化工原理第二章习题及标准答案
第二章化工原理习题
1. 如图2-1用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。
已知：水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为10-3 Pa·S，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和功率；解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m l+Σl e =100m q v = 56.5m 3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ = 1cp = 10-3 Pa ·S ρ=1000 kg.m -3, λ = 0.024 ⑴ ∵ Re = du ρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000 ∴水在管内流动呈湍流⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z 1 +(u 12/2g)+(p 1/ρg)+H =Z 2+(u 22/2g)+(p 2/ρg)+ΣHf∵Z 1=0, u 1=0, p = 0 (表压), Z 2=18m, u 2=0 p 2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u 2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m ∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = Hq v ρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw2. 采用IS80-65-125水泵从一敞口水槽输送60℃热水。
化工原理第二章习题及答案
化工原理第二章习题及答案1. 有一气缸，内径为100mm，在一个压力器中充入25升压缩空气（压力为2.5MPa），用这个压缩空气推动空气缸推出500mm，求气缸推力和机械效率。
解答：气缸推力的计算公式为：F=P*A 其中，P为气缸内气压力，A为气缸有效面积。
首先，需要根据气缸内径计算出气缸有效面积。
气缸有效面积的计算公式为：A=π*(D^2 - d^2)/4 其中，D为气缸外径，d为气缸内径。
根据气缸内径100mm可得：D=100mm+（2×5mm）=110mm由此可得气缸有效面积：A=π*(1102-1002)/4=0.00813m^2因此，气缸推力为：F=2.5×0.00813=0.02033MN其次，需要根据机械原理计算气缸的机械效率。
气缸的机械效率为：η=F_load/F_in 其中，F_load为气缸的推力，F_in为压缩空气所做的功。
压缩空气所做的功为：W=P_1V_1ln(P_2/P_1) 其中，P_1为压缩前的气压，V_1为压缩前的容积，P_2为压缩后的气压。
压缩空气所做的功为：W=2.5×25×10^-3×ln(0.1/2.5)=-0.621J因此，气缸的机械效率为：η=0.02033/(-0.621)= -0.0327答案：气缸推力为0.02033MN，机械效率为-0.0327。
2. 在一艘船上，柴油机每小时消耗燃油1000升，每升燃油能释放38000J的热量，求柴油机的功率。
解答：柴油机的功率可以通过燃烧的热量和时间来计算。
柴油机的功率公式为：P=W/t=Q/t 其中，W为做功的量，t为做功的时间，Q为燃料燃烧所释放的热量。
柴油机燃料燃烧释放的热量为：Q=m_fuel * Q_fuel 其中，m_fuel为燃料质量，Q_fuel为燃料单位质量的燃烧热量。
每小时柴油机消耗的燃油量为：m_fuel = 1000kg/小时每升燃油能释放的热量为：Q_fuel = 38000J/升因此，柴油机燃料燃烧释放的热量为：Q = 1000 × 38000=3.8×10^7J/小时假设柴油机每小时工作3600秒，则计算柴油机的功率为：P = Q/t =3.8×10^7/3600 ≈ 10556W答案：柴油机的功率约为10556W。
化工原理 第二版 答案
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 m 3/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24.7 kPa ，轴功率为 2.45 kW ，转速为2900 r/min 。
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：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方程，得22112212,1222e f p u p u z H z H g g g gρρ-+++=+++∑ 其中：210.4z z m -=41 2.4710()p Pa =-⨯表压 52 1.5210p Pa =⨯(表压) 12u u = ,120f H -=∑ 则泵的有效压头为：521213(1.520.247)10()0.418.41109.81e p p H z z m g ρ-+⨯=-+=+=⨯ 泵的效率32618.4110100%53.2%1023600102 2.45e e Q H N ρη⨯⨯==⨯=⨯⨯该效率下泵的性能为：326/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW =3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/m 3，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 m 3/h 的流量送往表压强为177 kPa 的设备内。
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4 m 。
试核算该泵是否合用。
若油泵位于贮槽液面以下1.2m 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,e e H Q 的值，然后与泵能提供的压头数值比较。
化工原理习题——第二章
