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1、化工原理 （上）,习题课1,2012-11-06 西综合楼 B406,一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。 当滤渣完全充满滤框时滤液量15m3，过滤时间1.5h， 随后在相同压力下，用10%滤液量的清水(物性可视为 与滤液相同)洗涤，每次拆装时间18min，且已知这一 操作中Ve=2.0m3 求：（1） 求该机生产能力；,1 过滤,（2） 如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数加倍，仍用相同滤布，洗涤用水量不变，但拆装时间增加为25min。当滤渣完全充满滤框时，则生产能力变为多大？,采用气提法除去污水中易挥发杂质，使其达到环保排放要求，工艺流程如图所示。有两台型号相同的泵，开一备一，
2、泵的主要性能参数如下表所示。,2 流体流动与输送,试求： 1. 设泵排出侧管路总长（包括局部阻力）200米，试求阀门半开时泵的工作点? 2. 阀门半开时，泵吸入段的阻力及（l+le)? 3. 阀门半开时，真空表P3的读数？,已知池内水温20。压力表P1=2.75kgf/cm2（g）（阀门半开），塔顶操作压力0.2kgf/cm2（g），进料预热器的压降0.2 kgf/cm2（g）。水在管路中的流动均属于阻力平方区，且摩擦系数为0.023，吸入侧和排出侧的管径均为852.5，图中所示的相对高度分别为h1=2 m，h2=22 m，h3=1m 。忽略泵的阻力损失。,4 阀门全开时，泵排出侧（l+le)
3、=100米，试求泵的工作点?压力表的读数？因调解流量损失在阀门上的扬程HV?（预热器损失扬程按He =31.25u2/2g） 5 安装高度适宜否？ 6 阀门关闭时，压力表的读数？ 7 因扩大生产能力，污水排放量增加30%，该泵能否满足要求？如不能满足要求,可采取什么措施？ 8 塔操作压力波动， 对泵操作有和影响？ 试用图解说明， 应采取什么措 施稳定生产？,解：(1) 首先确定流量 在1-1及2-2面列方程：,1. 设泵排出侧管路总长（包括局部阻力）200米，试求阀门半开时泵的工作点?,(2) 然后确定扬程,构成泵的特性曲线方程为： He=k-BqV2,数据拟合： H=35.9-0.013qV
4、2,当 qV=19.9 m3/h，He=30. 75m,解: 在1-1及0-0面列方程(以0-0面为基准面)：,2. 阀门半开时，泵吸入段的阻力及（l+le)?,3 . 阀门半开时，真空表P3的读数？ 解：在0-0及3-3面列方程(以0-0面为基准面)： 忽略泵的阻力,3,4 阀门全开时，泵排出侧（l+le)=100米，试求泵的工作点?压力表的读数？因调节流量损失在阀门上的扬程HV?（预热器损失扬程按He =31.25u2/2g）,解 : (1) 系统最大流量（阀门全开时） 在0-0及2-2面列方程：,解得：qVmax=21.82 m3/h He=29.71 m,(2) 压力表读数 在1-1及
5、0-0面列方程(以0-0面为基准面)：,得: p1=252767Pa=2.62 kgf/cm2 (g),(3) 调节流量损失在阀门上的扬程,当半开时： qV=19.9 m3/h时 He=30.75 m,HV=HD-HB=30.75-28.75=2.0 m,在 qV=19.9 m3/h，根据管路特性曲线：,L=28.75 m,5 安装高度适宜否？ 为了安全起见，以最大流量考查安装高度。,qVmax=21.82 m3/h H=29.71 m,查表知：当qV=20m3/h NPSHr=2.8 m qV=30m3/h NPSHr=4.3m 插值得： qVmax=21.82m3/h NPSHr=3.1m
6、,当 t=20，Ps=2.34103 Pa,取 S=1.0 m,则泵的允许安装高度：,实际安装高度z=1mz，故高度适宜。,关闭时，压力表的读数: 阀门关闭时 u=0； hf=0 在1-1及0-0面列方程：,7 污水排放量增加30% , 泵能否满足要求？ qV=1.3qV=25.87 m3/h qVmax=21.82 m3/h 因此不能满足要求,（1）措施：采用并联操作,当Q并=25.87 m3/h时，He并=33.72 m 全开时，管路所需扬程： L=24+0.012 25.87 2=32.03 m,所需扬程：LHe并; 故合用,并联操作的最大流量： He并=35.9- 3.2510-3 q
7、V2 L=24+0.012 qV2 解得：qV并max=27.93 m3/h 所需流量： qVqV并max; 故合用,最大流量与生产流量的比值： 扩产前单泵： qV max/qV=21.82/19.9=1.1 扩产后并联： qV max/qV=27.93/25.87=1.08,当qV=25.87 m3/h时; He串=54.40 m L=24+0.012 25.87 2=32.03 m,所需扬程LHe串; 故合用,（2）措施：采用串联操作,串联操作的最大流量： He串=71.8- 0.026 qV串2 L=24+0.012 qV2 解得：qVmax=35.47 m3/h 所需流量 qVqV串max; 故合用,最大流量与生产流量的比值： 扩产前单泵： qV max/qV=21.82/19.9=1.1 扩产后串联： qV max/qV=35.47/25.87=1.37,8 气提塔压力波动的影响:,压力波动必将导致流量的波动。 塔压增高，流量下降，此时应开大阀门，系统阻力下降。AB,塔压下降，流量增高，此时应关小阀门，系统阻力增加。AC,