石油化学工程原理课后习题答案_完整版

1、石油化学工程原理课后答案石油化学工程原理课后答案 第一章 流体流动 1-1 已知油品的相对密度（即比重）为 0.9，试求其密度和比容。 解： 3 4 900901000mkg.d t = 水 kgm. 3 001110 900 11 = 1-2 若将 90kg 密度为 3 830mkg的油品与 60kg 密度为 3 710mkg的油品混合，试求 混合油的密度。 解：混合后各油品的重量百分比： 60 9060 90 1 .xW= + = 40 9060 60 2 .xW= + = 由 2 2 1 1 1 WW m xx += 得： 3 1 1 2 2 1 4777 710 40 830 60 m

2、kg. .xx W!W m = += += 1-3 氢和氮混合气体中，氢的体积分率为 0.75。求此混合气体在 400K 和 2 5mNM的 密度。 解：混合气体平均分子量： molg.yMyMMm 517825002287500162 2211 =+=+= 3 36 mkg 80512 4003148 105178105 . . . RT PMm m = = 1-4 如题图所示，用 U 形管压差计测定气体反应器进。出口处的压力，测得mmR750 1 =， mmR800 2 =，试求此反应器底部 A 和顶部 B 处 的 表 压 和 绝 压 为多少 2 mN。当地大 气压力atmPa1=。 解：

3、A 处的表压： Pa. . gRp CClA 4 2 102511 808191594 4 = = = A 处的绝压： () Pa. . ppp aAA 4 34 108758 103101102511 = += +=表压 A、B 处的压差： Pa.gRppp OHBA 3 1 1035757 7508191000 2 = 则 B 处的表压： Pa.ppp AB 434 1098711035757102511= B 处的绝压：Pa.pB 454 101438100131109871=+= 1-5 用 U 形管压差计测定气体管路中某两点的压力差，压差计中的指示液为水，其密度 为 3 1000mk

4、g，压差计读数为 500mm。试计算两点的压力差为多少 2 mkN。 解： 2 9054508191000mNk.gRP= 1-6 为了放大所测气体压差的读数采用如图 1-10 所示的 斜管压差计， o 20=。若压差计内装密度为 3 840mkg 的 95%乙醇溶液，压差计读数 R为 29mm。试计算压力差 21 pp ，分别用 SI 单位和工程 单位表示。 242 21 10332873381= 200290819840 cmkgf.mN. sin. singRppP = =解： 1-7 密度为 3 910mkg的原油经过直径为mm4108的钢管流动，流速为sm.850， 试求原油的体积流

5、量hm3、质量流量hkg和质量流速()Smkg 2 。 解：已知 3 910mkg= sm.u850= 2322 10854710 44 m.dA = hm.sm.uAV 3333 03324106766108547850= hkg 1018729100324 4 =.VW ()Sm.uG= 2 kg 5773910850 1-8 比重为 1.83 的硫酸经由直径为mm476和mm.5357的管子串联管路，体积流 量为minL150。试分别求硫酸在两种直径管中的质量流量、流速和质量流速。 解：hmSm.minLVVV 333 21 91052150= 2322 1 m 1063230680 4

6、4 1 =.dA 2322 2 m 1096310500 44 2 =.dA hkg.Skg.VWW 43 21 106471575418301052= hmsm. . . A V u247868830 106323 1052 3 3 1 1 1 = = hmsm. . . A V u45862741 109631 1052 3 3 2 2 2 = = ()()hmkg.smkg.uG= 262 11 1053641260183068830 ()()hmkg.smkg.uG= 262 22 1039282331183027361 1-9 如 题 图 所 示 ， 从 容 器A用 泵B将 密 度

7、为 3 890mkg油品输送到塔 C 顶部。容器内与塔顶 的表压力如题图所示。管子规格为mm4114 。 油品的输送量为hkg. 4 1045，输送管路的全部 能量损失为kgJ122，试求泵的有效功率。 解：管内流体的流速： Sm. . . u9101 10603600890 41045 2 4 2 = = 以容器 A 的液面为截面 1，以塔 C 为截面 2 在 1-2 截面间列柏努利方程： +=+ f h p u gZWe p u gZ 2 2 2 1 2 1 22 21 122 890 102160 2 9101 819360081912 32 + +=+ . .We. 得：kgJ 108

