02化工原理第二章习题答案

2-1．某离心泵以水进行泵性能实验，体积流量为，泵出口压力表读数为，泵入口真空表读数为。若压力表和真空表测压截面间的垂直距离为，吸入管和压出管内径分别为及，试求泵的扬程。（答：）

解：，。2-2．在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一个高位槽。

已知高位槽液面比贮水池液面高出，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为，管内径为，换热器的压头损失为，在上述条件下摩擦系数可取为，离心泵在转速时的特性曲线数据如下表所示。

试求：（1）管路特性曲线；（2）泵的工作点及其相应流量及压头。（答：）

解：设管路特性曲线为，代入上式得：，计算列表如下：

作泵的特性曲线和管路特性曲线图得：

由图可以看出，泵的工作点为两条特性曲线的交点。

工作点：，。

2-3．某离心泵的额定流量为，扬程为。试问此泵是否能将密度为、流量为的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为的设备中，敞口贮槽与高位设备的液位的垂直距离为。已知管路的管径为，管长为（包括直管长度与所有管件的当量长度），摩擦系数为。

（答：此泵合用）

解：离心泵的送液能力和扬程都大于管路系统所要求的，故此泵合用。

2-4．由山上的湖泊中引水至某贮水池，湖面比贮水池面高出，管道流量达到，试选择管直径为多少？假定所选管道的磨檫系数。经长期使用，输水管内壁锈蚀，其磨檫阻力系数增大至。

问此时水的流量减至若干？（答：，）

解：，因为水在管内的流速一般取，我们取，此时：，选用的热轧无缝钢管。

在湖面和贮水池面之间列伯努利方程得：

式中：，，又，2-5．某工艺装置的部分流程如下图所示。已知各段管路均为的无缝钢管，ab段和bd段的总长度（包括直管与局部阻力当量长度）均为，bc段总长度为。

管中流体密度为，管内流动状况均处于阻力平方区，且，其它条件如图所示，试计算泵的流量和扬程。（答：，）

图2-27 习题2-5附图。

解：以地面为基准面。

在e和f之间列伯努利方程得：

其中：，，即在bd段中流体的流速，在b与右侧贮液器之间列伯努利方程得：

在b与c之间列伯努利方程得：

由①②得：其中：，由分支管路特性知：

在b与左侧贮液器之间列伯努利方程得：

其中：，泵的流量。

2-6．用离心泵由真空度为的容器中输送液体，所选用的泵需要气蚀余量为（液柱）。该液体在输送温度下的饱和蒸气压为，密度为，吸入管道因阻力损失的压头为（液柱），试决定泵的安装位置。若泵入口端容器改为敞口，该泵又应如何安装？

解：⑴由题意知：，由于求出的允许安装高度是负值，故要求泵的进口安装在水槽液面的下方处，所以，实际安装高度可取；

⑵由于容器敞口，为安全起见，实际安装高度可取。