习题10附图离心泵的选型10.如图所示,从水池向高位槽送水,要求送水量为每小时40吨,槽内压强为0.03MPa(表压),槽内水面离水池水面16m,管路总阻力为4.1J/N。拟选用IS型水泵。试确定选用哪一种型号为宜？往复泵11．某单缸双动往复输水泵，每分钟活塞往复60次，活塞直径为200mm，活塞杆直径为30mm，活塞行程为300mm。实验测得此泵的输水量为0.018m3/s，求此泵的容积效率ηV。气体输送机械12.现需输送温度为200℃、密度为0.75kg/m3的烟气,要求输送流量为12700m3/h,全压为1.18kPa。工厂仓库中有一台风机,其铭牌上流量为12700m3/h,全压为1.57kPa,试问该风机是否可用？*13.在多级往复式压缩机中的某一级,将氨自0.15MPa(表)压缩到1.1MPa(表)。若生产能力为460m3/h(标准状况),总效率为0.7,气体进口温度为-10℃,试计算该级压缩机所需功率及氨出口时的温度。设压缩机内进行的是绝热过程,氨的绝热指数为1.29。*14.某真空操作设备需要一台真空泵,已知真空系统压力p=2.5kPa(绝压),温度为20℃,工艺过程液体的饱和蒸汽压为0.6kPa,其分子量为30。外界漏入真空系统的空气量为2.0kg/h,工艺过程产生的不凝性气体量可忽略不计。试在下列W型往复真空泵中选一台适宜的泵。型号W1W2W3W4W5抽气速率m3/h极限真空kPa(绝压)601.331251.332001.333701.337701.33