8、8332 3 = .We kW.SJ.hJ. .WeWNe 2543103254105571 10451088332 48 43 = = 1-10 如题图所示，从敞口高位槽向精馏塔加料，高位 槽液面维持不变，塔进料口处的压力为 2 40cmkgf. （ 表 压 ） 。 原 料 液 的 密 度 为 3 890mkg， 管 子 直 径 mm360，从高位槽至塔的进料口处的阻力损失为 kgJ22。 试 问 要 维 持hm314的 加 料 量 ， 高 位 槽 中 的液面须高出塔的进料口多少米？ 解：管内流体的流速： sm. . u6981 05403600 414 2 = = 以高位槽的液面为截面 1

9、，以进料管入口为截面 2 在 1-2 截面间列柏努利方程： +=+ f h p u gZ p u gZ 2 2 2 1 2 1 22 21 22 890 108079400 2 6981 000 42 + +=+ . Zg 得：m.Z8836= 1-11 如题图所示为一由敞口高位槽的稳定供水系统，管径为mm.5357。已知从高 位槽液面至管出口处的能量损失为 2 45 2 u hf=（u 为管内流速s/m）。试求水的流 量为多少hm3？欲使水量增加 20%，应将高位槽水面升高多少米？ 解：以高位槽的液面为截面 1，管出口为截面 2 在 1-2 截面间列柏努利方程： +=+ f h p u gZ

10、 p u gZ 2 2 2 1 2 1 22 21 2 450 2 8192008198 22 uu .+=+ 得：sm.u61= hm.Sm.uAV 3232 31111014163050 4 61= 若使水量增大 20%，则Sm.u. u 921612121= 在 1-2 截面间列柏努利方程： +=+ f h p u gZ p u g Z 2 2 2 1 2 1 22 21 2 921 450 2 921 819200 22 1 . .g Z+=+ 得：m. Z 6410= 即需要将高位槽水面升高至 10.64m。 1-12 如图所示，一油水分离器中的油水分界面借助于形管来维持和调节，有关

11、尺寸如 附图所示。油的密度为 3 780mkg，水的密度为 3 996mkg。试计算： 如阀 1 和阀 2 均全关闭时，油水分界面高度 H 为多少米？（忽略形管中的阻力损失） 如打开阀 2 时，H 为多少米？（忽略形管中的 阻力损失） 如 水 在 形 管 中 的 流 动 阻 力 损 失 =kgJ.hf20 时，重新计算和的内容。 解：当阀 1 和阀 2 均全关闭时，以油水界面为截面 1，以形管管顶为截面 2。 在 1-2 截面间列柏努利方程：+=+ f h p u gZ p u gZ 2 2 2 1 2 1 22 21 式中：HZ = 1 ，()H.gp=54 1油 （表压），0 1 =u m

12、.Z24 2 =，0 2 =p（表压），0 2 =u，= 0 f h 代入式中： () 81924 54 819. H.g .H= + 水 油 整理得：()2454.gH.ggH=+ 水油水 得：m.H1173= 打开阀 2 而不考虑阻力损失，以油水界面为截面 1，以阀 2 为截面位。 在 1-3 截面间列柏努利方程： +=+ f h p u gZ p u gZ 2 2 2 1 2 1 22 21 式中：HZ = 1 ，()H.gp=54 1油 （表压），0 1 =u m.Z93 2 =，0 3 =p（表压），0 3 =u，= 0 f h 代入式中： () 81993 54 819. H.g

13、.H= + 水 油 整理得：()9354.gH.ggH=+ 水油水 得：m.H7331= 若考虑阻力损失：在中阀 1、2 关闭时： +=+ f h p u gZ p u gZ 2 2 2 1 2 1 22 21 () 2024 54 .g. H.g Hg+= + 水 油 得：m.H2113= 在中阀 2 打开时： +=+ f h p u gZ p u gZ 2 2 2 1 2 1 22 21 () 2093 54 .g. H.g Hg+= + 水 油 得：m.H8271= 1-13 25的水以sL4的流量在直径为mm.5357的钢管中流动，试判断其流动型 态。如换成密度为 3 880mkg、粘

