日校流体例题09.ppt

1、例题 某水泵进口管处真空表读数为650mmHg，出口管处压力 表读数为2.5at。试问水泵前后水的压强差为多少at，多少m水柱？,解：,练习 如图所示，在充满水的两密闭 容器A和B的上、下两侧各连接管径、高 度均不相同的压差计。各连接管中充满 水，试回答（大于、小于、等于).,pA pC pM pN H R,next,练习 如图所示的容器中贮有密度为1250kgm-3的液体， 液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的 分别为2m及1m，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa。 试求：,（1）压差计读数（指示液密度为1400kgm-3）； （2）A、B两个弹簧压力表的读数。,

2、next,（1）uA=60/(36000.7850.12）=2.12ms-1 uB=uA(dA/dB)2=0.531ms-1 pA+gzA+uA2/2= pB+gzB+uB2/2 (pB+gzB)- (pA+gzA)=(uA2-uB2)/2=2110Nm-2 即指示液界面左高右低， 又 R(i-)g= (pB+gzB)- (pA+gzA) R=0.342m,（2）(pB+gzB)- (pA+gzA)=(uA2-uB2)/2不变， R不变,例题 已知：V水=60m3h-1 ，dA=100mm， dB=200mm，i=1630kgm-3， 忽略阻力损失。,求：（1）指示液哪侧高，R=? （2）水平

3、放置，R有何变化？,next,练习 （1）液体由AB，R=R1， 由BA，R=R2，则,R1R2 R1=R2 R1R2 R1=-R2,(2)图示R值大小反映, A、B间压差； A、B间压降损失； A、B间动能变化； 变径流动损失。,next,例题 已知鼓风机吸入管直径为200mm，R=15mmH2O， 空气=1.2kgm-3，忽略阻力。 求：管道内空气流量。,解：,例题 图示为马利奥特容器，当液体从A流出时容器上部产生 真空，外面的空气即从B管吸入。试根据图示尺寸（均为mm）计算 液面排至A所需时间。忽略阻力。,解：,在a-o列柏式得,设某时刻液面高度为h， 从h液面至0列瞬时柏式， 可得,例

4、题 已知ab与cd长度相等，管径与管壁粗糙度相同。, R1R2 R1 R2 R1 R2 不确定,hfab hfcd hfab hfcd hfab hfcd 不确定,pab pcd pab pcd pab pcd 不确定, ab段压差值 ab段位能变化 ab段流动能量损失 ab段压差值及流动能量损失,（1）U型压差计读数,（2）液体通过ab与cd段能量损失,（3）ab与cd两段压差,（4）R1表示,next,已知：p1=1kgf/cm2 ，p2=2kgf/cm2 ，H=15mH2O。 求：判断阀门打开时液体流向。,解：（1）用各液面总能量来判断,（2）假设流向12,例题 已知d1=2d2，l1=

5、2l2，则,（1）,因阀门阻力系数增加，wfA-BV,解：在1-2（出口外侧）间列柏式,现将阀门开度减小，试定性分析以下各流动参数：管内流量、阀门前后压力表读数pA、pB、摩擦损失wf（包括出口）如何变化？,例 简单管路的操作型问题分析举例,结论： 局部阻力系数使流量 下游阻力使上游压强 上游阻力使下游压强 阻力损失总是表现为流体机械能的降低,next,现将支路1上的阀门k1关小，则下列流动参数将如何变化？ (1)总管流量V、支管1、2、3的流量V1、V2、V3； (2)压力表读数pA、pB。,例 复杂管路的操作型问题分析,解：可用前例结论分析： k1关小V1、（上游）pA、（下游）pB V2

6、、V3、(但是)V,结论：并联管路中关小支路阀门使 所在支管的流量下降，与之平行的 支管内流量上升，但总流量还是下 降。,next,练习 如图所示的输水系统中，现仅将B阀部分关小，而其它不变，试回答（变大，变小，不变）。 AuB（ ）； BuC（ ）； CuA（ ）； Dhf2-3 ( ) ； E. hfO-3( )； F. hf2-O ( ) ； G. hf1-3( ); H. hf1-O ( )。,B关小pouA、uC,变小,变小,变大,不变,变小,变大 （此时阀门 为决定因素）,不变,变大,next,解：假设垂直小管中流体静止,例题 流向判断,喉径内径与水管内径之比为0.8。若忽略水在管

