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文本内容:
一、选择题
1.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生AA.气缚现象B.汽蚀现象C.汽化现象D.气浮现象
2.同学进行离心泵特性曲线测定实验,启动泵后,出水管不出水,泵进口处真空计指示真空度很高,他对故障原因作出了正确判断,排除了故障,你认为以下可能的原因中,哪一个是真正的原因CA.水温太高B.真空计坏了C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞
3.一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水发生故障的原因是DA.忘了灌水B.吸入管路堵塞C.压出管路堵塞D.吸入管路漏气
4.当离心泵输送的液体的粘度增大时,则其(B)A.扬程减少,流量、效率、轴功率均增大;B.扬程、流量、效率均降低,轴功率增大;C.扬程、效率增大,流量,轴功率减少;D.扬程、流量、效率均增大,轴功率减少
5.为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度,应采用(B)的转鼓A.高转速、大直径;B.高转速、小直径;C.低转速、大直径;D.低转速,小直径;
6.板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时,若洗涤压差等于最终过滤压差,洗涤液粘度等于滤液粘度,则其洗涤速率为过滤终了速率的(C)倍A.1;B.1/2;C.1/4;D.1/
87.在层流流动中,若流体的总流量不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的(A)倍A.2;B.6;C.4;D.
18.流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为(B)A.
1.2m;B.
0.6m;C.
2.4m;D.
4.8m
9.随着温度的升高液体的粘度(),气体的粘度()(D)A.增加,降低;B.增加,不变;C.降低,不变;D.降低,增加
10.某液体在一段水平圆形直管内流动,已知Re值为1800,若平均流速为
0.5m/s则管中心点处速度为(C)A.
0.25m/s;B.
0.5m/s;C.
1.0m/s;D.
2.0m/s
二、填空题
1.某设备上真空表的读数为
13.3×103Pa,则设备内的绝对压强为__
85.4×103Pa_表压强为__-
13.3×103Pa_已知该地区大气压强为
98.7×103Pa
2.某设备的进、出口压强分别为1200mmH2O(真空度)和
1.6kgf/cm2(表压)若当地大气压为760mmHg设备进、出口的压强差为-
1.687×105N/m2(用SI制表示)
3.有一内径为25mm的水管,如管中水的流速为
1.0m/s,管中水的流动类型__湍流__;管中水保持层流状态的最大流速__
0.08m/s_(水的密度ρ=1000kg/m3粘度μ=1cp)
4.一定量的液体在圆形直管内作滞流流动若管长及液体物性不变,而管径减至原有的一半,因流动阻力产生的能量损失为原来的__16__倍
5.离心泵的工作点是_管路特性曲线_曲线与_离心泵特性曲线_曲线的交点
6.牛顿粘性定律的表达式是τ=μdu/dy,粘度在SI制中的单位是Pa·s
7.离心泵最常用的调节方法是改变阀门开度;往复泵的流量调节是采用__旁路调节__
8.离心泵停车时要先关出口阀后断电
9.离心泵装置中吸入管路的_底阀_的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出
10.一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将_下降_(填上升、下降或不变)
11.降尘室的生产能力与降尘室的__长__和__宽__有关
12.板框压滤机主要由滤板、滤框、主梁(或支架)压紧装置等组成,三种板按_____1—2—3—2—1—2—3—2—1___________的顺序排列组成
13.旋风分离器当切向进口速度相同时,随着旋风分离器的直径增大.其离心分离因数越_小__;而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_大__
三、计算题
1.(20分)每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所示),管出口处距反应器液面的垂直高度为15m,反应器液面上方维持
26.7kPa的绝压,高位槽液面上方为大气压,管子为Ø76mm×4mm、长
26.6m的不锈钢管,管壁绝对粗糙度为
0.3mm管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头45℃氯苯的密度为1075kgm-3,粘度为
6.5×10-4Pa·s泵的效率为70%,求泵的轴功率附各局部阻力系数全开闸阀ζ1=
0.1790℃标准弯头ζ2=
0.75摩擦系数计算式λ=
0.1+
0.23解如图,取1-
1、2-2界面,以1-1截面为基准面p1=
26.7kPa(绝压),z1=0u10p2=
101.3kPa(绝压)z2=15m=
1.178m=
0.4717m=
23.83mNe=HeqVg=
23.
