流体流动和输送

1、第一章流体流动和输送1-1烟道气的组成约为 275% , CO215% , 025% ,出05% (体积百分数) 试计算常压下400C时该混合气体的密度。解：Mm=Miy=0.75 邀8+0.15 X4+0.05 82+0.05 >18=30.1Pm=pMm/RT=101.3 海03>30.1/(8.314 103>673)=0545kg/m31-2已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为 0.095MPa和0.062MPa。 现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为 8.0kPa。问这一设备若置于成都 和拉萨两地，表上读数分别应为多少？解：成都拉萨PR=95-8=87kPa （真

2、空度）PR=62-8=54kPa （真空度）1-3用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在 A点处的压强以及 通过吸附剂层的压强降。在某气速下测得R1为400mmHg, R2为90mmHg, R3为40mmH2。，试求上述值。11解：PB=R3 H2og+R2 Hgg=0.04 海000 >9.81+0.09 13600 >9.81=12399.8Pa（表） pA=pB+R?>Hgg=12399.8+0.4 13600 >9.81=65766.2Pa （表） P=Pa-Pb=65766.2-12399.8=53366.4Pa 1-4如附图所示，倾斜微压差计由直径为

3、D的贮液器和直径为d的倾斜管 组成。若被测流体密度为5,空气密度为，试导出用R1表示的压强差计算 式。如倾角为300时，若要忽略贮液器内的液面高度 h的变化，而测量误 差又不得超过1%时，试确定D/d比值至少应为多少？习题解iPl> P2(1)解：由静力学方程P=R(o- )g=Risin ( o- Jg=Ri( o- )g/2若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为：R'R-h液柱长度：Ri 'Ri-h/sin =Ri-2h也 p'R ' P°-P)g=Ri' P°- P)g/2=(Ri/2-h)( P°-P)g

4、又D2h/4=d 2Ri74D2h=d 2Ri '=d 2(Ri-2h)即h=Ri(d/D)2/1+2(d/D)2所以p'=Rif?o-)g/2+4(d/D)2相对误差为c p- p')f p<oooi代入式(1)和(2):( p p'/ p=1-1/1+2(d/D)2切.001解得：d/D 切.02237即D/d44.7 1-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。储槽和虹吸管的直径分别 为D和d,若流动阻力忽略不计，试计算虹吸管的流量。储槽液面高度视 为恒定。丄h解：p1f+u12/2+gzJ=p1f + u22/2+ gz>»=P

5、2, U1=0, Z1=h, Z2=0, U2=u 2gh=u2u=(2gh)1/2qv=0 785d 2出=0 785d 2(2gh)1/21-6密度为920kg/m3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为57mm< 3.5mm，两支管尺寸分别为 38mM 2.5mm 和 25mm< 2.5mm。已 知椰子油在总管中的流速为 0.8m/s,且38mrH 2.5mm与25mrH 2.5mm两 支管中流量比为2.2。试分别求椰子油在两支管中的体积流量、质量流量、 流速及质量流速。解：qv=0.785 0彳>0.8=1.57 10-3m3/sqv1+qv2=1 57 >t0-

6、3m3/sqvi=22跟qv1+qv2=3.2 qv2=1.57 >10-3m3/s-3-4 3qv2=157 >10 /3.2=4.91 1®4m3/sqvi=2.2加=1.079 >10-3m3/sqm2= qv2=920 >4.91 >0-4=0.452kg/sqm1= qv1=920>1.079 10-3=0.993kg/sU2=qv2/0.785d22=4.91 海0-4/(0.785 0022)=1.564m/sU1=qv1/0.785d12=1.079 海0-3/(0.785 00332)=1.262m/s w2= u2=920 &g

7、t;1.564=1438.6kg/(m2.s)W1 = U1 =920 >1.262=1161kg/(m2.s)1-7用一长度为0.35m的渐缩管将输水管路由内径100mm缩至30mm。当 管内水流量为0.52m3/h，温度为10 C时，问：(1)在该渐缩管段中能否发 生流型转变；(2)管内由层流转为过渡流的截面距渐缩管大端距离为多 少？解：U1=qv1/0.785d12=0.52/(3600 0785 0.12)=0.0184m/sR&=d1U1P/4=0.1 迴.0184 1000/0.0013077=1407<2000 U2=qv1/0.785d22=0.52/(36

