“《化工原理》第五版下册课后题答案解析：离心泵与往复泵的工作原理及故障分析
一、离心泵的工作原理及计算
- 离心泵工作原理
离心泵是一种利用叶轮旋转产生的离心力将液体输送的泵。其工作原理是通过叶轮的高速旋转，使液体获得能量，从而实现液体的输送。
- 离心泵计算
以题目中的离心泵为例，已知输送管路为d45mm×2.5mm，管路总长为20m，摩擦系数为0.02，泵特性方程为H=18-6×10^3qv^2。
（1）阀门全开时，求离心泵的流量与压头。
根据泵特性方程，代入相应参数，可得：
H = 18 – 6×10^3qv^2
由于阀门全开，管路特性方程为H = Hf + hl，其中Hf为摩擦损失，hl为局部损失。代入参数计算得：
Hf = 0.02×20×10^3/2×10^3 = 0.2m
hl = 0.02×20×10^3/2×10^3 = 0.2m
H = 18 – 6×10^3qv^2 = Hf + hl
解得：v = 0.1m/s，H = 17.6m
（2）关小阀门使流量减为原来的90%，求此时的管路特性方程及多消耗的功率。
流量减为原来的90%，即qv = 0.9qv，代入泵特性方程，可得：
H = 18 – 6×10^3(qv)^2 = 18 – 6×10^3(0.9qv)^2 = 17.64m
此时的管路特性方程为H = Hf + hl，其中Hf为摩擦损失，hl为局部损失。代入参数计算得：
Hf = 0.02×20×10^3/2×10^3 = 0.2m
hl = 0.02×20×10^3/2×10^3 = 0.2m
H = 17.64m = Hf + hl
多消耗的功率为：
ΔP = (P – P) / η = (P – P) / 0.62
其中P为阀门全开时的功率，P为流量减为原来的90%时的功率。代入参数计算得：
P = ρghv = 1000×9.8×17.6×0.1 = 17600W
P = ρghv = 1000×9.8×17.64×0.09 = 15792W
ΔP = (15792 – 17600) / 0.62 = 958W
二、往复泵的工作原理及故障分析
- 往复泵工作原理
往复泵是一种利用活塞往复运动产生的容积变化将液体输送的泵。其工作原理是通过活塞的往复运动，使泵腔内的容积发生变化，从而实现液体的吸入和排出。
- 往复泵故障分析
题目中提到的往复泵故障现象为气缚。气缚是指离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很小，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。
总结：
本文对《化工原理》第五版下册课后题中离心泵与往复泵的工作原理及故障分析进行了详细解析，希望能对读者有所帮助。更多考试资讯文章，请关注相关学习平台。”
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