设备选型习题及解答

第一章第一章 1-11-1用泵将敞口贮液池中用泵将敞口贮液池中 2020℃的水经由批℃的水经由批 φ108mm4mmφ108mm4mm的钢管送至塔顶，塔内表压力为的钢管送至塔顶，塔内表压力为 6.8666.866 10103 3PaPa。管。管 子总长为子总长为 80m80m ，，其中泵的吸入段管长为其中泵的吸入段管长为 10m10m ，，装有一个吸滤筐和底阀，装有一个吸滤筐和底阀，还有一个还有一个 9090o o弯头。弯头。泵的排出管路中装泵的排出管路中装 有一个闸阀和两个有一个闸阀和两个 9090o o弯头，喷嘴阻力为弯头，喷嘴阻力为 9.8109.810 10103 3PaPa。当管路中的体积流量为。当管路中的体积流量为 50m50m 3 3／ ／h h 时，试求泵的有效功时，试求泵的有效功 率及轴功率。设泵的效率＝率及轴功率。设泵的效率＝0.650.65 。。 解以地面为基准面，在水池面解以地面为基准面，在水池面 1-11-1‘‘与喷嘴处与喷嘴处 2-22-2截面间列实际流体流动的机械能衡算式截面间列实际流体流动的机械能衡算式 22Pu 1 Pu 212Z 1 H e Z 2 h f g2 gg2 g 因因 Z Z 1 1-2m -2m ，，Z Z 2 224m 24m ，，P P 1 10 0，，P P 2 26.866 6.866 10103 3PaPa，，u u1 100，， 50 u 2 1 .768 m/s 36000 .12 4 并查得并查得 2020℃水的密度℃水的密度ρρ998.2kg/m998.2kg/m3 3，代入上式并整理，，代入上式并整理， 可将机械能衡算式简化为可将机械能衡算式简化为 He 26.859He 26.859 ∑∑h hf f 现求管路中的总压头损失∑现求管路中的总压头损失∑h hf f。。 直管总长直管总长l l 80m 80m 3 3 个个 9090弯头弯头l l e e 3 3 40d 340d 3 40400.1m 12m0.1m 12m 1 1 个闸阀个闸阀l l e e 1 1 15d 115d 1 15150.1m 1.5m0.1m 1.5m 吸滤筐和底阀吸滤筐和底阀ζζ 7 7 水池中水进入管路时，突然缩小水池中水进入管路时，突然缩小ζζ 0.5 0.5 喷嘴阻力喷嘴阻力ΔΔp pc c9.8109.81010103 3PaPa 故故 2u 2 ll e h f 2 gd 28013 .51 .768 7 .5 0 .129 .81 P c g 9 .81010 3 998.29 .81 求摩擦系数求摩擦系数λλ 查得查得 2020℃水的粘度℃水的粘度μμ1.005 Pa1.005 Pa s s R e du 2 0 .11 .768998.2 1 .75610 5 31 .00510 按使用数年后的无缝钢管计，按使用数年后的无缝钢管计， εε0.190.19，， 相对粗糙度相对粗糙度 代入上式得代入上式得 d 0 .19 查图得查图得λλ0.02460.0246，，0 .0019，， 100 28013. 51. 768 h0. 02467. 51. 002m f m5. 861 0. 129. 81 H e 26.8595.861m 32.720m 泵的有效功率 Pe 和轴功率 P 分别为 P e W e QgH e 50998 .2 9.8132 .72W4.45 KW4450 3600 P P e/0.65 6.85kW 1 / 7 第二章第二章 2-12-1已知含尘气体中尘粒的密度已知含尘气体中尘粒的密度 s2300kg/m 2300kg/m3 3，气体的温度为，气体的温度为 377K377K ，粘度为，粘度为 0.036cP0.036cP ，流量为，流量为 1000m1000m 3 3/h /h，， 密度为密度为 0. 46kg/m3 。采用标准型旋风分离器分离尘粒，取。采用标准型旋风分离器分离尘粒，取D400mmD400mm，试计算临界颗粒直径，试计算临界颗粒直径 d c 和压和压 强降强降 P 解解 （（1 1）求）求d c 按以下公式计算按以下公式计算d c 9B N s u i 5 已知已知 0.0360.0013.610Ns /m 2 ，， BD/ 40 .4 / 40 .1m ，， N5N5hD/2hD/2 u i V s /hBV s / D /2 D /48V s /D28 1000 /36000. 4213. 9m /s d P c 93.610 50.1 810 6m8m 3.145230013 .9 （（2 2）求压强降）求压强降 8 .0 ，所以，所以 0 .4613 .92 8 .0355 .5 N/m 236 .2 m m H 2 O 2 第三章第三章 u i 2 2 3-13-1有一板框压滤机，在表压有一板框压滤机，在表压1.5atm1.5atm下以恒压操作方式过滤某一种悬浮液，下以恒压操作方式过滤某一种悬浮液，2h2h 后，得滤液后，得滤液40m40m 3 3过滤介质的 过滤介质的 阻力不计。试计算阻力不计。试计算 （（1 1）若其他情况不变，过滤面积加倍，可得多少滤液；）若其他情况不变，过滤面积加倍，可得多少滤液； （（2 2）若表压加倍，而滤饼是可压缩的，其压缩性指数为）若表压加倍，而滤饼是可压缩的，其压缩性指数为 s0.25s0.25 ，，2h2h 后可得滤液多少后可得滤液多少 （（3 3）若其他情况不变，但将操作时间缩短）若其他情况不变，但将操作时间缩短 1h1h，所得滤液为多少，所得滤液为多少 （（4 4）若在原表压下过滤）若在原表压下过滤 2h2h 后，用后，用 5m5m 3 3的水洗涤滤饼，需多长洗涤时间 的水洗涤滤饼，需多长洗涤时间 解解 （（1 1）过滤面积加倍）过滤面积加倍 因恒压操作，过滤介质阻力不计，直接应用下式因恒压操作，过滤介质阻力不计，直接应用下式 V 2KA2 （（ VV e 2KA 2 e ） ） 所以，滤液量加倍，即所以，滤液量加倍，即 80m80m 3 3 22 表压加倍表压加倍 对可压缩滤饼，用下式计算对可压缩滤饼，用下式计算 21 s2V2k PA V 2 2P 1 0. 2521s21. 68 2V 1 P 1 23VV1. 6852m 因此，因此，2h2h 后的滤液后的滤液 21 2 / 7 （（3 3）） 操作时间缩短操作时间缩短 1h1h，则，则 V 2 22kA2P1s 22 1 221sV 1 2kAP 1 2 所以，所以，V 2 3V0.528 .3m 1 （（4 4）求洗涤时间）求洗涤时间 采用横穿流法洗涤，用下式计算采用横穿流法洗涤，用下式计算 dV1 KA 2V40 w 2 .5 m 3/h d42V882