化工原理课后答案(中国石化出版社)-第2章----流体输送机械资料

第二章流体输送机械第页1第二章流体输送机械2-l在用常温水(其密度为1000kg/m3)测定离心泵性能的实验中，当水的流量为26m3/h时，泵出口压力表读数为1.52×105Pa，泵入口处真空表读数为185mmHg，轴功率为2.45KW，转速为2900r/min。真空表与压力表两测压口间的垂直距离为400mm，泵的进、以口管径相等，两测压口间管路的流动阻力可以忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。解：在两测压口间列柏努利方程：fHgugpzHegugpz2222222111其中：z1=0，p1=-185mmHg=-2.466×104Pa，u1=u2,z2=0.4m，p2=1.52×105Pa，0fHmgppzzHe41.1881.9100010466.21052.104.0451212kWWgQHeNe304.110304.181.9100041.183600263则效率为：%23.53%10045.2304.1%100NNe该效率下的性能参数：hmQ/263，mH41.18，kWN45.2，%23.532-2某台离心泵在转速为2950r/min时，输水量为18m3/h，压头为20mH20。现因电动机损坏，用一转速为2900r/min的电动机代用，问此时泵的流量、压头和轴功率各为多少(泵功效率取60％)？解：转速变化后，其他参数也相应变化。第二章流体输送机械第页2hm695.171829502900''3QnnQOmHnnH222H328.192029502900''kWgQHNe55.16.0/81.91000328.193600695.17/'''2-3己知80Y-60型离心泵输送常温水时的额定流量Q＝50m3/h，额定压头H＝60mH20，转速n＝2950r/min，效率V＝64％。试求用该泵输送密度为700kg/m3、粘度为1mm2/S的汽油和输送密度为820kg/m3、粘度为35mm2/S的柴油时的性能参数。解：设常温下水的密度为：3/1000mkg，粘度为：cP1输送汽油时：汽油的运动粘度smmsmm/20/1221，则粘度的影响可忽略。hmQQ/5031，mHH601汽油柱，%641输送柴油时：柴油的运动粘度smmsmm/20/35222，查图可得：%84C，%100QC，%98HC则：hmQCQQ/5015032mHCHH8.5898.0602柴油柱538.084.064.02CkWgHQN22.121000538.081.98208.58360050222222-4在海拔1000m的高原上，使用一离心泵吸水，该泵的允许吸上真空高度第二章流体输送机械第页3为6.5m，吸入管路中的全部阻力损失与速度头之和为3mH20。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?该处夏季的水温为20℃。解：海拔1000m处的大气压OmHHa216.9'mHaHsHs33.516.933.105.6'33.10'mhguHsHgf67.0633.52'21mmHgZs317.15.0因此该泵不能正常操作。2-5用离心泵将减压精馏塔塔釜中的液体产品输送到高位槽，塔釜中真空度为50mmHg(其中液体产品处于沸腾状态)即其饱和蒸气压等于塔釜中的绝对压力)。泵位于地面上，塔釜中液面比泵入口处高3.5m，吸入管路总阻力损失为0.87m液柱，液体的密度为986kg/m3。已知该泵的允许汽蚀余量为4.2m。试问该泵的安装位置是否合适，如不合适应如何重新安排?解：此泵的适宜安装高度为：mHhgppHgfv07.587.02.400实际安装时的高度应为－5.57～-6.07m，因此此泵的安装高度不合适，应下调2.07～2.57m。2-6已知输送煤油的管队管内径为150mm，管长为280m，局部阻力当量长度为85m，煤油的密度为850kg/m3。此时摩擦系数λ＝0.03，吸人与排出罐内液面高差为20m，泵的特性曲线如本题附图所示。求该泵的工作参数(Q，H)及效率、轴功率。第二章流体输送机械第页4解：在吸入与排出罐液面间列柏努利方程：fHgugpzHegugpz2222222111其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=20m，p2=0，u2=0,hmQsmQQQgdllgudllHeef/10196.9/1191881.915.014.38528003.0882324322522522代入伯努利方程得：slQhmQHzzgppHef/01192.020/10196.92023241212作图得：hmQ/7.663，mH24，%53kWgQHNe707.31000/81.9850243600/7.66kWNeN994.653.0707.32-7某一离心泵输送常温清水的特性曲线如本题附图中的实线所示，附图中的虚线是用该泵输油时的特性曲线。用该泵输水时的管路特性曲线方程为H＝第二章流体输送机械第页530+0.02Q2，输油时的管路特性曲线方程为H＝30+0.042Q2。(式中Q的单位为l/s、H的单位为m)。(1)试分别确定单泵输水和输油时的工作流量和压头。“(2)若要求输油时的工作流量不低于输水时的工作流量，试分析从泵或管路安装上可能采取哪些蜡施？、哪些措施可能性较大?