化工原理（上册）答案(6)

解：①串联 He = 2H

10 + 1×105Qe2 = 2×(25-1×106Q2) ∴ Qe= 0.436×10-2m2/s ②并联 Q = Qe/2

25-1×106× Qe2 = 10 + 1×105( Qe/2)2 ∴ Qe = 0.383×10-2m2/s 总送水量 Qe'= 2 Qe= 0.765×10-2m2/s ∴并联组合输送量大

8 . 现采用一台三效单动往复泵，将敞口贮罐中密度为1250kg/m3的液体输送到表压强

为 1.28×106Pa的塔内，贮罐液面比塔入口低10m，管路系统的总压头损失为2m，已知泵 活塞直径为70mm，冲程为225mm，往复次数为2001/min，泵的总效率和容积效率为0.9和0.95。试求泵的实际流量，压头和轴功率。

解：三动泵理论平均流量

QT = 3ASnr = 3×π/4 ×(0.07)2×0.025×200 =0.52m3/min 实际流量Q = ηQT =0.95×0.52 = 0.494 m3/min

泵的压头 H = △P/ρg + △u2/2g + ΣHf + Z 取△u2/2g = 0

=△P/ρg + ΣHf + Z = 1.28×106/1250×9.81 + 2 + 10 = 116.38m 轴功率 N = HQρ/102η = 13.05 Kw

9． 用一往复泵将密度为1200kg/m3的液体从A池输送到B槽中，A池和B槽液面上方均

为大气压。往复泵的流量为5m3/h。输送开始时，B槽和A池的液面高度差为10m。输送过程中，A池液面不断下降，B槽液面不断上升。输送管径为30mm，长为15m（包括局部阻力当量长度）。A池截面积为12m2，B槽截面积为4.15m2。液体在管中流动时摩擦系数为0.04。试求把25m3液体从A池输送到B槽所需的能量。

解：列出此往复泵输送的管路特性方程 Ηe= K + BQe2 而 K = △P/ρg + △u2/2g + Z ∵A，B槽上方均大气压 ∴△P/ρg = 0 ，△u2/2g = 0 在输送开始时 ，h0= 10 m

输送完毕后 A池液面下降：25/12 = 2.01m B池液面上升： 25/4.15 = 6.1 m ∴h = 10 + 2.01 + 6.1 = 18.11m

B =λ?(ι+ Σιe)/d · 1/2g(3600A)2=0.4× 15/0.03 × 1/[(3600×π/4×0.032)2

×2×9.81]

=0.157

输送开始时管路的特性方程 Ηe= 10 + 0.157Qe2 输送完毕时管路的特性方程 Ηe'= 18.4 + 0.157Qe2

取平均压头Η平均=(Ηe+Ηe')/2 = （10 + 0.157Qe2 + 8.4 + 0.157Qe2 ）/2 ，Qe=5

m3/s = 18 m

输送所需要的时间 τ= V/Q = 25/5 = 5h =18000

输送有效功率 Ne = HQρg = 18×5/3600 ×1200×9.81 = 294.3 所需要的能量 W = Neτ= 5.3×106 J = 5300KJ

10. 已知空气的最大输送量为14500kg/h，在最大风量下输送系统所需的风压为1600Pa

（以风机进口状态级计）。由于工艺条件的呀求。风机进口与温度为40℃，真空度为196Pa的设备相连。试选合适的离心通风机。当地大气压为93.3kPa。

解：输送洁净空气应选用4-72-11型通风机

40℃，真空度为196Pa时空气的密度 ρ'= MP/RT = 1.04Kg/m3 将输送系统的风压HT'按HT = HT'ρ/ρ' HT = 1600×1.2/1.04 = 1850.72 m

输送的体积流量 Q = Qm/ρ= 14500/1.04 = 13942.31 m3/h 根据输送量和风压选择 4-72-11 No 6c型可以满足要求 其特性参数为

转速(r/min) 风压(Pa) 2000 1941.8 风量(m3/h) 14100 效率(％) 功率（Kw） 91 10.0 11.15℃的空气直接由大气进入风机在通过内径为800mm的水平管道送到炉底，炉底表压

为10kPa。空气输送量为20000m/h（进口状态计），管长为100m（包括局部阻力当量长度），管壁绝对粗糙度可取为0.3mm。现库存一台离心通风机，其性能如下所示。核算此风机是否合用？当地大气压为101.33kPa。 转速，r/min 风压，Pa 1450 解：输送系统的风压