8、00 0785 0.032)=0.20445m/sRO2=d2U2 W=0.03 0.2045 1000/0.0013077=4691>4000故可以发生转变当 Re=2000 时，ud=Re ' /ud=2000 >0.0013077/1000=0.0026154ud 2= q/0.785=0.52/(3600 0.785)=1.84 10-4 两式相除d=1.84 >10-4/0.0026154=0.07035m由比例关系(0.1-0.03): 0.35=(0.1-0.07035): xx=(0.1-0.07035) 0.35/(0.1-0.03)=0.148m1

9、-8直径为1.0m的稀奶油高位槽底部有一排出孔，其孔径为15mm。当以2.0m3/h的固定流量向高位槽加稀奶油的同时底部排出孔也在向外排出奶 油。若小孔的流量系数 Cd为0.62 (Cd为孔口实际流量与理想流量之比)， 试求达到出奶油与进奶油流量相等时高位槽的液位及所需的时间。(假设高位槽最初是空的)解：设任一时刻槽内液位为h,则由柏努利方程得：理论流速：uth=(2gh)1/2实际流速：u=Cd(2gh)1/2流量：qv= d 2u/4=0.785 0.0152 >0.62 翠 >9.81 h)1/2=4.85 海0-4h1/2 用qv=2.0/3600 m3/s代入上式,即为出

10、奶油与进奶油流量相等时高位槽 的液位 H :H=2.0/(3600 485 >10-4)2=1.312m由物料衡算qv,in-q,out=dV/d=0.785D2dh/dQ-JU-4.85 10» h =0.785 12-3600d3令 y=h1/2，则 dh=2ydy，当 h=H 时，y=H1/2=1 145m21.145(6.1787.077) 2.291=1046.178dyJ7.077-6.178y1.1454 2 y二10 0 7.077-6.178y6.178。1.14549=12>d0 ydy-0 7.077-6.178y 。1.1451.145=104 2

11、 dy 亠6.178 o'2.291dy2.2911.145-乔 In(7.077 6.178y)。= 2486s1-9用压缩空气将密度为1081kg/m3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽， 如附图所示。要求每批的压送量为12m3，20分钟压完，管路能量损失为25J/kg,管内径为30mm,密闭容器与高位槽两液面差为16m。求压缩空气 的压强为多少Pa （表压）？解：pi/ +U12/2+ gz1=p2/+U22/2+gz2+三 hfU1=0，Z1=0，p2=0，22=16 m，hf=25J/kgU2=1 2/(20 60X).785 032)=1 415m/s p1=(1 4152/

12、2+9.81 16+25) >108仁1987 104Pa1-10敞口高位槽中的葡萄酒（密度为985 kg/m3）经38mm 25mm的不锈 钢导管流入蒸馏锅，如图所示。高位槽液面距地面8m,导管进蒸馏锅处距地面3m,蒸馏锅内真空度为8kPa。在本题特定条件下，管路摩擦损失可 按匕hf=65u2J/kg （不包括导管出口的局中阻力）计算，u为葡萄酒在管内的 流速m/s。试计算：（1）导管AA截面处葡萄酒的流速；（2）导管内葡萄 酒的流量。匚解：Pi/ +比2/2+ gz=血/ +u22/2+gz2+匕 hfPi=0, ui=0, zi=8 m, p2=-8kPa, z2=3m, U2=u

13、8X9,81=-8000/985+U2/2+3 >9.81+65u280005 9.81u =7985 =2.86m/sqv=0.785 X0332X2.86=2.443 10-3m3/s1-11如附图所示，水从离地面 18m处用273mn> 5mm,长35m （包括局 部阻力损失的当量长度）的管道连接到离地面10m处，并测得高低两处压强分别为345kPa和415kPa （表压）。试确定：（1）水的流动方向；（2）若 管路摩擦系数取0.026,管路中水的流量为多少？习题解12解:u1=u2N P+ gz1 =348 X03/1000+18 X.81=524.58J/kg(524.5

14、8 -513.1) 2 °.263 =2.578m/sP2/ +gz2=415 X103/1000+10 >9.8仁513.1J/kg u/2+524.58=氏2/2+513.1+0.026 (35/0.263) u2/20.026 35u =%=0.785 X.2632 X2.578=0.14m3/s1-12如图所示，槽内水位维持不变，槽底部与内径为50mm的钢管联结，管路中B处装有一 U型管压差计。当阀门关闭时读数R=350mmHg，h=1200mm。（1）阀门部分开启时，测得 R=250mm，h=1250mm，若 AB段能量损失为10J/kg,问管内流量为多少m3/h?（

