化工原理课后习题解答(6)

第二章 流体输送机械

1 . 在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa，轴功率为2.45kw，转速为2900r/min，若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的进出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略 不计，试求该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。

解：取20 ℃时水的密度ρ=998.2 Kg/m 3 在泵出口和入口处列伯努利方程

u12/2g + P1/ρg + Η = u12/2g + P2/ρg + Ηf + Z ∵泵进出口管径相同, u1 = u2

不计两测压口见管路流动阻力 Ηf = 0 ∴ P1/ρg + Η = P2/ρg + Z

Η = (P2- P1)/ρg + Z = 0.4 + (152+24.7)×103/998.2×9.8 =18.46 m

该泵的效率 η= QHρg/N = 26×18.46×998.2×9.8/(2.45×103×3600) = 53.2.﹪

2. 用离心泵以40m3/h 的流量将贮水池中65℃的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落入凉水池中，以达到冷却的目的，已知水进入喷头之前需要维持49kPa的表压强，喷头入口较贮水池水面高6m，吸入管路和排出管路中压头损失分别为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101.33kPa计。 解：∵输送的是清水 ∴选用B型泵

查65℃时水的密度 ρ= 980.5 Kg/m 3 在水池面和喷头处列伯努利方程

u12/2g + P1/ρg + Η = u12/2g + P2/ρg + Ηf + Z 取u1 = u2 = 0 则

Η = (P2- P1)/ρg + Ηf + Z

= 49×103/980.5×9.8 + 6 + (1+4)

= 15.1 m ∵ Q = 40 m 3/h

由图2-27得可以选用3B19A 2900 4

65℃时清水的饱和蒸汽压PV = 2.544×104Pa

当地大气压 Ηa = P/ρg = 101.33×103 /998.2×9.81 = 10.35 m 查附表二十三 3B19A的泵的流量: 29.5 — 48.6 m 3/h 为保证离心泵能正常运转,选用最大输出量所对应的ΗS' 即ΗS' = 4.5m

输送65℃水的真空度 ΗS = [ΗS' +(Ηa-10)-( PV/9.81×103 –0.24)]1000/ρ

=2.5m

∴允许吸上高度Hg = ΗS - u12/2g -Ηf,0-1 = 2.5 – 1 = 1.5m 即 安装高度应低于1.5m

3．常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760kg/m3，粘度小于20cSt，在贮槽条件下饱和蒸汽压为80kPa，现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15m3流量送往表压强为177kPa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部压头损失为1m 和4m 。试核算该泵是否合用。若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33kPa计. 解: 查附录二十三 65Y-60B型泵的特性参数如下 流量 Q = 19.8m3/s, 气蚀余量△h=2.6 m 扬程H = 38 m

允许吸上高度 Hg = (P0- PV)/ρg - △h-Ηf,0-1

= -0.74 m > -1.2

扬升高度 Z = H -Ηf,0-2 = 38 –4 = 34m 如图在1-1,2-2截面之间列方程

u12/2g + P1/ρg + Η = u22/2g + P2/ρg + Ηf,1-2 + △Z 其中u12/2g = u22/2g = 0

管路所需要的压头: Ηe=(P2 – P1)/ρg + △Z + Ηf,1-2 = 33.74m < Z = 34 m 游品流量Qm = 15 m3/s < Q = 19.8m3/s

离心泵的流量,扬升高度均大雨管路要求,且安装高度有也低于最大允许吸上高度

因此,能正常工作 4 . 用例2-2附图所示的管路系统测定离心泵的气蚀性能参数，则需在泵的吸入管路中安装调节阀门。适当调节泵的吸入和排出管路上两阀门的开度，可使吸入管阻力增大而流量保持不变。若离心泵的吸入管直径为100mm，排出管直径为50mm，孔板流量计孔口直径为35mm，测的流量计压差计读数为0.85mHg吸入口真空表读数为550mmHg时，离心泵恰发生气蚀现象。试求该流量下泵的允许气蚀余量和吸上真空度。已知水温为20℃，当地大气压为760mmHg。 解: 确定流速

A0 /A2 = (d0/d2)2 = (35/50)2

= 0.49

查20℃时水的有关物性常数 ρ= 998.2Kg/m3 ,μ = 100.5×10-5 ,PV = 2.3346 Kpa

假设C0 在常数区查图1-33得C0 = 0.694则 u0 = C0 [2R(ρA-ρ)g/ρ]1/2 = 10.07m/s …… 此处隐藏：327字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……