化工原理_考研大题_第二章

1、化工原理考研习题 第二章习题 1.在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26 m3/h时，泵出口处压强表和入 口处真空表的读数分别为152 kPa和24.7kPa,轴功率为2.45 kW,转速为2900 r/mino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。试计算该泵的效率，并列出该效率下 泵的性能。 解: 程, 在真空表和压强表测压口处所在的截面 i-r 和 2-2, 间列柏努利方 得 P2 +旦+必+比7+生 Pg 2g_ pg z2 - Zj = 0.4m 1.52xl05Pa（表压）况= 2 +舊+2心 pl = -2.4

2、7x104Pd （表压） 工盼2=0 则泵的有效压头为： 泵的效率 QHP 1O27V 26xl8.41xl03 3600 x102x2.45 xlOO% = 53.2% 该效率下泵的性能为: Q - 26m /h H 18.14m 7 53.2% N 2A5kW 3.常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/m黏度小于20 cSt,在贮存条 件下饱和蒸气压为80kPa,现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15 inVh的流量送 往表压强为177 kPa的设备內。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m,吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m和4m。试核算该泵是否合 用。 若油

3、泵位于贮槽液面以下l2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按 101.33kPa 计。 解：要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头 HeQe的值，然后与泵能提供的压头数值比较。 由本教材附录24 (2)查得65Y-60B泵的性能如下： Q 19.8/713 / h , He - 38m s r = 2950/7 min, Ne=3.75kW, 7 = 55%, (NPSH)r=2Jm 在贮槽液面1 1与输送管出口外侧截面2-2*问列柏努利方程，并以 截面1 1为位能基准面，得 2 2 其中，z2 - z, = 5m P= 0(表压)p2 = 177RPd(表压) 坷=W

4、2 0 工/门 2=1 + 4 = 5/77 p = 760kg/m3 代入方程，得完成任务所需的压头为 H, =5 + 17221!2_ + 5 = 33.74m / = 38m 760 x9.81 所需流量Qe =153!hQ = 19.8/n3,符合 要求。 由已知条件确定此泵是否合用应核 算泵的安装高度，验证能否避免气蚀。 由柏努利方程，完成任务所需的压头： 兮/(F叫 (101.33-80)x10- 760 x9.81 泵的安装髙度一L2m低于安装高度Hg,故此泵能正常使用。 5. 用3B33A型离心泵从散口水槽中将70C清水输送到它处，槽內液面恒定。输水量为3545 m3/h,在最

5、大流量下吸入管路的压头损失为1 m,液体在吸入管 路的动压头可忽略。试求离心泵的允许安装高度。 当地大气压98.1 kPa。在输水量范围下泵的允许吸上真空度为6.4 m和5.0 m。 解：由附录查得操作条件下清水的饱和蒸汽压，将已知的Hs = 5m换算后 代入遗）便可求出比。 由附录可知70： c时水=977.8/m p* =31.164x10% H严比+(山 Ph.o 1O)-(A o.24)x PaPh2O 5 + ( 981X103 977.8x9.81 -10)-( 3164x10? 9.81x10 s -0.24) x 1000 977.8 =2.037加 由此可知泵的允许装髙度为

6、2 比 二比-工H/g =2.307-1-0 = 1.037加 2g 6. 用离心泵从敞口贮槽向密闭高位槽输送清水，两槽液面恒定。输水量为40 mVho两槽液面间垂直距离为12m,管径为02mmX4mm ,管长（包括 所有局部阻力的当量长度）为100 m,密闭高位槽内表压强为9.81xlO4Pa,流动在 阻力平方区，摩擦系数为0.015,试求： （1）管路特性方程； （2）泵的压头。 解：（1）以贮槽液面为1 一 1，并作为位能基准面，以高位槽液面为2 2, 在1一1和2-2之间列柏努利方程，得 H =& +型+攵 PS 2g + 工 H-2 其中：Az = 12m A/? = 98.1x10

7、kPa Aw2 =0 代入上述数据可得 rz “ 9& 1x10寸” “寸” e=109.81 * 力 心=22 + Y 丹八-2 管路摩擦阻力损失 工 H2(1121 + 工夢尤=2(2 + 工 $)4 厶fA2d 厶2gd 厶g忍/4 =牆x卞話丽手1.689X1陀 (Q；以m3 /5为单位) 8 =22 + 1.690 x1()4 Q： (2)将 0 = 40/3600代入以肿 /s为单位的计算式 40 H 二 22 +1.690 xl04x ()2 = 24.1m 3600 8.用两台离心泵从水池向高位槽送水，单台泵的特性曲线方程为 / =25-1x10622 .管路特性曲线方程可近似

8、表示为 / =10+1x1052/,两式中0的单位为m%, H的单位为m。 试问两泵如何组合才能使输液量大?(输水过程为定态流动) 解：两泵并联时，流量加倍，压头不变，故并联泵的特性曲线方程为 H =25-Q2 =25-2.5xlO6Q2 令 He=H 可求得并联泵的流量，即 1O + 1x1O502 =25-2.5x106Q2 解得 0 二 0.00655m3 / h 两台泵串联时，流量不变，压头加倍，故串联泵的特性曲线方程为 / = 2(25 -1 x 106 22) = 50 - 2 x 106(22 同理，10 + lxl05e2 =50-2xl06g2, 解得 e = 0.00436

9、m3/? 结果表明，并联泵的流量高于串联泵的流量。 x02a02063 用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大 出口阀门将导致（） A. 送水量增加，整个管路阻力损失减少 B. 送水量增加，整个管路阻力损失增大 C. 送水量增加，泵的轴功率不变 D. 送水量增加，泵的轴功率下降 x02a02066 离心泵最常用的调节方法是（） A. 改变吸入管路中阀门开度 B. 改变压出管路中阀门的开度 C. 安置回流支路，改变循环量的大小 D. 车削离心泵的叶轮 x02b02114 操作条件下允许吸上真空髙度为允许的最大安装高度为泵的入口 速度为如2比w为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则（） A. B. C. D. sax sax + u/2g -工忆m u/2g SZ.o-i x02a02092 离心泵停车时要（） A先关出口阀后断电 B先断电后关出口阀 C先关岀口阀先断电均可 D单级式的先断电，多级式的先关岀口阀 tO2aO2O16 离心泵常釆用调节流量，往复泵常采用调节流量。 tO2aO2OO3