流體流動習(xí)題(計算題)解答

1、習(xí)題解答1-41一敞口貯槽中裝有油(密度為917kg/m3)和水，液體總深度為3.66m,其中油深為3m。試計算油水分界處及貯槽底面的壓力，分別用絕壓和表壓表示。(當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa)解：油水分界處：表壓：p11ghi=9179.813=27.0kPa絕壓：p1=2.71041.013105=128kPa貯槽底面的壓力：表壓：p2=p1D2gh2=2.710410009.810.66=33.5kPa絕壓：p2=3.3471041013105=135kPa習(xí)題1-42附圖1-42用U形壓力計測量容器內(nèi)液面上方的壓力，指示液為水銀。已知該液體密度為900kg/m3,h=0.3m,h2=0

2、.4m,R=0.4m。試求：(1)容器內(nèi)的表壓；.,、.、一-一.、(2)若容器內(nèi)的表壓增大一倍，壓力計的讀數(shù)Ro解：(1)如圖，1-2為等壓面。p1=p二g(h,hi?)p2=pa,：0gRp,g(%h)2)=pa,：0gR則容器內(nèi)表壓:-9000.79.81=47.2kPap-pa=：0gR-!-g(h1-h2)=136000.49.81(2)當(dāng)容器內(nèi)的表壓增大一倍時，此時R-Rh2-h2.2R-Rp表=RgR角(6+h2)=RgR角(+h2+)2整理得p表+色(+h2-R/2)P0g一g/23247.2109009.81(0.7-0.4/2)-二0.77m136009.81-9009.8

3、1/2U形壓差計1-43如圖所示，用復(fù)式壓差計測量某蒸汽鍋爐液面上方的壓力，指示液為水銀，兩Z0=2.0m,Z2=0.7m,Z4=1.8m,z6=0.6m,間充滿水。相對于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為Z7=2.4m。試計算鍋爐內(nèi)水面上方的蒸汽壓力。解：等壓面：Pi=P2，P3=P4,P5=P6P2=Pi=Pa觸（ZoZi）P4=P3=P2-；g（Z3-Z2）P6=P5=P4-Log（Z4-Z5）P=P6fig（z7-z6）整理得PaP=Pa,P°g（Zo_Zi）：?og（Z4-Z5）一：6（Z3_Z2）一:g（Z7_Z6）蒸汽表壓為P-Pa=Pog（Zo-Zi-Z4-Z5）fg

4、（Z3-Z2-Z7-Z6）-136009.8i（2,o_o.7：；i.8_o,6）_iooo9.8i（i,8,o,7：2.4_o.6）=395io5Pa=3。5kPai-44精微塔底部用蛇管加熱使液體汽化，液體的飽和蒸汽壓為i.o93Mo5Pa,液體密度為95。kg/m3。采用口形管出料，口形管頂部與塔內(nèi)蒸汽空間用一細(xì)管AB連通(見附圖)。試求：(i)為保證塔底液面高度不低于im,口形管高度H應(yīng)為多少？(2)為防止塔內(nèi)蒸汽由連通管逸出，口形管出口液封高度H'至少應(yīng)為多少？解：因A、B連通，所以H=im（2）PaPB=PC=PvPagH所以,55PvPai.o93io一i.oi3io:g

5、95o9.8i=o.86mi-45如圖所示，兩直徑相同的密閉容器中均裝有乙醇(密度為8ookg/m3),底部用一連通器相連。容器i液面上方的表壓為io4kPa,液面高度為5m；容器2液面上方的表壓為i26kPa,液面高度為3m；試判斷閥門開啟后乙醇的流向，并計算平衡后兩容器新的液面高度。習(xí)題i-44附圖習(xí)題i-45附圖解：比較兩容器液面處總勢能的大小。貯罐1:貯罐2:因p11.013105104103二zg=-59.81=305.7J/kgP800p21.013105-126103z2g=-39.81=313.6J/kgD800P1PP2z1g.；：z2gP故閥門開啟后乙醇將從容器2向容器1流

