化工原理(上册)习题解答(第三版_谭天恩主编)部分答案

1、2-1在图2-12所示的离心泵特性曲线图上，任选一个流量，读出其相应的压头与功率，核 算其效率是否与图中所示的一致。解：取任一点，如 Q=30L*sA-1 或 108mA3*hj-1 查图 2-12 知H=,n=7-4kw,毛=77%检验效率：y =QHpg/N=108*1000*=结果与读图相符2-2用内径为200mm、长50m的管路输送液体（密度与水相同），升高10m。管路上全部 管件的当量长度为 27m,摩擦系数可取为.作用于上下游液面的压力相同。试列出管路特性 方程，其中，流量 Q以mA3*hA-1计，压头H以m计。附图中的实线与虚线分别为IS250-200-315型和IS250-20

2、0-315A型离心泵的特性曲线。 试求,若在本题中的管路上分布安装这两个泵时的流量、所需的轴功率及效率。解：（1）管路特性方程H= 飞-%"式中，Q以mA3*hA-1 计，H以m计。（2）将管路特性曲线描绘在图上，与两泵的H-Q曲线相交，由交点可读出以下数值:型号Q/mA3*hA-1H/mN/kw刀IS250-200-31567885%IS250-200-315A627383%2-3如图所示的循环管路系统，管内径均为 30mm,管路摩擦系数入=,吸入管路和压出管 路总长为10m（包括所有局部阻力白当量长度在内）。阀门全开时候，泵入口处真空表的读书为40kpa,泵出口处压力表日勺示数为

3、。泵的特性曲线方程可用H=22-BQA2表示，其中，H以m计，Q以mA3*hA-1计，B为待定常数。试求：（1）阀门全开时候泵的输水量和扬程：（2）现需将流量减小到阀门全开时候的90%,采用切削叶轮直径的方法，则绷得有效功率为多少kw也轮直径应切削为原来的百分之几 解:对泵进、出口列机械能守恒方程，有H=（PA+P 出）/ 闻=*10A3+40*10A3）/1000*=（a）对整个循环系统做机械能衡算（从面1-1经泵再回到面1-1）;h=BQA2=8 入 1/ 兀人2dA2g*（Q/ 3600）A2=*10A-2QA2式中，Q以mA3*hA-1 计。将H=h=入到上公式得，Q=A3*hA-1将

4、Q、H带入到泵的特性方程，得 B=（22-H）/QA2=*10A-3 （2）Q'=90%Q=A3*h-1代入公式（a）得，W =有效功率N=h 'Q' pg=1038KW叶轮直径应切削的百分率因管路特性曲线方程 h=BQV为过原点的曲线，再根据教材中式（2-16）可以证明，此种情况下的管路特性曲线与叶轮切割前、后泵的特性曲线的两个交点，即为新、旧工作点， 满足式（2-16）,即Q7Q=D7D=2-4用离心泵输送65c的水，分别提出了附图所示的三种安装方式（图中安装高度与压出高度所标注数字的单位都是mm）。三种安装方式的管路总长（包括管件的当两长度）可是为相同。试讨论，（

5、1）这三种安装方式是否都能将水送到高位槽若能送到，其流量是否相等（2）这三种安装方式，泵所需要的功率是否相等解：（1）查附录七知65c水的饱和蒸汽压力为 辰=查附录五知65c水的密度p =*mA-3Nai九洲卜夫气上/p g物/ p g1射门Y）+Ah先语 =（-h&*|）+Ah先城）8m图a的安装高度为-2m,图b的为1m,图c的为8m ,因此，图c的安装方式肯定不行， 而图a、b的安装方式有可能降水送到高位槽。图a、b所示的管路状况相同，故管路特性曲线相同，又泵相同，故工作点相同，即流 量相同。（2）泵所需的功率是否相同因a、b所示情况的工作点相同，即Q、H相同，又泵相同，故刀相同

