化工原理计算试题

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1、离心泵的计算1计算题j01b10029如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B),DA=100mm，DB=240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直距离为h=0.3m试求:(1)试求A、B两点的压差等于多少Pa？(2)A、B管段阻力损失为多少mmHg？(3)若管路水平放置，而流量不变，U形水银压差计读数及A、B两点压差有何变化?计算题j01b10029(题分：20)(1)uA=(2/60)/[(p/4)×(0.10)2]=4.244m/s，uB=4.244×(1/2.4)2=0.

2、7368m/spA/r＋uA2/2=gh＋pB/r＋uB2/2＋Shf∵pA/r－(gh＋pB/r)=(ri－r)gR/r∴pA－pB=(ri－r)gR＋rgh=(13.6-1)×103×9.81×0.020+103×9.81×0.3=5415Pa(2)Shf=(pA/r－gh－pB/r)＋uA2/2－uB2/2=(ri－r)gR/r＋uA2/2－uB2/2=(13.6－1)×9.81×0.020＋(4.244)2/2－(0.7368)2/2=11.2J/kg即Dpf=rShf=103×11.2=11.2×103Pa换成mmHg:SHf=D

3、pf/(rHg×g)=11.2×103/(13.6×103×9.81)=0.0839mHg=83.9mmHg(3)pA/r＋uA2/2=pB/r＋uB2/2＋Shf∵uA、uB、Shf均不变，故(ri－r)gR’/r之值不变即R’不变，R’=R=20mm水平放置时pA-pB=(13.6-1)´103´9.81´0.020=2472Pa比倾斜放置时的压差值小。2计算题j02b20067(20分)如图所示的输水系统,输水量为36m3/h，输水管均为φ80×2mm的钢管，已知水泵吸入管路的阻力损失为0.2m水柱，压出管路的阻力损失为0.5m水柱，

4、压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm2。试求：(1)水泵的升扬高度；(2)若水泵的效率η=70%,水泵的轴功率(KW)；(3)水泵吸入管路上真空表的读数(mmHg柱)。4.8m0.2m注:当地大气压为750mmHg柱。U=36/3600/(0.785×0.0762)≈2.2m/s(1)在2-2与3-3截面列B.eq.5分Z2+p/ρg+U22/2g+He=Z3+P3/ρg+U32/2g+Hf2-3∵U2=U3不计Hf2-3∴He=(Z3-Z2)+(P3+P2)/ρg=0.2+(2.5+0.525)/(103×9.81)×9

5、.81×104=30.5mH2O柱在1-1与4-4列B.eq.He=ΔZ1-4+Hf1-4+Hf3-4∴ΔZ1-4=He-(Hf1-4+Hf3-4)=30.5-(0.2+0.5)=29.8m∴升扬高度为29.8m(2)Pa=Heqvρg/η=30.5×0.01×103×9.81/0.7=4.27KW3分(3)在1-1与2-2列B.eq,得5分0=Z2+(-P)/ρg+U22/2g+Hf1-P=Z2ρg-U22ρ/2-Hf1-ρg=-(4.8×103×9.8+2.2/2×103+0.2×103×9.81)=-515×102N/M2=515×1

6、02/(0.981×105)×735.6=386mmHg(表)-P2=真空度∴吸入管路上真空表读数为386mmHg柱=0.525at3．j01c20113用离心泵将原油从油库沿管内径为0.15m、长2公里(包括局部阻力的当量长度)的水平管送往炼油厂。输油量为40m3/h。油泵的总效率为0.65，求泵的轴功率。某天，该油泵突然发生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的80%，问此泵能输送原油多少m3/h。输送条件下,原油的密度为890kg/m3,粘度为0.4Pas。设油库和炼油贮罐均为常压。答案：该题条件下,油泵所耗功率完全用于克服管路

7、阻力。⑴A=(π/4)(0.15)2=0.0177m2　u=40/(3600×0.0177)=0.63m/sRe=duρ/μ=0.15×0.63×890/0.4=210(层流)λ=64/Re=64/210=0.304Hf=λ(l/d)(u2/2g)=0.304×(2000/0.15)×[0.632/(2×9.81)]=82.1mWs=40×890/3600=9.9kg/s∴N=82.1×9.81×9.9/(1000×0.65)=12.3kw⑵H′=0.8Hf=65.7m△Pf=65.7×9.81×890=5.736×105N/m对于层流

8、△Pf=32lμu/d∴u=△Pfd/(32lμ)=5.736×105×0.15/(32×2000×0.4)=0.504m/sV=3600×0.504×0.0177=32.1m