12650 风量，m3/h 21800 HT'= （Z2–Z1）ρg + P2– P1 + （u22-u12）/2 + ρΣhf ∵水平管道输送 ，∴Z2–Z1= 0 ，（u22-u12）/2 = 0

空气的流动速度u = Q/A = 20000/（π/4 ·0.82×3600） = 11.06m/s 查本书附图可得 15℃空气的粘度μ= 1.79×10-3Pa·s ，密度ρ= 1.226 Kg/m3 Re = duρ/μ= 0.8×1.226×11.06/1.79×10-3 = 6059.1 ε/d = 0.3/800 = 0.000375 根据Re-ε/d图可以得到其相对粗糙度λ=0.0365

∴Σhf =λ?(ι+ Σιe)/d ? u2/2=0.0365×100/0.8 ×11.062/2=279.1

输送系统风压HT'= P2– P1 + ρΣhf= 10.8×103 + 1.226×279.1 = 11142.12Pa

< 12650Pa

且 Q = 20000〈 21800 ∴此风机合用

12. 某单级双缸双动空气压缩机，活塞直径为300mm，冲程为200mm，每分钟往复480次。

压缩机的吸气压强为9.807×104Pa，排气压强为34.32×104Pa。试计算该压缩机的排气量和轴功率。假设汽缸的余隙系数为8%，排气系数为容积系数的85%，绝热总效率为0.7。空气的绝热指数为1.4。

解：双缸双动压缩机吸气量Vmin =（4A-a）snr 活杆面积与活塞面积相比可以略去不计

∴吸收量Vmin' =4Asnr = 4 ×π/4 ×0.32×0.2×480= 27.13 m3/min 压缩机容积系数λ0= 1-ε[(P2/P1)1/r-1]= 1- 0.08[（34.32/9.80）

1/1.4-1]=0.8843

λd=0.85λ0 = 0.7516 ∴排气量Vmin=λd?Vmin'= 20.39m3/min

实际压缩功率 Na= P1 Vmin·к/（к-1）[(P2/P1)κ/(κ-1) –1] = 50.19 Kw 该压缩机的轴功率 N = Na/ηa =50.19/0.7 = 71.7Kw

13. 用三级压缩把20℃的空气从98.07×103kPa压缩到62.8×105Pa。设中间冷却器能

把送到最后一级的空气冷却到20℃，各级压缩比相同。试求：

（1）.在各级的活塞冲程及往复次数相同情况下，各级汽缸直径比。（2）三级压缩消

耗的理论功（按绝热过程考虑。空气绝热指数为1.4，并以1kg计）。

分析：多级压缩机的工作原理：每一级排出口处的压强多时上一级的四倍，因此每一级

空气的流量为上一次的0.25倍

解：⑴各级的活塞冲程及往复次数相同 压缩机总的压缩 比 χ= （P2/P1）1/3 = 4

V1 ：V2 ：V3 = A1 ：A2 ：A3 = 16 ：4 ：1

⑵20℃时1Kg空气的体积V1 = mRT/MP = 1×8.315×293/(29×98.07) =0.8566 m3 根据W = P1V1 ·iκ/（κ-1）·[(P2/P1)(к-1)/iк-1] =98.07×10×0.8566×3×1.4/0.4 ×（40.4/1.4-1） =428.7 KJ

1.试样500g，作为筛分分析，所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第一，二列， 筛析后

称取各号筛面的颗粒截留量于本题附表中第三列，试求颗粒群的平均直径。 筛号 筛孔尺寸，mm 截留面，g 筛号 筛孔尺寸,mm 截留面，g 10 14 20 28 35 48 1.651 0 1.168 0.833 0.589 0.417 0.295 20.0 40.0 80.0 130 110 65 0.208 100 0.147 150 0.104 200 0.074 270 0.053 60.0 30.0 15.0 10.0 5.0 共计500 解：先计算筛分直径

d1 = （d10 + d14）/2 = 1.4095 ， d2 =（d14 + d20）/2 = 1.084 同理可以计算出 d3 = 0.711 ， d4 = 0.503 ， d5 = 0.356 ， d6 = 0.252 d7 = 0.1775 ， d8 = 0.1225 ， d9 = 0.089 ， d10 = 0.0635

根据颗粒平均比表面积直径公式 1/ da = 1/GΣGi/d 得到1/GΣGi/d = 1/500

（20/1.4095 + 40/1.084 + 80/0.7 …… 此处隐藏：3475字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……