答案与评分标准
答：余隙系数ε是指气体余隙体积 V3 与活塞一次扫过的体积 V1-V3 之比 （2 分） 。表达式是：
V3 100% （0.5 分） V1 V3
V1 V4 （0.5 分） V1 V3
（共 5 分）
容积系数是指压缩机一次循环吸入气体体积 V1－V4 与活塞一次扫过体积 V1 －V3 之比。 （2 分） 表达式是： 0
答案与评分标准
答：泵轴和泵壳之间的密封称为轴封。 （1 分） 其作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气漏入泵内。 （2 分） 常用的轴封有：填料密封和机械密封两种。 （1 分） （共 4 分） 41. 试题： 离心泵内能量损失包括哪几项？离心泵的效率与哪些因素有关？
答案与评分标准
答：离心泵的能量损失包括以下几项：容积损失，机械损失，水力损失。 （2 分） 离心泵的效率与泵的类型、尺寸、制造精确程度、液体的流量及性质等因素 有关。 （2 分） （共 4 分） 42. 试题： 为什么在启动和停止离心泵前，必须先关闭出口阀？
答案与评分标准
（√） （1 分） 36. 试题： 离心泵通常采用改变泵的转速方法来调节流量。 （
）
答案与评分标准
（×） （1 分） 37. 试题： 在化工生产和设计中，对流体输送机械的基本要求是什么？
答案与评分标准
答：基本要求有： （1） 能适应被输送流体的特性（如粘性、腐蚀性、含固体杂质等） 。 （1 分） （2） 能满足工艺上对流量和能量（压头）的要求。 （1 分） （3） 结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低。 （1 分） （共 3 分） 38. 试题： 说明离心泵叶轮的构造和作用。
答案与评分标准
答：离心泵流量调节方法有： （1）改变泵出口阀门开度； （1 分） （2）改变泵的 转速； （1 分） （3）减小叶轮直径。 （1 分）生产中常用第（1）种方法。 （1 分） 45. 试题： 简述选用离心泵的一般步骤。
化工原理第二章复习题(附答案)
化工原理第二章复习题一、填空题:1. 为防止气蚀现象发生，离心泵在运转时，必须使泵入口处的压强______________________饱和蒸汽压。
2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿__＿＿现象。
3. 当离心泵出口阀门开大时，流量＿＿＿，泵出口压力＿＿＿_。
(变大,变小,不变)4. 离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。
5. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量________，扬程_____________。
6. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿＿，压力表的读数＿＿__＿。
7. 离心泵的性能曲线通常包括＿＿＿＿＿＿＿曲线、＿＿＿__＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿曲线。
这些曲线表示在一定＿＿＿＿__下，输送某种特定的液体时泵的性能。
8. 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
9. 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q＝0.05m3/s时H＝20m ；管路特性为Qe ＝0.05m3/s 时，He＝18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值ΔH＝＿＿＿＿＿＿m；有效功率ΔN＝＿＿＿＿＿＿kw。
一、填空题答案1. 大于输送温度下该液体的。
2. 气蚀。
3. 变大，降低。
4. 敞式半敞式闭式（或开式，半开式，闭式）。
5.减少；增大。
6. 出口，减小，增大。
7. H－Q，η－Q， N－Q，转速。
8. 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。
9. 2; 0.981。
二、选择题1．离心泵停车前要_______。
(A)先关出口阀后断电； (B)先断电后关出口阀； (C)先关出口阀先断电均可；(D)单级式的先断电，多级式的先关出口阀2．流体的密度增大，离心泵的轴功率( )。
(A)增大； (B)减少； (C)不变； (D)不确定3．安装在一定管路中的离心泵，为了降低流量，将离心泵的出口阀关小，则离心泵特性曲线和管路特性曲线将有( )。
化工原理 第二版 答案
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 m 3/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24.7 kPa ，轴功率为 2.45 kW ，转速为2900 r/min 。
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：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方程，得22112212,1222e f p u p u z H z H g g g gρρ-+++=+++∑ 其中：210.4z z m -=41 2.4710()p Pa =-⨯表压 52 1.5210p Pa =⨯(表压) 12u u = ,120f H -=∑ 则泵的有效压头为：521213(1.520.247)10()0.418.41109.81e p p H z z m g ρ-+⨯=-+=+=⨯ 泵的效率32618.4110100%53.2%1023600102 2.45e e Q H N ρη⨯⨯==⨯=⨯⨯该效率下泵的性能为：326/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW =3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/m 3，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 m 3/h 的流量送往表压强为177 kPa 的设备内。