15、2）阀门全开时，若AB 段与BC段的能量损失分别按zhfAB=1 6J/kg,匕hfAc=7u2J/kg计算（不包 括管出口阻力），u为管内流速。问B点处（压差计处）的压强为多少？解：阀门全关时:po=R Hgg=035 >13600 >9.81=4.67 KPa （表）H H2og=4.67 >104+h H2og=4.67 >104+1.2 >1000 >9.81=5.847 104PaH=5.847 >104/（1000 区81）=5.96m阀门部分开时：pA/'+UA2/2+gzA=PB/'+UB2/2+gzB+e hfABPa

16、=0, ua=0 , Za=H=5.96m,匕 hfAB=10J/kg, zb=0, ub=uPb=0.25 13600 >9.81+1.25 1000 >9.81=4.562 104Pa （表）5.96 9.81=4.562 104/1000+u2/2+10 u=2.388m/s qvh=0.785 0.052 >2.388 3600=16.87m3/h阀门全开时：pA/'+uA2/2+gzA=PC/'+uc2/2+gzC+3 hfAB+hfBczc=0, Pc=0, uc=u5.96 9.81=u2/2+1.6u2+7u2u=2.535m/sPb/ +uB

17、2/2+gz3=pc/ + uc2/2+gzc+ 3 hfBcZB=Zc, Pc=0, ub=ucPb=1000 >7 >2.5352/2=2.249 104Pa （表）1-13如图所示的一冷冻盐水循环系统，盐水循环量为 30 m3/h时，盐水流 经换热器A的阻力损失为50J/kg,流经换热器B的阻力损失为60J/kg,管 路中流动的阻力损失为30J/kg。管路系统采用同直径管子，盐水密度为1100kg/m3 （忽略泵进、出口的高差），试计算：（1）若泵的效率为68% , 泵的轴功率为多少kW ?（2）若泵出口压强为0.26MPa （表压），泵入口压力表读数为多少Pa?qm=30

18、X100/360O=9 17kg/sP=Weqm/口 =140X9.17/0.68=1.89 1丽(2)在泵出入口间列柏努利方程：p 入/ +We=p 出“p 入=1100X0.26 *06/1100-140)=1.06 iXPa1-14要求以均匀的速度向果汁蒸发浓缩釜中进料。现装设一高位槽，使料 液自动流入釜中（如附图所示）。高位槽内的液面保持距槽底1.5m的高度 不变，釜内的操作压强为0.01MPa （真空度），釜的进料量须维持在每小时 为12m3,贝卩高位槽的液面要高出釜的进料口多少米才能达到要求？已知料 液的密度为1050kg/m3，粘度为3.5cP,连接管为 57mm 3.5mm的钢

19、管， 其长度为（x-1.5）+3m，管道上的管件有180°回弯管一个，截止阀（按1/2 开计）一个及90°弯头一个。解：»/ +U12/2+ gz1=应/ +U22/2+gz2+匕 hfp1=0, U1=0,Z1=x,p2=-10kPa,Z2=0,U2=u=12/(3600 X785 X052)=1.7m/sRe=duP/归0.05 海.7 >1050/0.0035=2.55 104取=0.2 mm, /d=0.004, =0.027; =0.5,截止阀=9.5,弯头=0.75,回弯管=15龙hf=0.027 性+15)/005+05+075+95+15 1

20、72/2=078x+18.8729.81x=-10000/1050+1 72/2+0 78x+18 872x=1 2m1-15如附图所示，拟安装一倒U型管压差计测量L管段的阻力损失。管内 流体密度=900kg/m3，粘度 =15 >10-3Pas;指示剂为空气-q=1 2kg/m3;管 内径d=50mm，管壁绝对粗糙度；=Q3mm。试推导：（1）管路条件（L, d, ；）和流速u 定时，倾角与两测点静压差 p的关系以及与R读数的关 系；（2）当流速为2m/s, L=1m时，R读数的预测值。3hf= (L/d)u2/2解： p/ +U12/2+ gz1=应/ +U22/2+gz2+二 hf

