2流体输送机械

1、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 57×3.5mm 无缝钢管 , 管长 50m(包括局部阻力的当量长度 )。碱液的密度 =1200kg/m 3 , 粘度 =2mPa· s。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附图解：（ 1）在阻力平方区，习题 2-2附图fd0.006 ，查图得0.033 。d管路特性方程H ezpKqv2gK8l80.03350

2、4.371052 d 5 g3.1420.0559.81H ezp2100.06106215.104.3752gKq v1200Kqv10 qv9.81302（ 2） H e15.10 4.37 105 qv215.104.3710545.45m3600Pegq v H e12009.813045.454458.65W 4.46kW3600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

3、)筒圆周内壁上液体的势能P 及动能 u 2比轴心处各增加g 2g了多少？解：（ 1）离心力场中静力学方程为2 r 2pgzC2 p0gz02 r02C2由小孔处得知 p00， z00 ， r0 0 C 02 n2000 3.1460104.6760p2 r 21000 104.67 2r 25.48 10 6 r 222（2） Pu 25.48 106 0.2222.34J/Ng2g10009.812-3.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

4、同。测得此时泵的轴功率为10.4kW,试求泵的扬程及效率。解： H ep0.31 0.029 106g10009.8134.56mPepqv0.310.029106716.69kw36006685.83wPe6.6964.32%Pa10.4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70×3mm，管长 lAB =15m ，压出管直径60×3mm，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He306 105 q2（其中 He 为 m；vqv 为 m3/s；）试

5、求：（ 1）管路流量；（ 2）旱季江面下降3m 时的流量。解：（ 1） H ezpu 2zh fghf2gh fl AB u12l CD u228l ABlCD qv22g d1d 2g 2d15d25h f80.03215580 5qv24.67105 qv29.813.140.0640.054H ezh f124.67105 qv2H e306105 qv2联立求解得管路流量3qv=14.79m /s（ 2） H ezh f154.67105 qv2H e306105 qv2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

6、端的势能差P, 管径gd 、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H eABqv2。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。解： H eP82 l5 qv2H eA Bqv2ggdAPg联立得 qv8lBg2d 52-6. 某离心水泵的特性曲线数据如下：VL/min012002400360048006000H em34.5343331.52826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H e202qv2 表

7、示。式中 H e 为泵的扬程 , m；qv 为流量 ,3,已知单泵使用时流量为3m /min 。现该泵用于两敞口容器之间送液1m /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H ezpKq v210 Kq v2H e20 2qv2g当 qv=1m3/min 时H e10 KH e 20 2K8管路特性方程为 H e10 8qv2当 qv=1.5m 3/min 时管路压头 H e10 8qv2108 1.5228m并联： H e202qv22020.75218.88m串联： H e404qv24021.5231m28m两台泵串联使

8、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H e38.4 40.3qv2 (为流量 ,m 3/min) 。 输送管路两端的势能差为16.8m,管径为 76×4mm,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）P8l216.880.03 136022H eg2d5 qv9.813.1420.0685qv16.8 644.7qvg3600H e 38.440.3qv2联立得 qv=0.178m3/min ；1

9、700 r/min 时， H e22（ 2）当转速调节为qvnH eqvnqv21700222H eH eqv38.4148040.3qv50.7 40.3qvH e16.8644.7qv2联立得 qv=0.222m 3/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