流体输送计算题.docx
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流体输送计算题
流体输送-计算题
流体输送-计算题
1、某车间丙烯精馏塔的回流系统如附图所示，塔内操作压强为1304kPa（表压），丙烯贮槽内液面上方的压强为2011kPa（表压），塔内丙烯出口管距贮槽的高度差为30m，管内径为145mm，送液量为40t/h。
丙烯的密度为600kg/m3，设管路全部能量损失为150J/kg。
问：
将丙烯从贮槽送到塔内是否需要用泵？
计算后简要说明。
1、解：
（1）取贮槽液面为1-1′截面，且定为基准水平面，取塔内丙烯出口管的管口为2-2′截面，如图所示。
（1分）
（2）在两截面间列出柏努利方程：
（2分）
∵z1=0，z2=30m，u1≈0，u2可求出，p1=2011kPa（表），ρ=600kg/m3，p2=1304kPa（表），
=150J/kg（1分）
为60mm。
输气管与放空管的内径为250mm，管子的摩擦系数λ为0.018，管长与管件、阀门的当量长度之和为55m（不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进口管水平面的垂直距离为15m，估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为2.45kPa。
大气压为101.3kPa。
试求鼓风机的有效功率。
2、解：
以吸入管测压处为1-1′面，洗涤塔管出口内侧为2-2′面，列伯努利方程（1分）
（2分）
简化：
其中：
（2分
（1分
∵
；
（1分
（2分
（1分）
（2分）
（1分）
（1分）
计算题3附图
3、如图所示用离心泵将料液从原料槽输送进塔。
塔内表压50kPa，原料槽内表压10kPa。
塔内液体出口比原料槽内液面高ΔZ=8m。
管路总长共20m（包括局部阻力当量长度），管内径50mm，摩擦系数0.02。
料液密度800kg/m3。
泵的特性曲线方程：
He=20-1.12×105qV2（He--m，qV--m3/s），求：
（1）管道内流量，m3/h；
（2）泵的有效功率，W。
3、解:
（1）管路特性：
5分
泵的特性：
解得
3分
则
3分
（2）
4分
4、某离心泵送水量为50m3/h，泵进口管径为φ114⨯4mm的钢管，进口管路的全部能量损失为0.8mH2O，泵入口处的真空表读数为400mmHg，当地大气压为760mmHg，水的密度为1000kg/m3。
试求泵入口管中心线高于贮槽液面多少m？
4、解：
3分
4分
3分
5、一逐渐扩大管段如图，输送密度为1000kg/m3的液体，已知dA=100mm，dB=200mm，U形管压差计内的指示液密度为1630kg/m3，R=200mm，从A到B的压头损失为0.5m。
求管内液体的流量m3/h。
5、
6、用内径100mm的钢管从江中取水，送入蓄水池。
池中水面高出江面20m，管路的长度（包括管件的当量长度）为60m。
水在管内的流速为1.5m/s。
今仓库里有下列四种规格的离心泵，试从中选一台合用的泵。
（已知管路的摩擦系数为0.028）
泵
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
流量Qm3/s
0.017
0.016
0.015
0.012
扬程Hm
42
38
35
32
6、
7、泵送水量为50m3/h，泵进口管径为φ114⨯4mm的钢管，进口管路的全部能量损失为0.8mH2O，泵入口处的真空表读数为400mmHg，当地大气压为760mmHg，水的密度为1000kg/m3。
试求泵入口管中心线高于贮槽液面多少m？
7、解：
已知p1=0（表）p2=400mmHg（真）=-53320Pa（表）u1=0Z1=0Z2=hm∑Hf=0.8mH2O
（3分）
（3分）
（4分）
8、用一台离心泵将原油从贮槽A送到贮槽B中去。
已知输送管路直径为φ168⨯9mm，计算长度为100m（直管长度与所有管件当量长度之和）。
B的液面比A液面高5m，输送油量为60000kg/h，油的密度为890kg/m3，粘度为181cP。
