(02)第二章 流体输送机械 课后答案【khdaw_lxywyl】VIP

第二章第二章 流体输送机械流体输送机械 1 用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐 管路情况如本题附图所示 启动泵之 前A C两压力表的读数相等 启动离心泵并将出口阀调至某开度时 输油量为 39 m3 h 此 时泵的压头为 38 m 已知输油管内径为 100 mm 摩擦系数为 0 02 油品密度为 810 kg m3 试求 1 管路特性方程 2 输油管线的总长度 包括所有局部阻力当量长度 习题 1 附图 解 1 管路特性方程 甲 乙两地油罐液面分别取作 1 1 与 2 2 截面 以水平管轴线为基准面 在两截面之间 列柏努利方程 得到 2 ee HKBq 由于启动离心泵之前pA pC 于是 g p ZK 0 则 2 e HBq e 又 m e 38HH 39 38 2 Bh2 m5 2 5 10 2 h2 m5 则 q 22 e 2 5 10H e q e的单位为m 3 h 2 输油管线总长度 2 e 2 ll u H dg 39 0 01 36004 u m s 1 38 m s 于是 e 22 22 9 81 0 1 38 0 02 1 38 gdH ll u m 1960 m 2 用离心泵 转速为 2900 r min 进行性能参数测定实验 在某流量下泵入口真空表 和出口压力表的读数分别为 60 kPa和 220 kPa 两测压口之间垂直距离为 0 5 m 泵的轴功率 为 6 7 kW 泵吸入管和排出管内径均为 80 mm 吸入管中流动阻力可表达为 u 2 f 0 11 3 0hu 1为吸入管内水的流速 m s 离心泵的安装高度为 2 5 m 实验是在 20 98 1 kPa的 1 w w w k h d a w c o m 课后答案网 条件下进行 试计算泵的流量 压头和效率 解 1 泵的流量 由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式 池中水面为基准面 得到 10 2 11 1 2 0 f h up gZ 将有关数据代入上式并整理 得 48 3581 95 2 1000 1060 5 3 3 2 1 u 184 3 1 um s 则 2 0 083 184 3600 4 q m3 h 57 61 m3 h 2 泵的扬程 29 04mm5 0 81 91000 10 22060 3 021 hHHH 3 泵的效率 s 29 04 57 61 1000 9 81 100 10003600 1000 6 7 Hqg P 68 在指定转速下 泵的性能参数为 q 57 61 m3 h H 29 04 m P 6 7 kW 68 3 对于习题 2 的实验装置 若分别改变如下参数 试求新操作条件下泵的流量 压头 和轴功率 假如泵的效率保持不变 1 改送密度为 1220 kg m3的果汁 其他性质与水相近 2 泵的转速降至 2610 r min 解 由习题 2 求得 q 57 61 m3 h H 29 04 m P 6 7 kW 1 改送果汁 改送果汁后 q H 不变 P 随 加大而增加 即 1220 6 7 1 22kW 8 174kW 1000 PP 2 降低泵的转速 根据比例定律 降低转速后有关参数为 hm85 51hm 2900 2610 61 57 33 q m52 23m 2900 2610 04 29 2 H 4 884kWkW 2900 2610 7 6 3 P 4 用离心泵 转速为 2900 r min 将 20 的清水以 60 m3 h的流量送至敞口容器 此 流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为 2 4 m和 0 61 m 规定泵入口的真空度不能大于 64 kPa 泵的必需气蚀余量为 3 5 m 试求 1 泵的安装高度 当地大气压为 100 kPa 2 若改送 55 的清水 泵的安装高度是否合适 2 w w w k h d a w c o m 课后答案网 解 1 泵的安装高度 在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式 水池液面为基准面 得 2 ppu a11 gf 0 1 2 HH gg 即 3 g 64 10 0 612 4 1000 9 81 H 51 3 g Hm 2 输送 55 清水的允许安装高度 汽压为 15 733 kPa 则 55 清水的密度为 985 7 kg m3 饱和蒸 av gf 0 1 H pp HNPSH g 10 733 15100 3 4 2 5 05 3 81 97 985 m 2 31m 原安装高度 3 51 m 需下降 1 5 m 才能不发生气蚀现象 件下 55 清水 的允许 吸上 准确定安装高度 5 对于习题 4 的输送任务 若选用 3B57 型水泵 其操作条 真空度为 5 3 m 试确定离心泵的安装高度 解 为确保泵的安全运行 应以 55 热水为基 m29 24 261 03 5 2 1f 0 2 u1 Sg H g HH 泵的安装高度为 2 0 m 的釜残液送至常压贮罐 塔底液面上的绝对压力为 32 5 kPa 即 输送 6 用离心泵将真空精馏塔 温度下溶液的饱和蒸汽压 已知 吸入管路压头损失为 1 46 m 泵的必需气蚀余量为 2 3 m 该泵安装在塔内液面下 3 0 m 处 试核算该泵能否正常操作 解 泵的允许安装高度为 av pp HNPSH gf 0 1 H g 式中 0 g pp va 则 4 26mm 46 1 5 03 2 g H 