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4 m 。
试核算该泵是否合用。
若油泵位于贮槽液面以下1.2m 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,e e H Q 的值，然后与泵能提供的压头数值比较。
《化工原理》第二章习题
练习二解答：
一、填充
1．齿轮泵、螺杆泵、隔膜泵、计量泵 2．泵进出口压差与流体密度成正比，灌泵排气 3. pk≤pV，减小吸入管阻力，
降低液温、提高p0 4. 旁路阀，改变转速、冲程 5. 关出口阀，灌泵，管路阀门
6．用同一离心泵分别输送密度为ρ1 及ρ2=1.2ρ1 的两种液体，已知两者流量相等，则
A）2R(Z1 Z2 )g
B）6R0 [2g( Z1 Z2 )]0.5 C）21R[2g( Z1 Z2 )]0.5 D）3R0 [2g( Z1 Z2 )]0.5
3．∵
Z1
Z2
uR2 2g
( 2nR )2
60 2g
∴
n
30
R
2g(Z1 Z2 )
选D
4. 已知泵的特性方程He=20-2qV2，管路特性方程 H=10+8qV2，式中流量单位为m3/min。现要求两 台相同型号的泵组合操作后使流量为1.6 m3/min， 下列结论中 正确。
2)为保证泵的吸入口不出现负压，冷却器液面上 方压强P0至少为多少？(表压)
三、解：
四、如图，两塔均敞口，已知d均为40mm，
λ=0.02, 吸入管L1=10m, 压出管L2=70m(均包括局
部阻力)。
泵特性
方
程He
=
22-
7.2×105q
2 V
,
式中
He:m, qV: m3/s。
试求：1)B阀全关时,泵的流量；
本次讲课习题： 第二章 13~15
A）串联 B）并联 C）串、并联均可 D）无法满足要求
4.
三、在图示循环管路中，已知管长L1=L2=20m, L3=30m, 冷却器及其它管件Le=0，管径d=30mm, λ=0.03,循环量qV=1.413L/s, ρ=900kg/m3, 冷却器液 面至泵吸入口垂直距离为2米，试求：
化工原理答案第二章 流体输送机械
第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/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./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压）压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==，流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3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ρ增大，则轴功率V q gHP ρη=将增大。
【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。
试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (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/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱，有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱转速/m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 管路特性曲线、工作点、等效率方程【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。
化工原理第二章第1-9题参考答案.docx
第二章流体输送机械1・在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m 3/h 时，离心泵出口处压强表和入口处 真空表的读数分别为152kPa 和24・7kPa,轴功率为2・45kW,转速为2900r/min o 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。
［答：泵的效率为53.1%,其它性能略］解：分别以真空表和压强表所在截而为和2・2截面，在两截面间列柏努利方程有:1000x9.8x(26/3600)x18.4 2450 该效率下泵的性能为：Q=26m3/h, n=2900r/min, H=18.4m, N=2.45kW 。
4.用例2-2附图所示的管路系统测定离心泵的气蚀性能参数，则需在泵的吸入管路中安装 调节阀门。
适当调节泵的吸入和排出管路上两阀门的开度，可使吸入管阻力增大而流量保 持不变。
若离心泵的吸入管直径为100mm,排出管直径为50mm,孔板流量计孔口直径 为35mm,测的流量计压差计读数为0.85mHg,吸入口真空表读数为550mmHg 时，离心 泵恰发生气蚀现象。
试求该流量下泵的允许气蚀余量和吸上真空度。
已知水温为20°C,当 地大气压为760mmHg o仏=0.1 m,d 2 = 0.05/72,= 0.035m,R = 0.85m, p (真)=550mmHg,t = 20°C, 已知： p 0 = 760mmHg求：NPSH 和 解：1） NPSH 可由下式得到:H 二Az I 〃2（表压）+门（真空度）Pg 0.4 + 152000 + 24700 ~~1000x9.8 =18.4 m PgQH N= 53.2%NPSH =匹+ --厶Pg 2g pgPi=Po-Pi(^其中：仇可通过查(PC水的物性参数得到。
耳可通过孔板流量计木矽式计算得至注意：pi的单位换算为pa。
化工原理第二章习题及答案
C安置回流支路，改变循环量的大小
D车削离心泵的叶轮
21、 当管路性能曲线写为H=A+BV2时（）
A A只包括单位重量流体需增加的位能
BA包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和
Cbv2代表管路系统的局部阻力损失
D BV2代表单位重量流体增加的动能
22、往复泵没有以下缺点
A流量不均匀
B与流量成直线关系
C可写为He】A+BV2,且B>0
D dHe/dV<0B