6、動。設(shè)平衡時，容器1的液位上升了h米，因兩容器直徑相同，故同時容器2的液位也下降了h米。平衡時，兩貯罐液面處勢能應(yīng)相等，即P1p2一(z1h)g=一(Z2-h)gPPP2-P1(Z2-Z1)g一一3一一3126103_104103(3_5)9.81800=0.4m2g29.81故平衡時兩容器液面高度分別為z二z1vh=5-.-0.4=5.4m'z2=4-h=4-0.4=3.6m1-46附圖所示的是丙烯精儲塔的回流系統(tǒng)，丙烯由貯槽回流至塔頂。丙烯貯槽液面恒定，其液面上方的壓力為2.0MPa（表壓），精微塔內(nèi)操作壓力為1.3MPa（表壓）。塔內(nèi)丙烯管出口處高出貯槽內(nèi)液面30m,管內(nèi)徑為14

7、0mm,丙烯密度為600kg/m3?，F(xiàn)要求輸送量為40X103kg/h,管路的全部能量損失為150J/kg（不包括出口能量損失），試核算該過程是否需要泵。解：在貯槽液面1-1'與回流管出口內(nèi)側(cè)2-2'間列柏努利方程，并以1-1'面為基準(zhǔn)面：z1g.立-lu：4We=z2g-嗔-lu；一二WfP2P2習(xí)題1-46附圖簡化：P1+We=z2g+P2十1u2十£wf:e2：22fp2p112一We='u2.z2g'Wf：2.Weqm/P0.785d234010/3600600=1f=1.2m/s_20.7850.14(1.3-2.0)10612=一1

8、.226002309.81150-721.6J/kg不需要泵，液體在壓力差的作用下可自動回流至塔中。習(xí)題1-47附圖(1)(2)將（2）代入（1）中，Rg（；0-；）P12222二(1.562u12_u；)=0.72u：21-47如附圖所示，水由高位槽經(jīng)管道從噴嘴流入大氣，水槽中水位恒定。已知di=125mm,d2=100mm,噴嘴內(nèi)徑d3=75mm,U形壓差計的讀數(shù)R=80mmHg。若忽略水在管路中的流動阻力，求水槽的高度H及噴嘴前壓力表讀數(shù)。解：在1一2截面間列柏努利方程Pi12P212zgu1=z2gu2p2?2p1p21,22、(z1-z2)g(u2-u1):2Rg(0-:-)1.22

9、、即=(u2-u1):2由連續(xù)性方程Rg(50二)0.089.81(13600-1000)u1=3.7m/s:0.72了0.721000u2=1.56u1=1.563.7=5.78m/s噴嘴處流速：u3=1-d12u1=25X3.7=10.28m/s3<d3；1175廠9在水槽與噴嘴出口處列柏努利方程，并簡化1 212H=-u3=10.28=5.39m2 g29.81在噴嘴前后列柏努利方程，并簡化22P4u4u32=21000噴嘴處壓力：p4=（u3-u4）=M（10.28-5.78）=36.1kPa（表壓）221-48如附圖所示，水從傾斜直管中流過，在A與B截面間接一空氣壓差計，其讀數(shù)

10、R=10mm,A、B間距離為1m。試求：(1)A、B兩點(diǎn)的壓力差；(2)若管路水平放置而流量不變，則壓差計讀數(shù)及兩點(diǎn)的壓差有何變化？解：(1)等壓面p1=p2而P1=Pa國3，P2=Pb-RR)gmR仲所以pA2、=pb-R；0g-他2-R：:g整理得：pa-pb=：；_PoRg儲hi?gP=10000.019.811sin309,811000=5kPa(2)對于等徑管路，U形壓差計讀數(shù)實(shí)際反映流體流經(jīng)該段的能量損失。因流量不變,流動阻力不變，故U形壓差計的讀數(shù)沒有變化，即R大小與管路放置方式無關(guān)。水平放置時,pA-pB=RgP-P0Rg"=0.019.811000=98.1Pa1-

