化工原理试题库第二章答案内蒙古乌海职业技术学院

1、 一、填空：案 1、为液体提供能量的输送机械，离心式、 2、 64 保持垂直。 、不变。 酬肠1处n匚 5、管路特性曲线 、离心泵特性曲线。 w小、大。 7 V 1 V3 7填料密封，机械密封。 、静风压， 动风压， 、降低，减小， 降低，增加 10 、H-Q, n -Q, N-Q,转速 11、出口阀门， 旁路阀门。 12 、提高流量，提咼扬程。 13、泵的。 14、实际 15 、压头。 16、后弯。 17、吸入管路 18、吸入管路 1Q 叙r玄島童 :20、减小 二、选择： 6-10:BBDDB 11-15:CABAD 16-20:ADABB 15: BBACA 三、简答 丄t r r厂_/

2、 亠 r / r- r U r 、- 往复式、旋转式和流体作用式。 体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪 声，其流量和扬程明显下降。这一现彖称为汽蚀现象。确定合适的安装咼度以确保不发生汽蚀 现象 2、离心泵主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳。叶轮是离心泵直接对液体做 功的部件，其上有若干后弯叶片。离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速旋转运动，迫使叶片 间的液体也随之作旋转运动。同时因离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。 液体在流经叶轮的运动过程获得能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳内，由 于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转化

3、为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压 岀管道。 3、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。 四、计算 1、解：U1 盹1.53呎。 1 4 0.091 3600 U2 1.53 2 u Hs o 2g 2 kU hf Hs 2g 3.0空 2.9.81 0. 02. 50 1. 532 1. 555m 考虑0. 5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为Im. N 轴 N 电电 2. 0. 941. 88KW. H Z h, Z 1 u2 d 2g H 11 0. 02 160 50 0. 5曲 0. 09 2.9.81 H 16. 75m. N HQ g 16. 75.

4、 35. 1000. 9. 81/3600 1. 6Kw 电85% 2、解：（1）泵的压头 努利方程： 2 乙 巴比H乙 O 式中 Z2-Zi=o. 5m pi = - 2. 67X 104Pa （表压） P2二2.55X 105Pa （表压） 在真空表及压强表所在截面 P2氏H f g 2g 1 1与2-2间列柏 U1 JQ d2 4 12.5 10 0. 08 2. 49m/s 4Q 4 12.5 10 U2= 4.42m/s d； 0.06 两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故 2 . 55 1 052 . 67 1 0 *4 . 42 22. 49 2 H二 0. 5+ 1

5、000 9.812 9.81 =29. 88mH20 泵的轴功率功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身 耗一部分功率，其效率为0. 93,于是电动机的输出功率（等于泵的轴功率）为: N=6. 2X 0. 93=5. 77kW (3)泵的效率 NeQH g 12.5 10 3 29. 88 1000 9.81 5.77 1000 N N r=f o 63 二需 在实验中，如果改变出口阀门的开度，测出不同流量下的有关数据，计算岀相应的H、N 和n值，并将这些数据绘于坐标纸上，即得该泵在固定转速下的特性曲线。 3、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正： 当水温为40 C时 pv=7

6、377Pa 在海拔500m处大气压强可查表2-1得 Ha二9. 74 mH2O Hs二Hs+ (Ha 10) pv - 0. 24 9.81 103 =7. 5+ (9. 74- 10) ( 0. 75- 0. 24) =6. 73 mH20 泵的允许安装高度为： 2 H 3“ 2g =6. 73- 0. 2- 1 二5. 53m 5m 故泵安装在离水面5m处合用 4、解：将系统所需的风压pT换算为实验条件下的风压pT,即 Pt 操作条件下P 的计算：(40 C, 从附录中查得1. 0133X 105Pa, 93300 196 1. 128 101330 p= (93300- 196) Pa)