28、 离心泵在n=ni时的特性曲线（Hi〜V关系）与n=门2时的特性曲线（出〜V关系）对应点 的关系是（）。
A
B
D
29、当离心泵内充满空气时，
A气体的黏度太小
C气体比液体更容易起漩涡D
30、 离心泵漏入大量空气后将发生（
A汽化现象B气缚现象
第二章 流体输送机械
1、泵流量 泵单位时间输送液体体积量
2、压头 流体输送设备为单位重量流体所提供的能量
3、效率 有效功率与轴功率的比值
4、轴功率 电机为泵轴所提供的功率
5、理论压头 具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量
6、气缚现象 因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象
7、离心泵特性曲线 在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线
C汽蚀现象D气浮现象
31、离心泵的调节阀开大时，则（）A吸入管路的阻力损失不变
C泵入口处真空度减小
B泵出口的压力减小
D泵工作点的扬程升高
2
1、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生
气蚀
2、离心通风机的全风压是指
动风压和静风压之和
3、单级往复泵的理论流量计算式为
02化工原理第二章习题答案
2-1．某离心泵以C 150水进行泵性能实验，体积流量为13h 540m -⋅，泵出口压力表读数为kPa 350，泵入口真空表读数为30kPa 。
若压力表和真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管和压出管内径分别为350mm 及310mm ，试求泵的扬程。
（ 答：39.2m ） 解：1313s m 15.0h m 540--⋅=⋅=V q ，()1222s m 99.131.015.04-⋅=⨯⨯==πA q u V ， ()1211s m 56.135.015.04-⋅=⨯⨯==πA q u V ， gu u g P g P h g u u H H h H 2221222102122210-+++=-+++=ρρm 2.398.9256.199.18.9100010308.910001035035.02233=⨯-+⨯⨯+⨯⨯+=。
2-2．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个高位槽。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m ，管内径为75mm ，换热器的压头损失为gu 2322，在上述条件下摩擦系数可取为03.0，离心泵在转速1min r 2900-⋅=n 时的q H -特性曲线数据如下表所示。
解：设管路特性曲线为V Bq A H +=，2228.9108.9232075.040003.010232u ug u d l Z H +=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++∆=∴λ， ()2075.04⨯⨯==πVV q A q u代入上式得：()254221003.510075.0168.910V Vq q H ⨯+=⨯⨯+=π，由图可以看出，泵的工作点为两条特性曲线的交点。
工作点：m 20=H ，13s m 0045.0-⋅=V q 。
2-3．某离心泵的额定流量为13h16.8m -⋅，扬程为18m 。
试问此泵是否能将密度为3m 1060kg -⋅、流量为13h 15m -⋅的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为30kPa 的设备中，敞口贮槽与高位设备的液位的垂直距离为8.5m 。
化工原理期末考试第二章练习题及答案
第二章 流体输送机械一、 填空1、 属于正位移泵型式的，除往复泵外，还有 计量泵 ， 隔膜泵 等。
2、 产生离心泵气缚现象的原因是 离心泵进出口压差与流体密度成正比 ，避免产生气缚的方法有 灌泵排气 。
3、 造成离心泵汽蚀的原因是 p k 小于p v ，增加离心泵最大允许安装高度[]Hg 的措施有降低液体操作温度 和 吸入管道尽量短、直 。
4、 往复泵的流量调节方法有 旁路调节 和 改变活塞冲程或往复频率 。
5、 启动离心泵前，应先 关闭出口阀 和 灌泵 。
6、 用同一离心泵分别输送密度为ρ1 及ρ2=1.2ρ1两种液体，已知两者流量相等，则H e2= 相等 H e1, P e2 大于 P e1 。
7、 离心通风机输送3/2.1m kg =ρ空气时，流量为6000h m /3,全风压为2.354kPa ，若用来输送3m /kg 4.1'=ρ气体，流量仍为6000h m /3，全风压 为 2.746 kPa 。
8、 两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n 1时，泵流量q V 1=100l/s,扬程H e1=16m, 转速为n 2时，q V 2 =120l/s,扬程H e2=20m,则两容器的垂直距离=6.9 m 。
9当要求气体的压缩比p 2/p 1>8时，宜采用 多级 压缩。
当各级的压缩比 相等 时，所消耗的总理论功为最小。
10.离心通风机的全风压主要由 静风压 和 动风压 组成，其物理意义是 风机对单位体积气体所做的功 。
11.提高往复泵连续性和均匀性的措施有 双动泵 、 三联泵 。
12.离心泵通常采用 出口阀门 调节流量，往复泵采用 旁路 调节流量。
13.启动离心泵之前若不向泵灌满被输送的液体，将发生 气傅 ，若叶轮的入口附近绝压低于操作温度下液体的饱和蒸汽压，将发生 气蚀 现象。
14.离心泵安装在送水的特定管路系统中，已知泵的性能：q=0.02m 3/s ，H=20m;管路性能：q e =0.02m 3/s,H e =16m,.则调节阀门的压头损失为 4 m ，其消耗的理论功率为 1960 W.15.离心泵的泵壳制成 蜗牛 、叶轮的叶片制成 后弯 、在叶轮和泵壳之间装置 导论 都有利于动能有效转化为静压能。
化工原理：习题(第二章)
泵在运转时的轴功率KW; (3) 若将该输送系统的高位槽改为密闭容器,其内水
面上方的压强为0.5Kgf/cm2(表压),其它条件均不 变,试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如 何变化(不必计算,用公式与特性曲线图示说明)?