11、49欲測定液體的粘度，通常可采用測量其通過毛細(xì)管的流速與壓降的方法。已知待測液體的密度為912kg/m3,毛細(xì)管內(nèi)徑為2.22mm,長為0.1585m,測得液體的流量為5.33X0-7m3/s時，其壓力損失為131mmH2O(水的密度為996kg/m3)。不計端效應(yīng)，試計算液體的粘度。解：設(shè)液體的流動為層流。液體的流速u=qv=5,3310=0.138m/s0.785d20.785(2.2210J)2由哈根-泊謖葉方程32ul=9.0110Pasd2.p（2.2210二）213110二9969.8132ul320.1380.1585校核雷諾數(shù)ReduP2.2210q0.138912_39.01

12、10=31.0：2000所以層流流動成立，以上計算正確，該液體的粘度為9.06M0-3Paso習(xí)題1-50附圖（1）1-50如圖所示，水在®57>3mm的傾斜管路中流過，管路中裝有U型壓差計，其讀數(shù)為94mmHg。AB段管長為5m,閥門的局部阻力系數(shù)為5,管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.025。試求：(1) AB兩截面間的壓力差；(2) 水在管中的流量；(3) 若保證水的流量及其它條件不變，而將管路水平放置，則U形壓差計的讀數(shù)及AB兩截面間的壓力差有何變化?解:(1) U形壓差計讀數(shù)直接反映兩截面靜壓能與位能總和之差，即（Pa,：gzA）-（Pb-心Zb）=（0-P）gR則A、B兩截面間的壓

13、力差pa-PB=：g(zBiZA)"("0_)gR=10009.810.3：-(13600-1000)9,810,094=14.56kPa(2)對于均勻的管路，U形壓差計讀數(shù)實(shí)際反映流體流動阻力的大小，即將阻力計算式代入，(：0-：)gR=(.-)-d2251000(13600-1000)9,810.094=(0.025-5)0.0512水流速u=1.77m/s則水的流量qV=d2u=0.7850.05121.77=3,6110m3/s=13m3/h4(3)當(dāng)水流量及其它條件不變而將管路水平放置時，由于水的流動阻力未發(fā)生變化，而U形壓差計讀數(shù)又僅反映流體流動阻力的大小，因此

14、其讀數(shù)不變，仍為94mmHg。由式(1),此時zA=zB,則兩截面的壓力差pA-pB=(0-卜)gR二(13600-1000)9,810,094=11.62kPa1-51用壓縮空氣將密度為1200kg/m3的堿液自低位槽送至高位槽，兩槽的液面維持恒定。管子規(guī)格為460X3.5mm各管段的能量損失分別為工Wf-=£Wf,CD=u2,Zw-c=1,5u2(J/kg)(u為堿液在管內(nèi)的流速)。兩U形壓差計中的指示液均為水銀，R=60mm,h=100mm。試求(1)壓縮空氣的壓力Pi；(2)U形壓差計讀數(shù)R2。解:(1)Wf,BCR1g(!:0-：-)20.069.81(13600,1200

15、)12m=4.051.51100u-2.01m/s在低位槽1與高位槽間列柏努利方程Pi12=z2gu2：2f1_2p1222一二z2g一：Wf12二=z2g.u-1.5u-u：一一2-129.81+3.52.01-131.86p1=158.2kPa(表壓)(2)在低位槽1與B處3間列柏努利方程z1g：-1u12."二z3g：lu321217323P3WfUP3Pl12y=二-Z3g7u-二Wf,ABPi二不一z3g158.210312003-49.81-2.012p3=86.5kPa(表壓)由靜力學(xué)方程P3-向h=Pa-gR2R2P3-Pa一斷386.510-12009.810.1E