14、度为 387cP 的油品以同样的流量流动，试判断其流动 型态。 解：25的水的 3 997mkg=，SmPa.=89370 Sm. .d V u0372 050 10444 2 3 2 = = 湍流 4000101361 1089370 9970372050 5 3 = = . . .du Re 油品：层流 20006231 10387 8800372050 3 = = . .du Re 1-14 述所述的输送管路，管中的流量达到多少hm3时，水由层流开始向湍流流动？如 油品保持层流流动，其管中的最大流速为多少sm？ 解：对于水：由层流时 2000= du Re 得：sm. . . d u03

15、60 997050 109030 20002000 3 = = hm.uAV 32 25603600050 4 0360= 对于油品：由层流时 2000= = . . .du Re 由00570 35 20 . . d = 查图 1-28 得：0320.= 则kgJ. . . . u d hf 15286 2 50192 0350 100 0320 2 22 = ? OmH 16929 2 .ghH ff = 25 6285108562mNk.Pa.hP ff = 1-16 有一热交换器，外壳内径为 300mm，内装有 60 根直径为mm225的光滑管组成 的管束。空气以hm33000的流量在

16、管外平行流过，空气的平均温度为 30，换热器长 度为 4m。试估算空气通过换热器时的压力降，以OmmH2和 2 mN表示。 解：30空气的物性： 3 1651mkg.=，SPa.=618 sm. . A V u2120 600250 4 30 4 36003000 22 = = m. . . de029170 60025030 600250 4 30 4 4 22 = + = 湍流 4000106923 10618 16512120029170 4 6 = = . . .ud Re e 以光滑管形式来确定：02280 31640 250 . Re . . = 则kgJ. . . . u d h

17、 e f 2639 2 2120 029170 4 02280 2 22 = ? 2 774426391651mN.hP ff = O. . . g P H f f22 75.91mmH=OmH 07590 8191000 7744 = = 1-17 用泵将密度为 3 820mkg、粘度为 80cP 的燃料油通过直径为mm.5489的钢 管输送到油罐。管路的直径长度为 520m,管路上有两个全开闸阀,6 个 90标准弯头，油 从油罐的侧面进入。当燃料油的流量为hm. 3 56时，整个管路的能量损失和压力降为多 少？ 解： sm. . . d V u35920 3600050 5644 22 =

18、 = 层流 200055294 1080 82035920080 3 = = . . .du Re 由02830 53 150 . . d = 查图 1-28 得0270.= 管件的局部阻力系数：入口50.=，出口01.= 全开闸阀170.=，90标准弯头750.= 17327501700150.=+= kgJ 15.12= 2 21 173 0530 35 0270 2 22 . . . . u d hf += += ? 24 1051112152998mN.hP ff = 1-19 如 题 图 所 示 为 一 输 油 管 路 。 已 知 管 路 为 mm.5489的钢管，A、B 间的直管长

19、度为 40m， 其间有 6 个 90标准弯头，油的密度和粘度分别为 3 820mkg和cP121。在 A 和 B 点的压力表读数 分 别 为 2 15cmkgf和 2 614cmkgf.。 其 他 数 据 如附图所示。试计算管路中油的流量。 解：在 A、B 截面间列柏努利方程：+=+ f BB B AA A h pu gZ pu gZ 22 22 式中：Pa.cmkgfpA 62 10471115=，m.ZA50= Pa.cmkgf.pB 62 104321614=，m.ZB51=，uuu BA = () ()kgJ. . gZZ ppu d BA BA 03388195150 820 104

20、321101.471 = 2 h 66 2 f =+ + = += ? 对于钢管取mm.20=，则00250 80 20 . . d = 先假设在阻力平方区，由图 1-28 查得0250.= 则可计算得：9738 2 2 . u d = + ? 9738 2 7506 080 40 250 2 . u . . .= + sm.u142= 校验：层流 20001160 10121 820142080 3 = = .du Re 按层流计算，将 duRe 6464 =代入公式：9738 2 2 . u d = + ? 9738 2 64 2 2 . u ud = + ? 0338 2 7506 28

