第二章流体输送机械习题

第二章习 题

管路特性

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0.06MPa(表压)。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=1200kg/m 3

, 粘度μ=2mPa ·s 。管壁粗糙度为0.3mm 。试求：

(1) 流动处于阻力平方区时的管路特性方程； (2) 流量为30m 3

/h 时的He 和Ne 。

习题1 附图习题2 附图

离心泵的特性

2. 直径0.4m, 高0.2m 的空心圆筒内盛满水, 圆筒以1000rpm 绕中心轴旋转, 筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。试用静力学基本方程式(1-8)求：

(1) 液体作用于顶盖上的压强分布(p 与半径r 的关系)；

(2) 筒圆周内壁上液体的势能

g ρP 及动能

u g

2

2比轴心处各增加了多少？

3. 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水, 当流量为71m 3

/h 时, 泵吸入口处真空表读数0.029MPa, 泵压出口处压强计读数0.31MPa 。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。

带泵管路的流量及调节

4. 在离心泵和输送管路的系统中, 已知下列条件：输送管路两端的势能差g

ρP

∆, 管径d 、管长l(包括局部阻力的当量长度)，粗糙度ε, 液体物性μ、ρ及泵的特性方程2BV A H e

-=。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。

习题4附图

V,l/min 0 1200 2400 3600 4800 6000 H e , m

34.5

34

33

31.5

28

26

管路终端与始端的位差5m, 管长360m(包括局部阻力的当量长度), 泵的进、出口内径为120mm, 设λ为一常数0.02。求泵的供水量及有效功率。

*6. 某台离心泵的特性曲线可用方程2220V H e

-=表示。式中H e

为泵的扬程, m ；V 为流量, m 3/min 。现该泵用

于两敞口容器之间送液, 已知单泵使用时流量为1m 3/min 。欲使流量增加50%, 试问应该将相同两台泵并联还是串联使用? 两容器的液面位差为10m 。

*7. 某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rpm 下的特性方程为23.404.38V H e

-=(V- m 3/min)。输送管路两

端的势能差为16.8m, 管径为φ76×4mm, 长1360m(包括局部阻力的当量长度),λ=0.03。试求: (1) 输液量V ；

(2) 当转速调节为1700rpm 时的输液量V ’。

离心泵的安装高度

8. 某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m, 今在海拔1000m 的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N 。今拟将该泵装在水源之上3m 处, 试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa, 夏季的水温为20℃。

*9. 要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽, 釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态, 即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上, 吸入管总阻力为0.87J/N, 液体的密度为986kg/m 3, 已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r 为3.7m, 试问该泵的安装位置是否适宜? 如不适宜应如何重新安排？

习题9 附图习题10附图

离心泵的选型

10. 如图所示, 从水池向高位槽送水, 要求送水量为每小时40吨, 槽内压强为0.03MPa(表压), 槽内水面离水池水面16m, 管路总阻力为4.1J/N。拟选用IS型水泵。试确定选用哪一种型号为宜？

往复泵

11．某单缸双动往复输水泵，每分钟活塞往复60次，活塞直径为200mm，活塞杆直径为30mm，活塞行程为300mm。实验测得此泵的输水量为0.018m3/s，求此泵的容积效率ηV。

气体输送机械

12. 现需输送温度为200℃、密度为0.75kg/m3的烟气, 要求输送流量为12700m3/h, 全压为1.18kPa。工厂仓库中有一台风机, 其铭牌上流量为12700m3/h, 全压为1.57kPa, 试问该风机是否可用？

*13. 在多级往复式压缩机中的某一级, 将氨自0.15MPa(表)压缩到1.1MPa(表)。若生产能力为460m3/h(标准状况), 总效率为0.7, 气体进口温度为-10℃, 试计算该级压缩机所需功率及氨出口时的温度。

设压缩机内进行的是绝热过程, 氨的绝热指数为1.29。

*14. 某真空操作设备需要一台真空泵, 已知真空系统压力p=2.5kPa(绝压),温度为20℃, 工艺过程液体的饱和蒸汽压为0.6kPa, 其分子量为30。外界漏入真空系统的空气量为2.0kg/h, 工艺过程产生的不凝性气体量可忽略不计。试在下