16、g136009.811-52如圖所示的輸水管路系統(tǒng),測得為0.2MPa和0.15MPa。已知管子的規(guī)格為、41Pi=0.64mA、B兩點(diǎn)的表壓分別®89>4.5mm,A、B間管長為40m,A、B間全部局部阻力的當(dāng)量長度為20m。設(shè)輸送條件下水的密度為1000kg/m3,粘度為1cP,摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)/、，0.3164、系為九=。試求:Re0.25(1)A、B間的壓頭損失;(2)若在A、B間連接一U形壓差計，指示液為汞，則其讀習(xí)題J1*1-51附圖=1.5u數(shù)為多少?（3）管路中水的流量。解：（1）在A、B間列柏努利方程12PA12PBZA.UA.ZB.UB.T-.力fAB2

17、g:g2g：g1,22、Pa-PbZhfAB=(ZA-ZB)(UA-UB)：2g命(2_1.5)105-_1-=4.10m10009.81(2) U形壓差計Rg(A。；)=：g又fAB(3)9fABl%U2.ed2g100013600-10004.10=0.325m_20.3164l三leu2dU/110.25d2g-0.25=0.3164()P1.75l-lpU.e,1.250cd2g110三02540卜20u4.1 =0.3164().10000081.252M9.81解得u=2.70m/s流量2233.qV=du=0.7850.082.70=0.0136m/s=48.9m/h41-53某

18、廠有一蒸汽鍋爐，每小時產(chǎn)生煙道氣360000m3,通過煙囪排至大氣中。煙囪底部氣體壓強(qiáng)較地面上的大氣壓強(qiáng)低25mmH2Qo設(shè)煙囪是由鋼板挪接而成的圓筒，內(nèi)徑為3.5m,煙囪中氣體的平均溫度為260C,在此溫度下煙道氣的平均密度為0.6kg/m3,平均粘度為0.028cP。大氣的溫度為20C,在此溫度下，在煙囪高度范圍內(nèi)，大氣的平均密度為1.15kg/m3。問此煙囪需多少米高？（設(shè)相對粗糙度8/d=0.0004）解：煙囪內(nèi)氣體流速為：u=q=36幽r=10.4m/sA36000.7853.5ReduP3.510.40.65=7.8X10,'0.02810二湍流8/d=0.0004,由摩擦

19、系數(shù)圖查得九=0.0165設(shè)煙囪底部為1-1'截面，且為基準(zhǔn)水平面,煙囪頂部內(nèi)側(cè)為2-2'截面，在1-1'與2-2'截面間列柏努利方程2PoUoZ2-三h”:g2g式中，P1=N5mmH2O=N5M102M9.81父1000=/45Pa（表壓），U1=U2=UzZ1二。zZ2二H煙囪內(nèi)側(cè)煙氣壓力p2等于煙囪外側(cè)空氣壓力P2空氣，而空氣看作靜止，根據(jù)靜力學(xué)基本方程P2=P2air=-PairgH=_1.15x：9.81H（表壓）將各已知條件代入柏努利方程_22451.159.81HH10.4H-0.01650.69.810.69.813.529.81解得：H=46

20、.8m1-54密度為800kg/m3的油在水平管中作層流流動。已知管內(nèi)徑為50mm,管長為120m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度），管段兩端的壓力分別為P1=1MPa,p2=0.95MPa（均為表壓）。已測得距管中心r=0.5R（R為管子的內(nèi)半徑）處的點(diǎn)速度為0.8m/s,試確定該油品的粘度。解：根據(jù)圓形管內(nèi)流體層流流動時的速度分布方程,r2當(dāng)r=0.5R時，u=0.8m/S,代入0.8=uc1-0.52解得平均流速uc=1.07m/su=0.5uc=0.51.07=0.53m/s根據(jù)哈根-泊謖葉方程，層流時壓力損失432ul，！d2；pd2(1-0.95)1060.0520.061Pas32u