A、B两贮槽均为敞口。
试求：
离心泵所需的有效功率为多少kW？
8、解：
已知pA=0（表）pB=0（表）uA=0uB=0ZA=0ZB=5m
求管路阻力：
（1分）
（1分）
（2分）
（2分）
（1分）
（1分）
（2分）
9、敞口容器的侧壁装有内径为25mm的短管用以排水。
水以4.5m3/h的流量连续加入容器内，以维持定态流动。
设水流进侧壁短管的局部阻力系数ζc=0.5，流出的局部阻力系数=1。
（右上图）求：
若要使水流为定态过程，计算容器中水位高度（提示：
当水流进容器的流量≥水从容器流出的流量时，则达到液面恒定，即为定态过程）。
9、解：
（1）①在容器的恒定液面1-1′及侧壁短管出口外侧2-2′截面间列柏努利方程，以短管中心线为基准面。
可得：
（1分）
（2分）
②已知：
p1=0（表压），p2=0（表压），u1≈0，We=0，z2=0，u2=0（短管出口外侧）
柏式可简化为：
（1分）
（2）因放水管很短，可以忽略直管阻力，即：
（1分）
（3）当水流进容器的流量4.5m3/h≥水从容器中流出的流量时，容器的液面可达恒定。
（1分）
（4）由简化的柏努利方程式得：
得：
z1=0.497m（1分）
10、甲烷在附图12所示的管路中流动。
管子的规格分别为φ219×6mm和φ159×4.5mm，在操作条件下甲烷的平均密度为1.43kg/m3，流量为1700m3/h。
在截面1和截面2之间连接一U形压差计，指示液为水，若忽略两截面间的能量损失，问U形压差计的读数R为多少？
10、解：
在1,2截面间列柏努力方程:
简化:
或:
其中:
又
11、如附图13所示，用泵将贮槽中的某油品以40m3/h的流量输送至高位槽。
两槽的液位恒定，且相差20m，输送管内径为100mm，管子总长为45m（包括所有局部阻力的当量长度）。
已知油品的密度为890kg/m3，粘度为0.487Pa·s。
若输送泵的效率为63.5%，求泵的轴功率kW。
11、解：
在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程:
简化:
而:
Ne
轴功率N=Ne/η=3.04/0.635=4.79kW
12、用泵将流量为2.5⨯104kg/h，密度为890kg/m3的溶液自反应器送到常压高位槽内。
反应器液面压强为-0.02MPa（表）管路直径为φ89⨯4mm，直管长度为72m，高位槽液面比反应器液面高25m。
管路上装有一个全开的闸阀，一个1/2开的截止阀，3个90o的标准弯头。
若泵的效率为63.5%，求泵的轴功率W。
已知：
全开闸阀ζ=0.171/2开截止阀ζ=9.5
90o标准弯头le=2.8m若为湍流，管路摩擦系数取λ=0.01544
12、解：
（1分）
（3分）
以反应器液面为1-1′，高位槽液面为2-2′，以反应器液面为基准水平面，则Z1=0，u1=0，u2=0，p2（表）=0。
列伯努利方程式：
（6分）
13、在一φ76⨯3mm的无缝钢管中输送压强为190kPa（绝对压强）、温度为60℃的CO2气体。
已知CO2气体在标准状态下的体积流量为450m3/h。
试求该CO2气体在管内的流速、质量流速、体积流量和质量流量？
13、解：
操作状态下CO2气体的体积流量
流通面积
密度
平均流速
质量流速
质量流量
14、用一油泵将密度为900kg/m3，流量为25m3/h的油从一常压贮槽A送至表压强为0.25MPa的设备中去。
贮槽中液面比管路出口低12m，管路直径均为φ108⨯4mm的钢管，直管长度为120m，管路摩擦系数λ为0.056。
管路中装有一单向吸入底阀（ζ=4.5），2个90o的标准弯头（ζ=0.75），一个全开调节阀（ζ=6.4）。
试求泵所消耗的有效功率。
14、解：
d=108-2*4=100mm=0.1m
U=V/A=25/（0.785*0.1*0.1*3600）=0.885m/s
We=gz+p/p+hf=12*9.81+250/0.9+31.17=426.7J/kg
Ne=We*M=426.7*25*900/3600=2.667kw
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