第二章 習(xí) 題 管路特性 1. 擬用一泵將堿液由敞口堿液槽打入位差為10m高的塔中。塔頂壓強(qiáng)為0.06MPa(表壓)。全部輸送管均為573.5mm無(wú)縫鋼管, 管長(zhǎng)50m(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)。堿液的密度=1200kg/m3, 粘度=2mPas。管壁粗糙度為0.3mm。試求： (1) 流動(dòng)處于阻力平方區(qū)時(shí)的管路特性方程； (2) 流量為30m3/h時(shí)的He和Ne。 習(xí)題1 附圖 習(xí)題2 附圖 離心泵的特性 2. 直徑0.4m, 高0.2m的空心圓筒內(nèi)盛滿水, 圓筒以1000rpm繞中心軸旋轉(zhuǎn), 筒頂部中心處開(kāi)有一小孔與大氣相通。試用靜力學(xué)基本方程式(1-8)求： (1) 液體作用于頂蓋上的壓強(qiáng)分布(p與半徑r的關(guān)系)； (2) 筒圓周內(nèi)壁上液體的勢(shì)能及動(dòng)能比軸心處各增加了多少？ 3. 某離心泵在作性能試驗(yàn)時(shí)以恒定轉(zhuǎn)速打水, 當(dāng)流量為71m3/h時(shí), 泵吸入口處真空表讀數(shù)0.029MPa, 泵壓出口處壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)0.31MPa。兩測(cè)壓點(diǎn)的位差不計(jì), 泵進(jìn)、出口的管徑相同。測(cè)得此時(shí)泵的軸功率為10.4kW, 試求泵的揚(yáng)程及效率。 帶泵管路的流量及調(diào)節(jié)4. 在離心泵和輸送管路的系統(tǒng)中, 已知下列條件：輸送管路兩端的勢(shì)能差, 管徑d、管長(zhǎng)l(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)，粗糙度, 液體物性、及泵的特性方程。試作一框圖以表示求取輸液量的計(jì)算步驟。習(xí)題4 附圖 5. 某離心水泵的特性曲線數(shù)據(jù)如下： V,l/min 0 1200 2400 3600 4800 6000 He, m 34.5 34 33 31.5 28 26 管路終端與始端的位差5m, 管長(zhǎng)360m(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度), 泵的進(jìn)、出口內(nèi)徑為 120mm, 設(shè)為一常數(shù)0.02。求泵的供水量及有效功率。 *6. 某臺(tái)離心泵的特性曲線可用方程表示。式中He為泵的揚(yáng)程, m ；V為流量, m3/min。現(xiàn)該泵用于兩敞口容器之間送液, 已知單泵使用時(shí)流量為1m3/min。欲使流量增加50%, 試問(wèn)應(yīng)該將相同兩臺(tái)泵并聯(lián)還是串聯(lián)使用? 兩容器的液面位差為10m。 *7. 某帶有變頻調(diào)速裝置的離心泵在轉(zhuǎn)速1480rpm下的特性方程為(V- m3/min)。輸送管路兩端的勢(shì)能差為16.8m, 管徑為764mm, 長(zhǎng)1360m(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度),=0.03。試求: (1) 輸液量V； (2) 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為1700rpm時(shí)的輸液量V。 離心泵的安裝高度 8. 某離心泵的必需汽蝕余量為3.5m, 今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力損失為3J/N。今擬將該泵裝在水源之上3m處, 試問(wèn)此泵能否正常操作？該地大氣壓為90kPa, 夏季的水溫為20。*9. 要將某減壓精餾塔塔釜中的液體產(chǎn)品用離心泵輸送至高位槽, 釜中真空度為67kPa(其中液體處于沸騰狀態(tài), 即其飽和蒸汽壓等于釜中絕對(duì)壓強(qiáng))。泵位于地面上, 吸入管總阻力為0.87J/N, 液體的密度為986kg/m3, 已知該泵的必需汽蝕余量(NPSH)r為3.7m, 試問(wèn)該泵的安裝位置是否適宜? 如不適宜應(yīng)如何重新安排？ 習(xí)題9 附圖 習(xí)題10 附圖 離心泵的選型 10. 如圖所示, 從水池向高位槽送水, 要求送水量為每小時(shí)40噸, 槽內(nèi)壓強(qiáng)為0.03MPa(表壓), 槽內(nèi)水面離水池水面16m, 管路總阻力為4.1J/N。擬選用IS型水泵。試確定選用哪一種型號(hào)為宜？ 往復(fù)泵 11某單缸雙動(dòng)往復(fù)輸水泵，每分鐘活塞往復(fù)60次，活塞直徑為200mm，活塞桿直徑為30mm，活塞行程為300mm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得此泵的輸水量為0.018m3/s，求此泵的容積效率V。 氣體輸送機(jī)械 12. 現(xiàn)需輸送溫度為200、密度為0.75kg/m3的煙氣, 要求輸送流量為12700m3/h, 全壓為1.18kPa。工廠倉(cāng)庫(kù)中有一臺(tái)風(fēng)機(jī), 其銘牌上流量為12700m3/h, 全壓為1.57kPa, 試問(wèn)該風(fēng)機(jī)是否可用？ *13. 在多級(jí)往復(fù)式壓縮機(jī)中的某一級(jí), 將氨自0.15MPa(表)壓縮到1.1MPa(表)。若生產(chǎn)能力為460m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀況), 總效率為0.7, 氣體進(jìn)口溫度為-10, 試計(jì)算該級(jí)壓縮機(jī)所需功率及氨出口時(shí)的溫度。 設(shè)壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行的是絕熱過(guò)程, 氨的絕熱指數(shù)為1.29。 *14. 某真空操作設(shè)備需要一臺(tái)真空泵, 已知真空系統(tǒng)壓力p=2.5kPa(絕壓),溫度為20, 工藝過(guò)程液體的飽和蒸汽壓為0.6kPa, 其分子量為30。外界漏入真空系統(tǒng)的空氣量為2.0kg/h, 工藝過(guò)程產(chǎn)生的不凝性氣體量可忽略不計(jì)。試在下列W型往復(fù)