已知d=60mm,l吸入=6m,l排出=13m, ζ=0.75,V=0.012m3/s
求(1)He(2)离心泵进口处压强
λ=0.03,阀门ζ=6.41,标准弯头
0 0 2 210m2m11
(1)0-0~2-2截面间列柏努利方程:
Z0+u02/2g+p0/ρg+He=Z2+u22/2g+p2/ρg+∑Hf∵ Z2-Z0=10m p0=p2 u0=0 u2=0d=0.06m
u=V/(π/4)d2=4.24m/s
吸入管路流动阻力:进口、一个标准弯头、直管∑Hf吸入=(λl/d+∑ξ)u2/2g
=(0.03*6/0.06+0.5+0.75)*4.242/(2*9.8)=3.9m
排出管路流动阻力:出口、两个标准弯头、一个阀门、直管∑Hf排出=(λl/d+∑ξ)u2/2g
=(0.03*13/0.06+1+6.4+2*0.75)*4.242/(2*9.8)=14.1m
∴He=(Z2-Z1)+∑Hf =(Z2-Z1)+∑Hf吸入+∑Hf排出=28m(2)0-0~1-1截面间列柏努利方程:
Z0+u02/2g+p0/ρg+He=Z1+u12/2g+p1/ρg+∑Hf
∵ Z1-Z0=2m
p0=0(表压) u0=0 u1=4.24m/s∑Hf=∑Hf吸入=3.9m
∴p1/ρg=(Z0- Z1)-u12/2g-∑Hf吸入=-6.82m∴p1 =-1000*9.8*6.82=-66836Pa(表压)
注意:从低位水槽到真空表算进口管路,从压力表到高位水槽算出口管路
2. 计划在蓄水池A的一侧装一离心泵,将水输送到B,要求水的流量18m3/h,水自B出来后流向C,输水管Φ60*3.5mm,∑Hf=
19*u2/(2g)mH2O,B内压力损失∆pf=73.6*u2/(2g) KN/m2 (u为管内流速),ρ=1000kg/m3,今选离心泵的特性曲线如下,试核算此泵是否合适?
A3m BC23m 112233
(1)1-1——3-3:u3 = V/A
=(18/3600)/((π/4)(0.06-2*0.0035)2)=2.27m/s
P1=P3 u1=0 z2-z1=23-3=20m
He=20+2.272/2*9.81+19*2.272/2*9.81+(73.6*2.272/2*9.81)*1000/(1000*9.81)=27.2 mH2O
查图:V=18m3/h时 He=32m>27.2 m故此泵适用
3. IS100-80-160型离心泵, P0=8.6mH2O,水温150C,将水由低位槽汲入泵,有管路情况基本的性能,知V=60m3/h,查的△h,允=3.5m,已知汲入管阻力为2.3m,H2O,求最大安装高度
[解] 150C清水:ρ=9999kg./m3,PV=1705.16Pa
4. ρ=1200 kg/m3,蒸发室内操作压强为200mmHg(真空度)。管道ø68×4mm,V=20m3/h,∑hf =120 J/kg, η=0.65,求泵的有效功率和轴功率?范围:1-1~2-2
蒸发室
1 1 22
O O10m
基准水平面:o-o或1-11-1:储槽液面2-2:管出口内侧
1-1~2-2截面间列柏努利方程:
gZ1+u12/2+p1/ρ+We= gZ2+u22/2+p2/ρ+∑hf∵ Z2-Z1=10m
p1=0(表压)
p2=-(200/760)*101330=-6670Pa(表压)d=68-4*2=60mm
u1=0 u2=V/A
=20/(3600*(π/4)*0.062)=1.97m/s∑hf=120 J/kg
∴We=g(Z2-Z1)+(u22-u12)/2+(p2-p2)/ρ+∑hf=246.9 J/kgNe=WeW=WeVρ
=246.9*(20/3600)*1200=1647WN=Ne/η
5. 用某板框压滤机恒压过滤,滤框尺寸为810×810×25mm。经过小试测得过滤常数,
,操作时的滤布,压差及温度与小试时相同。滤饼刚充满滤框时停止过滤,求:①每批过滤时间?②若以清水洗涤滤饼,洗涤水用量为滤液的,洗涤压差及水温与过滤时相同,求过滤时间?③若整理、装卸时间为25分钟,求每只滤框的生产率?[解]①每批过滤时间:
6. 叶滤机过滤,K=2.5*10-3m2/s,介质阻力可略,求:
(1) q1=2m2/m2,求所需时间τ1。
(2) 若操作条件不变,在τ1的基础上再过滤τ1时间,又得单位过
滤面积上多少滤液?
(3) 若过滤终了时qE=2m2/m2,以每平方米过滤面积用0.5 m3洗
液洗涤滤饼,操作压力不变,洗液与滤液粘度相同,洗涤时间是多少?
(1) q21=Kτ1 τ1=1600s=26.7min(2) q22=Kτ2 q2=2.83m3/m2 q2- q1=0.83 m3/m2
(3) (dq/dτ)w=(dq/dτ)E=K/2qE=2.5/(2*2*1000)=6.25*10-4m3/m2s tw=qw/ (dp/dτ)w=0.5/6.25*10-4
=800s=13.3min
7.在一板框过滤机上恒压过滤某种悬浮液。在1atm 表压下20分钟在每平方米过滤面积上得到0.197m3的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m3。试求共过滤1小时可得总滤液量为若干立方米。对于恒压过滤
q2 +2qqe =Kτ
0.1972 +2×0.197qe =20K
(0.197+0.09)2 +2×(0.197+0.09)qe =40K 联解之: qe =0.0223 m
K=2.38×10-3 m2/min=3.96×10-5 m2/s又因为 q= -qe =
∵A=1m2 ∴V=0.356m3
8. 由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器用35℃的水将流量1kg/s,150℃的油逆流冷却至65℃,水走壳程,出口温度75℃,α水=2000w/m2℃,α油=2000w/m2℃,cp油=4kJ/kg ℃,换热面积11 m2,热损失、污垢及管壁热阻不计,求:换热器是否可用?Q=WhCPh∆T=3.4*105W
∆tm=((150-75)-(65-35))/ln(150-75)/( 65-35)=48.11℃K=1/(1/α1+d1/d2α2) =666.7W/(m2℃)A=Q/K∆tm=10.38m2<11 m2 故适用
9. 习题30
已知t:15℃→80℃,T: 150℃→75℃,现要求T2=70℃,求L’/L=?解:T2变→A,t2变
→∆tm ,Q变K,T1,t1不变
∵L’/L= A/A’
Q/Q’=KA∆tm/ KA’∆t’m
=Whcph(T1-T2)/ Whcph(T1-T’2)∴先求t’2∵Qh=Qc
∴Whcph∆T= Wccpc∆t
原来:Whcph(150-75)= Wccpc(80-15)现在:Whcph(150-70)= Wccpc(t’2-15)t’2=84.3℃
∆tm=(70-60)/ln(70/60)=64.9℃
∆t’m=(65.7-55)/ln(65.7/55)=60.2℃
Q=75Whcph=64.9KAQ’=80Whcph=60.2KA’A=nπdL A’= nπdL’∴L’/L=A’/A=1.232
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