7、中流动时的能量损失，试判断垂直小管中水的流向。,next,Et2Et3,小管中的水自下而上流动。,思考：小管多长时，水静 止不动？,next,流体在一段圆形水平直管中流动，测得管内平均流速0.5m/s， 管路两端压强降为10Pa，管内Re为1000，问管中心处点速度为多 少 m/s ，若流速增加为1 m/s ，则压强降为多少 Pa？ （写出分析过程）,1 m/s ，20Pa,水在内径一定的圆管中稳定流动，若质量流量一定，当温度 升高时，Re值将_。,测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值 将_，若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端压 差值将_。,增大,增大；不变,用泵将密

8、封储槽中20水通过内径为100mm的管道送往敞口 高位槽。两槽液面相差10m，密封槽内真空表p1读数为600mmHg （真空度），泵进口真空表读数为294mmHg（真空度）。泵出口 管路上孔板流量计孔口直径d0=70mm，流量系数为0.7，U型水 银压计差读数R =170mm。已知管路总能量损失为44J/kg， 试求：1.泵出口管路中水的流速。 2.泵出口处压力表的读数为多少？ 【已知真空表与压力表相距0.1m， 孔板流量计的计算公式为： Vs=C0A0 2Rg(i-)/0.5 】,解：（1）,V=0.7(/4)(0.07)2(2.11042/1000)0.5=0.0174 m3/s,Rg (

9、i-)= 0.179.81(13600-1000)= 2.1104 Pa, u=V/(0.785d2)= 0.0174/(0.7850.01)=2.22 m/s,以水池为基准面，在1-2间列伯式：,Z1+(p1/g)+(u12/2g)+ He = Z2+(p2/g)+(u22/2g)+Hf,u1= u2= 0 Z1= 0 p2/g0,He =Z2+Hf -(p1/g) =10+(44/9.81)+0.613.6=22.7(mH2O),再选泵入口为基面，在3-4间列伯式,Z3+(p3/g)+ (u32/2g)+He = Z4+(p4/g)+(u42/2g),(p4/g)=He+(Z3-Z4) +

10、(u32-u42)/2g- H3(真),( u42- u32)/2g 0 问题：为何没有hf3-4,P4=gHe-0.1 - H3(真) =10009.8(22.7-0.1-0.29413.6)=1.8105Pa =1.8大气压(表),1,1,2,2,3,4,例题 两台性能完全相同的泵用于由H送水至C。,（1）当两台泵并联操作，两压力表P的读数均为2kgf/cm2时，问送 至C处的水量为若干m3/h?已知：管路特性曲线可表示为L=A+BQ2m， 式中A、B均为常数，B=0.25104S2/m5，Q为流量m3/s。从泵吸入处 水面H至压力表P间的管线长度（包括局部阻力的当量长度在内）为 14m，

11、1144mm，摩擦系数可取为0.025。,（2）如果使用单泵操作，且要求送至C处的水量为上述的一半， 则压力表读数应为若干kgf/cm2？为什么？,（1）分别在H-P、H-C间列柏式，可得,解：,联立解出,（2）由题意可知，工作点必须由a移至a，可见两种情况扬程相同，所以压力表读数不变。当然这需通过调节阀门改变原管路的特性曲线来实现。,例题 用一气蚀余量为3m的离心泵输送处于沸腾状态下 的塔底油，若泵前管路的全部流动阻力为1.5m液柱，则此泵 的安装位置必须（ ）。,A 高于塔底液面4.5m的上方；B 低于塔底液面4.5m的下方； C 高于塔底液面1.5m的上方；D 低于塔底液面3.0m的下方