21、20080 401012164 2 2 3 . u . u . =+ 整理得：0033851229252 2 =+.u.u. 得：sm.u1821= 层流 2000641 10121 8201821080 3 = = . . .du Re 取mm.20=则010 20 20 . . d = 查得0390.= 局部阻力系数：入口50.=，出口01.=，90标准弯头750.= 半开闸阀54.=，57275040150.=+= 在贮槽及反应器间列柏努利方程： +=+ f h pu gZWe pu gZ 2 2 2 2 1 2 1 1 22 式中：)(p表压0 1 =，)(Pacmkgf.p表压 52

22、 2 10515= 0 1 =Z，mZ12 2 =，0 1 =u，0 2 =u kgJ . . . . u d 113 2 591 57 020 42 0390 2 h 22 f = += += ? kgJ.hgZ pp We f 579911381912 879 105 = 5 2 12 =+ + = ()W./.VWeNe43516010308795799 3 = 1-21 有一水平输送原油的管路，管径为mm12299，总长度为 42km。原油的流量为 hm. 3 562，密度和粘度分别为 3 910mkg和 300cP，管路两端压差保持不变，试问： 在管路下游 1/3 处并联一条同样直径

23、的管子时，原油输送量增到多少？ 欲使原油流量增加 50%，需并联多长的管子？ 解解 ：在管路下游 1/3 并联一条同样直径的管子时： 并联前的sm 29230 36002750 5624 2 . . . A V u= = 层流 83243 10300 910292302750 3 . .du Re= = 由于流体的粘度较大，可假设并联管路后仍为层流 根据并联管路特点，并联部分的管路阻力损失相等 hh ff11 = 而 2 22 32 2 64 2d luu d l du u d l hf= 即： 2 11 2 11 3232 d u l d ul = 由于管径及管长均相等，则有 uu 11 =

24、 则并联后的总管流速为： 121 2u uu u=+= 由于管路两端点压差不变，则在并联前后的总阻力应保持不变 并联前的阻力： 2 22 32 2 64 2d luu d l du u d l hf= 并联后的阻力： 2 11 2 2 11 1 2 3232 22d ul d u lu d l u d l hf+=+= 由于 hh ff = ，则有 2 11 22 323232 d ul d u l d lu += 即 11u u llu+=代入数据可得 11 42 3 1 242 3 2 4229230uu.+= 解得：sm. usm.u35070 17540 1 = 检验：418 1030

25、0 910350702750 3 = = .du Re 假设成立 hm.Sm.A u V 332 00750208302750 4 35070= 若使原油流量增大 50%，则u. u51=，而u. uu750 2 1 1 = 由于管路两端点压差不变，则在并联前后的总阻力应保持不变 并联前的阻力： 2 22 32 2 64 2d luu d l du u d l hf= 并联后的阻力： 2 11 2 2 11 1 2 3232 22d ul d u lu d l u d l hf+=+= 由于= hh ff ，则有 2 11 22 323232 d ul d u l d lu += 即 11u

26、l u llu+=代入数据可得 () 111 75051u.lu.lul+=? km.l.l284266706670 1 = 即需并联 28km 的同样直径的管路。 1-22 如题图所示由敞口高位槽 A 分别向反应器 B 和吸收塔 C 稳定的供给 20的软化水， 反 应 器 B 内 压 力 为 2 50cmkgf.， 吸 收 塔 C 中 真 空 度为 73.5mmHg。总管路的规格为 mm.5357， 长度为()mZA+20； 从分支点至反应器 B 的管路规格为mm.5225， 长度为 15m；从分支点至吸收塔 C 的管路规格为mm.5225，长度为 20m（以上管长 均包括各自管路上的各种局

