流体流动、流体输送机械计算题

流体流动、流体输送机械习题课例题

1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长100m（包括当量

长），其中压力表后为80m,管路摩擦系数0。025,管内径0。05m,当

流量为1（W/h时泵效率为80%,求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读

数。（取=1000kg/m3）

解：（1）如图取1—1、2-2截面，以1-1横面为基准列柏努利方程:

22

u

z1=0*2=2+18=20〃7；=生；\="2=0

q10/3600.......

u=v=----------7=1.415[〃4s]

2

兀d?0.785x0.05

46

bin八八cu10°L415

XW=4——=0.025X---X-----=50.06"/依]

fd20.052

We=gz:+YWf=9.81x20+50.06=246.26[J/kgJ

有效功率Pe=/附,=qvpWe=工-xlOOOx246.26=684[J/s]

3600

轴功率^=-^=—=855[J/^]

“〃80%

（2）以3—3截面为基准，在3-3、2-2裁面间列柏努利方程:

“+*+万=“+J号+ZW/3.2

P

•/z3=0;z2=18，〃;p2=0;w2=0;%=w=1.415m/s

^=gz+llW_801.415?

3fi2Z%3-2==0.025x----x=40.040kg]

20.05

刍=823+2%”2吟=9.8以18+4。04-^^-=215.6"/依]

2、欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由水池打到敞口高位槽,

两液面均保持不变，液面高差为18m,泵的吸入口在水池上方2m

处，泵的吸入管路全部阻力为1m水柱，压出管路全部阻力为3m

水柱，泵效率60%.

求：（1）泵的轴功率；

⑵若允许吸上真空高度为5m,用上述安装高度是否合适？（=1000kg/m3;动压头可略）

解：(1)如图，取1-1、2-2截面，以17截面为基准列柏努利方程:

Z]+"+}+”e=Z2+上+^-+Z〃/11-2

Pg2gpg2g

=lt

已知：Zj=0,z2=I8，〃，P]=〃2，U|2=0

H«=z2+=18+1+3=22("?)

泵的轴功率：

一二q、Hpg_30x22x1000x9.81

e=2997.5x3kw

a~~n~~n~3600x60%

(2)H：＜=Hx-^--YHf=5-0-l=4(/w)

H>2机,.,.安装高度合适。

3^如图所示，已知管内径d=50imi,在正常输2水中管总长（包括当

量长）为60m,摩擦系数为0。023,泵的性能曲线方程是

”=19-0.88严。

问：（1）流量为lOm'/h时输送每立方米的水需外加功为多少？

此泵是否可以胜任？

（2）当调节阀门使流量减到8m时，泵的轴功将如何变化？（不考虑泵效率改变）

解：（1）如图，取1—1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程式:

g+△+}+叱=gZ2+—++

P2p2

Z）=0；z2=10/〃；Pi—p2；/=u2=0

叱=gZz+Z%1.2

%10/3600「71

u==------------=1.41W"?/s]

f0.785x0.052

—a

4

Zhf12=2-^^—=0.023x—x1415=27.6[.7/kg]

/1-2d20.0525

We=gZ2+Z%『2=9.81xJO+27.6=125J[J/kg]

即每千克质量水需要125.7J功，每射水需要125。7X103J,或125。7kJ.

WI9S7

此时需要压头为：〃需=1=上士=12.8"/可］=12.8［巩

89.81

泵在此时可提供的压头为：〃-19-0.88x1（）08一］3.4［加］

H>H,故泵可以胜任。

⑵T

08

当qv=8"//力时："'=19-0.88X8=14.4(mJ

Q政二H'《PgIn_44_14.4x8=0gG

《原一的一"九一13.4x10一,

即变化后轴功率是原来的0。86倍。

%一名原_"4一”/J4.4X8—13.4X1()_

或~^一~^~一13.4x10一山

即变化后轴功率降低了14%。

4、从水池用离心泵向高位槽送水，要求水的流量为18m3/h,已知进

出泵的输水管为OXmm的钢管，高住槽水面距水池面高

20叫全管线总阻力损失为25倍动压头。今有一台离心泵，其性能为

qv=20m3/h,H=30.8见〃=0.62(最高效率点0.65),问此泵能否

用？

解：如图，选截面1—1、2—2,以1-1截面为基准列柏努利方程式:

W〃14,y.

Pllrr2+y+Z4/l-2

Z,+—+—=Z2+

Pg2g-pg

Zi=0；z=20m；Pi=，2；

2w,=M2=0

H"Z2+Z%_2

管内流速:

qv_18/3600

U=7T=3.1460-2x3.5-=2.27[m/s]

—d-——x(----------)2

441000

//c=22+1/i/1,2=20+25^-

227

=20+25

2x9.81

=26.6(

H=3O.8〃z>H,••・可用

5、如图所示，从水池用离心泵向高位槽送水，要求送水量为45mVh,总管路长（包括当量长度）

150m,高位槽内压强19.62kPa（表压），管路均为Xmm的光滑管，高位槽水面距水

池面高20m。水的密度为lOOOkg/m',粘度为1mPa・s。

求：泵的压头和轴功率（泵效率为65%）。

2

解:根据送水量,

可计算出管内流体流速

q45/3600.....

〃=-----v--=—ri-------------=1-59Q[m/s]

工/IHx((J。

44

通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法

_dup0.1x1.59x1000

Re=——=----------------------=159000>4000为湍流

0.001

。0.31640.3164八八「。

对于光滑管，湍流时：==