注册化工工程师执业考试2018真题 14-15

注册化工工程师执业考试2018真题 14-15

题目14

某离心泵工作转速为2900r/min时，其特性曲线可以用H=28-0.01Q^2 表示，当泵的出口阀全开式，管路系统的特性曲线为H_e=8+0.04 Q^2，以上两式中H 和He 的单位为m，Q的单位为m3/h。 当所需要供水量为最大输水量的70%时，若采用变速调节，泵的效率不变，问泵的转速是下列哪个数值？

A 2900 B 2356 C 2312 D2030

解答

考察离心泵特性曲线和管路特性概念。
H=28-0.01Q^2 = H_e=8+0.04 Q^2
20 =0.05Q^2
Q = 20m3/h
H = 28-0.01 * 20 * 20 =24

当流量变为原来的70%，根据管路的特性曲线有，
Q = 20 * 0.7 = 14
H = 8 + 0.04 * 14 * 14 = 15.84

而当离心泵转速改变时，其特性曲线已发生改变，利用扬程与转速的平方成正比，对比全流量和70% 流量情况下的扬程H 与转速的平方 N2, 求得转速
对于离心泵
H = K N^2
K = \frac{H}{N^2} = \frac{H_1}{N_1^2} =\frac{H_2 }{N_2^2 }
\frac{24}{2900^2 } =\frac{15.84}{N_2^2}
N2 = 2355.97
选 B

题目15

用泵将盐水送到高位槽，管线的管径均为80mm，管内流量为12 * 0.001 m3/s。 下图为系统草图，吸入管线中有，一个闸阀，一个y型过滤器，两个标准三通、一个90°C弯头、和一个现场真空表（测量精度1%），吸入管线总长度5m；
排除管线中有：一个截止阀、一个单向阀、五个90°C弯头、和一个现场压力表，排出管线总长度为20m

已知，当地大气压 98kPa，盐水密度 1200kg/m3，管线摩擦系数0.04，关键的局部阻力系数见下表。

管件名称 局部阻力系数
闸阀 0.17
截止阀 6.4
单向阀 2
标准三通 1
90°弯头 0.75
Y型过滤器 0.88

问泵的输出压头He(m) 和真空表只是的压力 kPa（G）是下列哪组数据 ？
A 28.55 54 B 24.72 51 C 28.55 -44 D 24.72 -47

解答

考察管路压降计算。
流速 v = q / A = 12 * 0.001 *4 / 3.14 / 0.08 /0.08 = 2.39 m/s
入口管路阻力损失
\Delta H_i = (\lambda \frac{l}{d} + \Sigma \xi) \frac{v^2}{2}
= (0.04 * 5 /0.08 + 0.17+0.88+1.0 * 2+ 0.75 ) * 2.39 * 2.39 / 2
= 17.99
从A到B 的机械能守恒则
P_B + \rho gz_B = P_A + \rho g z_A - \rho \Delta H_i
P_B -P_A = 1200* (-2)* 9.82 - 1200 * 17.99
= -45156 Pa.G
此处绝对压力大约 98-45 =53kPa，题中为表压，取负值 -45kPa

出口管路阻力损失
\Delta H_o = (\lambda \frac{l}{d} + \Sigma \xi) \frac{v^2}{2}
= (0.04 * 20 /0.08 +6.4 +2.0 + 0.75 * 5) * 2.39 * 2.39 / 2
= 63.26

对于整个泵系统来说

    \[ \frac{P_A}{\rho g} + z_A = \frac{P_C}{\rho g} + z_C + \frac{\Delta H_o}{g} \]

H= 15+1 + (63.26+17.99)/9.8
= 24.29

选D

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