化工原理(第四版)习题解第二章流体输送机械.doc

化工原理(第四版)习题解第二章流体输送机械.doc23
第二章流体输送机械
离心泵特性
【2-1】某离心泵用 15C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 C 时］=，流量 qV =540m3/h
压力表Pm =：350kPa,真空表Pv - ；OkPa （表压）
压力表与真空表测压点垂直距离 h0 =
管径 di =, d2 =
流速
Ui
qv
540 / 3600
= /s
U2
=U1
扬程
二 2
4di
c C L
4 ()
=
H = h0 - Pm
―pv
P
2 2
U2 -U1
2g
29
=
350 103 _(_30 103) ()2 _()2
2
= = 水柱
【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为 1400kg/m 3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 t增大，则轴功率 P =% ： gH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（H 2O）。 试求：（1）泵的有效功率，水的密度为 1000kg/m 3；⑵ 若将泵的转速调节到 1250r/min时，泵
的流量与扬程将变为多少？
25
解 (1)已知 qV =18 m3 / h, H =20m 水柱，『=1000kg/m3
有效功率
巳二qVTgH 竺 1000 20 =981W
3600
26
(2)转速 n1 =1450r/ m i 时流量 qv^18m3/h，扬程 已=20m H2O柱
转速 n2 =1250r /min
流量
n2 1250
= / h
扬程
i n2
H2 =H J 2
2
2O(250 】
1450
= HQ 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，高位槽中的气相表压为 ，两槽
液位相差4m且维持恒定。已知输送管路为 45mm( ，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 H =28_6xi05qJ ( qv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 H二H0・kqv2
3
Ap 10
其中 H° 二 Az 4 3 =14
Pg 10
、8 丨 + He 8 2 0 』
k 2 5-二0 . 0 2 2 5 o 1 0
Tt g d 点
故管路特性方程 H =14 105qv2
离心泵特性方程 H =28-6 105qv2
两式联立 28 -6 105qv2 =14 105qv2
得工作点下的流量与压头
qv = 10^m3/s , H =
(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
3
u '人 绅 丄 —c
% = Az ■— 4
Pg 1200
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
5 2
H = 10 qv
27
将该方程与泵特性方程联立
28
28 _6 105qV2 = 105qV2
得新工作点下流量及压头
q V = 10 -m3 /s , h' =
【2-5】在一化工生产车间，要求用离心泵将