流体机械原理课后解答

1、流体机械原理作业解答p41习题一:一、为了满足一个规划中的企业用电高峰的需要，拟在有利地形处建一座具有一台泵及一台水轮机的抽水蓄能电站，该企业每天对电能的需要为：14h为Pi=8MW ； 10h为P2=40MW。假定该企业可以从电网中获得的电功率Pv是常数，已知：水轮机的总效率R/P0.91，泵的总效率P V R 0.86，压力管道的损失H 6m,电站的T 电水P 水电静水头H200m。为简单计，假定 H和H 为常数，其它损失忽略不计。假定该装置中stst水的总量为常数（上游无来水，下游不放水，并忽略蒸发泄漏），试求：必需的 勺值。泵与水轮机的工作参数qv, H , P ,。上游及下游水池的最

2、小容积V。水解：从电网中获得的电能不足时，用水轮机发电补充； 从电网中获得的电能有多余时，用于泵去抽水蓄能。水轮机轴功率g(HtH )* qv2 TP水泵轴功率=gH+V = qvit i=qv2t40 PvPV 8194*14*0.91*0.86206*101.03240 8*1.03211.03223.75 MW(40 23.76)*1000qV29.8*194*0.919.39 m3/s , qV1 6.71 m3/s对水轮机：qV2 9.39 m3/s ； H 2 194m ,P轴 40 23.75 16.25 MW ,Pk =P/t= 17.85 MW ,对于泵：qV1 6.71 m

3、3/s ;出 206m , P水 =(PvP)* p= (23.76-8)*0.86=13.55 MW ,P轴 15.76 MWV= 6.71*3600*1453.38*10 m3二、水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据：蜗壳进口处压力表读数p 22.16 104 Pa，压力表中心高程 Hm 88.7 m，压力表所在钢管直径D 3.35m，电站下游水位84.9 m，流量qv 33 m/s，发电机功率Pg 7410 kW，发电机效率0.966，试求水轮机效率及机组效率。解:Pi2 iCi88.7EoZoPiEiPoEo水轮机的效率机组效率422.16 101000 9.82o Q;而2g

4、88.7 84.9Pg/ ggqvHZo22.612，ci84.9，卫°=0g3.744222.6122 9.87410/0.9669.8 3327.127g t 0.966 0.8740.844某泵装置中，进口管直径Ds(500mmHg )，出口管路直径D p比真空表高1m输送介质为矿物油,qv4D22 oCo 2g=0试求泵的扬程。解：泵的扬程2Cp2g7.55724.943単 3.7443.3523.822.6120.71527.127 m型迴 87.438%8772871150 mm，其上真空表读数V 6.665 104 Pa125 mm，其密度6.665 104900 9.

5、8其上压力表读数900 kg/m30.22 106900 9.8(4.319)2 (2.999)21 7.55724.9430.49333.993p 0.22 MPa，压力表位置泵的流量为qv 0.053 m3/s，1 z 0.053 4 )2 (2 )(0.1252g (0.053 4)22丿0.15某泵装置中，进出口管直径相同 D 150cm，进口真空表读数V 450mmHg ,9出口管路上压力表读数 M 1.8kg f/cm，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度900kg/m 3，泵的流量为Q 53 L/s,试求泵的扬程。答案：2 2 4,_ Cp c 13.6 450 1

6、.8 9.8 1010.053 4、2 0.053 4、2H h V M - 1（"（）g900900 9.8 2g0.1520.1521 6.8 20 027.8四、一台送风机的全压为1.96kPa，风量为40m3/min，效率为50%，试求其轴功率。qvP401.96 10006050%31.307 10350%2.614 103Wp103习题二四、轴流转浆式水轮机某一圆柱流面D1=2m，n=150r/min，在某一流量下cm =4m/s。试求:a）当叶片转到使b2=10。时，作出口速度三角形。此时转轮出口水流的动能是多少？其中相对于cu2的部分又是多少？b）为了获得法向出口，应

7、转动叶片使b2为多少？此时出口动能又为多少？c）设尾水管回能系数v=0.85，且假定尾水管只能回收相应于Cm2的动能，则上面两种情况下出口动能损失各为多少？D1n2 150a）u2-15.708m/s606062 U2 CmCtg1015.708 4 ctg10 6.977 m/sC2,6.9772 4264.679 8.042m/s2C264.6792g2 9.82Cu226.9772g2 9.8b) b2arctg2*2C242g2 9.8c）回收的能量:3.300 m2.484 m14.28715.7080.816mV 2g2Cu2空 85% 3.30 2.4840.3212g损失的能量

8、:2C2回收的能量 3.3 0.3212.979或85%2g2Cu2亦2.11115%仝2g0.122五、在进行一台离心泵的能量平衡实验时，测得下列数据：轴功率P=15kW ;流量qv=0.013m3/s ;扬程H=80m ;转速n=2900r/min ;叶轮密封环泄漏量qv =0.0007m3/s ；圆盘摩擦功率Pr=1.9kW ;轴承与填料摩擦功率Pm=0.2kW ;另外给定了泵的几何尺寸:轮直径D =0.25m ;出口宽度b2=6mm ;叶片出口角b2=23 °。试求:a）泵的总效率及水力、容积和机械效率。b）叶轮出口速度三角形。（不计叶片厚度，Cu1 =0）c）滑移系数、反作

9、用度6.97715.708Cu 2C2w2U2a gqvH 9.8 0.013 8010.50560 7004a)P1515.b) Cm2U2P ( PrPm)qvqvqvD2n6015 (1.90.2)150.0130.0130.00070.70.86 0.950.8570.950.86qvTD2b20.0130.0007_0.25 0.0060.25 2900602.992 m/s37.961 m/soW2_c2cu230.912TU237.961Cm230.912c)cu2u2cm2 ctg 237.961 2.992 ctg2337.961 7.049Cu29.8 800.857 37

10、.96124.099gHh U2U230.91224.09937.9610.822 2 2c2cu2cm230.91222.9922964.531.5622C22g1U2cu231.5622 37.961 30.912Cu230.9122u22 37.9610.593p103习题四四、台泵的吸入口径为 200mm，流量为qv =77.8L/s，样本给定H v =5.6m ,吸入管路损H s=0.5m。试求:在标准状态下抽送常温清水时的H sz值。如此泵在拉萨(pa =64922.34Pa )使用，从开敞的容器中抽吸80 C温水，其H sz值又为多少?(注：80C清水的 pVa=47367.81

11、Pa ,g =9530.44N/m31)列进水池面与泵进口断面PegHsz2ps Csg 2gHsHsPaPsPaPeHszHszCsHsz2Cs亦HsHsPePa2Cs2gHs4qvDs5.64 77.8/10000.222.476r a "7Q 20.55.6 0.313 2g0.54.7872)由汽蚀余量和真空度的定义:ha呂22g2CspvPa Ps2Hs也生 ha1450r/min ,最优工况的扬程为 43m ,流量为1.36m3/s，临界空化1)nqqv /241195.716.79271.207259.93.65ern、qv / 23/4hcr1450 1.36/23.173/41195.72.376503.3hcrH3.17430.0737HsPa2Cs2ghPvHsPa2es2ghPvHsHsPaPaPvPvHs5.664922.3410.3347367.810.249530.449530.445.66.8110.334.970.242.65HszHsPegPag2Cs2gHs2.650.313 0.53.463 m五、双吸离心泵的转速为余量为hcr=3.17m，最大流量工况her为10.06m，吸水管路的水力损失为0.91m,当地大气压力为10.36m，所输送的冷水的汽化压力为Hva=0.31m。试确定:1 ）最优工况的比转速 nq、