泵的允许安装位置应在塔内液面下处 实4 26m际安装高度为 3 0m 故泵在操作时 可能 试 测得 q H 数据如本题附表 所示 习题 7 附表 1 q 发生气蚀现象 为安全运行 离心泵应再下移 1 5 m 7 在指定转速下 用 20 的清水对离心泵进行性能测 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 m3 min H m 37 2 38 0 37 34 5 31 8 28 5 在实验范围内 摩数变 管性方程为 e 试确定此管路中的 q HP 81 擦系化不大路特 2 q 的单位为m3 min ee 1280 0Hq 和 3 w w w k h d a w c o m 课后答案网 习题 7 附图 0 10 20 30 40 00 10 20 30 40 5 H m 用作图法确定泵的工 作点 在此管路中 的工 解 该题是 由题给实验数据作出q H曲线 同时计算出对应流量下管路所要求的 He 在同一坐标图中作qe He曲线 如本题附图所示 两曲线的交点M即泵 作点 由图读得q 0 455 m3 min H 29 0 m 则 s 29 0 0 455 1000 10260 102 0 81 Hq P kW 2 66 kW 习题 7 附表 2 qe m3 min 0 0 1 0 4 0 5 0 2 0 3 He 0 12 m 12 8 15 2 19 2 24 8 32 0 注意 在低流量时 q H 液面维持恒差 8 8 m 管内流动在阻力平方 区 qe的单位为m3 s 单台泵的特性方程为 3 进而计算Pe 19 42 m 则 若用两台规格相同的离心泵 单台泵的特性方程与习题 8 相同 效果 曲线出现峰值 8 用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠 两 管路特性方程为 8 85 2Hq 52 ee 10 25 102 428qH q的单位为m s 试求泵的流量 压头和有效功率 泵的特性方程 联立两方程 得到 q 4 52 10 3 m3 H 8 的管路系统 解 联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q H 管路特性方程 52 8 85 2 10Hq ee 25 102 428qH s es PH 3 19 42 4 52 101000 9 81qg W 861 W 9 对于习题 组合操作 试求可能的最大输水量 解 本题旨在比较离心泵的并联和串联的 1 两台泵的并联 2525 2 102 428102 58 8 q q 解得 q 5 54 10 3 m3 s 19 95 m3 h q H M qe He 习题 7 附图 q m3 m in 4 w w w k h d a w c o m 课后答案网 2 两台泵的串联 102 428 2102 58 8 2525 qq 解得 q 5 89 10 3 m3 s 21 2 m3 h 的输水量 21 2 m3 h 3的粘稠液体送至表压为 1 62 在本题条件下 两台泵串联可获得较大 10 采用一台三效单动往复泵 将敞口贮槽中密度为 1200 kg m 103 kPa的高位槽中 两容器中液面维持恒差 8 m 管路系统总压头损失为 4 m 已知 泵的活塞直径为 70 mm 冲程为 225 mm 往复次数为 200 min 1 泵的容积效率和总效率分 别为 0 96 和 0 91 试求泵的流量 压头和轴功率 解 1 往复泵的实际流量 2 vr 33 0 9qASn 60 070 225 200 4 m3 min 0 499 m3 min 2 泵的扬程 6 e 1 62 10 84 1200 9 81 HH m 149 6 m 3 泵的轴功率 s 149 6 0 499 1200 10260 102 0 91 H P q kW 16 08 kW 11 用离心通风机将 50 101 3 kPa的空气通过内径为 600 mm 总长 105 m 包括所 有局 部阻力当量长度 的水平管道送至某表压为 1 104 Pa的设备中 空气的输送量为 1 5 104 m3 h 摩擦系数可取为 0 0175 现库房中有一台离心通风机 其性能为 转速 1450 min 1 风量 1 6 104 m3 h 风压为 1 2 104 Pa 试核算该风机是否合用 解 将操作条件的风压和风量来换算库存风机是否合用 2 u T21f 2 Hpph 4 m 1 10 101300 2 p Pa 106300Pa m 106300293 1 205 101330323 kg m3 1 147 kg m3 sv 22 m 15000 101300 36000 6106300 44 V p u d p m s 14 40 m s 则 2 4 T 10514 40 1 101 1470 01751 0 62 H Pa 10483 Pa 147 1 2 1 10483 T H Pa 10967 Pa 库存风机的风量q 1 6 104 m h 风压HT 1 2 104 Pa均大于管路要求 qe 1 5 104 m3 h 系数为 0 06 气体的入口温度为 20 绝热压缩指 数为 3 HT 10967 Pa 故风机合用 12 有一台单动往复压缩机 余隙 1 4 要求压缩比为 9 试求 1 单级压缩的容积系数和气体的出口温度 2 两级压 缩的容积系数和第一级气体的出口温度 3 往复压缩机的压缩极限 解 1 单级压缩的容积系数和气体的出口温度 5 w w w k h d a w c o m 课后答案网 7718 01906 0111 4 1 1 1 1 2 0 k p p 4 1 4 0 1 1