化工原理练习题二答案

化 工 原 理 练 习 题 二

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一、填空

1、离心泵起动时要 充水灌泵 、 关出口阀 。

2、原来输送水的离心泵，现改用于输送某种水溶液，水溶液的重度为水的1.2倍，其它的物理性质可视为与水相同，管路状况不变，泵前后两开口容器液面垂直距离不变，问(1)流量有无改变 Q 不变 ，(2)压头有无改变 压头无变化 ，(3)泵的功率有无改变 增加l.2倍。

3、离心泵在什么情况下容易产生气蚀(1)液体温度过高，(2)进口管路阻力过大，(3)流体沸点低，(4)安装高度过大。

4、离心泵的工作点是 泵的特性 曲线与 管道特性 曲线的交点。

5、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 现象。

6、密度为3000kg ／m 3的粒子在60℃的空气中沉降，则服从斯托克斯公式的最大颗粒直径为 70.2 μm(已知60℃的空气P ＝1.06kg ／m 3，μ＝2×10-5Pa ·s ，滞流区内10-4＜Re ≤1）。

7、固体颗粒在空气中沉降，颗粒受 重力、浮力、阻力，等几种力的作用。其沉降速度为 ξρρρ3)

(4-=p p t gd u

8、降尘室和沉降槽为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的 长度和宽度 有关，与 高度 无关。

9、旋风分离器当切向进口速度相同时，随着旋风分离器的直径增大．其离心分离因数越 小；而离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越 大 。

10、在低阻管路系统中，适宜使用离心泵的 并 联，主要用于增加 流量 ；在高阻管路系统中，适宜使用离心泵的 串 联，主要用于增加 扬程 。

11、往复泵、齿轮泵均为 正位移 泵，其流量调节应采用 旁路调节方式 ；旋涡泵开车时出口阀应 开启 ，其流量调节应采用 旁路调节方式 。

12、气体输送机械若为了得到高压气体，压缩比较大时，为减少压缩功，应采用 多级压缩 。

二、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1MPa(表压)下20分钟可在每m 2过滤面积上得到0.197m 3的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.09m 3，试求共过滤1小时可得总滤液量为多少m 3。

3２2

382２828232220.356m

)过滤面积上(1m 量得的总小时1/356.03600

1096.3044.0满足下式：)q 过滤面积上(1m 量得的总小时11096.3044.01096.3/022.0 60)2020()09.0197.0(2)09.0197.0( 6020197.02197.0 2 为滤液获滤液获则解得由过滤方程可得解m m q q q q q K m m q ：K

q K

q K qq q ：

：e e e e =⨯⨯=+⨯=+⨯==⨯+=+⨯++⨯=⨯+=+---τ

τ

m/s

三、需将30m 3/h 、20℃的水由敞口水池送至塔顶，塔顶压力（表压）为0.5kgf/cm 2，与取水池水面的高差为10m 。输水管管径为Φ89×4，长18m ，管线局部阻力系数Σζ=13（阀门全开时），摩擦系数λ=0.01227+0.7543/Re 0.38。试求：（1）输送所需的理论功率（kW ）；（2）若泵在转速n=2900r/min 时的特性可近似用下式表示

扬程： H e =22.4+5Q e －20Q e 2

效率： η=2.5Q e －2.1Q e 2

式中H e 的单位为m ，Q e 的单位为m 3/min 。求最高效率点的效率并评价此泵的适应性；（3）若此泵适用，用关小阀门调节流量，求调节阀门消耗的功率；（4）若（2）的泵不用改变阀门的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？

解：（1）求输送所需的理论功率N ，应先求出工作点的扬程H 0，本小题泵的特性曲线未知，只能求出管路所需的压头H e ，在工作点H e = H 0，p 1、p 2均取表压计算，则管路两端的总势差：

m g p Z H 15807

.9100010807.95.0104

0=⨯⨯⨯+=∆+∆=ρ s m d Q u /62.1081

.0785.0360030785.022=⨯÷== 20℃水的粘度为1.005cP 。

5310306.110005.1100062.1081.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μdup KW

W g QH N m

H m h g d d l K 42.1142281.910004.17)3600/30(4.17301062.215/1062.281

.9081.014.33600)13081.0/180209.0(83600)

/(80209

.0)10305.1/(7543.001227.02352342242238.05==⨯⨯⨯===⨯⨯+=⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯=+==⨯+=--∑ρπζλλ理论功率（2）

计算结果表明该泵适应

该泵的效率为

时当%92%4.97974.0744

.0725.0725

.05.01.25.05.2 min /5.0/30744

.0595.01.2595.05.2min

/595.00

1.225.21.25.2max 2332max 32

>====⨯-⨯====⨯-⨯===⨯-=-=ηηηηη

ηm h m Q m Q Q dQ d Q Q

（3）

如图，原管路（阀门全开）时Q 2=30m 3

/h 所需的压头为H=17.4m ，此泵在原管路中的工作点A 1下的流量Q 1>Q 2，所以要关小阀门，工作点由A 1变到A 2，流量调到Q 2=30m 3/h ，此时管路所需压头为泵的新工作点的压头H 2，H 2必需满足泵的特性曲线方程： m H 9.195.0205.054.222=⨯-⨯+=

则调节阀消耗的功率为

KW W g H H Q N 282.0282725

.06081.91000)4.179.19(5.060)(122==⨯⨯⨯-⨯=-=∆ηρ