化工原理(第四版)习题解 第二章 流体输送机械.doc

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540m3/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,流量
压力表真空表(表压)
压力表与真空表测压点垂直距离
管径
流速
扬程


【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m3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)液体密度增大,则轴功率将增大。
【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min时,水的流量为18m3/h,扬程为20m(H2O)。试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m3; (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
有效功率
(2) 转速时流量,扬程柱
转速
流量
扬程柱
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,,两槽液位相差4m且维持恒定。已知输送管路为f45mm×,在泵出口阀门全开的情况下,整个输送系统的总长为20m(包括所有局部阻力的当量长度),设流动进入阻力平方区,。在输送范围内该离心泵的特性方程为(的单位为m3/s,H的单位为m)。水的密度可取为1000kg/m3。试求:(1)离心泵的工作点;(2)若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下,而改为输送密度为1200 kg/m3的碱液,则离心泵的工作点有何变化?
解(1)管路特性方程
其中

故管路特性方程
离心泵特性方程
两式联立
得工作点下的流量与压头
,
(2)当改送密度为1200 kg/m3的碱液时,泵特性方程不变,此时管路特性方程

流动进入阻力平方区,且阀门开度不变,则k不变。因此管路特性方程变为
将该方程与泵特性方程联立
得新工作点下流量及压头
,【2-5】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敞口高位槽,如****题2-5附图所示。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m,管内径为75mm,管路总长(包括局部阻力的当量长度在内)为400m。流体流动处于阻力平方区,。流体流经换热器的局部阻力系数为。
离心泵在转速时的特性曲线数据见下表。
0








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23
21


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试求:(1)管路特性方程;(2)工作点的流量与扬程;(3)若采用改变转速的方法,使第(2)问求得的工作点流量调节到,应将转速调节到多少?(参看例2-3)。
解已知
(1) 管路特性方程

(2) 工作点的流量与扬程
管路特性曲线的与H计算值如下
0
10 12 18 28
工作点流量,扬程
(3) 将工作点流量从调节到,泵的转速应由
调节到多少?
将代入管路特性方程,求得
等效率方程
系数
得等效率方程
等效率方程的计算值如下
0
0 21
从的泵特性曲线与等效率曲线的交点D,得到流量为时的转速为
转速变化小于20%,效率基本不变。
离心泵的并联及串联【2-6】若****题2-5第2问改为两台泵并联操作,管路特性曲线不变,试求泵工作点的流量与扬程。
解****题2-6附图中点A为工作点
流量,扬程水柱【2-7】若****题2-4第2问改为两台泵串联操作,管路特性曲线不变,试求工作点的流量与扬程。
解****题2-7附图中点A为工作点,
流量,扬程水柱
离心泵的安装高度
【2-8】用型号为的离心泵,将敞口水槽中的水送出,吸入管路的压头损失为,当地环境大气的绝对压力为98kPa。
试求:(1)水温20℃时泵的安装高度,(2)水温80℃时泵的