第二章习题及答案

化工原理练习题 五.计算题 1. 密度为 1200kg.m的盐水，以 25m3.h-1 的流量流过内径为 75mm 的无缝钢管。两液面间的垂直距离为 25m，钢管总长为 120m，管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的 25％。试求泵的轴功率。 假设：（1）摩擦系数 λ＝0.03；（2）泵的效率 η＝0.6 1.答案***** Z1＋ｕ2/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ2/2ｇ＋P2/ρg+∑Hf Z＝0，Z＝25m，ｕ≈0，ｕ≈0，P＝P ∴H＝Z＋∑H＝25＋∑H ∑H＝（λ×ｌ/d×ｕ/2ｇ）×1.25 ｕ＝Ｖ/A＝25/（3600×0.785×（0.07 5）） ＝1.573m.s ∑H＝（0.03×120/0.075×1.573/（2×9.81）×1.25 ＝7.567m 盐水柱 H＝25＋7.567＝32.567m N＝QHρ/102＝25×32.567×120 0/（3600×102） ＝2.66kw N 轴＝N/η＝2.66/0.6＝4.43kw 2.(16 分) 如图的输水系统。已知管内径为 d=50mm, 在阀门全开时输送系统的 Σ(l+le ) =50m,摩擦系数可取 λ=0.03,泵的性能曲线,在流量为 6 m3.h-1 至 15 m3.h-1 范围内可用下式描述: H=18.92-0.82Q2.，此处 H 为泵的扬程 m,Q 为泵的流量 m3.h-1,问: (1)如要求流量为 10 m3.h-1，单位质量的水所需外加功为多少? 单位重量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务? (2)如要求输送量减至 8 m3.h-1 (通过关小阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计) 答案***** ⑴u=10/(3600×0.785×0.05)=1.415[m.s-1] Σhf =λ[Σ(l+le )/d](u2/2) =0.03×(50/0.05)(1.4152/2)=30.03 Pa/ρ+W=Pa/ρ+Zg+Σhf 1 - 2 W=Z2g+Σhf 1 - 2 =10×9.81+30.03=128.13 [J.kg] H需要=W/g=128.13/9.81=13.06[m] 而H泵=18.92-0.82(10)=13.746[m] H 泵>H 需 故泵可用 ⑵N=H泵Q泵ρg/η ρg/η=常数 ∴N∝H泵Q泵 N前∝13.746×10 H泵后=18.92-0.82(8)0 . 8 =14.59 N后∝14.59×8 N后/N前=14.59×8/(13.746×10)=0.849 (N前-N后)/N前=1-0.849≈15.1% 3. 如图3B57 离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为 2.5at 的塔内,管径为 φ108×4mm管路全长 100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知： 水的流量为 56.5m.h，水的粘度为 1 厘泊，密度为 1000kg.m，管路摩擦系数可取为 0.024，试计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2)管路所需要的压头和功率； 答案***** 已知：d=108-2×4=100mm=0.1m A=(π/4)d=3.14×(1/4)×0.1=0.785×10m l+Σl=...