12、。,例题 在某高原地区(大气压强为680mmHg)，用一台 允许吸上真空度为4.4m的离心水泵从井中吸水，若泵体与 水面的垂直距离为3.5m，此泵 。 A.操作正常； B. 发生气蚀； C. 电机超载； D. 泵出口压力过高。,Hs=Hs+(Ha-10)-(pv/103g-0.24)103/=4.4+(68010/760-10)=3.35m Hg=Hs-u2/2g-hf,例 用离心泵将江水送至高位槽。若管路条件不变，则下列参数随着江面的下降有何变化？（设泵仍能正常工作） 泵的压头H， 管路总阻力损失hf， 泵出口处压力表读数， 泵入口处真空表读数。 轴功率N,管路特性曲线,平行上移,操作性问题

13、分析 举例,解：,江面下降，泵特性曲线不变,工作点左移,next,操作性问题分析 举例,3 3,next,操作性问题分析 举例,练习 图示为离心泵性能测定装置。若水槽液面上升，则Q、H、N、hf 、p1和p2（均为读数）如何变化？,答：Q不变，H不变，N不变，hf不变,P,2,P,1,0,0,next,如图所示输水系统，当阀A关小时，以下参数怎样 变化。 VA ( )； VB ( ) ； VC ( ) ； PA ( ) ； PB ( ) ； PC ( )； 系统总阻力( )。 （增大、减小、不变、不确定）,不变,（05）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒 定的反应器，当管道上的阀门开度

14、减小后, 水流量将_， 阀摩擦系数_，管道总阻力损失_。,气体的粘度随温度的升高而_, 水的粘度随温度的升高而_。,在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直 管的直径减少二分之一，则因直管阻力而引起的压降损失 为原来的多少倍？ 两种情况都为层流_。 两情况都在阻力平方区（设不变）_。,离心泵铭牌上标明的扬程是指_。 . 功率最大时的扬程； . 最大流量时的扬程； . 泵的最大扬程； . 效率最高时的扬程。,减小；增大；不变,增大； 减小,16,32,D,练习： 如图所示，高位槽上方的真空表读数为p，现p增大，其它管路条件不变，则管路总阻力损失。 A增大 B减小 C不变 D不确定,next

15、,(试题）如图输水系统。管内径为d =50mm，在阀门全开时 输送系统的(l+le )=50m(包括全部阻力)，摩擦系数=0.03， 泵的性能曲线为H = 18.920.82Q0. 8，（H-m，Q-m3/h）, 问： 如要求流量为10m3/h，单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务? 如要求输送量减至8m3/h (通过关小阀门)，泵的轴功率减少 百分之多少? (设泵的效率变化忽略不计),解：,以 1为基准面，在1-2间列柏式：,He需要 = We/g=128.13/9.81=13.06m,而H泵 =18.920.82(10) 0. 8=13.746m,H泵He需 故泵可用,u1=u

16、2=0, p1(表)=p2(表)=0, z1=0,（2）,Q原,Q新,操作性问题计算 举例（略）,例 某泵转速n=2900r.p.m.（转/min），其特性方程 为 。当泵的出口阀全开时，管路特性方程为 ，式中V的单位为m3/h，H及He的单位均为m。求： （1）阀全开时，泵的输水量为多少？ （2）要求所需供水量为上述供水量的75%时： a若采用出口阀调节，节流损失的压头为多少m水柱？ b若采用变速调节，则泵的转速应为多少r.p.m.？,解： （1）,泵特性曲线,管路特性曲线,(2) a. 采用调节出口阀门的方法,b. 采用调节转速的方法,V,V,注意：以下解法错误!。,泵特性曲线,管路特性曲线,新转速下泵的特性曲线方程为：,n=2900,n=2441,a,b,c,等效率点,第一章 小结,连续性方程,机械能衡算 方程,阻力计算式,要求能够进行管 路计算及分析：,湍流：,U型压差计,几个定义,流量测量,测速管,孔板、 文丘里管,转子流量计,转子计刻度换算,恒截面 变压头,变截面 恒压头,next,泵的效率,重要概念 连续介质模型(质点）、牛顿粘性定律、粘度及其影响因素、雷诺数、 层流与湍流的本质区别、脉