返回
二 （例题）用泵将敞口水池中70℃热水（热水密度ρ=978kg/m3，
饱和蒸汽压Pv=31164Pa）送到敞口容器中。已知输水管路内径为 50mm，水的流速为1.5m/s，泵的吸入管路和排出管路中流动阻力分 别为9.81kPa和39kPa。水管排出口比热水池液面高5m。试选用合适 的离心泵并确定泵的安装高度。该地区的大气压为90.66kPa。试求： （1）从下面附表中选出最合适的离心泵；
返回
3m 返回
允许吸上 转数/（转 真空度/m /分）
8.0
2900
7.3
2900
7.6
2900
返回
三（作业）某型号的离心泵,在一定的转速下，在输送范围内，其 压头和流量的关系可用H=18－6×105Q2 (H单位为m，Q单位为 m3/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽 均为敞口，且水面维持恒定.管路系统的总长为20m (包括所有局 部阻力的当量长度)，管径为Φ46×3mm，平均摩擦系数可取为 0.02，其余已知条件见本题附图，试计算:
5m
4.8m
压力表
h R
返回
五 用离心泵向水洗塔送水,在泵出口阀全开时,管路特性曲 线方程为:He =20 +1.1×105 Qe2 式中: Qe------管路中的 流量,m3/s, 在Q=0.013 m3/s流量下,泵提供的压头为45m, 为适应泵的特性,将泵出口阀关小以增加管路阻力.试求: 因增加阻力而多消耗的功率,并写出关小阀门后管路的 特性曲线方程.
第二章习题及答案
第⼆章习题及答案第⼆章习题及答案化⼯原理练习题五.计算题1. 密度为1200kg.m的盐⽔，以25m3.h-1的流量流过内径为75mm的⽆缝钢管。
两液⾯间的垂直距离为25m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻⼒为钢管阻⼒的25％。
试求泵的轴功率。
假设：（1）摩擦系数λ＝0.03；（2）泵的效率η＝0.61.答案*****Z1＋ｕ2/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ2/2ｇ＋P2/ρg+∑H fZ＝0，Z＝25m，ｕ≈0，ｕ≈0，P＝P∴H＝Z＋∑H＝25＋∑H∑H＝（λ×ｌ/d×ｕ/2ｇ）×1.25ｕ＝Ｖ/A＝25/（3600×0.785×（0.07 5））＝1.573m.s∑H＝（0.03×120/0.075×1.573/（2×9.81）×1.25＝7.567m盐⽔柱H＝25＋7.567＝32.567mN＝Q Hρ/102＝25×32.567×120 0/（3600×102）＝2.66kwN轴＝N/η＝2.66/0.6＝4.43kw2.(16分)如图的输⽔系统。
已知管内径为d=50mm, 在阀门全开时输送系统的Σ(l+le ) =50m,摩擦系数可取λ=0.03,泵的性能曲线,在流量为6 m3.h-1⾄15 m3.h-1范围内可⽤下式描述: H=18.92-0.82Q2.，此处H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3.h-1,问:(1)如要求流量为10 m3.h-1，单位质量的⽔所需外加功为多少? 单位重量的⽔所需外加功为多少?此泵能否完成任务? (2)如要求输送量减⾄8 m3.h-1 (通过关⼩阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)答案*****⑴u=10/(3600×0.785×0.05)=1.415[m.s-1]Σhf =λ[Σ(l+le )/d](u2/2)=0.03×(50/0.05)(1.4152/2)=30.03Pa/ρ+W=Pa/ρ+Z g+Σhf 1 - 2W=Z2g+Σhf 1 - 2 =10×9.81+30.03=128.13 [J.kg]H需要=W/g=128.13/9.81=13.06[m]⽽H泵=18.92-0.82(10)=13.746[m]H泵>H需故泵可⽤⑵N=H泵Q泵ρg/ηρg/η=常数∴N∝H泵Q泵N前∝13.746×10H泵后=18.92-0.82(8)0 . 8 =14.59N后∝14.59×8N后/N前=14.59×8/(13.746×10)=0.849(N前-N后)/N前=1-0.849≈15.1%3. 如图3B57离⼼泵将20℃的⽔由敞⼝⽔池送到⼀压⼒为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻⼒的当量长度，管的进、出⼝当量长度也包括在内)。
化工原理第二章习题答案
第二章2－1解：∵ρ=995.7kg/m3,q v=540m3/h,p M=350kpa,p V=-30kpa(表压),h0=0.35,d1=0.35m,d2=0.31m∴u1= q v/(π/4)d12=(540/3600)/（0.785×0.352）＝1.56m/su2=u1(d1/d2)2=1.56×（0.35/0.31）2=1.99m/s∴H=h0+(p M-p V)/ ρg+(u22-u12)/2g=0.35+[350×103-（-30×103）]/(995.7×9.81)+（1.992-1.562）/（2×9.81）＝0.35+38.9+0.078＝39.3mH2O存在问题：注意内差法查物性数据；用表压时p V=-30kpa；动能项(u22-u12)/2g不能忽略。
