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第二章 流体输送机械 管路特性 2-1. 如附图所示。拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中。塔顶压强为0.06MPa(表压)。全部输送管均为573.5mm无缝钢管, 管长50m(包括局部阻力的当量长度)。碱液的密度=1200kg/m3 , 粘度=2mPas。管壁粗糙度为0.3mm。试求：(1) 流动处于阻力平方区时的管路特性方程；(2) 流量为30m3 /h时的He和Pe。 习题2-1 附图 习题2-2 附图 解：（1）在阻力平方区，查图得。管路特性方程（2）离心泵的特性 2-2. 直径0.4m, 高0.2m的空心圆筒内盛满水, 圆筒以1000r/min绕中心轴旋转, 筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。试用静力学基本方程式(1-8)求：(1) 液体作用于顶盖上的压强分布(p与半径r的关系)； (2) 筒圆周内壁上液体的势能及动能比轴心处各增加了多少？ 解：（1）离心力场中静力学方程为由小孔处得知，（2）2-3. 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水, 当流量为71m3/h时, 泵吸入口处真空表读数0.029MPa, 泵压出口处压强计读数0.31MPa。两测压点的位差不计, 泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4kW, 试求泵的扬程及效率。 解：带泵管路的流量及调节2-4.图示的输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径703mm，管长lAB=15m，压出管直径603mm，管长lCD=80m（管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数均为0.03，z=12m，离心泵特性曲线为（其中He为m；qv为m3/s；）试求：（1）管路流量；（2）旱季江面下降3m时的流量。解：（1）联立求解得管路流量qv=14.79m3/s（2）旱季江面下降3m时的流量qv=13.80m3/s2-5. 在离心泵和输送管路的系统中, 已知下列条件：输送管路两端的势能差, 管径d、管长l(包括局部阻力的当量长度)，粗糙度, 液体物性、及泵的特性方程 。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。 解： 联立得 2-6. 某离心水泵的特性曲线数据如下： V L/min012002400360048006000 He m34.5343331.52826 管路终端与始端的位差5m, 管长360m(包括局部阻力的当量长度), 泵的进、出口内径为120mm, 设为一常数0.02。求泵的供水量及有效功率。 *2-7. 某台离心泵的特性曲线可用方程表示。式中He为泵的扬程, m ；qv为流量, m 3/min。现该泵用于两敞口容器之间送液, 已知单泵使用时流量为1m3/min。欲使流量增加50%, 试问应该将相同两台泵并联还是串联使用？两容器的液面位差为10m。 解：设不变 当qv=1m3/min时 管路特性方程为当qv=1.5m3/min时管路压头并联：串联：两台泵串联使用。 2-8. 某带有变频调速装置的离心泵在转速1480 r/min下的特性方程为(为流量, m 3/min)。 输送管路两端的势能差为16.8m, 管径为764mm, 长1360m(包括局部阻力的当量长度),=0.03。试求:(1) 输液量qv；(2) 当转速调节为1700 r/min时的输液量qv。 解：（1）联立得qv=0.178m3/min；（2）当转速调节为1700 r/min时，联立得qv=0.222m3/min。 离心泵的安装高度 2-9. 某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m, 今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处, 试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa, 夏季的水温为20。 *2-10. 要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽, 釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态, 即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上, 吸入管总阻力为0.87J/N, 液体的密度为986kg/m3 ,