第二章 习 题
管路特性
1,拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中。塔顶压强为0.06MPa(表压)。全部输送管均为φ57×
3.5mm无缝钢管,管长50m(包括局部阻力的当量长度)。碱液的密度ρ=1200kg/m
3
,粘度μ=2mPa·s。管壁粗糙度为0.3mm。
试求,
(1) 流动处于阻力平方区时的管路特性方程；
(2) 流量为30m
3
/h时的He和Ne。
习题1 附图 习题2 附图
离心泵的特性
2,直径0.4m,高0.2m的空心圆筒内盛满水,圆筒以1000rpm绕中心轴旋转,筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。
试用静力学基本方程式(1-8)求,
(1) 液体作用于顶盖上的压强分布(p与半径r的关系)；
(2) 筒圆周内壁上液体的势能
gρ
P
及动能
u
g
2
2
比轴心处各增加了多少？
3,某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水,当流量为71m
3
/h时,泵吸入口处真空表读数0.029MPa,泵压出口处压强计读数0.31MPa。两测压点的位差不计,泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4kW,试求泵的扬程及效率。
带泵管路的流量及调节
4,在离心泵和输送管路的系统中,已知下列条件：输送管路两端的势能差
gρ
P?
,管径d、管长l(包括局部阻力的当量长度)，粗糙度ε,液体物性μ、ρ及泵的特性方程。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。
2
BVAH
e
=
5,某离心水泵的特性曲线数据如下,
V,l/min 0 1200 2400 3600 4800 6000
He,m 34.5 34 33 31.5 28 26
管路终端与始端的位差5m,管长360m(包括局部阻力的当量长度),泵的进、出口内径为 120mm,设λ为一常数0.02。
求泵的供水量及有效功率。
*6,某台离心泵的特性曲线可用方程表示。式中H
2
220 VH
e
= e为泵的扬程,m ；V为流量,m
3
/min。现该泵用于两敞口容器之间送液,已知单泵使用时流量为1m
3
/min。欲使流量增加50%,试问应该将相同两台泵并联还是串联使用?
两容器的液面位差为10m。
103
*7,某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rpm下的特性方程为(V- m
2
3.404.38 VH
e
=
3
/min)。输送管路两端的势能差为16.8m,管径为φ76×4mm,长1360m(包括局部阻力的当量长度),λ=0.03。试求,
(1) 输液量V；
(2) 当转速调节为1700rpm时的输液量V’。
离心泵的安装高度
8,某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m,今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处,试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa,夏季的水温为20℃。
*9,要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽,釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态,即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上,吸入管总阻力为0.87J/N,液体的密度为986kg/m
3
,已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r为3.7m,试问该泵的安装位置是否适宜? 如不适宜应如何重新安排？
习题9 附图 习题10 附图
离心泵的选型
10,如图所示,从水池向高位槽送水,要求送水量为每小时40吨,槽内压强为0.03MPa(表压),槽内水面离水池水面16m,管路总阻力为4.1J/N。拟选用IS型水泵。试确定选用哪一种型号为宜？
往复泵
11．某单缸双动往复输水泵，每分钟活塞往复60次，活塞直径为200mm，活塞杆直径为30mm，活塞行程为300mm。实验测得此泵的输水量为0.018m
3
/s，求此泵的容积效率ηV。
气体输送机械
12,现需输送温度为200℃、密度为0.75kg/m
3
的烟气,要求输送流量为12700m
3
/h,全压为1.18kPa。工厂仓库中有一台风机,其铭牌上流量为12700m
3
/h,全压为1.57kPa,试问该风机是否可用？
*13,在多级往复式压缩机中的某一级,将氨自0.15MPa(表)压缩到1.1MPa(表)。若生产能力为460m
3
/h(标准状况),总效率为0.7,气体进口温度为-10℃,试计算该级压缩机所需功率及氨出口时的温度。
设压缩机内进行的是绝热过程,氨的绝热指数为1.29。
*14,某真空操作设备需要一台真空泵,已知真空系统压力p=2.5kPa(绝压),温度为20℃,工艺过程液体的饱和蒸汽压为0.6kPa,其分子量为30。外界漏入真空系统的空气量为2.0kg/h,工艺过程产生的不凝性气体量可忽略不计。试在下列W型往复真空泵中选一台适宜的泵。
型 号 W
1
W
2
W
3
W
4
W
5
抽气速率 m
3
/h
极限真空kPa(绝压)
60
1.33
125
1.33
200
1.33
370
1.33
770
1.33
104
第 二 章 思 考 题
1,什么是液体输送机械的压头或扬程?