21、l320.531201-55附圖所示為溶液的循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)量為3m3/h,溶液的密度為900kg/m3。輸送管內(nèi)徑為25mm,容器內(nèi)液面至泵入口的垂直距離為3m,壓頭損失為1.8m,離心泵出口至容器內(nèi)液面的壓頭損失為2.6m。試求：（1）管路系統(tǒng)需要離心泵提供的壓頭；（2）泵入口處壓力表讀數(shù)。解：（1）對于循環(huán)流動系統(tǒng)，泵所提供的壓頭完全用于克服管路阻力，即He=Ehf=1.82.6二4.4m（2）在容器液面1與泵入口處2間列柏努利方程Pi2u1,z12g2P2U2=-'z2'lhf12:g2g一qVU2-0.785d23/36002J.7m/s0.7850.0252一，u2p

22、2：g(z12g1.72-9009.81(3_-1.8)-9.29kPa29.811-56如附圖所示，將密度為920kg/m3,粘度為0.015Pa?s的液體利用位差從貯槽A送入貯槽B,A、B槽中氣相壓力分別為57kPa60kPa。管路為弧2m2mm的鋼管，其長度（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）為25m。試求管內(nèi)液體流量。解:在高位槽液面1-1'與管出口外側(cè)2-2間列柏努利方程:簡化其中2P1U1聞2gz1P2二g2u22g=Ehf,1_2-z2三hf，1Nhf,1_22三leU2設(shè)流動為層流，則64Re代入（1)式Pi-P2校核:duPRe=d2g，hf,1_2Pi-P2；gz1323

23、2-Ul三led2：g(2)-601030.0182920-49.81=0.89m/s920320.015250.0189200.89983：:20000.015故假設(shè)成立，以上計算有效流量"d2u=0.7850.01820.89=2.2610工m3/s=0.81m3/h41-57P=1000kg/m3、N=1.31cP的冷卻水由高位槽送往常壓冷卻塔噴淋（見附圖）寸為伊9x4.5mm,直管及全部局部阻力當(dāng)量長度之和為120m,設(shè)湍流時摩擦系數(shù)可按0.3164Re0.25算，試求冷卻水流量。解：在高位槽液面與噴嘴出口2面間列柏努利方程,且以2面為基準(zhǔn)面2P1Ui-一z1詢2g2P2U2

24、-'Z2-Zhf；g2g式中,Zi=10m,u1=u2=0,p1=p2=0,z2=0簡化Zi=.,.hf習(xí)題1-57附圖z1d2g2，u2gz1d29.81100.08-二二0.131120設(shè)流動為湍流,0.31640.25Re0.31642u2=0.1310.25Re1.75u.250.131d0.1310.0810.3164、R)0.31641.31125ooo-3-=6.51u=2.92m/sduP0.082.9210005驗(yàn)證：Re=一L=1.78M10為儷流，以上計算正確。1.3110工冷去口水流量qV=d2u=0.7850.0822.92=0.0147m3/s=52.9m3

25、/h41-58從設(shè)備排出的廢氣在放空前通過一個洗滌塔，以除去其中的有害物質(zhì)，流程如附圖所示。氣體流量為3600m3/h,廢氣的物理性質(zhì)與50c的空氣相近，在鼓風(fēng)機(jī)吸入管路上裝有U形壓差計，指示液為水，其讀數(shù)為60mm。輸氣管與放空管的內(nèi)徑均為250mm,管長與管件、閥門的當(dāng)量長度之和為55m（不包括進(jìn)、出塔及管出口阻力），放空口與鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口管水平面的垂直距離為15m,已估計氣體通過洗滌塔填料層的壓力損失為2.45kPa。管壁的絕對粗糙度取為0.15mm,習(xí)題1-58附圖大氣壓力為101.3kPa。試求鼓風(fēng)機(jī)的有效功率。解:以吸入管測壓處為1-1'面，洗滌塔管出口內(nèi)側(cè)為2-2'面

