化工原理(管国锋主编 第三版)课后习题答案2 流体输送机械(2)

4

∵改输碱液阀门开度、管路不变 K=7.48 10 不变

管路: He’= z+p/( g)+KV2=10+9.81 104/(9.81 1200)+7.48 104V2 =18.33+7.48 104V2

泵 He=42 7.8 104V2 ∵He=He’ ，解得：V=0.0124m3/s ∵He=42 7.8 104V2=42 7.8 104 0.01242=30.0 m Ne= HegV =30.0 9.81 0.0124 1200=4.38 103W

14)某离心泵输水，其转速为2900r/min，已知在本题涉及的范围内泵的特性曲线可用方程He = 36 0.02V来表示。泵出口阀全开时管路特性曲线方程为： He’ = 12 + 0.05V2(两式中He、He’ m，V m3/h)。①求泵的最大输水量。②当要求水量为最大输水量的85 %时，若采用库存的另一台基本型号与上述泵相同，但叶轮经切削5 %的泵，需如何调整转速才能满足此流量要求？ 解：(1)由He=36 0.02V

He’=12+0.05V2 令He=He’ 解得V=21.71m3/h (2)D’/D=0.95 V’=0.85V=0.85 21.71=18.45m3/h 另一泵：He=36 0.952 0.02 0.95V=32.49 0.019V 调整转速后：He=32.49(n/2900)2 0.019(n/2900)V

=32.49(n/2900)2 0.019(n/2900) 18.45 =32.49(n/2900)2 0.351(n/2900)

又 He’=12+0.05V2 =12+0.05 18.452=29.02 m，由 He=He’ 解得n=2756 r/min 15)某离心泵输水流程如图示。水池敞口，高位槽内压力为0.3at(表)。该泵的特性曲线方程为：He=48 0.01V2 (He m , V m3/h)。在泵出口阀全开时测得流量为30m3/h。现拟改输碱液，其密度为1200kg/m3，管线、高位槽压力等都不变，现因该泵出现故障，换一台与该泵转速及基本型号相同但叶轮切削5 %的离心泵进行操作，问阀全开时流量为多少？ 解：p=0.3at=2.94 104 Pa

管路He’= z+p/( g)+KV2=20+2.94 104/(9.81 1000)+KV2=23+KV2 V=30m3/h时He=48 0.01V2=48 0.01 302

=39 m

题号或许会与书本有些不同

习题15 附图

He’=23+KV2=23+K 302 由于He=He’ K=0.0178 管路He’=23+0.0178V2

泵: He=48 (D’/D)2 0.01V2=48 0.952 0.01V2=43.32 0.01V2

改泵后管路: He’= z+p/( g)+KV2=20+2.94 104/(9.81 1200)+0.018V2 =22.5+0.018V2 He=43.32 0.01V2

He‘=22.5+0.018V2 得V=27.3 m3/h

16)IS100-80-160型离心泵， P0=8.6mH2O,水温150C,将水由低位槽汲入泵，有管

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路情况基本的性能，知V=60m/h,查的△h,允=3.5m,已知汲入管阻力为2.3m,H2O,求最大安装高度 [解] 150C清水：ρ=9999kg./m3,PV=1705.16Pa

P0P

v Hf,0 1 h,允

g g

1705.16

8.6 2.3 3.5 2.63m

999 9.81Hg,max

17)100KY100-250型离心泵，P0=8.6mH2O,水温150C,将水由低位槽汲入泵，已知工作点流量为100m3/h,查得[HS]=5.4m,汲水管内径为100mm,汲水管阻力为5.4mH2O。求Hg,max