2,离心泵的压头受哪些因素影响?
3,后弯叶片有什么优点? 有什么缺点?
4,何谓"气缚"现象? 产生此现象的原因是什么? 如何防止"气缚"?
5,影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?
6,离心泵的工作点是由如何确定的? 有哪些调节流量的方法?
7,一离心泵将江水送至敞口高位槽,若管路条件不变,随着江面的上升,泵的压头He,管路总阻力损失H
f
,泵入口处真空表读数、泵出口处压力表读数将分别作何变化？
8,某输水管路,用一台IS50-32-200的离心泵将低位敞口槽的水送往高出3m的敞口槽,阀门开足后,流量仅为3m
3
/h
左右。现拟采用增加一台同型号的泵使输水量有较大提高,应采用并联还是串联? 为什么?
9,何谓泵的汽蚀? 如何避免"汽蚀"?
10,什么是正位移特性?
11．往复泵有无"汽蚀"现象？
12,为什么离心泵启动前应关闭出口阀,而旋涡泵启动前应打开出口阀？
13,通风机的全风压、动风压各有什么含义? 为什么离心泵的 H 与ρ无关,而风机的全风压P
T
与ρ有关?
14,某离心通风机用于锅炉通风。如图a、b所示,通风机放在炉子前与放在炉子后比较,在实际通风的质量流量、电机所需功率上有何不同?为什么?
─→ 风机 ─→ 锅炉 ─→废气 ─→ 锅炉 ─→ 风机 ─→废气
a,风机在前 b,风机在后
思考题14 附图
105
管路特性
1,拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中。塔顶压强为0.06MPa(表压)。全部输送管均为φ57×
3.5mm无缝钢管,管长50m(包括局部阻力的当量长度)。碱液的密度ρ=1200kg/m
3
,粘度μ=2mPa·s。管壁粗糙度为0.3mm。
试求,
(1) 流动处于阻力平方区时的管路特性方程；
(2) 流量为30m
3
/h时的He和Ne。
习题1 附图 习题2 附图
离心泵的特性
2,直径0.4m,高0.2m的空心圆筒内盛满水,圆筒以1000rpm绕中心轴旋转,筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。
试用静力学基本方程式(1-8)求,
(1) 液体作用于顶盖上的压强分布(p与半径r的关系)；
(2) 筒圆周内壁上液体的势能
gρ
P
及动能
u
g
2
2
比轴心处各增加了多少？
3,某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水,当流量为71m
3
/h时,泵吸入口处真空表读数0.029MPa,泵压出口处压强计读数0.31MPa。两测压点的位差不计,泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4kW,试求泵的扬程及效率。
带泵管路的流量及调节
4,在离心泵和输送管路的系统中,已知下列条件：输送管路两端的势能差
gρ
P?
,管径d、管长l(包括局部阻力的当量长度)，粗糙度ε,液体物性μ、ρ及泵的特性方程。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。
2
BVAH
e
=
5,某离心水泵的特性曲线数据如下,
V,l/min 0 1200 2400 3600 4800 6000
He,m 34.5 34 33 31.5 28 26
管路终端与始端的位差5m,管长360m(包括局部阻力的当量长度),泵的进、出口内径为 120mm,设λ为一常数0.02。
求泵的供水量及有效功率。
*6,某台离心泵的特性曲线可用方程表示。式中H
2
220 VH
e
= e为泵的扬程,m ；V为流量,m
3
/min。现该泵用于两敞口容器之间送液,已知单泵使用时流量为1m
3
/min。欲使流量增加50%,试问应该将相同两台泵并联还是串联使用?