27、部阻力的当量长度）。整个管道为无缝钢管，其粗糙度可 取 0.15mm。如果要求向反应器 B 供给 水 流 量 为hkg. 3 10131， 向 吸 收 塔 C 供给水流量为hkg. 3 1071，问高 位槽液面至少高于地面多少？ 解：20水的物性： 3 2998mkg.=， SmPa.=0051 以分支点为 O 点，则在 OB 段中的流速为： sm. . . d V u0011 36002998020 1013144 2 3 2 = = 湍流 4000109881 100051 29980011020 4 3 = = . . .du Re 由00750 20 150 . . d = 查图 1-

28、28 得0380.= 则根据柏努利方程可得 O 点的总比能为： kgJ 73.2119= 2 0051 020 15 0380807910 998.2 109.8070.5 = 2 25 2 . . . hgZ up E OB fB BB OB + += 则在 OC 段中：sm. . . d V u50581 36002998020 107144 2 3 2 = = 湍流 400010992 100051 299850581020 4 3 = = . . .du Re 由00750 20 150 . . d = 查图 1-28 得0370.= 则根据柏努利方程可得 O 点的总比能为： kgJ

29、110.6107= 2 50581 020 20 0370807980 998.2760 10132573.5- = 2 2 2 . . . hgZ up E OC fC CC OB + += 取两个中较大者，即kgJ 110.6107= OB E 在总管中的流速： sm. . . A AuAu u OCOCOBOB 40110 050 020505810200011 2 22 = + = + = 湍流 4000109921 100051 299840110050 4 3 = = . . .du Re 由0030 50 150 . . d = 查图 1-28 得0320.= 则在 A 与 O

30、间列柏努利方程： m. . . Z .Z hEgZ up A A AO fOA AA 4411 Z 2 40110 050 20 03206107110807900 2 A 2 2 = + +=+ +=+ 得 即高位槽距地面至少 11.44m，此时 OB 段应适当关小阀门。 1-23 在mm8325的输送空气管道中心安装了一个皮托管，空气的温度为 21，压 力为 1atm （绝压） 。 用一微差压差计测定压差， 指示液为油和水， 其密度分别为 3 835mkg 和 3 1000mkg。当压差计读数为 50mm 时，空气的质量流量为多少hkg？ 解：21空气的物性： 3 2011mkg.=，SP

31、a.=1518 压差计指示值：()()Pa.gRp93258005080798351000= 油水 由皮托管测得的管中心流速：s. . .p umaxm 60911 2011 93258022 = = = 5 6 1037372 101518 2011609113090 = = . . .du Re o max 查图 1-25 得840.uu max = 即sm.u.u max 752960911840840= hkg.skg.uW 32 101623878303090 4 20117529 = 则 1-24 在直径mm4108的输送轻油管路上，安装了一个标准孔板流量计以测量轻油的 流量。 已

32、知孔板孔径为 60mm， 在操作温度下轻油的密度为 3 770mkg， 运动粘度为 1cSt。 当 U 形管压差计读数为 1250mmH2O 时，轻油的体积流量和质量流量各为多少？ 解：()()Pa.gRp 3 1082225180797701000= 油水 先假设Co为定值，由360 100 60 2 . A Ao = =查图 1-41 得650.Co= sm. . . p Cu oo 761 770 108222 650 2 3 = = = sm.u d d uu o o o 6330 100 60 2 2 1 1 = = = 4 3 1111 10336 101 633010 = = .

33、 .udud Re 再由此查得6550.Co=，如上法计算后得 sm.uo7731=，sm.u6380 1 =， 4 103826= .Re 再由此查得Co基本不变，则认为此即为管内的实际流速 则hm.sm.AuV oo 3332 041810015060 4 7731= hkg.skg.VW 43 1039186310015770= 1-25 在mm5160输送空气管道上安装了一个孔径为 75mm 的标准孔板流量计，孔板 前空气压力为 2 21cmkgf.，温度为 25。问当 U 形管压差计读数为 145mmH2O 时，流 经管道空气的质量流量为多少hkg？ 解：25，1atm 下空气的物性

34、 3 1851mkg.=，SPa.=3518 则在 2 21cmkgf.下 3 4 376311851 325101 10807921 mkg. . . = = 先假设Co为定值，由250 150 75 2 . A Ao = =查图 1-41 得6250.Co= ()() sm. . . . gR Cu o oo 39628 37631 807937631100014502 6250 2 = = = sm. d d uu o o 09907 150 75 39628 2 2 1 1 = = = 4 6 11 1098677 103518 376310997150 = = . . .ud Re

