发布时间 : 星期五 文章化工原理习答案题2010.19更新完毕开始阅读824558d26f1aff00bed51e65
流动阻力=F=τw?受力面积=τw???D?L (方向向上) 重力＝ρg.L.
14?D(方向向下)
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当:阻力=推动力+重力时达稳定流动
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△P’???D+ρg.L.
44?D=τ
2
?w???D?L 则 ?p?4?w?L??gL D2?um上下同乘 22?um2
8?wL?u2m????gL 则 ?p??2?umD28?w??令
?um2L?um2???gL?Hf?g??gL 则 ?p????D2λ叫摩擦因数或达西摩擦因子,无量纲.
2??p?Lum?????H?f??gD2g ?则范宁公式为?2?u?pL?h??????mf??D2?第二章 输送机械习题
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1、 有一台离心泵的扬程H为20m；流量为10.2L/s；轴功率N为2.5kw，试计算该泵的总效率η。(密度取1000kg/m) 解:
Hqv?g20?10.2?10?3?1000?9.81???100%??100%?80.05%
p25002 某离心泵用200C水做性能实验，测得流量为540m3/h，泵出口压力表读数为34.3×104Pa；泵入口真空表读数为
2157.5Pa，压力表和真空表测压截面间的垂直距离为350mm，吸入管和压出管内径分别为350mm和310mm，电动机的功率消耗为60kw,电动机的效率为95%,试求对应此流量泵的扬程、轴功率及效率。
解：以真空表入口为1-1’，压力表出口为2-2’，基准水平面取吸入口中心线，列柏努利方程:
22uuPPZ1?m1?m1?He?Z2?m2?m2?Hf
?g2g?g2g540/3600um1???1.56m/s 21?D120.785?0.354um2?qV12?D245P(绝压)?P?P?P?3.43?1P(绝压)?P?P?P?2157.5 02aa1aa出表入真?540/3600?1.99m/s
0.785?0.312qV忽略Hf Z2-Z1=0.35m ; 20℃时水的ρ=998.2kg/m3
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Pa?2157.71.562Pa?3.43?1051.992??He?0.35??则
998.2?9.812?9.81998.2?9.812?9.812Pm2?Pm1um2?uH?He?Z2?Z1??2m1?g2g
则He=35.68m 也即H=35.68m
电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率=60kw×95%=57kw 电动机输出功率=轴功率P=57kw（按传动100%计算）
HqV?35.68?998.2?540/3600Pe???52.38kw
102102Pe52.4?100%??100??. ?? 89%P573.用20℃清水在2900r/min下进行离心泵性能实验，泵的吸入管为φ57×3.5mm, 泵的排出管为φ45×2.5mm。经测
定泵的吸入口处的真空度为40kPa. 泵的排出口处的表压力为80kPa. 转子流量计的读数为13m3/h，两测压口间的垂直距离为0.5m，试计算离心泵的扬程及有效功率。
解：以真空表入口为1-1’，压力表出口为2-2’，基准水平面取吸入口中心线，列柏努利方程:
22uuPPZ1?m1?m1?He?Z2?m2?m2?Hf
?g2g?g2gqV13/3600um1???1.84m/s 210.785?0.052?D14um213/3600???2.88m/s2 10.785?0.042?D24qVPP?P8000 01(绝压)?Pa?Pa?40000 P2(绝压)?Pa?出表a?入真?P忽略Hf Z2-Z1=0.5m ; 20℃时水的ρ=998.2kg/m3 则
Pa?40000Pa?800001.8422.882??He?0.5??
998.2?9.812?9.81998.2?9.812?9.812um22?um1
Pm2?Pm1H?He?Z2?Z1???g则He=13m 也即H=13m
2gHqV?13?998.2?13/3600Pe???0.4594kw
1021024已知某离心泵流量为20m3/h，对应该流量的允许吸上真空度HS为7.2m，吸入管内径50mm，吸入管路的阻力损
失约0.2mH2O（设气蚀前泵流量不变）。用该泵从水井抽水，井中水面渐渐下降，问水面下降到离泵中心轴线几米处，泵开始发生气蚀？ 解:
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20/3600um1???2.831m/s2 10.785?0.052?D142um?2.8312Hg??Hs???Hf(0?1)?7.2??0.2?6.59m2g2?9.81
qV水面下降到离泵中心轴线6.59m以下，泵有可能发生气蚀.
5用离心泵从真空度为360mmHg的储槽往高位反应器内输送液体,所选泵的必需气蚀余量为4.5m,液体的密度为900kg/m3,输送温度下液体的饱和蒸汽压为200mmHg,吸入管路的流动阻力损失为0.2m..求泵的安装位置,若储槽为敞口,则泵的安装位置又如何?
解：(1)
［?h］＝?hr+0.5＝4.5+0.5＝5m
Hg?P0?pv???h??Hf(0?1)?g(760?360)?200?101330760??5?0.2??2.18m 900?9.81
泵应安装在液面以下2.18m，
(2)
［?h］＝?hr+0.5＝4.5+0.5＝5m
Hg?P0?pv???h??Hf(0?1)?g760?200?101330760??5?0.2?3.26m 900?9.81 泵应安装在液面以上3.26m以下， 第四章 过滤与沉降作业
1．用小型板框压滤机对某种滤浆进行恒压过滤实验，测得数据列于下表： 过滤时间t(s) 滤液体积v(1) 0 0 12．3 1．0 230．2 2．0 53．7 3．0 283．0 4．0 117．9 5．0 过滤推动力为0.2MPa,过滤面积为0.1m,试求恒压过滤方程式(q+qe)=K(t+te)中的过滤常数k.qe.te。 解：
?t222?q?qe Kte?qe ?qKK0.01 12.3 0.005 0.01 12.3
0.02 30.2 0.015 0.01 17.9
0.03 53.7 0.025 0.01 23．5
0.04 83 0.035 0.01 29.3
0.05 117.9 0.045 0.01 34.9
单位面积滤液量（m3/m2）q 0
过滤时间（s） 0
q（m3/m2
）
Δq值（m3/m2）
Δt值（s）
7 11
?t值 ?q用数据做图：
1230 1790 2350 2930 3490
?t～q图 ?q400035003000250020001500100050000y = 56600x + 943R2 = 10.010.020.030.040.05
求得斜率（查图）：
22?56600s/m2 ?qe?943s/m KK?5求得 K?3.5336?10m2/s qe?0.01666m3/m2
Kte?qe2qe20.016662 te??7.855S ?5K3.5336?102．在恒压下对某种悬浮液进行过滤，过滤机过滤面积为0.6m，过滤10分钟得滤液0.12m,再过滤10分钟又
3
得滤液0.06m，如果继续过滤10分钟，可再得多少滤液？
解：由实验数据得，t1＝10min＝600时，q1?2
3
V10.12??0.2m3/m2 A0.6V20.12?0.06??0.3m3/m2 A0.6
t2＝10＋10min＝20min＝1200s时，q2?将上面两组数据代入恒压过滤方程q2＋2qqe＝K t，得：
0.22＋2×0.2×qe＝K×600 0.32＋2×0.3×qe＝K×1200
联立以上二式，解得：qe＝0.05m3／m2 K＝1×10
－4
m2／s
－4
本题条件下的恒压过滤方程为：
q2＋2×（0.05）q＝1×10
－
t
整理，得： q2＋0.1q＝1×104 t
当t3＝30min＝1800s时，代入恒压过滤方程：
q32＋0.1q3＝1×104×1800
－
解得：q3＝0.377 m3／m2
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