21、 u1=u2,z2=z1+Lsinp/=gLsin + (L/d)u2/2对倒U形压差计当 u=2m/sp1- gLsin p=R( - g)g=R( jg)g+ gLsin 时Re=2XQQ5 9QQ/QQQ15=6 tQ4/d=Q3/5Q=QQQ6=QQ23p=95Q(gLsiZ+QQ23 和/QQ5) 22/2=95QgLsi+874 由95QgLsin +874=R(95Q-1 2) 981+95QgLsin-R=874/(95Q-1 2) 9.81=QQ94m1-16水由水箱A经一导管路流入敞口贮槽 B中，各部分的相对位置如图所 示。水箱液面上方压强为Q.Q2MPa （表压），导管为

22、1Q8mm 4mm的钢管， 管路中装有一闸阀，转弯处均为 90°标准弯头。试计算：（1）闸阀全开时 水的流量（设直管阻力可忽略不计）；（2）闸阀1/2开时水的流量（设直管 阻力可忽略不计）；（3）若此系统其它条件不变，仅输水管增长 2QQm,此 系统阻力为若干？解：(1) pif+ui2/2+gzi=p2f + U22/2+ gz2+ 匕 hf4pi=2xi0 Pa, Ui=0, zi =4m, p2=0, U2=0, Z2=1 5m,入 口 =05 ,出口 =i , 闸阀 =0I7 , 弯头 =0.75 ,1 hf=(05+I+ 0.I7+3 0.75) */2=I96u22000

23、0/I000+4 9.81=1.5 9.81+1 96u2u=4766m/sqv=0.785 冷12>4766=00374m3/s(2)闸阀 '4.5Zhf=(0.5+1+4.5+3 075) U/2=4125u220000/1000+4 9.81=1.5 9.81+4125u2u=3285m/s23qv=0785 .01 X3285=00258m/s(3) hf=(pi-p2)/'+(ui2-u22)/2+g(Zi-Z2)=20000/1000+0+981 25=44 53J/kg1-17如附图所示某含有少量可溶物质的空气，在放空前需经一填料吸收塔 进行净化。已知鼓风机

24、入口处空气温度为 50C,压强为30mmH2。（表压）， 流量为2200m3/h。输气管与放空管的内径均为 200mm，管长与管件、阀门 的当量长度之和为50m （不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机 进口的垂直距离为20m，空气通过塔内填料层的压降约为 200mmH2。，管 壁绝对粗糙度；可取为0.15mm，大气压为0.1MPa。求鼓风机的有效功率。溶液解:Pi/'m+ui2/2+gZi+We=P2/ m+u22/2+gZ2+1 hfPm=1 xi05+30 X9 81/2H X105Pam=pmM/RT=1 X105 >29/(8314 323)=1 081kg/m3

25、Pi=294.3 Pa, ui=0, Zi=0, P2=0, u2=0, Z2=20mu=2000/(3600 区785 ®.22)=1769m/s=1.96 >t0 Pa.sRe=du / =0.2 海7.69 九081/(1.96 1*)=1.95 105/d=0 15/200=7.5 10-4=0.02zhf=(0.02 50/0.2+0.5+1) 1K692/2+200 冷.81/1.081=2832J/kg294.3/1.081+We=20 X9.81+2832We=2756J/kgqm=2200 M.081/3600=0.661kg/sP=Weqm=1820W1-1

26、8用60mrt 3.5mm钢管从敞口高位槽中引水至一常压吸收塔内。高位 槽液面与水喷头出口高差10m，管路流量最大可达15m3/h。现需将流量增 加到25m3/h，试求：(1)管路不变，在管路中增加一台泵，该泵的功率；(2)管路布局不变，换新的管子，管子的直径。以上计算中摩擦系数可视 为不变。解: ( 1)原来pif m+U12/2+gzj=p2f m+U22/2+gz2+ L/d)u2/2Pi=P2，u1=0，z1=10m ，u2=0，z2=0,u=15/(3600 0.785 0.0532)=1.89m/s10 X9.81=仏L/d) X.892/2入 L/d=54.95后来 / m+u1

27、2/2+gz1+We=P2/ m+u22/2+gz2+ L/d)u'/2p1=p2,u1=0,Z1=10m ,u2=0,Z2=0,u'25/(3600 *785 0.0532)=3.15m/sWe=-10 >9.81+54.95 3.152/2=174.4 /kgqm=25 >1000/3600=6.94kg/s P=6.94 海74.4=1211W(2)p1f m+u12/2+gz1=p2f m+u22/2+gz>+ L/d”u”/2u”=25/(3600 区785 疋)=8.846 10-3/d” 10 >9.81=54.95 (0.053/d”&g

