第三次作业

第三次作业

201106064006 邵童食品工程原理

11.将温度为263K的冷冻盐水（25%CaCl

2

，密度为1240kg/m3，粘度为7*10-3 Pa..s）从开口贮槽送入冷却设备。已知贮槽盐水液面低于管路出口2m。整个输送管道直径φ25.4mm,长50m，其中有6个标准弯头，1个截止阀，2个闸阀，均为全开。如果要求流量为6 m3/h，试求所需泵的扬程。

解：由题可知;

ρ=1240kg/m³ d=0.0254m μ=7*10-3 Pa..s u=6/(3600*0.785*0.0254²)=3.29m/s

设贮液槽面和管路出口分别为Ⅰ-Ⅰ，Ⅱ－Ⅱ

Z 1+P

1

/ρg+u

1

²/2g+H=Z

1

+P

2

/ρg+u

2

²/2g+∑hf

u

1=0, u

2

=3.3m/s, P

1

=P

2

, Z

1

=0, Z

2

=2m

管道内溶液的流动状态为

Re=duρ/µ=0.0254×3.29×1240／7*10-3 =14803.12＞4000 为紊流查莫迪图可知λ=0.022

则沿程阻力损失和局部阻力损失为

H f ＝λ(l+∑l

e

)／d * u²／2g

＝0.022﹙50＋6×0.8＋1×8＋2×0.15﹚／0.0254×3.29²／﹙2×9.81﹚＝30.15

H＝Z

1＋u

2

²／2g＋∑h

f

＝2＋3.29²／2×9.81＋30.15

＝32.70m

答：所需泵的扬程为32.70m

13.拟用一台3B57型离心泵以6 0m3/h的流量输送常温的清水，已查的在此流量下的允许吸上真空Hs=5.6m，已知吸入管内径为75mm，吸入管段的压头损失估计为0.5 m。试求：（1）若泵的安装高度为5.0 m，该泵能否正常工作？该地区大气压为9.81*104Pa;

(2)若该泵在海拔高度1000 m的地区输送40℃的清水，允许的几何安装高度为若干米？当地大气压为9.02*104Pa

解：⑴确定该泵能否正常工作

根据修正方程:Hs¹=Hs＋(Ha－10﹚－﹙Hv－0.24﹚

查表得：常温(25℃)下清水的饱和蒸汽压为3.1684Pa，则

Hv=3.1684×10.33／101.3=0.32mH2O

因为该地的大气压为9.81*104Pa;

因而：Ha=10.00m

已知：Hs=5.6m

将已知条件带入修正方程：

Hs¹=5.6＋﹙﹙10.00－10﹚－﹙0.32－0.24﹚＝5.5m

d=0.075m u=60/(3600*0.785*0.075²)=3.78m/s ∑Hf=0.5m

安装高度：

Hg=Hs ¹－u ²／2g－∑H

f

＝5.52－3.78 ²／2×9.81－0.5=4.29m＜5m

因此该泵不能正常工作。

答：若泵的安装高度为5.0m，该泵不能正常工作，可能发生气蚀现象。

⑵求允许的几何安装高度

当地大气压为9.02*104Pa，则：

O

Ha=9.02*104Pa／101300 ×10.33=9.20mH

2

40℃时水的饱和蒸汽压为7.3766×10³Pa，则

O

Hv＝7.3766×10³／101300 ×10.33＝0.75 mH

2

根据修正方程:Hs¹=Hs＋(Ha－10﹚－﹙Hv－0.24﹚

将上述条件带入修正公式：

O

Hs ¹＝5.6＋﹙9.2－10﹚－﹙0.75－0.24﹚＝4.29 mH

2

计算安装高度：

Hg= Hs ¹－u ²／2g－∑H

f

O

Hg＝4.29－3.78 ²／2×9.81－0.5＝3.06 mH

2

所以在该条件下，允许装泵的高度为3.06m

答：允许的几何安装高度为3.06m