解：⑴由图中可得：输送水时：Q=30l/s，H=47m；输送油时：Q=21l/s，H=48m⑵如要使输油时的工作流量增大，在泵上可能采取的措施为提高泵的转速或增加叶轮直径；在管路上可能采取的措施为增加阀门开度或扩大管径，较好的措施为开大阀门或增加叶轮直径。第二章流体输送机械第页62-8拟用离心泵将某生产车间的热水(平均温度为65℃)从热水池以40m3/h的流量输送到凉水塔顶，从喷头喷出而落人凉水池中，以达到冷却目的。已知水在进入喷头之前需要维持4.9×104Pa的表压力，喷头入口位置比热水池水而高6m，吸入管路和排出管路中的压头损失分别为1m和3m。管路中的动压头可以忽略不计。试选用合适的离心泵，并确定泵的安装高度。当地大气压按l01.3kPa计。解：查得：65℃时水的密度3/5.980mkg，饱和蒸气压为：kPapv01.25取水池液面为1－1，喷头处为2－2，列柏努利方程：fHgugpzHegugpz2222222111其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=6m，p2=4.9×104Pa，u2=0mHf431代入伯努利方程得：mHgppzzHef10.154807.95.980109.4641212由附表选泵为：3B19，性能参数如下：H=18.8m，Q=45m3/h，N=2.88kW，η=80%，Hs=5.5m对Hs进行校核：mgppgppHsHsvvaa139.32.99881.923505.98081.91001.2505.53'''则泵的安装高度为：mHguHHgfs139.210139.3221'实际安装高度为：1.139m～1.639m第二章流体输送机械第页72-9某常压贮罐内盛有石油产品，其密度为760kg/m3，粘度小于20mm2/S，在贮存条件下油品的饱和蒸气压力为600mmHg。现将该油品以1.14×l04kg/h的流量送到表压力为l.47×105Pa的设备内，输送管规格均为φ57×2mm，贮罐内液面恒定，从贮罐液面到设备入口处的高度为5m，吸入管与排出管的压头损失分别为lm和4m。试选择一台合适的泵，并确定其安装高度。当地大气压为98kPa。解：skghkgW/167.3/1014.14hmsmWV/15/10167.4760167.3333232210206.2053.0414.34mdAsmAVu/889.110206.210167.433从储槽液面至设备入口列柏努利方程：fHgugpzHegugpz2222222111其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=5m，p2=1.47×105Pa，u2=0mHf541代入伯努利方程得：mHgppzzHef72.29581.97601047.1551212选泵为：65Y－60B型油泵，其性能参数如下：Q=19.8m3/h，H=38m，η=55%，N=3.75kW，Δh=2.6m安装高度计算：pv＝600mmHg＝7.99×104Pa则安装高度：第二章流体输送机械第页8mHguhgppHgfv366.1181.92899.16.281.97601099.7108.9224320实际安装高度为：-2.36m～-1.86m。2-10某单动往复泵活塞的直径为160mm，冲程为200mm，现拟用该泵将密度为930kg/m3的某种液体从敞口贮槽输送到某设备中。要求流量为25.8m3/h，设备的液体入口处比贮槽液面高19.5m，设备内压力为3.14×l05Pa(表压)，外界大气压为98kPa，管路总压头损失为10.3m。当有15％的液体漏损和泵的效率为72％时，试计算该泵的活塞每分种往复次数与轴功率(忽略速度头)。解：snDFSnQT24snDFSnQ24%)151(%)151(代入数据，得：n2.016.04%)151(608.252mprn..8.125在储槽液面至液体出口间列柏努利方程：fHgugpzHegugpz2222222111其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=19.5m，p2=3.14×105Pa，u2=0mHf3.10代入数据得：mHgppzzHef23.643.1081.993001014.35.1951212kWWgQHPe198.42.419881.993023.6436008.25kWPPe831.572.0198.4第二章流体输送机械第页92-ll有一台双动往复泵，其冲程为300mm，活塞直径为180mm，活塞杆直径为50mm；若活塞每分钟往复55次，实验测得该泵在26.5min内，使一内径为3m的圆形贮罐的水位上升2.6m，试求泵的容积效率。解：min/8074.0553.005.0414.318.0414.322322'mSnFFQT)(4.215.268074.0V3TmtQT3238.186.23414.3mhAV%89.85%1004.2138.18TQVV2-12双缸双作用蒸汽往复泵的活塞直径为130mm，活塞杆直径为30mm，活塞每分钟往复46次，容积效率为87.3％，试问充满9m3的贮罐需要多长时间。（设冲程为300mm）解：min/3101.0403.003.0414.313.0414.322322'mSnFFQTmin/2707.0873.03103.03mQQVTshQVt19955542.0min25.332707.092-13对一离心通风机进行性能测定的实验数据中，空气温度为20℃，风机出口处的表压力为23mmmH20，入口处的真空度为15mmH20，相应的排风量为3900m3/h从，两测压截面间的垂直距