28、t;(8.846 10-3/d”)2 d”=0.075m 1-佃 距某植物油罐A液面2.5 m深处用一根油管向油箱 B放油，连接A、 B的油管为45mn> 2.5mm不锈钢管，长度20m,油出口距油箱B液面0.5m, 如附图所示。该植物油的=930kg/m3,=40mPa.s。试求两液面高度稳定不 变时，流经管道的流量。解:P1/ m+u12/2+gZ1+We= p2/ 'm+u22/2+gZ2+ 匕 hfp1=p2, u1=0, z1=2.5m, u2=0, z2=0.5m2.5 冷.81=0.5 *81+( X20/0.04+1+0.5) uX2 设为层流，忽略进出口损失。贝

29、心=64/Re19.62=(64 i/du ) *L/d)对/2=32 uL/d2、 u=1962 *.042*930/(32 0.04 20)=1.14 m/sRe=duP/4=19.62 20.04 930/0.04=1060<2000 qv=0.785 0.042 21.14=1.43 10-3m3/s1-20为调节加热器出口空气的温度，在空气加热器的进出口并联一旁路（附 图）。已知鼓风机出口压强为0.03MPa （表），温度为25C,流量为340m3/h, 空气通过换热器的压降为0.01MPa。若旁路管长6m,管路上标准弯头两个， 截止阀一个（按1/2开计），试确定当旁路通过最大

30、气量为总气量的15%时,所用管子的规格。解： 旁路的流量qv=340 %. 15/3600=0.0142m3/s弯头匚=0.75 , 调节阀匚=9.5 ,卩=1.96海0-5Pa.s ,Pm=0.02 206+12105=1.2 205PaPm=1.2 205 X29/（8314 323）=1.296kg/sp= m（ L/d+ 匕）2%/0.785d2）2/20.01 206=1.296 25 /d+220.75+9.5） （h01422/（2 278522d4）=1.272 20- /d5+2.332>10-3/d5取=0.2mm ,试差得：d=0.0473m ,客/d=0.0042

31、3，入=0.0322,4u=8.085m/s, Re=2.53 201-21温度为20C的空气以2000m3/h的流量通过194mr2 6mm的钢管管路ABC于C处进入一常压设备，如附图所示。现因生产情况变动，C处的设备要求送风量减少为1200m3/h。另需在管道上的B处接出一支管BD，要 求从此支管按每小时800m3的流量分气，于D处进入另一常压设备。设管 道BC间和BD间各管段局部阻力系数之和分别为 7及4,试计算BD分气 支管的直径。解：Pb/： +UB?/2+gzB=pc/+Uc?/2+g2c+二 hfBc=PD/： +UD?/2+gzD+二 hfBDpC=pD, zC=ZD, uC=

32、1200/(3600 0.785 ®.1822)=1282m/s zhfBC=7>12 822/2=5752J/kgUd=800/(3600 0.785)=0.2831/d2龙 hfBD=4 X(0.2831/d2)2/2=0.1603/d412.822/2+575.2=657.4=(0.2831/d2)2/2+0.1603/d4=0.2004/d4 d=0.132m1-22拟用泵将葡萄酒由贮槽通过内径为 50mm的光滑铜管送至白兰地蒸馏 锅。贮槽液面高出地面3m，管子进蒸馏锅处高出地面10m。泵出口管路上 有一调节阀，管路总长 80m (包括除调节阀以外的所有局部阻力的当量长

33、 度)。葡萄酒的密度为985kg/m3，粘度为1.5mPa.s。试求：(1)在阀1/2开 度和全开两种情况下，流动处于阻力平方区时管路特性方程；(2)流量为15m3/h时，两种情况下管路所需的压头及功率。解：(1)阀全开时=6.4Hl= p/、g+ u2/2g+ z+( L/d+ 匕z)u2/2g= p/ g+ z+8( L/d+ 匕z)qv2/二2d4g=0+(10-3)+(80 /0.05+6.4)qv2/(0.7852>0.054>2X9.81)=7+2.1174 107 qv2+8.47 X 104qv2阀半开匚=9.5Hl=7+(80 /0.05+9.5)qv2/(0.7