26、,列柏努力方程：p112p212一z1g-一._u1We=z2gu2?Wf.?272簡化：P1一1We=z2g%Wfp其中:p1=PH?OgR=10009.810.06=588.6paqV3600/3600u=20.38m/s0.785d20.7850.25250c空氣物性：p=1.093kg/m3,1=19.6X10-pa查得1-59du：0.251.09320.38Re=-=-2.8410519.610-0.15-=0.0006d250=0.018，.工Wf=(九上江+上d/l八1e=(/-+-進(jìn)d2u出)Wf塔55二(0.0181.5)0.25二3375J/kgWe=z2g-/Wf-p1

27、/P-P20.3822.45103+1.093=159.81-3375-588.6/1.093二2984J/kgNe=qmWe=q、，：We=36001.0932984=3.26kWqmqV.3600如附圖所示，高位槽中水分別從BC與BD兩支路排出，其中水面維持恒定。高位槽液面與兩支管出口間的距離為10m。AB管段的內(nèi)徑為38mm、長為28m；BC與BD支管的內(nèi)徑相同，均為32mm,長度分別為12m、15m(以上各長度均包括管件及閥門全開時的當(dāng)量長度)。各段摩擦系數(shù)均可取為0.03。試求:(1)BC支路閥門全關(guān)而BD支路閥門全開時的流量;(2)BC支路與BD支路閥門均全開時各支路的流量及總流量

28、。解：（1）在高位槽液面與BD管出口外側(cè)列柏努利方程:Pl12P212，.z1gu1=z2gu2:：Wf72：2一簡化：；zg=7WfABD而/-WfABD=WfAB,二WfBD2U22化簡28109.81=0.030.0382U1U0.0315220.032211.05U12-7.03U2=98.1又由連續(xù)性方程：,d12,382u2=()u1=()u1=1.41u1d232代入上式：_2_22一11.05u1+7.031.41u1=98.1解得：u1=1.98m/s流量：qV=d；u1=0.7850.03821.98=2.24410m3/s=8.08m3/h4(2)當(dāng)BD,BC支路閥均全開

29、時：丁C,D出口狀態(tài)完全相同，分支管路形如并聯(lián)管路，.1WfBC=WfBDl2l2lBCu3lBDu2A=九d32d22.12u£=15u；,u3=1.118口2(1)又qV1qV2'qV3J.2J1.2J12-d1u1二一d2u2'd3u3444222238ui=32u232口3=322.118口2u1=1.502口2(2)在高位槽液面與BD出口列柏努利方程：；：Zg-;Wf=VfAB.三WfBD228u1109.81-0.03L0.030.0382215u20.03222_2_11.05u1-7.03u2=98.1將（2）代入（3）式中:22一2一11.05X1.

30、502口？+7.03口2=98.1解得：u2=1.752m/su1=2.63m/su3=1.96m/s流量：qV1=d12u1=0.7850.03822.63=2.9810療m3/s=10.73m3/h422333qV2=d2u2=0.7850.0321.752=1.40810-m/s=5.07m/h4qV3=d；u32333=0.7850.0321.96=1.57610-m/s=5.67m/h1-60一銳孔直徑為0.06m的孔板流量計，安裝在直徑為、，,、30.154m的管道中。密度為878kg/m、粘度為4.1cP的石油流過此管道，測得銳孔兩側(cè)的壓力差為An0.062解：=（）2=0.15

31、1A10.154設(shè)Re>Rec,查得C0=0.6193.2kPa。試計算石油的流量。2；：p2293.210333q.,=CnAn=0.610.7850.06=0.0251m/s=90.4m/hV00878qV0.0251u=1.35m/s220.785d120.7850.1542Re0.1541.358784.110工_4=4.4510_一一4.Rec=210.假設(shè)正確，以上計算有效。1-61用離心泵將常溫水從蓄水池送至常壓高位槽（如附圖所示）。管路的尺寸為曬7M3.5mm,直管長度與所有局部阻力的當(dāng)量長度之和為240m,其中水池面到A點(diǎn)的長度為60m,摩擦系數(shù)取為0.022。輸水量用

