流体机械原理课后解答

1、精品文档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 P1=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P P0.91 ，泵的总效率P P0.86 ，压力管道的损失H6m ，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

2、需的P 值。V泵与水轮机的工作参数qV ， H ， P。上游及下游水池的最小容积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。P2PVP水轮机轴功率 g(H stH )* qV 2TPPPg ( HH )* qstPV1水泵轴功率V 1V qV 1t 1 =qV 2t 240PV194*14*0.91*0.861.032PV8206*10P408*1.03223.75 MWV11.032qV 2(4023.76)*10006.71m3/s9.39 m3/s， qV 19.8*194*0.91对 水 轮 机 ： qV 29.39 m3/

3、s ； H 2194m，P轴 40 23.7516.25 MW ，P水=P17.85MW ，轴T对于泵： qV16.71 m3/s； H 1206m ， P水 =(PVP1)*P (23.76-8)*0.86=13.55 MW ，P轴15.76 MWV 6.71*3600*143.38*10 5m3.精品文档二、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p22.16104 Pa，压力表中心高程H m88.7 m，压力表所在钢管直径D3.35 m，电站下游水位84.9 m，流量qv33 m/s ，发电机功率Pg7410 kW ，发电机效率0.966 ，试求水轮机效率及机组

4、效率。解：EiZipii ci2g2gZi88.7 ，pi22.1610 422.612 ， ciq v4 333.744g10009.823.352D4EoZ opoo co2；而 Zo84.9 ， po=0，o co2=0g2gg2gHEiEo88.784.922.6123.74423.822.6120.71527.127 m29.8水轮机的效率tPg/ g7410/ 0.9667670.80787.438%gqv H9.83327.1278772.871机组效率gt0.9660.8740.844三 、 某 泵 装 置 中 ， 进 口 管 直 径 D s150mm ， 其 上 真 空 表

5、读 数 V6.665 10 4 Pa（ 500mmHg ），出口管路直径D p125 mm，其上压力表读数p0.22 MPa，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度900kg/m3 ，泵的流量为 qv0.053 m3/s，试求泵的扬程。解：泵的扬程2246c pcs6.665100.22101( 0.053 42)2( 0.05324 )2HhVM12g9009.89009.82g0.1250.1517.55724.9431(4.319) 2(2.999)22g17.55724.9430.49333.993.精品文档某泵装置中， 进出口管直径相同D150 cm，进口真空表读数 V4

6、50 mmHg，出口管路上压力表读数M 1.8 kgf/cm 2，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度900kg/m3，泵的流量为 Q53L/s，试求泵的扬程。答案：cp2cs213.6 4501.8 9.8 10410.053 420.053 42H hVM2 g1900900 9.82g(0.152 )(0.152 )16.820027.8四、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。qv p401.9610001.30710 360103WP50%2.61450%p103 习题二四、轴流转浆式水轮机某一圆柱流面D1 =2m，

7、n=150r/min ，在某一流量下cm =4m/s 。试求：a)当叶片转到使b 2 =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，应转动叶片使b 2 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？a) u2D1n2 15015.708m/s6060cu 2u2cmctg1015.708 4ctg106.977 m/sc2cu22cm26.97724264.6798.042 m/s.精品文档c2264.6793.300 m

8、2g29.8cu226.97722.484 m2g29.8b)b 2arctg414.28715.708c22420.816 m2g29.8c)回收的能量：c22cu2285% 3.30 2.484 0.321v2g2g损失的能量：c22cu222.111回收的能量3.3 0.3212.979 或 85%2g2g15%420.1222g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

9、 =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：泵的总效率及水力、容积和机械效率。叶轮出口速度三角形。 （不计叶片厚度， cu1 =0）滑移系数、反作用度6.97715.708cu 2u 2104cm 2c2w 2gqv H9.8 0.013 8010.5056a)150.7004P15.精品文档P(PrPm )15(1.9 0.2)MP150.86qqv0.0130.95qv0.0130.0007qvh0.70.8570.86 0.95Mqb) cm2qvT0.0130.00072.992m/sD 2 b20.2

10、50.006D 2 n0.25 2900u26037.961m/s60299.232w 2cm2c230.912cu 2u 237.961c) cu 2u2cm2ctg237.9612.992 ctg 23 37.961 7.049 30.912cu 2gH9.88024.099h u20.85737.9611cu 2130.91224.0990.82u237.961c22cu22cm2230.91222.992 2964.5 31.562c2212g31.5621237.9610.589130.912g u2 cu2或1cu 2130.9122u220.59337.961.精品文档p103

11、习题四四、一台泵的吸入口径为200mm，流量为qv =77.8L/s ，样本给定H v =5.6m ，吸入管路损失 H s =0.5m 。试求：1）在标准状态下抽送常温清水时的H sz 值。2）如此泵在拉萨（pa =64922.34Pa）使用，从开敞的容器中抽吸80温水，其 H sz 值又为多少？（注： 80清水的 pVa =47367.81Pa，g =9530.44N/m3 ）1） 列进水池面与泵进口断面peH sz0pscs2H sgg2gH spapspapeH szcs2ggggH s2gH szH spepacs2H sgg2 gcs4qv4 77.8 / 10002.476D s2

12、0.22H sz5.62.47620.55.60.313 0.54.7872g2）由汽蚀余量和真空度的定义：hapscs2pv ， H spa ps2gH spacs2pv2gha H s pacs2hpv2g H s pacs2hpv2g.精品文档 H s papapvpv H s H s 64922.3410.3347367.810.245.69530.449530.445.66.8110.334.970.242.65H szH spepacs2H s2.650.3130.53.463 mgg2g五、双吸离心泵的转速为1450r/min ，最优工况的扬程为43m，流量为 1.36m3/s，临界空化余量为hcr=3.17m ，最大流量工况hcr 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H va =0.31m。试确定：1）最优工况的比转速nq 、空化比转速 S 、临界空化系数cr 和允许的吸入高度是多少？2）最大流量工况的允许吸入高度是多少？（提示：计算nq 和 S 时应取总流量的二分之一）n qv / 21450 1.36 / 21195.7259.91） nq3 / 4433/416.79271.207H3.65Sn qv / 2