2－2解：（1）液体密度增大，离心泵的压头不变。
说明？（2）液体密度增大，出口压力表读数将增大。
说明？（3）液体密度增大，轴功率P=q vρgH/η将增大。
说明？存在问题：缺少原因说明2－3：答案，981w;15.5m3/h;14.9mH2O2－4解：已知d=0.075m,l+le=400m,ζ=32(1)管路特性方程：H=H0+kq v2H0=Δz+Δp/ρg=10+0=10mH2OK=8/π2g×[λ(l+le)/d5+∑ζ/d4]=8/（π2×9.81）×（0.03×400/0.0755+32/0.0754）=5.02×105H=10+5.02×105 q v2(2)工作点的流量与扬程：在q v－H坐标上分别画出管路特性曲线和离心泵特性曲线，由曲线的交点得：工作点流量q vA=0.0045m3/s,扬程H A=19.8mH2O存在问题：400m已包含了除换热器以外的所有局部阻力的当量长度；泵特性曲线一般不能由实验数据直接得出；工作点应由曲线交点获得2－5解：流量q v=0.0053 m3/s,扬程H=23.7mH2O存在问题：应做出组合泵特性曲线，由曲线交点获得工作点2-6解：流量q v=0.0061 m3/s,扬程H=30.02mH2O存在问题：应做出组合泵特性曲线，由曲线交点获得工作点2－7：答案,1.62m;-0.69m2-8:答案，Hg允许＝3.66-H f第(2)方案的安装高度Hg=7m,大于Hg允许,不能完成输送任务；第(1)方案的安装高度Hg=-1m,则H f≤4.66mH2O时可以用。
传递过程原理（化工原理）第2章习题及答案解析
习题1．拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中，塔顶压强为5.88×104Pa（表压），流量20m3/h。
全部输送管均为φ57×3.5mm无缝钢管，管长50m（包括局部阻力的当量长度）。
碱液的密度ρ=1500kg/m3，粘度μ=2×10－3Pa·s。
管壁粗糙度为0.3mm。
试求：（1）输送单位重量液体所需提供的外功。
（2）需向液体提供的功率。
2．在图2-11所示的4B20型离心泵特性曲线图上，任选一个流量，读出其相应的压头和功习题1 附图率，核算其效率是否与图中所示一致。
3．用水对某离心泵作实验，得到下列实验数据：Q/（L·min－1）0 100 200 300 400 500H/m 37.2 38 37 34.5 31.8 28.5 若通过φ76×4mm、长355m（包括局部阻力的当量长度）的导管，用该泵输送液体。
已知吸入与排出的空间均为常压设备，两液面间的垂直距离为4.8m，摩擦系数λ为0.03，试求该泵在运转时的流量。
若排出空间为密闭容器，其内压强为1.29×105Pa（表压），再求此时泵的流量。
被输送液体的性质与水相近。
4．某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水。
当流量为71m3/h时，泵吸入口处真空表读数2.993×104Pa，泵压出口处压强计读数3.14×105Pa。
两测压点的位差不计，泵进、出口的管径相同。
测得此时泵的轴功率为10.4kW，试求泵的扬程及效率。
5．用泵从江中取水送入一贮水池内。
池中水面高出江面30m。
管路长度（包括局部阻力的当量长度在内）为94m。
要求水的流量为20~40m3/h。
若水温为20℃，ε/d=0.001，（1）选择适当的管径（2）今有一离心泵，流量为45 m3/h，扬程为42m，效率60%，轴功率7kW。
问该泵能否使用。
6．用一离心泵将贮水池中的冷却水经换热器送到高位槽。
新版化工原理习题答案(02)第二章 流体输送机械
第二章 流体输送机械1．用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐。
管路情况如本题附图所示。
启动泵之前A 、C 两压力表的读数相等。
启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输油量为39 m 3/h ，此时泵的压头为38 m 。
已知输油管内径为100 mm ，摩擦系数为0.02；油品密度为810 kg/m 3。
试求（1）管路特性方程；（2）输油管线的总长度（包括所有局部阻力当量长度）。