35、在定值区，假设正确，则认为此即为管内的实际流速 则hm.sm.AuV oo 332 44451125400740 4 39628= hkg.skg.VW56621172701254037631= 1-26 密度为 3 1600mkg，粘度为 2cP 的某溶液，通过mm.5489的钢管流动，最 大流量为minm. 3 750，U 形管压差计的读数 R 最大不超过 400mmHg，试计算标准孔板 流量计的孔板孔径。 解：sm.minm.V 33 01250750= sm. . . A V u48682 080 012504 2 1 1 = = 5 3 11 1059151 102 16004868

36、2080 = = . .ud Re 假设在极限点上，查图 1-41 得660.Co= ()()Pa.gRp Hg 4 1070884408079160013600= 根据 p ACV oo = 2 代入数据 1600 10708842 4 66001250 4 2 = . d. o 解得：m.do0560= 校验：由490 80 56 2 . A Ao = =查图 1-41 得6950.Co= 再代入前式中求得m.do0550= 则再由470 80 55 2 . A Ao = =查图 1-41 得680.Co=，m.do0550= 即选用孔径为 55mm 的标准孔板流量计。 1-27 转子流量

37、计出厂时是以 20和 1atm 条件下的空气进行标定的，现用来测定密度为 3 960mkg.的裂解气的流量，当读数为hm340时，裂解气的流量为多少hm3？ 解：20和 1atm 条件下的空气的 3 2051mkg.= hm 844 960 2051 40 3 2 1 12 . . . VV= 第二章 流体输送机械 2-1 用 15的水进行某离心泵的性能实验，水的体积流量为hm. 3 513，泵入口真空表 读数为 180mmHg，泵出口压力表读数为 2 82cmkgf.，轴功率为 1.77kW。真空表与压力 表间垂直距离为 400mm，吸入管与排出管的直径分别为mm.5360和mm.5348。

38、 试求该流量下离心泵的压头和效率。 解：15水的密度为 3 0999mkg.= 以真空表位置为 1 截面，压力表位置为 2 截面 sm. . . A V u71241 36000530 5134 2 1 1 = = sm. . . A V u86142 36000410 5134 2 2 2 = = Pa.mmHgp 4 1 1042180=(表压) 0 1 =Z Pa.cmkgf.p 52 2 10746282=（表压） m.Z40 2 =，hf = 0 在 1、2 截面间列柏努利方程：+=+ f H g u g p ZHe g u g p Z 22 2 22 2 2 11 1 () 31.

39、1367m= 8192 7124186142 8190990 1042102.746 +0.4= 2 2245 2 1 2 212 12 . . . . g uu g pp ZZHe + + + += kW./.gHQNe1443136008190999513136731= %.NNe656477114431= 2-2 原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为 3 1400mkg的水溶液，水溶液的其它性 质可视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个敞口容器的液面间的高度不变。试问： 泵的压头有无变化； 泵的出口压力表读数有无变化； 泵的轴功率有无变化。 解：由于管路状况不变，泵前后敞口容器的液面

40、差不变，而只是密度变化。 在两敞口容器液面间列柏努利方程： +=+ 21 2 22 2 2 11 1 22 f H g u g p ZHe g u g p Z )(pp表压0 21 =，0 21 = uu += f HZHe 因此泵的压头不变。 在泵的出口压力表与出口容器液面间列柏努利方程： +=+ 23 2 22 2 2 33 3 22 f H g u g p ZHe g u g p Z )(p表压0 2 =，0 2 =u += 23 2 3 2 2 p f hZ g u g 因此泵的出口压力表读数发生变化，其变化为： 41 1000 1400 2 2 . p p = 轴功率：/gHQN =