6、，此外，p相同，故所需功率N=QH p g/刀相同。2-6将密度为1500kg*mA3的硝酸送入反应釜，最大流量为6mA35人-1,升举高度为8m。斧内压力为300kpa。是在下面的内腐蚀泵性能表中选定一个型号，并估计泵的轴功率。斛： h="了十一-+ 一=耳十300字上山； 十胃。早上*&- = 30 4m根据h=,Q=6*mA3*hA-1选表中IH40-32-160型泵，最高效率为 36%。泵的轴功率 N=Qh堰/ y =2071W2-7有下列输送任务，是分别提出适合的泵类型向空气压缩机的气缸中注入润滑油；输送浓番茄汁至装罐机；输送带有结晶饱和盐溶液至过滤机；将水从水池送

7、到冷却塔顶（塔高30m,水流量5000mA3*hA-1）；将洗衣粉浆液送到喷雾干燥器的喷头中（喷雾器内压力10MPa,流量5mA3*hA-1）；配合ph控制器，将碱液按控制流量加入参与化学反应的物流中。解：齿轮泵或螺杆泵。理由：流量小，粘度较大；离心泵（开式或半开式叶轮）理由：含固体物。压力不大时用离心泵，压力大时用隔膜泵。理由：含固体物。双吸离心泵。理由：流量很大，而扬晨不算太大。柱塞式往复泵或螺杆泵。理由：出口处压力大，但流量较小。计量泵。理由：流量需定量控制。2-9习题2-8中的喷雾干燥器每小时要排出16000mA3湿空气。现有一台通风机可用，它在转速n=1000r*minA-1时的操作

8、性能如下所示。问刺痛风机是否能满足需要如不使用，有无 办法改造到能用序号全压/mm比O风量 mA3*hA-1轴功率/kw序号全压/mmHiO风量加人35人-1轴功率/kw1981120058816600297120006811800039513900774193009215300解：由本题已知条件及习题2-8知）-222mmi七O,Q=16000mA3*hA-1。表中列出的最高全风 压仅为98mmH_O,远小于所需值。但若将转速提高，有可能达到要求。根据教材中式2-14,为使表中序号1的全风压达到222mmH：O,转速n应满足n7n=衍函=故 n =*1000=1505r*minA-1在此转速

9、下，序号1的流量变为Q'=11200*=16860mA3*hA-1可以满足需要（稍增大阻力，如关小阀门，可使流量减小至16860mA3*hA-1 ）。说明：本题的风机在风量比序号1的风量还小的条件下运行，效率较低（低于 82%）。如需长期运行，为节能，当选一风压、风量在序号为中间值的风机；如查产品目录，风机在2240 r*minA-1下共给出8个序号的值，其中序号5的风压为248mmH±O,风量为15800mA3*hA-1较为适用（因风压高于管路所需，运行时风量将较15800 mA3*hA-1大，而可满足要求，其全压效率约 90%）。2-10往复压缩机的活塞将 278k、（绝

10、）的空气抽入气缸，压缩到 324kpa （绝）后排出。试求活塞队每千克空气所做的功。若将1kg空气在一密闭的筒内用活塞字（绝）压缩到324kpa（绝），所需功是多少两种情况下均按绝热压缩机算。解：在气缸中压缩、排出时：根据理想气体状态方程得压缩前体积=丁八*1/M*=A3*kgA-1压缩功费6 JjVdp= 丫 /( 丫 -1)* P M 血i 售)人(丫 -1)/ 丫 )-1 =*10A5J 在密闭筒中压缩时:的训皋仪伍 丫 -1)* PlV(l/Pl)A(丫 -1)/丫)-1= 1Vx 丫 =*10A4KjW与继续从20%13-5求某湿物料由含水率 30%（湿基，下同）干燥到20%所逐走的水分到io%逐走的水分w：之比W/w之。解：以1000kg绝干料为准，从 W1=30%干燥到卜啊=20%所逐走的水分为1=100* (30/70-20/80)=从百产20%继续干燥至Wm=10%所逐走的水分为2=100*(20/ 80-10/90)=故，/ '=13-6某干燥器每日(24h)处理盐类结晶10t,从初水分干燥至(均为湿基)。热空气的 温度为107C,相对湿度0>=,干燥器中的空气绝热增湿，离开干燥器的温度为65C,试求每小时出去的水分(kg)、空气用量(kg干空气)以及每天的产品量(kg)。解