34、852X0.054X2X9.81)=7+2.1174 107 qv2+1.257 海05 qv2(2)当 qv=15/3600=4.167 10-3m3/s 时，阀全开u=4.167 X10-3/(0.785 0052)=2.12m/sRe=2.12 0.05 X985/0.0015=6.96 104=0.3164/Re0.25=0.0195Hl=7+2.1174 107 >0.0195 X(4.167 10-3)2+8.47 海04 X4.167 10-3)2=15.64m P=15.64 4.167 10-3 >9.81 985=630W阀半开Hl=7+2.1174 107 &

35、gt;0.0195 >(4.167 10-3)2+1.257 海05 >(4.167 10-3)2=16.35m P=16.35 4.167 10-3 >9.81 985=658W1-23压强为0.35MPa (表压)，温度为25C的天然气(以甲烷计)经过长 100m (包括局部阻力的当量长度)25mrX 3mm的水平钢管后，要求压强保持0.05MPa (表压)。如视为等温流动，天然气的粘度为0.011cP,钢管的绝对粗糙度取为0.15mm,大气压强为0.1MPa。求天然气的质量流量。解：Pm=3xl05Pam=3xi05X16/(8314 298)=1.937 kg/m3P

36、i -p2=(0 35-0.05) 106=3 xi05Paln(p1/p2)=ln(0.35/0.05)=1.946p -P2=w2ln( pi/p2)+九 L/2d/ 咋3 X105=w2(1.946+100 /0.038)/1.937试 差 得： u=8.565 m/sw=16.6 m/sRe=8.565 迥.019 尤937/0.000011=2.87 10友创d=0.15/19=0.00079九=0.026qm=16.6 0785 0.0192=4.7 >10-3kg/s 1-24 0C的冷空气在直径为600 mm的管内流动，将毕托管插入管的中心位 置，以水为指示液，读数为4

37、mm,试求冷空气的流量。解：管中心流速为最大流速UmaxUmax=2gR(订-讣/订0"0 C 水a=999.9kg/m30 C 空气=1.293kg/m3 ,=1.72 >10-3Pa.sUmax=2 >9.81 (999.9-1.293) 0.004/1.293f.5=7.79m/sRemax=dUmax / =0.6 >7.79 1.293/(1.72 10)=351365 (湍流) 由 Remax与U/Umax关联图查得：U=0.85Umax=0.85 7.79=6.62m/s qv= d2u/4=0.785 0<62 >6.62=1.87 m3

38、/s=6732m3/h不锈钢转子:1-25用一转子流量计测定温度为60C，压强为0.3MPa的二氧化碳气体的 流量。该转子流量计上的刻度是由20C、0.1MPa空气标定的，转子材料为 铝材。当转子流量计上读数为 5m3/h时，二氧化碳的实际流量应为多少？铝转子：qV =5 叮"(2670一4.768) =2曲巾 £4768 =<(26701.2)若将转子换为同形状、同大小的不锈钢转子，在此读数下二氧化碳的流量 又为多少？（铝与不锈钢的密度分别为f1=2670kg/m3，亍f2=7900kg/m3）解：空气：=1.2 kg/m3CO2 :=3 X105 4/（8314

39、333）=4.768kg/m31.2 (7900 -4.768)qv =5.4.768 (7900-1.2)3=2.5m /h1-26用离心泵将敞口贮槽中的大豆油（密度为 940kg/m3,粘度为40cP） 送住一精制设备中，如附图所示。设备内压强保持 0.01MPa （表压），贮槽 液面与设备入口之间的垂直距离为10m，管路为 57mm 4mm的钢管（=0.2mm）,管道总长60m （包括除孔板流量计在外的所有局部阻力的当 量长度）。管路上装有孔径do=16mm的孔板流量计。今测得连接孔板的指 示剂为水银的U型管差压计的读数R=250mm，孔板阻力可取所测得压差 的80%。试求泵消耗的轴功率

40、，泵的效率取为 65%。解:A°/Ai=(do/di )2=0.107查得：C°=0.6，2gR(H 刊2 2 X9.81 X0.25X(13600 _940)4 3qv =C°A)i0.6 0.785 0.0169.8 10一 m/sr940u=98 X0-4/(0.785 X492)=052m/sRe=052 049 940/0.04=598.7=64/Re=0.107孔板压差gR(甘)=9.81 反25 魁3600-940)=31048Pa孔板阻力31048 >0.8/940=26.42J/kgzhf=0.107 >(60/0.049) 0洛22

