化工原理试题库第二章答案doc-内蒙古乌海职业技术学院

答案一、填空：1、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。2、抛物线、0.5、eR64。3、保持垂直。4、不变。5、管路特性曲线、离心泵特性曲线。6、313VVV、小、大。7、填料密封，机械密封。8、静风压，动风压，Pa。9、降低，减小，降低，增加。10、H-Q，η-Q，N-Q，转速11、出口阀门，旁路阀门。12、提高流量，提高扬程。13、泵的。14、实际。15、压头。16、后弯。17、吸入管路18、吸入管路。19、效率最高。20、减小二、选择：1-5：BBACA6-10:BBDDB11-15:CABAD16-20:ADABB三、简答1、泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。2、离心泵主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳。叶轮是离心泵直接对液体做功的部件，其上有若干后弯叶片。离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速旋转运动，迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。同时因离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳内，由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。3、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。四、计算1、解：smdVu53.13600.09.0..4135.41221。smu53.12。mgudlguHhguHZsfs555.181.9.253.1.09.050.02.081.9.253.10.32..222222'2考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m.KwNN88.194.0.2电电轴.gugudlZhZH22..22'出进.81.9.253.1.5.0109.05016002.0112H.mH75.16.KwgHQN6.13600/81.9.1000.35.75.16.%85电NN.2、解：（1）泵的压头在真空表及压强表所在截面1－1与2－2间列柏努利方程：HgugpZ22111fHgugpZ22222式中Z2－Z1=0.5mp1=－2.67×104Pa（表压）p2=2.55×105Pa（表压）u1=m/s49.208.0105.12442321dQu2=m/s42.406.0105.12442322dQ两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故H=0.5+81.9249.242.481.910001067.21055.22245=29.88mH2O（2）泵的轴功率功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身消耗一部分功率，其效率为0.93，于是电动机的输出功率（等于泵的轴功率）为：N=6.2×0.93=5.77kW（3）泵的效率NgQHNNe100077.581.9100088.29105.123=63.077.566.3在实验中，如果改变出口阀门的开度，测出不同流量下的有关数据，计算出相应的H、N和η值，并将这些数据绘于坐标纸上，即得该泵在固定转速下的特性曲线。3、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正：当水温为40℃时pv=7377Pa在海拔500m处大气压强可查表2-1得Ha=9.74mH2OH's=Hs+（Ha－10）－24.01081.93vp=7.5+（9.74－10）―（0.75―0.24）=6.73mH2O泵的允许安装高度为：102'21fsgHguHH=6.73―0.2―1=5.53m＞5m故泵安装在离水面5m处合用。4、解：将系统所需的风压p'T换算为实验条件下的风压pT，即'2.1'TTpp操作条件下ρ'的计算：（40℃，p=（93300－196）Pa）从附录中查得1.0133×105Pa，40℃时的ρ=1.128kg/m33kg/m04.110133019693300128.1'所以Pa184604.12.11600Tp风量按风机进口状态计/hm1394004.1145003Q根据风量Q=13940m3/h和风压pT=1846Pa从附录中查得4－72－11NO.6C型离心通风机可满足要求。该机性能如下：风压1941.8Pa=198mmH2O风量14100m3/h效率91%轴功率10kW5、解：（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：32,323222222fhpugHpugH其中，kgJhf/9.432,,u3=0,p3=0,p2=2.452×105Pa,H2=5m,u2=Vs/A=2.205m/s代入上式得：mH74.2981.99.481.9100010452.281.92205.2552（2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：30,323020022fehpugHWpugH其中，kgJhf/9.864.630,,u2=u3=0,p2=p3=0,H0=0，H=29.4m代入方程求得：We=298.64J/kg，skgVWss/101000360036故，η=70%，kwNNe27.4（3）真空表的读数在贮槽液面0-0´与真空表截面1-1´间列柏努利方程，有：10,1211020022fhpugHpugH其中，kgJhf/96.110,,H0=0，u0=0,p0=0,H1=4.8m,u1=2.205m/s代入上式得，2421/525.01015.5)96.12205.28.481.9(1000cmkgfPap6、解：V=10m3/h，所需外加功Ws=gDz＋Shf=9.81´10+8´0.03´50´(10/3600)2/(p2´0.0505)=128.1J/kg（8分）He’=Ws/g=128.1/9.81=13.06J/N（3分）泵的扬程He=18.92－0.82´(10)0.8=13.75J/N（3分）∵HeHe’，故此泵能完成任务。7、解：1)压强表读数（Pa）；在压力表所在截面2-2´与容器液面3-3´间列柏努利方程。仍以0-0´截面为基准水平面，有：32,3233222222fhgpguzgpguz81.923.21.010002.01000105.1016100023.25.32522ggpg解得，p2=3.23×105Pa（表压）2）泵的压头（m）；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得，mHgppzzHf8.37081.9100010427.01023.35.0)(5512123）有效功率%87.66/687.610236001000658.37102NNekwHQNe故4）若离心泵运行一年后发现有气缚现象，原因是进口管有泄露。8、解：fhhgppZ.00，mZ27.26.15.381.9.530637650652365。即泵不能正常工作。9、解：求泵运转时的流量、轴功率及效率，实际上是求泵的工作点。即应先根据本题的管路特性在附图上标绘出管路特性曲线。（1）管路特性曲线方程在贮水池水面与水塔水面间列柏努利方程feHgpZH式中ΔZ=13mΔp=0由于离心泵特性曲线中Q的单位为L/s，故输送流量Qe的单位也为L/s，输送管内流速为：eeeQQdQu0742.0131.041000100042281.920742.0131.020002.0222eefQgudllH=200857.0eQ本题的管路特性方程为：He=13+200857.0eQ（2）标绘管路特性曲线根据管路特性方程，可计算不同流量所需的压头值，现将计算结果列表如下：Qe/L·s－10481216202428He/m1313.1413.5514.2315.216.4317.9419.72由上表数据可在4B20型水泵的特性曲线图上标绘出管路特性曲线He－Qe。（3）流量、轴功率及效率附图中泵的特性曲线与管路特性曲线的交点就是泵的工作点，从图中点M读得：泵的流量Q=27L/s=97.2m3/h泵的轴功率N=6.6kW泵的效率η=77%10、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正：当水温为40℃时pv=7377Pa在海拔500m处大气压强可查表2-1得Ha=9.74mH2OH's=Hs+（Ha－10）－24.01081.93vp=7.5+（9.74－10）―（0.75―0.24）=6.73mH2O泵的允许安装高度为：102'21fsgHguHH（2-22b）=6.73―0.2―1=5.53m＞5m故泵安装在离水面5m处合用。