32、孔板流量計測量，孔板孔徑為20mm,流量系數(shù)為0.63,讀數(shù)為0.48m,兩U形壓差計的指示液均為汞。試求：（1）每kg水從泵所獲得的凈功；(2)A截面處U形壓差計讀數(shù)R1;(3)若將常壓高位槽改為高壓高位槽，則U形壓差計讀數(shù)Ri、R2如何變化？解：(1)每kg水從泵所獲得的凈功即為有效功We。在水池1-1與高位槽2-2間列柏努利方程，且以1-1截面為基準(zhǔn)面，有；：u2；：pWe=-zg-三Wf2P一式中，u1=u2=。,p1=p2=0(表壓),Z1=0,z2=15m習(xí)題1-61附圖流量:qv=C0A02R2g(F。P)VP-33=2.1510m/s220.489.81(13600-1000)

33、=0.630.7850.021000VS2.1510u=1.1m/sA0.7850.052l，=leu22401.12ZWf=0.022=63.9J/kg一d20.052代入，得We=z2g+：Wf=159.8163.9=211J/kg(2)A截面U形管壓差計讀數(shù)地：在A-A'與2-2間列柏努利方程，并簡化Pa-p、Wf,A_2240-60=0.022>.0.051.1=47.9J/kg2pa一d(z2g.三Wf-2u)二1000(19.81-47.9221.1)=57.1kPa(表壓)對于U形壓差計R1pA-：-g5.7110410009.81=0.54m外-：g13600-1

34、0009.81(3)當(dāng)將常壓高位槽改為高壓高位槽時,管路特性曲線發(fā)生變化，新工作點(diǎn)如圖所示，流量減少，故R2降低;QJ>uJ>Wh-aJ,同時WeT->pAT>R1T1-62如圖所示的輸水實(shí)驗(yàn)裝置，已知泵進(jìn)、出管路直徑相同，內(nèi)徑均為65mm,兩水池液面間的垂直距離為15m,孔板流量計的孔徑為25mm,流量系數(shù)為0.62。已測得孔板流量計U形壓差計Ri=0.4m,泵進(jìn)、出口間U形壓差計R2=1.5m,15mRi指示液均為汞。試求:(1)泵的有效功率;(2)管路系統(tǒng)的總壓頭損失;(3)寫出此管路特性方程。解:(1)在泵進(jìn)、出口間列柏努利方程，簡化得止2習(xí)題1-62附圖plL

35、.(Z2_Z1)X"0"=R2(：。一.：g1.5(13600-1000)二18.9m1000流量:Q-0A0/R1g(f0-')220.49.81(13600-1000)=0.620.7850.02523.02510"m3/s1000有效功率：Ne=QH:?g=3.0251018.910009.81=561W(2)在兩液面間列柏努利方程，簡化得三hf=He-H0=18.9-15=3.9m(3)設(shè)管路特性方程為He=A+BQ2=15+BQ2將Q=3.025X10m3/s,He=18.9m代入,18.9=15-B(3.02510工)25B=4.26210所以

36、管路特性方程為He=15-4.262105Q21-63用離心泵將水從敞口貯槽送至密閉高位槽。高位槽中的氣相表壓為98.1kPa,兩槽液位相差10m,且維持恒定。已知該泵的特性方程為H=407.2M104q2(H-m,3Qm/s),當(dāng)官路中閥門全開時，輸水量為0.01m3/s,且流動已進(jìn)入阻力平方區(qū)。試求：(1)管路特性方程；(2)若閥門開度及管路其它條件等均不變，而改為輸送密度為1200kg/m3的堿液，求堿液的輸送量。解：(1)設(shè)輸送水時管路特性方程為2He=A-BQp98.11032其中，A=.z上=10-=20：'g10009.81當(dāng)輸水量為0.01m3/s時，由泵特性方程與管路

