化工原理(第四版)习题解--第二章--流体输送机械.doc

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第二章 流体输送机械
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
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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
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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。