化工原理第二章习题答案_20060426_QVIP专享VIP免费

2-1．某离心泵以C150水进行泵性能实验，体积流量为13h540m−⋅，泵出口压力表读数为kPa350，泵入口真空表读数为30kPa。若压力表和真空表测压截面间的垂直距离为350mm，吸入管和压出管内径分别为350mm及310mm，试求泵的扬程。（答：39.2m）解：1313sm15.0hm540−−⋅=⋅=Vq，()1222sm99.131.015.04−⋅=××==πAquV，()1211sm56.135.015.04−⋅=××==πAquV，guugPgPhguuHHhH2221222102122210−+++=−+++=ρρm2.398.9256.199.18.9100010308.910001035035.02233=×−+××+××+=。2-2．在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一个高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m，管内径为75mm，换热器的压头损失为gu2322，在上述条件下摩擦系数可取为03.0，离心泵在转速1minr2900−⋅=n时的VqH−特性曲线数据如下表所示。13sm/−⋅Vq00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008m/H2625.524.5232118.515.5128.5试求：（1）管路特性曲线；（2）泵的工作点及其相应流量及压头。（答：13s0.0045m20m,H−⋅==Vq）解：设管路特性曲线为2VBqAH+=，2228.9108.9232075.040003.010232uugudlZH+=×⎟⎠⎞⎜⎝⎛++=⎟⎠⎞⎜⎝⎛++∆=∴λ， ()2075.04××==πVVqAqu代入上式得：()254221003.510075.0168.910VVqqH×+=××+=π，计算列表如下：13sm/−⋅Vq00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008m/H1010.51214.51822.628.134.642.2作泵的特性曲线和管路特性曲线图得：由图可以看出，泵的工作点为两条特性曲线的交点。工作点：m20=H，13sm0045.0−⋅=Vq。2-3．某离心泵的额定流量为13h16.8m−⋅，扬程为18m。试问此泵是否能将密度为3m1060kg−⋅、流量为13h15m−⋅的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为30kPa的设备中，敞口贮槽与高位设备的液位的垂直距离为8.5m。已知管路的管径为mm75.3mm5.75×φ，管长为124m（包括直管长度与所有管件的当量长度），摩擦系数为0.03=λ。（答：此泵合用）解：()12sm15.13600200375.00755.0154−⋅=××−××==πAquV18mm1.158.9215.1068.012403.08.9106010305.82232<=×+××+=+∆+∆=gudlgPZHλρ离心泵的送液能力和扬程都大于管路系统所要求的，故此泵合用。2-4．由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面比贮水池面高出m45，管道流量达到13sm085.0−⋅,试选择管直径为多少？假定所选管道的磨檫系数0.02=λ。经长期使用，输水管内壁锈蚀，其磨檫阻力系数增大至0.03=λ。问此时水的流量减至若干？（答：m235.0=d，13sm069.0−⋅=vq）解：22211.0085.044dddqAquVV=×===ππ，因为水在管内的流速一般取1sm3~1−⋅，我们取1sm2−⋅=u，此时：m235.0211.0==d，选用mm19273×φ的热轧无缝钢管。在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得：fhuPgZuPgZ∑+++=++2222222111ρρ式中：m451=Z，21PP=，21uu=，02=Z，gudlhf222λ=∑gudl2452λ=⇒，又 24dqAquVVπ==⇒222211VVqqλλ=，⇒131212sm069.0085.003.002.0−⋅=×==VVqqλλ2-4．由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面地面高出45m，管道总长4000m（包括直管长度和局部阻力当量长度），要求流量达到13sm085.0−⋅。若使用新铸铁管，其摩擦阻力系数0.02=λ，则铸铁内径需多大？经长期使用，铸铁管内壁腐蚀，其摩擦阻力系数增大至0.03=λ，问此时水流量减至若干？解：在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得：gudlgugpZgugpZ222222222111λρρ+++=++因为021==pp（表压），0,021==uu所以gud2400002.0452=（1）因为085.042=⋅=udVπ所以21082.0du=代入式(1)得00106.05=d所以md254.0=:当0.03=λ时,代入式(1)得gu20254400003.0452=1367.1−⋅=smu1320692.0367.10254785.0−⋅=××=smV2-5．某工艺装置的部分流程如下图所示。已知各段管路均为3.5mm57mm×φ的无缝钢管，AB段和BD段的总长度（包括直管与局部阻力当量长度）均为00m2，BC段总长度为20m1。管中流体密度为3mkg800−⋅,管内流动状况均处于阻力平方区，且0.025=λ，其它条件如图所示，试计算泵的流量和扬程。（答：34.0m=H，13hm8.16−⋅=vq）图2-27习题2-5附图解：以地面为基准面。在E和F之间列伯...