37、特性方程聯(lián)立:40_7,2100.01-20UB0.01B=1.28105即此時管路特性方程為He=20-1.28105Q2P一/z-Pg=18.3流動進(jìn)入阻力平方區(qū)，且閥門開度不變，則B不變。因此管路特性方程變?yōu)?2)當(dāng)改送密度為1200kg/m3的堿液時，泵特性方程不變，此時管路特性方程98.1103=10-12009.815_2He=18.3-1.2810Q將該方程與泵特性方程聯(lián)立,4_25_2407.210Q=18.31.2810Q可得堿液輸送量Q=0.0104m3/s1-64將河水用兩臺型號相同的離心泵串聯(lián)輸送至高位槽，流程如圖所示。管內(nèi)徑均為100mm,吸入管路長為45m(包括所有

38、局部阻力的當(dāng)量長度)，摩擦系數(shù)取為0.024,泵入口處真空表讀數(shù)為40kPa。已知單泵的特性方程為h=205Q2(H-m,Qm3/min),試求：(1)輸水量；習(xí)題1-64附圖(2)串聯(lián)泵的有效功率。解：(1)以水池液面為11面，泵入口處為2-2截面，在二者間列柏努利方程:Pl12P212一z1g'u1=z2gu2_、'WfD2D2.一簡化代入解得p2120z2g-u；7Wf：2-ZWf45u22=0.024一一=5.4u20.12,400001220=-39.81-u275.4u210002u2=1.34m/s輸水量Q=_d2u2=0.7850.121.34=1.0510-m

39、3/s=37.9m3/h4(2)串聯(lián)泵特性方程H=2(20_5Q2)=40_10Q2當(dāng)Q=1.05x10-m3/s=0.63m3/min時，壓頭H=40-100.632=36.03m有效功率Ne=QH二g=1.0510236.0310009.81=3.71kW習(xí)題1-65附圖1-65如附圖所示，用離心泵將某減壓精儲塔塔底的釜液送至貯槽，泵位于塔底液面以下2m處。已知塔內(nèi)液面上方的真空度為500mmHg,且液體處于沸騰狀態(tài)。吸入管路全部壓頭損失為0.8m,釜液的密度為890kg/m3,所用泵的必需汽蝕余量為2.0m,問此泵能否正常操作？解：因塔內(nèi)液體處于沸騰狀態(tài)，則液面上方的壓力即為溶液的飽和蒸

40、汽壓，即P0=Pv該泵的允許安裝高度：Hg允=(NPSH)r-£hf吸入：g=-2.0-0.8=-2.8m而實(shí)際安裝高度H§實(shí)=-2.0mAHg介，說明此泵安裝不當(dāng)，泵不能正常操作，會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。g77g1-66用離心泵將密度為1200kg/m3的溶液，從一敞口貯槽送至表壓為57kPa的高位槽中。貯H=400.031Q2(Q的單位為m3/h,H的槽與容器的液位恒定。輸液量用孔徑為20mm、流量系數(shù)為0.65的孔板流量計測量，水銀U型壓差計的讀數(shù)為460mm。已知輸送條件下離心泵的特性方程為單位為m）。試求:(1)離心泵的輸液量（m3/h）;(3)解：（1）輸液量:Q=C0

41、A02Rg(二0-二)管路特性方程;若泵的轉(zhuǎn)速提高5%,此泵的有效功率為多少（kW）?220.469.81(13600_1200)333=0.650.7850.021.9710-m/s=7.09m/h1200（2）設(shè)管路特性方程為He=A+BQ2.p57103A=、z=10=14.84心12009.81當(dāng)流量Q=7.09m3/h時，壓頭H=40-0.031Q2=40-0.0317.092=38.4m將Q=7.09m3/h,H=38.4m代入管路特性方程38.4=14.84B7.092B=0.469_2He=14.840.46Q（3）轉(zhuǎn)速增力口5%,貝Un=1.05nn二一二1.05nQ=0.952Q;n22二(一)2=1.052