41、 因此泵的轴功率发生变化，其变化为：41 1000 1400 . N N = 2-3 某台离心泵在转速为minr2950时，输水量为hm318，压头为 20mH2O。现因马达 损坏， 用一转速为minr2900的电动机代用， 问此时泵的流量、 压头和轴功率将为多少？ （泵的效率取 60%） 解：转速变化后，其他参数也相应变化。 hm 6951718 2950 2900 3 .Q n n Q= = = Om.H n n H 2 22 H 3281920 2950 2900 = = = kW./. . /g Q H Ne55160819100032819 3600 69517 = 2-4 在海拔

42、1000m 的高原上，使用一离心清水泵吸水，已知该泵吸入管路中的全部压头损 失与速度头之和为 6m 水柱。 今拟将该泵安装于水源水面之上 3m 处， 问此泵能否正常操作？ 该处夏季水温为 20，泵的允许吸上真空度为 6.5m。 解：海拔 1000m 处的大气压OmH. Ha 2 169= ()()m. Ha.Hs Hs3351693310563310= m.h g u HsHg f 6706335 2 2 1 = mm.HgZs317150= 因此该泵不能正常操作。 2-5 用 油 泵 从 贮 罐 向 反 应 器 输 送 液 态 异 丁 烷 。 贮 罐内异丁烷液面恒定，其上方的压力为 2 65

43、6cmkgf.（绝压） 。泵位于贮罐液面以下 1.5m 处，吸入管路的全部压头损失为 1.6m。 异 丁 烷 在 输 送 条 件 下 的 密 度 为 3 530mkg，饱和蒸汽压为 2 56cmkgf.。在泵的性能表上 查得，在输送流量下泵的允许气蚀余量为 3.5m。试确定该泵能否正常操作。 解：该泵的允许安装高度为： () m. . . hh g pp Hg f vo 2726153 819530 10807956656 4 = = = 实际安装高度：m.HgZs517725027250= 因此该泵不能正常工作。 2-6 在某一车间，要求用离心泵将冷却水由凉水塔下的水池经换热器返回凉水塔，入

44、凉水 塔的管口比水池液面高 10m，管口通大气，管路总长（包括当量长度）为 400m，管子直径 均为mm376，换热器的压头损失为 g u 2 2 32，在上述条件下摩擦系数取 0.03，离心泵 的特性参数如下表所示。试求： 管路特性曲线； 泵的工作点及其相应流量和压头。 Q, Sm3 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 H,m 26 25.5 24.5 23 21 18.5 15.5 12 8.5 解：在水池与凉水塔管口间列柏努利方程： +=+ f H g u g p ZHe g u g p Z 22 2 22 2 2 11 1

45、 式中：)(pp表压0 21 =，0 21 = uu，mZZ10 12 = ()()hm 104025Sm 107.001= 070 4 2 1 32 0700 400 030 2 32 2 322-325 2 2 22 Q.Q . Q g. . g u g u d H f = +=+= ? 代入式中得：()+=+= 25 12 10001710Q.HZZHe f 此即为管路特性曲线。 在 坐 标 中 描 绘 出 管 路 特 性 曲 线 和 泵 特性曲线， 两曲线的交点即为泵的工作点。 从图中可求出泵的工作点为 Sm 0040 3 .Q =，mH21=。 2-7 有下列输送任务，试分别提出合适

46、类 型的泵： 往空气压缩机的气缸中注油润滑； 输送番茄汁至装罐机； 输送带有粒状结晶的饱和盐溶液至过滤机； 将水送到冷却塔（塔高 30m，水流量为hm35000）； 将洗衣粉浆液送到喷雾干燥器的喷头中（喷头内压力为 100atm，流量为hm35）； 配合 pH 控制器，将碱液按控制的流量加进参与化学反应的物流中。 解：齿轮泵、柱塞泵； 齿轮泵； 开式叶轮的耐腐蚀泵； 双吸离心水泵； 螺杆泵； 计量泵。 2-8 从水池向高位槽供水， 要求供水量为hkg 4 103，高位槽内压力为 2 50cmkgf.（表 压），槽内水面与水池中的水面间的垂直距离为 16m，吸入管和排出管中的压头损失分别 为 1

