第二章 习题解答.doc

食品工程原理习题解答第二章 习题解答1.一直径3m的卧式圆筒形贮槽，槽内装满有密度为940kg/m3的植物油，贮槽上部最高处装有压力表，其读数为70kPa，求槽内最高压强是多少？解：由静力学基本方程式知，槽内最高压强处为卧式圆筒形贮槽内液位的最低处。注意：此结果为相对压强。2. 用直径d=100mm的管道，输送流量为10kg/s的水，如水的温度为5，试确定管内水的流态。如用这管道输送同样质量流量的花生油，已知花生油的密度920kg/m3，运动黏度=1.08710-3m2/s，试确定花生油的流态。解：水温在5时的密度、黏度分别为999.8kg/m3、1.54710-3Pas。m/s所以，管内水的流态为湍流。花生油的密度、运动黏度分别为920kg/m3、1.08710-3m2/s。所以，管内花生油的流态为层流。3. 如图所示，有一输水系统，输水管管径57mm3.5mm，已知hf（全部能量损耗）为4.5m液柱（44.15Pa），贮槽水面压强为100kPa（绝），水管出口处压强为220kPa，水管出口处距贮槽底20m，贮槽内水深2m，水泵每小时送水13m3，求输水泵所需的外加压头。解：根据题意，如图所示设贮槽水面为1-1面，管出口截面为2-2面，列柏努里方程：2-2112m20m题3附图Z1=2m，Z2=20m，p1=100KPa（绝压），p2=220 KPa（绝压），u1=0，114x45m4. 如图所示高位槽水面距出水管的垂直距离保持5m不变，所用管路为2114mm4mm的钢管，若管路压力损失2为（1+U2）m水柱9.81（1+U2）Pa，问：该高位槽每小时送水量多少？若要使水的流量增加30%，应将水箱升高多少？题4附图解：根据题意，设高位槽液面为1-1面，管出口截面为2-2面，列柏努利方程：z1-z2=5m，m3/h=当水的流量增加30%时：若要使水的流量增加30%，则应将水箱再升高2.79m。5. 用泵将密度为1081kg/m3，黏度为1.9MPas的蔗糖溶液从开口贮槽送至高位，流量为1.5L/s,采用内径25mm的光滑管,管长50m，贮槽液面和管子高位出口距地面高度分别为3m和14m,管出口处表压为40kPa，整个流动系统局部阻力因数之和=13.0,若泵效率为0.58,求泵的功率。解：根据题意，设开口贮槽液面为1-1面，管出口截面为2-2面，以地面为基准面，列柏努利方程：其中：z1=3m，z2=14m，p1=0，p2=40kPa，u1=06. 将温度为263K的冷冻盐水（25%CaCl2溶液，相对密度即比重为1.24，黏度为0.007Pas）从敞口贮槽送入冷却设备，已知贮槽盐水液面低于管路出口2m，整个输送管路由50m,规格为33.5mm3.25mm的有缝钢管组成，其中有6个标准弯头，1个截止阀，2个闸门阀，均为全开，如果要求流量为6m3/h，试求所需泵的扬程。局部阻力系数弯头设为1=1.1，截止阀为2=6.4，闸门阀3=0.17,钢管粗糙度=0.0002m并且冷却设备通大气。解：根据题意，设敞口贮槽液面为1-1面，管出口截面为2-2面，列柏努利方程：又因为Z2-Z1=2，p1=p2，u1=0又其中：1=1.1，2=6.4，3=0.17,=0.5（突然缩小）代入数字可得结果为364.4J/所以H=2+7. 输送流量12m3/h的水泵，泵出口处压力表读数1.9atm，泵入口处真空表读数140mmHg，轴功率1.20kW，电动机转数2900r/min，真空表与压力表距离0.7m，出口管与入口管直径相同。求泵的压头H与效率？解：根据题意，设泵入口处为1-1面，泵出口处为2-2面，列柏努利方程：Z2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,Hf 0,He=H则：H =0.7+1.9101325+1407601013259.811000=22.23 m=NeN100%=9.81100012360022.231200100%=60.6%8. 牛奶以48kg/min的流量流经某泵时获得的压强升高为70.5kPa，牛奶的密度为1050kg/m3，设泵的效率为80%，试估算泵所作的有效功率和泵的轴功率。解：根据题意，设泵入口处为1-1面，泵出口处为2-2面，列柏努利方程：Z2-Z10m,u1u2,p2-p1=70.5kPa,Hf09. 拟用一台离心泵以60m3/h的流量输送常温的清水，已查得在此流量下的允许吸上真空Hs=5.6m，已知吸入管内径为75mm，吸入管段的压头损失估计为0.5m。试求：若泵的安装高度为5.0m，该泵能否正常工作？该地区大气压为9.81104Pa；若该泵在海拔高度1000m的地区输送40的清水，允许的几何安装高度为多少？当地大气压为9.02104Pa。解：对于离心泵，安装高度公式为：若泵的安装高度为5.0m，则该泵不能正常工作。查得20下清水