化工原理计算试题

离心泵的计算

1计算题j01b10029

如图所示, 水通过倾斜变径管段(A-B), D A=100mm，D B =240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直距离为h=0.3m试求:(1) 试求A、B两点的压差等于多少Pa(2)A、B管段阻力损失为多少

mmHg(3)若管路水平放置，而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化

计算题j01b10029 (题分：20)

(1) u A=(2/60)/[(/4)×2]=4.244 m/s，

u B=×(1/2=0.7368 m/s

p A /＋u A2/2= gh＋p B /＋u B2/2＋h f

∵p A /－(gh＋p B /)=(i －)gR /

∴p A－p B =(i －)gR ＋gh

》

=1)×103××+103××

=5415 Pa

(2) h f=(p A /－gh－p B /)＋u A2/2－u B2/2

=(i －)gR /＋u A2/2－u B2/2

=－1)××＋2/2－2/2

= J/kg

即p f =h f=103×=×103 Pa

换成mmHg: H f =p f /(Hg g)= ×103/×103×

= mHg= mmHg

(3) p A /＋u A2/2=p B /＋u B2/2＋h f

》

∵u A、u B 、h f均不变，故(i －)gR’/之值不变

即R’不变，R’=R=20 mm

水平放置时p A p B = 1)103 =2472Pa比倾斜放置时的压差值小。

2计算题j02b20067 (20分)

如图所示的输水系统,输水量为36m3/h，输水管均为φ80×2mm的钢管，已知水泵吸入管路的阻力损失为0.2m水柱，压出管路的阻力损失为0.5m水柱，压出管路上压力表的读数为cm2。试求：

(1) 水泵的升扬高度；

(2) 若水泵的效率η=70%,水泵的轴功率(KW)；

(3) 水泵吸入管路上真空表的读数(mmHg 柱)。

注:当地大气压为750mmHg 柱。

|

4.8

U=36/3600/×≈2.2 m/s

(1) 在2-2与3-3截面列. 5分

Z2+p/ρg+U22/2g+He =Z3+P3/ρg+U32/2g+Hf 2-3

∵U2=U3不计Hf 2-3

-

∴He =(Z3-Z2)+(P3+P2)/ρg

= + +/(103×××104

=柱

在1-1与4-4列.

He =ΔZ1-4+Hf 1-4+Hf 3-4

∴ΔZ1-4=He -(Hf 1-4+Hf 3-4)=+=

∴升扬高度为

(2) Pa =Heq vρg/η=××103×= KW 3分

(3) 在1-1与2-2列,得5分

0=Z2+(-P)/ρg+U22/2g+Hf 1

《

-P=Z2ρg-U22ρ/2-Hf 1 -ρg

=-×103×+ /2×103+×103×

=-515×102N/M2=515×102/×105)×=386mmHg (表)

-P2=真空度∴吸入管路上真空表读数为386mmHg 柱=

3．j01c20113

用离心泵将原油从油库沿管内径为0.15m、长2公里(包括局部阻力的当量长度)的水平管送往炼油厂。输油量为40m3/h。油泵的总效率为，求泵的轴功率。某天，该油泵突然发生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的80%，问此泵能输送原油多少m3/h。输送条件下, 原油的密度为890kg/m3, 粘度为s。设油库和炼油贮罐均为常压。

答案：该题条件下,油泵所耗功率完全用于克服管路阻力。

⑴A=(π/4)2=u=40/(3600×=s

Re=duρ/μ=××890/=210(层流) λ=64/Re=64/210=

"

H f=λ(l/d)(u2/2g)=×(2000/×[(2×]=82.1m

Ws=40×890/3600=9.9kg/s ∴N=××(1000×=

⑵H′== △P f=××890=×105N/m

对于层流△P f=32lμu/d

∴u=△P f d/(32lμ)=×105×(32×2000×=s

V=3600××=32.1m3/h

4．j01a150616

如图,离心泵将敞口槽中的碱液打入吸收塔,泵吸入管路为φ108×4mm，长2m的钢管。泵压出管路为φ76×3mm,长30m 的钢管, 压出管路上装有标准阀一只，闸阀一只，90℃弯头4 只。在压出管路上还装有孔板流量计，孔板孔径为40mm，孔流系数C=，水银差压计读数R=456mm。吸收塔喷咀处压力为cm2(表压)，碱液密度ρ=1100kg/m3，泵的效率η=，直管阻力系数λ=(吸入、压出管道取近似相同值)，ξ弯头=，ξ标准阀=6，ξ闸阀=，ξ孔板=8，试求泵所需功率。

55水空气4 4

3 3 1 1 2 2P a

He=++×104/1100+2g=28.77m

N=××1100/(102×=

用泵将贮槽１中的石油送至高位槽２中，两槽液面恒定不变，且其液面差为１５ｍ。管子规格为φ８９×４．５ｍｍ，管路总长为２００ｍ（包括局部阻力的当量长度内。）要求流量为２１ｍ3/h 。已知石油密度为９２０Kg/m 3，粘度为０．５m 2。试计算：

（1）由于阻力引起的压降；

（2）泵的有效功率；

（3）整理并写出管路特性曲线方程（注明式中变量的单位）

，

答案：（1） ΔＰ＝λ（ｌ／ｄ）（ρＵ2／２）

Ｕ＝21／(3600××０．０８2)＝１．１６m/s

Ｒe ＝××920/＝１７０．８层流

λ＝６４／Ｒe ＝

ΔＰ＝×（200/）×920×１．１６2／2 ＝×１０5N/m 2

∑ｈf ＝×１０5／920＝ J/Kg

（2）Ｎe ＝ＱＨＰ／1000

Ｈ＝ｇΔＺ＋∑ｈf ＝×15+=777 J/Kg

(3)Ｎe ＝21×920×777／(3600×1000)＝ KW

在层流范围内

—

L ＝ΔZ+∑ｈf/g

=ΔZ+64/(du ρ/μ)×(∑1/d)(1/2g)(Q 2/2)

=15+×104Q Q 为m 3/s

6． j02b15064 6 欲用离心泵在两敞口容器间输液,该水泵铭牌标有：流量３９．６ｍ3/h ，扬程15m ，轴功率２.０２Kw,效率８０%，配用２．８KW 电机，转数１４００r/min 。今欲在以下情况 使用是否可以如不可时采用什么措施才能满足要求（要用计算结果说明）

（１）输送比重为１．８的溶液，流量为３８ｍ3/h ，扬程３０ｍ。

（２）输送比重为０．８的油类，流量为４０ｍ3/h ，扬程３０ｍ。

（３）输送比重为０．９的清液，流量为３０ｍ3/h ，扬程１５ｍ。

答案：（１） 电动机功率不够

Ｎ＝38/3600×15×1800/(102×＝３．５KW 换大电机