41、/2+26.42=44.14J/kgWe=g z+ p/ + u2/2+ 二 hf=10 >9.81+0.01 106/940+0.522/2+44.14=153J/kg qm=9.8 >104 >940=0.9212kg/sP=0.9212 海53/0.65=217W1-27某油田用 300mn> 15mm的钢管，将原油送到炼油厂。管路总长 160km，送油量为240000kg/h,油管允许承受的最大压强为 6.0MPa (表)。 已知原油粘度为187M0-3PaS密度890kg/m3,忽略两地高差和局部阻力损 失，试求中途需要多少个泵站？解：u=240000/(89

42、0 3600>0.785 >0.272)=1.31m/sRe=1.31 0.27 >890/0.187=1682为层流=64/Re=0.03805L=cf心 p/32%=0.272 >6 >106/(32 0.187 1.31)=5.58 104m160 M03/(5.58 104)=2.86应用 3 个泵站1-28在用水测定离心泵的性能中，当排水量为12m3/h时，泵的出口压力表 读数为0.38MPa,泵入口真空读数为200mmHg,轴功率为2.3kW。压力表 和真空表两测压点的垂直距离为0.4m。吸入管和压出管的内径分别为68mm和41mm。两测点间管路阻力损

43、失可忽略不计。 大气压强为0.1MPa。 试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。解 ：5=12/(3600 0.785 >0.068>0.918m/su2=12/(3600 氐785 0.0412)=2.526m/sH=0.38 106/(1000 9.81)+200 105/(760 1000 >981)+0.4+(2.厶鸟彳-。.刖旳/心 ><9 81)=42 1mPl=42 .1 海2 刈000>9.81/3600=13767W=1376.7/2300=59.8%1-29某厂根据生产任务购回一台离心水泵，泵的铭牌上标着：q=12.5m3/h、H=3

44、2mH2。、n=2900rpm、NSPH=2.0巾出0。现流量和扬程均符合要求，且已知吸入管路的全部阻力为 1.5m水柱，当地大气压为0.1MPa。试计算： (1)输送20C的水时，离心泵允许的安装高度；(2)若将水温提高到50C 时，离心泵允许的安装高度又为多少？解：(1) po=1>105 Papv=2340PaHg=pJPg-Pv/Pg-NSPH-i：Hf=(1 >105-2340)/(1000 9.81)-2-1.5=6.46m (2) pv'12340 PaHg'(1 >105-12340)/(1000 9.81)-2-1.5=5.44m1-30某食

45、品厂为节约用水，用一离心泵将常压热水池中60C的废热水经68mm 3.5mm的管子输送至凉水塔顶，并经喷头喷出而入凉水池，以达 冷却目的，水的输送量为22m3/h，喷头入口处需维持0.05MPa (表压)，喷 头入口的位置较热水池液面高5m,吸入管和排出管的阻力损失分别为1mH2O和4mH2O。试选用一台合适的离心泵，并确定泵的安装高度。(当地大气压为0.099MPa)解： u=22/(3600 0.785 >0.0612)=2.09m/s60 C水p=983.2kg/m3 pv=佃.923kPaH=5+0.05 >106/(983.2 981)+2.092/(2 9.81)+1+

46、4=15.41m可用 IS65-50-125 清水泵，转速 2900r.p.m.,流量 25m3/h,扬程 20m, NSPH=2.5mHg=(0.099 106-19923)/(983.2 9.81)-2.5-1=4.7m1-31 一管路系统的特性曲线方程为 Hl=20+0.0065qv2。现有两台同型号的离 心泵，该泵的特性曲线可用方程 H=30-0.0025q2表示(上两式中Hl和H的 单位为m, qv的单位为m3/h)。试求：当管路输送量为30m3/h时，安装一 台泵能否满足要求？ ( 2)若将两泵联合安装在管路中，该管路可输送的最 大流量为多少？解：(1) H=30-0.0025>302=27.75mHl=20+0.0065 302=25.85 m<H能符合要求(2)两泵并联后的特性曲线为H=30-6.25 10-4qv2与 Hl=20+0.0065qv2 联立得qv=37m3/h两泵串联后的特性曲线为H=60-5.0 10-342与 Hl=20+0.0065qv2 联立得qv=59m3/h1-32某双动往复泵，其活塞直径为180mm，活塞杆直径为50mm，曲柄半 径为145mm。活塞每分钟往复55次。实验测得此泵的排水量为 42m3/h。 试求该泵的容积效率 。解：冲程s=0145 >2=029