47、m 和 2m。管路中的动压头可忽略不计。水温为 25，当地大气压力为 750mmHg。试选 择合适的离心泵，并确定其安装高度。 解：在水池与高位槽间列柏努利方程： +=+ f H g u g p ZHe g u g p Z 22 2 22 2 2 11 1 式中：0 21 = uu，0 1 =Z，mZ16 2 =，)(p表压0 1 = 表压）(Pa.cmkgf.p 42 2 109421230=，mH f 321=+= 代入式中：m. . . He01223 8079997 1094212 16 4 =+ += sm.hm. W Q 333 4 1035880930 997 103 = = 查

48、附录表 20（P418），可选用 2B31 型水泵。 从表中知该型水泵的允许吸上真空度m.Hs75= 则在 750mmHg，25下的允许吸上真空度为： () () m. . . . . Hv Ha.Hs Hs 485240 819997 10173 3310 760 750 331075 2403310 3 = = = 则离心泵的允许安装高度为： m.H g u HsHg f 48410485 2 2 2 = 吸入 则其实际安装高度m.HgZ9835048450= 也就是说该泵的安装高度最大为 3.98m。 或者也可选用 3B33A 型水泵，该型水泵的允许吸上真空度Hsm= 64 . 则在 7

49、50mmHg25下的允许吸上真空度为： () () m. . . . . Hv Ha.Hs Hs 186240 819997 10173 3310 760 750 331046 2403310 3 = = = 则离心泵的允许安装高度为： m.H g u HsHg f 18510186 2 2 2 = 吸入 则其实际安装高度m.HgZ6845018550= 也就是说该泵的安装高度最大为 4.68m。 2-9 其常压贮槽内盛有石油产品，其密度为 3 760mkg，粘度小于 20cSt，在贮存条件 下 的 饱 和 蒸 汽 压 为600mmHg 。 现 将 该 油 品 以hkg. 4 10141的 流

50、 量 送 往 表 压 为 2 51cmkgf.的设备内。输送管尺寸为mm257的钢管。贮槽内液面维持恒定，从贮 槽液面到设备入口处的高度为 5m。吸入管与排除管的压头损失分别为 1m 和 4m。试选择一 台合适的泵，并确定其安装高度。当地大气压为 760mmHg。 解：sm. . . A W u88861 36007600530 101414 2 4 = = 在贮槽与设备间列柏努利方程： +=+ f H g u g p ZHe g u g p Z 22 2 22 2 2 11 1 式中：)(p表压0 1 =，表压）(Pa.cmkgf.p 52 2 10471151= 0 21 = uu，0 1

51、 =Z，mZ5 2 =，mH f 541=+= 代入式中：m. . . He731295 8079760 104711 5 5 =+ += sm.hm .W Q 333 4 101777415 760 10141 = = 查附录表 20（P418），选用 65Y-60B 型油泵。 其kW.N752=，%40=，m.h62= 则其允许安装高度为： () m. . . . Hh g pp Hg f vo 73890 162 8079760760 100131600760 5 = = = 吸入 则其实际安装高度m.HgZ2391507389050= 2-10 将密度为 3 1500mkg的硝酸从贮酸

52、槽输送到反应釜，流量为hm38，贮酸槽内液 面至反应釜入口之间的垂直距离为 8m。反应釜内压力为 2 084cmkgf.(表压)，贮酸槽 通大气，管路的压头损失为 20m。试选择一台合适型号的离心泵，并估算泵的轴功率。 解：在贮酸槽液面至与反应釜间列柏努利方程： +=+ f H g u g p ZHe g u g p Z 22 2 22 2 2 11 1 式中：0 1 =p(表压)，Pa.cmkgf.p 52 2 100014084=(表压) 0 21 = uu，0 1 =Z，mZ8 2 =，mH f 20= 代入式中：m. . . He25520 80791500 100014 8 5 =+ += 查附录表 20，选用 F 型耐腐蚀泵的 40F-65 型，其%20= 则kW. . .gHQN Ne0249 360020 807915008255 = = 2-11 某单动往复泵活塞的直径为 160mm，冲程为 200mm，现拟用该泵将密度为 3 930mkg 的某种液体从敞口贮槽输送到某设备内，要求的流量为hm. 3 825，设备的液体入口处较 贮槽液面高 1