7、 40C 时的 p =1. 128 kg/m3 3 1. 04kg/m 所以 1.2 PT1600 一1846Pa 亠1.04 风量按风机进口状态计 14500 3 1.04 13940m /h 根据风量Q=13940m7h和风压pT=1846Pa从附录中查得4 72 UNO. 6C型离心 通风机可满足要求。该机性能如下： 风压 1941. 8Pa=198mmH0 风量 14100 m7h 效率 91% 轴功率 10kW 5、解：(1)两槽液而的高度差H 在压力表所在截面2-2 与咼位槽液面3-3 间列柏努利方程，以贮槽液而为基准水平 面，得： 其中, 代入上式得: 2 2 gH 2 U2 P

8、2 hf,2 3 4. 9J 门 Us P3 gH h f ,2 3 Ua=0, P 3=0, 2.452 1000 H 5 2 9. (2)泵所需的实际功率 在贮槽液面0-0 与高位槽液面3-3 面，有： 10 5 4.9 29. 74m 间列柏努利方程，以贮槽液而为基准水平 gHo 2 Uo 也 We gH 2 2 U3 P3 h f,0 3 其中, hf.os 6. 864. 9J / kg ,u2= U3=o, 2= pa=0, H o=O, H=29. 4m 代入方程求得: W=298. 64J/kg, W3 Vs 36 1000 10kg/s 3600 2986. 4W , n =

9、70% 4. 27kw N (3)真空表的读数 在贮槽液面0-0 与真空表截面1-1 间列柏努利方程，有: 其中, hf,。1 代入上式得, Pi 2 gHi 女 9 pi hf ,oi 1.96J/kg,H=0, u o=O, p o=O, H i=4. 8m, u i=2. 205m/s C 1000 (9.81 c 4. 8 0. 525kgf / cm2 2, 2051.96)5. 15 10?a 6、解:V=10mh , 所需外加功 W=gDZ + Shf二9. 81 10+8 0. 03 50(1O/36 在压力表所在截面2-2 准水平面，有： Z2 2 U2 2 U3 P3 hf

10、,2 3 3. 5 2.32 百 p2 1000g 16 1. 5 10 0. 02 1000 1002.3 0. 129.81 解得， p2=3. 23X lOTa (表压) 基与容器液面3-3 间列柏努利方程。仍以0-0 截面为 2) H (Z2 Zi) p2 Pl ,r3.23 H f 0. 5 10 0.427 10 1000 9.81 泵的压头(m); 在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得, 37. 8m 3) 有效功率 Ne HQ 37.8 65 1000 102 6. 687kw 3600 102 Ne/N 66. 87% 4) 若离心泵运行一年后发现有气缚现彖, 原因是

11、进口管有泄露。 &解：Zh hf, Z 652365 637650 3. 5 1. 62. 27m。 530. 9.81 即泵不能正常工作 9、解：求泵运转时的流量、轴功率及效率，实际上是求泵的工作点据本题的管尚甜雜附图 上标绘出管路特性曲线。 (1) 管路特性曲线方程 在贮水 池水面与水塔水面间列柏努利方 程 p He Z Hf g 式中 Z=13m p=0 由于离心泵特性曲线中Q的单位为L/s,故输送流量Qe的单位也为L/s,输送管内流速 为: Qe Qe 0.0742Qe U 1000 1000 - “0. 131 4 2 d Hf 41 L 2 u 200 2 0. 0742Qe d

12、0. 02 0. 13 2 9.81 2g 1 =0. 00857Q： 本题的管路特性方程为: He二 13+0. 00857Q2 (2) 标绘管路特性曲线 根据管路特性方程，可计算不同流量所需的压头值，现将计算结果列表如下: Qe/L S1 0 4 8 12 16 20 24 28 He/m 13 13. 14 13.55 14. 23 15.2 16.43 17. 94 19. 72 由上表数据可在4B20型水泵的特性曲线图上标绘出管路特性曲线He- Qe (3) 流量、轴功率及效率附图中泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 就是泵的工作点，从图中点M读得： 泵的流量Q=27L/s=97. 2m3/h 泵的轴功率N二6. 6kW 泵的效率n二77% 10、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正： 当水温为40 C时 pv=7377