P0P

V

g g

5.4 10.33 0.24 8.6 1705.16/(999 9.81） 3.97m

解：HS,允 [HS] 10 0.24 |

U2

100/3600

4

3.54m/s

(0.10)2

2

U23.542 Hf,0 1 3.97 5.4 2.30m 2g2 9.81

Hg,max HS,允

题号或许会与书本有些不同

18）大气状态是10℃、750mmHg(绝压)。现空气直接从大气吸入风机，然后经内径为800mm的风管输入某容器。已知风管长130m，所有管件的当量管长为80m，管壁粗糙度 0.3mm，空气输送量为2×104m3/h (按外界大气条件计)。该容器内静压强为1.0×104Pa(表压)。库存一台9-26型No.8离心式风机，

2900rpm，当流量为21982 m/h，HT 1565mmH2O，其出风口截面为0.392×

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0.256m2。问：该风机能否适用？

750 133.3 29

1.23Kg/m3

8314 283

风量：V 2 104m3/h(按 0计），W 2 104 1.23 2.46 104Kg/h解：大气：t 100C,P0 750mmHg(绝）， 0

P2 1,0 104Pa(表） 1.10 105Pa（绝）， 1.77 10 5Pa s计算P1（按:100C等温过程计算）

G 2.46 104/[3600 ( /4) 0.82] 13.59Kg/(s,m2)Re dG/ 0.80 13.59/(1.77 10 5) 6.14 105

/d 0.3/800 3.75 10 4查得 0.0168

P1P22 P12lG2计算式：GLn 0(P2V2 RT/H)

P22P2V22d

2

P1(1.10 105)2 P12210 13.592

13.59Ln 0. 05

2 8314 283/292 0.801.10 10

经试差，得P1 1.103 105Pa（绝）

2

[2.46 104/(3600 0.392 0.256)]2

要求的HT (P1 P2) G/(2 0) (1.103 10 750 133.3)

2 1.23

1.221 104Pa 1245mmH2O

2

5

折合到标准状态（ 1.20Kg/m3)

V 2 104m3/h,HT,标 1245 1.20/1.23 1214mmH2O

库存离心式风机，n 2900rPm,当V 210892m3/h,HT,标 1565mmH2O,适用。

19） 离心式风机输送空气，由常压处通过管道水平送至另一常压处。流量

6250kg/h。管长1100m(包括局部阻力)，管内径0.40m,摩擦系数0.0268。外界气压1kgf/cm2，大气温度20℃，。若置风机于管道出口端，试求风机的全风压。[提示：1. 风管两端压力变化(p1 p2)/p1 20 %时，可视为恒密度气体，其 M值按平均压力(p1+p2)/2计算。2. 为简化计算，进风端管内气体压力视为外界气压。3. 管道两端压差 104Pa ] 解: 以下以H表示管路的压降 (p1－p2)。 ∵pm=[p0+(p0－H)]/2=p0－H/2 m=pm·M/(RT)=(p0－H/2)M/(RT)

H= (l/d)(u2/2) m= (l/d)( m u)2/(2 m) = lW2/{[( /4)d2]22d m} =8 lW2RT/[ 2d5(p0－H/2)M] 令C=8 lW2RT/( 2d5M)

题号或许会与书本有些不同

则上式为 H2－2p0H+2C=0

其中C=8 0.0268 1100 (6250/3600)2 8314 293.2/( 2 0.405 29)=5.912 108 由 H2－(2 9.81 104)H+(2 5.912 108)=0 解得 H=6222 Pa

校核：H/p1=6222/(9.81 104)=0.063 0.20，把气体密度视为常量是可以的。 则风机的全风压H全=H=6222 Pa

20） 离心泵、往复泵各一台并联操作输水。两泵“合成的”性能曲线方程为：

He = 72.5－0.00188(V 22)2，V指总流量。 阀全开时管路特性曲线方程为：He’= 51+KV2, (两式中：He、He’--mH2O，V--L/s)。现停开往复泵，仅离心泵操作，阀全开时流量为53.8L/s。试求管路特性曲线方程中的 K值。 解：只开离心泵时 He=72.5 0.00188V2

V=53.8 L/s时 He=72.5 0.00188V2=72.5－0.00188 53.82=67.06 m

’22

He=51+KV=51+K 53.8

∵He= He’ K=0.00555 m/(L/s)2