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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，泵的主要性能参数
2、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)=100米，试求泵的工作点?压
3、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=35.9-0.013qV2,当 qV=19.9 m3/h，He=30.75m,解
4、: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0-0面列方程(以0-0面为基准面)：,得:p1=252767Pa=2.62 kg
5、f/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/hH=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,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
6、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 qV2 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
7、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,