835.16810-
310759.81=
1.30103WNa=
2.(20分)如图,20℃软水由高位槽分别流入反应器B和吸收塔C中,器B内压力为
0.5atm(表压),塔C中真空度为
0.1atm,总管为φ57x
3.5mm,管长(20+zA)m,通向器B的管路为φ25x
2.5mm,长15m通向塔C的管路为φ25x
2.5mm,长20m(以上管长包括各种局部阻力的当量长度在内)管道皆为无缝钢管,粗糙度可取为
0.15mm如果要求向反应器供应
0.314kg/s的水,向吸收塔供应
0.471kg/s水,问高位槽液面至少高于地面多少?解
(1)因题中未给管路的摩擦系数λ,故先求λ .主管路由ε/dAO=
0.15/50=
0.003和ReAO查得λAO=
0.0305,通向反应器的管路OB,uOB=
0.314/[π/4×
0.022×1000]=
1.0m/sReOB=
0.02×
1.0×1000/1×10-3=2×104由ε/dOB=
0.15/20=
0.0075和ReOB查得λOb=
0.038通向反应器的管路OC,uOC=
0.471/[π/4×
0.022×1000]=
1.5m/sReOC=
0.02×
1.5×1000/1×10-3=3×104由ε/dOC=
0.15/20=
0.0075和ReOC查得λOb=
0.03652在A槽液面和B槽进口管处水平面之间列机械能衡算方程(以B槽进口管处水平面为基准面)将以上数据代入(α),并整理得解得zA=
10.66m
(3)在A槽液面与吸收塔液体入口所在截面之间列机械能衡算式将以上数据代入(α),并整理得解得zA=
11.46m比较两个zA值,取其大者,即zA=
11.46m为最终结果
3.(10分)用φ108×4的热轧无缝钢管将经沉淀处理后的河水引入一贮水池,最大输水量为60m3/h,池中最高水位高于河水面15m,泵中心(吸入口处)高出河面
2.0m,管路总长140m,其中吸入管总长30m(均包括局部阻力的当量长度),钢管的磨擦系数λ=
0.028,河水冬季水温10℃,夏季为25℃,密度取1000kg/m3,当地大气压强为98kPa;1试选一台合适的离心泵;2校核泵的安装高度泵的性能参数如下表型号流量Qm3/h扬程Hm允许汽蚀余量NPSHr,m效率η%轴功率NkW电机功率kWIS80-65-
16060293.
0726.
597.5IS100-80-
12560244.
0675.
8611.0解d:φ108×4,热轧无缝钢管;Q=60m3/h;h3:15m;h2:
2.0m;管路总长140m;吸入管总长30m(均包括局部阻力的当量长度;λ=
0.028,t1=10℃,t2=25℃,ρ=1000kg/m3,P0=98kPa;河水经沉淀以后较干净,且在常温下输送,可选用IS型单级单吸离心式清水泵
(1)计算管路系统要求泵提供的压头He,列河水面与池水面间的柏努利方程,得式中,Δz=15m,Δp=0,Δu2≈0取10℃水的密度ρ≈1000kg/m3粘度μ=
1.3mPa٠s,水在管内的流速为则水在管内的Re为为湍流管壁的相对粗糙度为ε/d=
0.4/100=
0.004,查图得λ=
0.028,则所以,He=15+9=24m选用IS80-65-160更为适宜,其原因是a、在泵正常流量与最大流量下效率都较高;b、流量和扬程有一定裕度,调节余地大;c、电机功率匹配适当,可长期在较高的功率因数下运转然后还应当校核泵的安装高度是否满足要求
(2)校核安装高度要求安装高度为
2.0m,允许安装高度为式中,p0=98kPa,由表查,按25℃查得水的饱和蒸汽压为
3.167kPa,p0=98kPa,pv=
3.167kPa,则允许安装高度为故此型号的泵合用,但其进口内径为80mm,出口内径为65mm因此进出口都应使用锥形管同φ108×4管相连接
4.(10分)拟在
9.81×103Pa的恒定压强差下过滤某悬浮液已知该悬浮液由直径为
0.1mm的球形颗粒状物质悬浮于水中组成,过滤时形成不可压缩滤饼,其空隙率为60%,水的粘度为
1.0×10-3Pa·s,过滤介质阻力可以忽略,若每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为
0.333m3试求1)每平方米过滤面积上获得
1.5m3滤液所需的过滤时间;2)若将此过滤时间延长一倍,可再得滤液多少?解1)求过滤时间已知过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为单位面积获得的滤液量q=
1.5m3/m2过滤常数对于不可压缩滤饼,s=0,r=r=常数,则已知Δp=
9.81×103Pa,μ=
1.0×10-3Pa·s,v=
0.333m3/m2根据式3-37知,又已知滤饼的空隙率ε=
0.6球形颗粒的比表面m2/m3所以1/m2则m2/s所以s2)过滤时间加倍时增加的滤液量s则m3/m2m3/m2即每平方米过滤面积上将再得
0.62m3滤液
5、用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液,原料液中含苯
0.40,塔顶馏出液中含苯
0.95(以上均为摩尔分率)原料液为气液混合进料,其中蒸汽占1/3(摩尔数比)苯-甲苯的平均相对挥发度为
2.5,回流比为最小回流比的
1.5倍,试求
(1)原料液中汽相及液相的组成;
(2)最小回流比;
(3)若塔顶采用全凝器,求从塔顶往下数第二块理论板下降的液体组成解
(1)设原料液液相组成为,汽相组成为(均为摩尔分率)则
(1)
(2)联立
(1)式和
(2)式,可得
(2)因q=2/3,
(3)
(4)联立
(3)和
(4)可得所以
(3)精馏段操作线方程为R=
1.5×
1.8=
2.7则由。