化工基础学习知识原理 第二版 规范标准答案

第二章 习题

1. 在用水测定离心泵性能的实验中，当

3

流量为26 m/h时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152 kPa和24.7 kPa，轴功率为2.45 kW，转速为2900 r/min。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。

解：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'和22'间列柏努利方程，得

2p1u12p2u2z1Hez2Hf,12g2gg2g

其中：z2z10.4mp12.47104Pa(表压)

p21.52105Pa(表压) u1u2 Hf,120

则泵的有效压头为：

p2p1(1.520.247)105He(z2z1)0.418.41m 3g109.81QeHe2618.41103100%53.2%102N36001022.45泵的效率

!-

该效率下泵的性能为：

Q26m3/h H18.14m53.2% N2.45kW

!-

3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为

3

760 kg/m，黏度小于20 cSt，在贮存条件下饱和蒸气压为80kPa，现拟用

3

65Y-60B型油泵将此油品以15 m/h的流量送往表压强为177 kPa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m和4 m。试核算该泵是否合用。

若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作?当地大气压按101.33kPa计。

解：要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头He,Qe的值，然后与泵能提供的压头数值比较。

由本教材附录24 (2)查得65Y-60B泵的性能如下：

Q19.8m3/h，He38m，r2950r/min， N3.75kW，55%，(NPSH)r2.7m

在贮槽液面11'与输送管出口外侧截面22'间列柏努利方程，并以截面11'e!-

为位能基准面，得

2p1u12p2u2z1Hez2Hf,12g2gg2g

3其中，z2z15m p10(表压) p177kPa(表压) u1u20 H145m 760kg/m 代入方程，得完成任务所需的压头为

2f,1217710He5533.74mH38m

7609.8133Q15m/hQ19.8m/h，符合 所需流量e3要求。

由已知条件确定此泵是否合用应核 算泵的安装高度，验证能否避免气蚀。 由柏努利方程，完成任务所需的压头：

papv Hgg(NPSH)rHf,01

(101.3380)1032.710.84m7609.81g

泵的安装高度1.2m低于安装高度H，故此泵能正常使用。

!-

5. 用IS80-65-125型离心泵从敞口水槽中将70℃清水输送到它处，槽内液面恒

3

定。输水量为35～45 m/h，在最大流量下吸入管路的压头损失为1 m，液体在吸入管路的动压头可忽略。试求离心泵的允许安装高度。

当地大气压98.1 kPa。在输水量范围下泵的允许吸上真空度为6.4 m和5.0 m。 解：由附录查得操作条件下清水的饱和蒸汽压，将已知的HS'5m换算后代入

u12(HgHsHf01)2g便可求出Hg。

由附录可知70oC时水977.8kg/m3， 31.16410Pa

3v

1000papvHsHs'(10)(0.24)H2OgpaH2O

100098.110331.1641035(10)(0.24)3977.89.819.8110977.8 2.037m

由此可知泵的允许装高度为

u12HgHSHf,012.307101.037m

2g!-

6. 用离心泵从敞口贮槽向密闭高位槽输送清水，两槽液面恒定。输水量为40 3

m/h。两槽液面间垂直距离为12 m，管径为102mm4mm，管长(包括所有局部阻力的当量长度)为100 m，密闭高位槽内

4

表压强为9.81×10Pa，流动在阻力平方区，摩擦系数为0.015，试求：

(1) 管路特性方程； (2) 泵的压头。

解：(1）以贮槽液面为11'，并作为位能基准面，以高位槽液面为22'，在11'和22'之间列柏努利方程，得

pu2 Hezg2gHf,12

3p98.110kPa u20 其中：z12m

代入上述数据可得

98.1103He123Hf,1222Hf,12109.81

管路摩擦阻力损失

llll8QuH(d)2g(d)gd

e2e2f,12e24100082420.015Q1.68910Q ee 220.0940.0949.81!-

23Qm(e以/s为单位）

42H221.69010Q ee

3Q40/3600m(2）将代入以/s为单位的

计算式

402H221.69010()24.1m

36004!-

8. 用两台离心泵从水池向高位槽送水，单台泵的特性曲线方程为H251106Q2；管路特性曲线方程可近似表示为

3

H10110Q，两式中Q的单位为m/s，H的单位为m。

试问两泵如何组合才能使输液量大?(输水过程为定态流动)

解：两泵并联时，流量加倍，压头不变，故并联泵的特性曲线方程为

52ee110626225Q252.510QH并 4令HeH并，可求得并联泵的流量，526210110Q252.510Q即，

解得Q0.00655m/h

两台泵串联时，流量不变，压头加倍，故串联泵的特性曲线方程为

H串2(251106Q2)502106Q2 同理，10110Q50210Q，

3Q0.00436m/h 解得

结果表明，并联泵的流量高于串联泵的流量。

52623!-

x02a02063

用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（ ）

A. 送水量增加，整个管路阻力损失减少 B. 送水量增加，整个管路阻力损失增大 C. 送水量增加，泵的轴功率不变 D. 送水量增加，泵的轴功率下降

x02a02066

离心泵最常用的调节方法是 ( ) A. 改变吸入管路中阀门开度 B. 改变压出管路中阀门的开度

C. 安置回流支路，改变循环量的大小 D. 车削离心泵的叶轮

x02b02114

操作条件下允许吸上真空高度为Hs，允许的最大安装高度为Hg,max，泵的入口速度为u1，Hf,0-1为吸入管路单位重量液体的阻力损失，则 ( ) A. Hg,max = Hs

!-

B. Hg,max = Hs ＋ u1/2g

C. Hg,max = Hs － Hf,0-1

2

D. Hg,max = Hs － u1/2g － Hf,0-1

x02a02092

离心泵停车时要 ( ) A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀先断电均可

D 单级式的先断电，多级式的先关出口阀

t02a02016

离心泵常采用____________调节流量，往复泵常采用_____________调节流量。

t02a02003

① 离心泵的轴封装置主要有两种：ａ ；ｂ 。 ② 管路特性曲线的一般表达式是 。

2

!-

t02b02050

离心泵用出口阀调节流量实质上是改变_________曲线，用改变转速来调节流量实质上是改变________曲线，旋涡泵常采用________方法来调节流量。

w02b05042

为什么离心泵的壳体要做成蜗壳形？ 使部分动能有效地转变为静压能，减少能量损失。