基于流体力学的水泵输送系统

1、基于流体力学的水泵输送系统作者:日期：广州大学机械与电气工程学院流体力学课程基于流体力学的水泵输送系统课程设计：设计一个基于流体力学的水泵输送系统专业班级:* *姓 名:* * * * * * * *号:*指导老师:* * * * * *完成日期:* * * * * * * *课程总目标：设计一个基于流体力学的水泵输送系统。如图，用离心泵将水库的水抽到水池，底阀局部阻力系数（1=2.5,弯管（2 = 0.3,水泵进口前的渐变收缩段（3=0. 1，压力管路采用铸铁管，直径 D=500m m,其总长度为100 0 m，其余参数见表，试设计确定：1、水泵吸水管直径；2、水泵的安装高度；3、水泵的轴功

2、率组别1234567Q (m3/s)0. 30 .40 .20.50. 60 .150 .45水库水位（m）656水池水位（m）9851吸水管li （m）1 0881 01088水泵的真空度为h v（m）4.8554 .64 .54.84. 5Q (m3/s)水库水位(m)水池水位(m)吸水管1 1(m)真空度为hv(m)0 .36590104.8一、数据选择第一组别二、水泵吸水管直径设计2.1确定吸水管流速V通过查询机械设计手册可得，常用水泵吸水管推荐流速为V吸=0.82.0 m/s,取吸水管流速为V吸=2.0m/s 。2.2计算吸水管直径D吸由流量公式，可计算得?域2-WD吸=4?Vfe?

3、4 X0.3V= 0,437?2.0 X?"故水泵吸水管直径取D吸=450?。此时，吸水管流速?2?咙240.3?X 0.4502 = .8 S4三、水泵安装高度设计3.1计算水头损失?1-2以水库自由液面1 -1 面，建立伯努利方程和水泵进口处2- 2为计算断面，自由液面00为基准? ?2? 0 = ?+ ? 2?+? ?1-22、， 22?12 = ?+ ?=入 ?+ 二=（入 + Et；）?1-2,? ,?1D 吸.2? J 2? （ 1D 吸J） 2?吸水管中的雷诺数?D 吸2.0X0.450?= = -= 891089 > 2300?1.010 X10-6由雷诺数值，

4、可判定吸水管管道水流状态为紊流(20C时水的运动黏度 产1.010 X10"6 ?2?。查莫迪表得，吸水管沿程阻力系数入1 = 0.020根据已知条件可得，底阀局部阻力系数(1 = 2.5,弯管2=0 .3,水泵进口前的渐变收缩段(3=0. 1 ,则=。+ 2+ （3 = 2.9吸水管长？?= 10m,V吸=2m/s ,引=450?,则所以吸水管道水头损失? V吸?1-2 = ( X1+ Et；) = (0.020 口吸2?3 .2计算水泵的安装高度？?？由伯努利方程，可得102.02x0.450+2.9） xe= 0.683?二?- ? ?2?2?_?2-?1-2 = ?- -2?

5、2.02?1-2 = 4.8- 25项-0.683=3.913m故水泵的安装高度取为？?= 3.900m,即？?= 3900?m四、计算水泵的轴功率4.1确定压水管道沿程阻力系数入2压力管道采用铸铁管，铸铁管在一般设计计算时多当作旧管，查询机械手册 可得，铸铁管的当量粗糙高度？= 1.25mm。压力管道直径D压=500mm，则相对粗糙度为1.25=0.0025 500计算压力管道流速?ft 20.3?X 0.5002 = 1.528m/s压水管中的雷诺数?=?D 压 1.528 X0.5=-= 756435 > 2300?1.010 X10-6(20 C时水的运动黏度 产可得由雷诺数值，

6、可判定压水管管道水流状态为紊流1.010 X10-6 ?2?。根据？?= 756435, -= 0.0025,查询莫迪图,D压压水管的沿程阻力系数入2 = 0.020 4 .2确定压水管道各局部阻力系数查机械设计手册，可得各局部阻力系数为(截止阀=7.0，(闸阀=0.5， ( 30度弯道=0.2，(出水=1则”1=工截止阀+(闸阀+ ( 30度弯道+ (出水=7.0 + 0.5 + 0.2 + 1 = 8.74 .3计算压水管道水头损失？?3-4?3-4 =(入 2+131)D压2?1000士?= (0.020 XT5+ 8.7) X1.52822 X9.8=5.801?4 .4计算水泵杨程？?以水库水面为基准面，建立1-1端面和4-4水池断面的能量方程_?_?_0 + ? 0 + ?= ?+ ?+? 0 + ?1-2 + ?3-4?= ?+ ?1-2 + ?3-4 = 90 - 65 + 0.683 + 5.801 = 31.484?4 .5计算水泵轴功率根据国家标准离心泵效率(GB/T1300 7 -91),查机械手册得，单级离心泵的的效率大概