解：（1）管路特性方程甲、乙两地油罐液面分别取作1-1’与2-2’截面，以水平管轴线为基准面，在两截面之间列柏努利方程，得到2e e H K Bq =+由于启动离心泵之前p A =p C ,于是g p Z K ρ∆+∆==0则 2e e H Bq = 又 e 38H H ==m])39/(38[2=B h 2/m 5=2.5×10–2 h 2/m 5则 22e e 2.510H q -=⨯（q e 的单位为m 3/h ）（2）输油管线总长度2e 2l l u H d gλ+= 39π0.0136004u ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=⨯ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦m/s=1.38 m/s于是 e 22229.810.1380.02 1.38gdH l l u λ⨯⨯⨯+==⨯m=1960 m 2．用离心泵（转速为2900 r/min ）进行性能参数测定实验。
在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa 和220 kPa ，两测压口之间垂直距离为0.5 m ，泵的轴功率为6.7 kW 。
泵吸入管和排出管内径均为80 mm ，吸入管中流动阻力可表达为2f,0113.0h u -=∑（u 1为吸入管内水的流速，m/s ）。
离心泵的安装高度为2.5 m ，实验是在20 ℃，98.1 kPa习题1 附图的条件下进行。
试计算泵的流量、压头和效率。
解：（1）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面），得到∑-+++=10,211120f h u p gZ ρ将有关数据代入上式并整理，得48.3581.95.2100010605.3321=⨯-⨯=u184.31=u m/s则 2π(0.08 3.1843600)4q =⨯⨯⨯m 3/h=57.61 m 3/h(2) 泵的扬程29.04m m 5.081.9100010)22060(3021=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯+=++=h H H H(3) 泵的效率s 29.0457.6110009.81100%100036001000 6.7Hq g P ρη⨯⨯⨯==⨯⨯⨯=68%在指定转速下，泵的性能参数为：q =57.61 m 3/h H =29.04 m P =6.7 kW η=68% 3．对于习题2的实验装置，若分别改变如下参数，试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率（假如泵的效率保持不变）。
第二章化工原理习题汇总
1. 如图2-1用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。
已知：水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为10-3 Pa·S，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和功率；解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2m l+Σl e =100m q v = 56.5m 3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ = 1cp = 10-3 Pa ·S ρ=1000 kg.m -3, λ = 0.024 ⑴ ∵ Re = du ρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000 ∴水在管内流动呈湍流⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z 1 +(u 12/2g)+(p 1/ρg)+H =Z 2+(u 22/2g)+(p 2/ρg)+ΣHf∵Z 1=0, u 1=0, p = 0 (表压), Z 2=18m, u 2=0 p 2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u 2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m ∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = Hq v ρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw2. 采用IS80-65-125水泵从一敞口水槽输送60℃热水。
化工原理分章试题与解答第二章
第二章一：概念题1、属于正位移泵型式，除往复泵外还有，，等型式。
答：计量泵、螺杆泵、齿轮泵2、产生离心泵气缚现象的原因是，避免产生气缚的方法有。
答：泵内灌入空气，液体密度降低；在泵密封严密的情况下，灌泵排出空气3、造成离心泵气蚀的原因是，增加离心泵允许安装高度Hg的措施是与。
答：叶轮附近某处的最低压强小于等于被输送液体在输送温度下的饱与蒸汽压增大吸入管路的管径，减少不必要的管件与阀门。
4、用同一离心泵分别输送密度为ρ1及ρ2=1.2ρ1的两种液体，已知两者的体积V 相等， 则 He 2 He 1，Ne 2 Ne 1。