两容器的液面位差为10m。
103
*7,某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rpm下的特性方程为(V- m
2
3.404.38 VH
e
=
3
/min)。输送管路两端的势能差为16.8m,管径为φ76×4mm,长1360m(包括局部阻力的当量长度),λ=0.03。试求,
(1) 输液量V；
(2) 当转速调节为1700rpm时的输液量V’。
离心泵的安装高度
8,某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m,今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处,试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa,夏季的水温为20℃。
*9,要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽,釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态,即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上,吸入管总阻力为0.87J/N,液体的密度为986kg/m
3
,已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r为3.7m,试问该泵的安装位置是否适宜? 如不适宜应如何重新安排？
习题9 附图 习题10 附图
离心泵的选型
10,如图所示,从水池向高位槽送水,要求送水量为每小时40吨,槽内压强为0.03MPa(表压),槽内水面离水池水面16m,管路总阻力为4.1J/N。拟选用IS型水泵。试确定选用哪一种型号为宜？
往复泵
11．某单缸双动往复输水泵，每分钟活塞往复60次，活塞直径为200mm，活塞杆直径为30mm，活塞行程为300mm。实验测得此泵的输水量为0.018m
3
/s，求此泵的容积效率ηV。
气体输送机械
12,现需输送温度为200℃、密度为0.75kg/m
3
的烟气,要求输送流量为12700m
3
/h,全压为1.18kPa。工厂仓库中有一台风机,其铭牌上流量为12700m
3
/h,全压为1.57kPa,试问该风机是否可用？
*13,在多级往复式压缩机中的某一级,将氨自0.15MPa(表)压缩到1.1MPa(表)。若生产能力为460m
3
/h(标准状况),总效率为0.7,气体进口温度为-10℃,试计算该级压缩机所需功率及氨出口时的温度。
设压缩机内进行的是绝热过程,氨的绝热指数为1.29。
*14,某真空操作设备需要一台真空泵,已知真空系统压力p=2.5kPa(绝压),温度为20℃,工艺过程液体的饱和蒸汽压为0.6kPa,其分子量为30。外界漏入真空系统的空气量为2.0kg/h,工艺过程产生的不凝性气体量可忽略不计。试在下列W型往复真空泵中选一台适宜的泵。
型 号 W
1
W
2
W
3
W
4
W
5
抽气速率 m
3
/h
极限真空kPa(绝压)
60
1.33
125
1.33
200
1.33
370
1.33
770
1.33
104
第 二 章 思 考 题
1,什么是液体输送机械的压头或扬程?
2,离心泵的压头受哪些因素影响?
3,后弯叶片有什么优点? 有什么缺点?
4,何谓"气缚"现象? 产生此现象的原因是什么? 如何防止"气缚"?
5,影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?
6,离心泵的工作点是由如何确定的? 有哪些调节流量的方法?
7,一离心泵将江水送至敞口高位槽,若管路条件不变,随着江面的上升,泵的压头He,管路总阻力损失H
f
,泵入口处真空表读数、泵出口处压力表读数将分别作何变化？
8,某输水管路,用一台IS50-32-200的离心泵将低位敞口槽的水送往高出3m的敞口槽,阀门开足后,流量仅为3m
3
/h
左右。现拟采用增加一台同型号的泵使输水量有较大提高,应采用并联还是串联? 为什么?
9,何谓泵的汽蚀? 如何避免"汽蚀"?
10,什么是正位移特性?
11．往复泵有无"汽蚀"现象？
12,为什么离心泵启动前应关闭出口阀,而旋涡泵启动前应打开出口阀？
13,通风机的全风压、动风压各有什么含义? 为什么离心泵的 H 与ρ无关,而风机的全风压P
T
与ρ有关?
14,某离心通风机用于锅炉通风。如图a、b所示,通风机放在炉子前与放在炉子后比较,在实际通风的质量流量、电机所需功率上有何不同?为什么?
─→ 风机 ─→ 锅炉 ─→废气 ─→ 锅炉 ─→ 风机 ─→废气
a,风机在前 b,风机在后
思考题14 附图
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