化工原理第四版答案

1、第二章 流体输送机械【2-1】某离心泵用15的水进行性能实验，水的体积流量为540m3/h，泵出口压力表读数为350kPa，泵入口真空表读数为30kPa。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm，吸入管与压出管内径分别为350mm及310 mm，试求泵的扬程。解 水在15时，流量压力表真空表（表压）压力表与真空表测压点垂直距离管径流速 扬程 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m3的水溶液，其他性质可视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的

2、轴功率有无变化。解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。 (3)液体密度增大，则轴功率将增大。【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min时，水的流量为18m3/h，扬程为20m(H2O)。试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min时，泵的流量与扬程将变为多少？解 (1)已知有效功率 (2) 转速 时流量，扬程柱转速 流量 扬程 柱【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa，两槽液位相差4m且维持恒定。已知输送管路为f45mm2

3、.5mm，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度），设流动进入阻力平方区，摩擦系数为0.02。在输送范围内该离心泵的特性方程为（的单位为m3/s，H的单位为m）。水的密度可取为1000kg/m3。试求：（1）离心泵的工作点；（2）若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下，而改为输送密度为1200 kg/m3的碱液，则离心泵的工作点有何变化？解 （1）管路特性方程 其中 故管路特性方程 离心泵特性方程 两式联立 得工作点下的流量与压头，（2）当改送密度为1200 kg/m3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程 流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则k

4、不变。因此管路特性方程变为将该方程与泵特性方程联立 得新工作点下流量及压头 ，习题2-5a附图【2-5】在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽，如习题2-5附图所示。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管内径为75mm，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m。流体流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。流体流经换热器的局部阻力系数为。离心泵在转速时的特性曲线数据见下表。 00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0082625.524.5232118.515.5128.5 试求：(1)管路特性方程；(2)工作点的流

5、量与扬程；(3)若采用改变转速的方法，使第(2)问求得的工作点流量调节到，应将转速调节到多少？（参看例2-3）。解 已知 (1) 管路特性方程 (2) 工作点的流量与扬程管路特性曲线的与H计算值如下 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 10 10.5 12 14.5 18 22.6 28 34.6 42.1工作点流量，扬程(3) 将工作点流量从调节到，泵的转速应由调节到多少？将代入管路特性方程，求得等效率方程 系数 得等效率方程 等效率方程的计算值如下 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045 0 1.31

6、 5.24 11.8 21 26.5从的泵特性曲线与等效率曲线的交点D，得到习题2-5b附图流量为时的转速为转速变化小于20%，效率基本不变。【2-8】用型号为的离心泵，将敞口水槽中的水送出，吸入管路的压头损失为，当地环境大气的绝对压力为98kPa。试求：(1)水温20时泵的安装高度，(2)水温80时泵的安装高度。解 已知环境大气压力（绝压）吸入管，查得泵的汽蚀余量(1) 20的水，饱和蒸气压，密度最大允许安装高度为输送20水时，泵的安装高度(2) 80的水，饱和蒸气压，密度最大允许安装高度为输送80水时，泵的安装高度【2-9】 用离心泵将密闭容器中的有机液体送出，容器内液面上方的绝压为85kPa。在操作温度下液体的密度为850kg/m3，饱和蒸汽压为72.12kPa。吸入管路的压头损失为1.5m，所选泵的允许汽蚀余量为3.0m。现拟将泵安装在液面以下2.5m处，问该泵能否正常操作？解 泵的最大允许安装高度而实际安装高度Hg实，说明此泵安装不当，泵不能正常操作，会发生汽蚀现象。为保证泵的正常操作，泵应至少安装在液面下方3.5m或更低。习题2-10附图【2-10】 用离心泵输送80热水，今提出如下两种方案（见习题2-10附图）。若两方案的管路长度（包括局部阻力的当量长度）相同，离心泵的汽蚀余量。试