答：1222.1,1Ne Ne H He e ==5、离心通风机输送ρ=1.2kg/m 3空气时，流量为6000m 3/h ，全风压为240mmH 2O ，若用来输送ρ＇=1.4kg/m 3的气体，流量仍为6000m 3/h ，全风压为 mmH 2O 。
解：O mmH H H at t 22802.14.12402.1=⨯=='ρ6、离心泵的流量调节阀安装在离心泵 管路上，关小出口阀门后，真空表读数 ，压力表读数 。
解：出口，下降，上升。
在贮槽液面1-1与泵的真空表所在截面2-2间列伯努利方程关小出口阀门，2u 下降，ρ21p p -下降，即真空表读数下降。
同理，在压力表所在截面3-3与贮槽液面1-1间列伯努利方程。
关小出口阀门，λ增大，ρ03p p -上升，即压力表读数上升。
7、两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n 1时，泵流量Q 1=100l/s ，扬程H 1=16m ，转速为n 2时，Q 2=120l/s ，H 2=20m 。
则两容器垂直距离= m 。
解：2BQ K He +=代入已知数据得：解得：91.6,1.909==K B8、若离心泵入口处真空表读数为700mmHg 。
当地大气压为101.33kPa 。
则输送42℃水时（饱与蒸汽压为8.2kPa ）泵内 发生汽蚀现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章流体输送机械
一、名词解释(每题2分)
1、泵流量
泵单位时间输送液体体积量
２、压头
流体输送设备为单位重量流体所提供的能量
3、效率
有效功率与轴功率的比值
４、轴功率
电机为泵轴所提供的功率
5、理论压头
具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量
6、气缚现象
因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象
7、离心泵特性曲线
在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线
8、最佳工作点
效率最高时所对应的工作点
9、气蚀现象
泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体
１0、安装高度
泵正常工作时,泵入口到液面的垂直距离
1１、允许吸上真空度
泵吸入口允许的最低真空度
12、气蚀余量
泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值
13、泵的工作点
管路特性曲线与泵的特性曲线的交点
1４、风压
风机为单位体积的流体所提供的能量
15、风量
风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计
二、单选择题(每题2分)
1、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 A
2、以下不是离心式通风机的性能参数( )
A 风量
B 扬程
C 效率Ｄ静风压 B
３、往复泵适用于( )
Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合
Ｂ介质腐蚀性特别强的场合
C 流量较小,扬程较高的场合
Ｄ投资较小的场合C
４、离心通风机的全风压等于( ）
Ａ静风压加通风机出口的动压
B 离心通风机出口与进口间的压差
C离心通风机出口的压力
D 动风压加静风压 D
5、以下型号的泵不是水泵( ）
ＡB型ＢD型
C F型
D sh型Ｃ
6、离心泵的调节阀( )
Ａ只能安在进口管路上
Ｂ只能安在出口管路上
Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可
Ｄ只能安在旁路上 B
7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值(）
Ａ包括内能在内的总能量 B 机械能
Ｃ压能 D 位能(即实际的升扬高度) B
８、流体经过泵后,压力增大∆p N/ｍ2，则单位重量流体压能的增加为( )
A∆p B∆p／ρ
C ∆p/ρg D∆p/2g C
9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )
A 泵壳和叶轮Ｂ叶轮
C 泵壳Ｄ叶轮和导轮Ｃ
１0、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先关出口阀先断电均可
Ｄ单级式的先断电,多级式的先关出口阀Ａ
１1、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2Ｏ意思是（)
Ａ输任何条件的气体介质全风压都达100mmH２O
B输送空气时不论流量多少,全风压都可达100mｍH２O
C 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mｍＨ２O
Ｄ输送20℃，10１3２５Pａ空气,在效率最高时，全风压为100mmH2O D。