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化工原理复习题.doc

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化工原理复习题.doc

上传人:drp539601 2019/4/2 文件大小:2.25 MB

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化工原理复习题.doc

文档介绍

文档介绍:用50Y-60型离心油泵将减压精馏塔底的液体产品送至储槽,其流程如本例附图所示。塔底液面上的压力=,。,试计算泵的安装高度是否正确。解:由泵的性能表查得,油泵的必需气蚀余量=。泵的允许安装高度计算式为=在本例条件下,塔底液面上的压力即液体产品的饱和蒸气压,=m=,操作时可能发生气蚀现象。例2-12:如图,用离心泵将20℃的清水(密度取为1000kg/m3)从水池送往敞口的高位槽,在泵的入口和出口分别装有真空表和压强表。泵在一定转速、阀门的开度C下,测得一组数据:泵的流量q、压头H、真空度p1、压强p2、功率P。现分别改变如下某一条件,试判断上面五个参数将如何变化。(1)将泵的出口阀C开度加大;(2)改送密度为1260kg/m3的水溶液(其他性质与水相近)(3)泵的转速提高10%;(4)泵的叶轮直径减小3%。解:截面和基准面的选取如附图1(1)加大阀门C的开度阀门开度加大,减小了管路局部阻力,从而改变了管路特性曲线,使泵的工作特点从由M→M’,如本题附图2所示。从图看出,此时流量加大、压头降低、泵的功率随q加大而增加。泵入口真空表读数如何变化,可从0—0液面与泵入口管测压中心线之间列出伯努利方程来判断:随q加大,u12/2g与∑hf0-1增加,而(Z1-Z0)不变,故真空表的读数将变大。据离心泵基本方程,对于后弯叶片,在泵的叶轮尺寸和转速一定的条件下,流量加大,泵的压头下降(泵的特性曲线显示同样的规律),因而泵的入口压力表读数p2将随这离心泵流量q的加大而降低,泵的实验中也证实这一点。从0—0液面与2—2截面之间列伯努利方程,可得到与实验结果一致的结论。(2)该送水溶液从泵的理论流量方程和泵的基本方程看出,从泵的转速n,叶轮外径D2不变,且当p3-p0=0时,泵的q和H与液体密度ρ无关,故改送水溶液这两个参数将不发生变化;而P=HQρ/102ƞ,P随ρ加大而增大,根据伯努利方程可判断泵的真空表和压力表读数均增大。(3)泵的转速提高10%根据泵的比例定律:q2/q1=n2/n1;H2/H1=(n2/n1)2;P2/P1=(n2/n1)3可看出,随n的提高,泵的流量q、压头H、功率P均增大。同样,根据伯努利方程可判断泵的真空度和出口表压也上升。(4)泵的叶轮直径减少3%根据泵的切割定律:q’/q=D’2/D2;H’/H=(D’2/D2)2P’/P=(D’2/D2)3可见,q、H与P分别和D2的一次方、二次方及三次方的规律下降。根据伯努利方程可知真空表和压力表读数同时减小思考题:一定转速下,用离心泵向表压为50KPa的密闭高位槽输送密度=1200kg/的水溶液。泵出口阀全开时,管路特性方程式为H=现分别改变如下操作条件,且改变条件前后流动均在阻力平方区,试判断管路特性方程式中参数变化趋势:(1)关小泵的出口阀;(2)改送20的清水;(3)将高位槽改为常压;答:在离心泵特性方程(或特性曲线)不变前提下,管路特性方程中各参数的变化趋势如下。关小泵的出口阀关小阀门,局部阻力系数变大,B值增大,K值不变,变小。改送20的清水改送20的清水,变大,导致K值增大,B值不变,值变小。将高位槽改为常压将高位槽改为常压后,=0,K值变小,B值不变,值变大。用IS80—65—125(n=2900r/min)型离心水泵将60OC的水(ρ=,pv=)送至密闭高位槽(压力表读数为49kPa),要求流量为43m3/h,提出如下图所示三种方案,三种方案的管径,粗糙度和管长(包括所有局部阻力的当量长度)均相同,且管路的总压头损失均为3m,当地大气压为100kPa。试分析:(1)三种安装方法是否都能将水送到高位槽中?若能送到,是否都能保证流量?泵的轴功率是否相同?(2)其他条件都不变,改送水溶液(ρ=1200kg/m3,其他性质和水相近),则泵出口压力表的读数,流量,压头和轴功率将如何变化?(3)若将高位槽改为敞口,则送60℃的水和溶液(ρ=1200kg/m3)的流量是否相同?答:本题需解决两个问题,才能逐一回答上述问题。首先校核离心泵能否满足管路对流量和能量要求,第二步核算泵的允许安装高度。管路要求的流量为43m3/h。压头由管路特性方程计算,即He=ΔZ++Bqe2=(8++3)m=—65—125(n=2900r/min)型离心泵的性能参数为q=50m3/h,H=20m,η=75%,P=,(NPSH)r=。从流量和压头来看,离心泵能满足管路要求。下面核算离心泵的允许安装高度。取吸入管路的压头损失Hf,0-1=1m,则泵的允许安装高度为Hg=-(NPSH)-