流体流动、流体输送机械计算题

1/5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10m3/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截面为基准列柏努利方程：2211221222efpupugzWgzW1212120;21820;;0zzmppuu2efWgzW22eflluWd]/[415.105.0785.03600/10422smdquv221001.4150.02550.06[/]20.052eflluWJkgd29.812050.06246.26[/]efWgzWJkg有效功率101000246.26684[/]3600emevePqWqWJs轴功率684855[/]80%eaPPJs（2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程：223322323222fpupugzgzW322230;18;0;0;1.415/zzmpuuums2333322fPugzW112218m2m3压力表3112218m2m3压力表3112218m2m3压力表3112218m2m3压力表32/52232801.4150.02540.04[/]20.052eflluWJkgd22333321.4159.811840.04215.6[/]22fPugzWJkg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；（2）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1-1截面为基准列柏努利方程：212222211122fehgugpzHgugpz已知：1212120,18,,0zzmppuu)(223118212mhzHfe泵的轴功率：kwgHqPPevea35.2997%60360081.910002230（2）)(4105221mHguHHfsg,2mHg安装高度合适。112218m2m112218m2m3/53、如图所示，已知管内径d=50mm，在正常输水中管总长（包括当量长）为60m，摩擦系数为0.023，泵的性能曲线方程是8.088.019vqH。问：（1）流量为10m3/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8m3/h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：212222211122fehupgzWupgz0100212121uuppmzz；；；212efWgzh]/[415.105.0785.03600/10422smdquv]/[6.272415.105.060023.022221kgJudllhef]/[7.1256.271081.9212kgJhgzWfe即每千克质量水需要125.7J功，每m3水需要125.7×103J，或125.7kJ。此时需要压头为：][8.12]/[8.1281.97.125mNJgWHe需泵在此时可提供的压头为：][4.131088.0198.0mH需HH故泵可以胜任。（2）vagqPH当38/vqmh时：0.8190.88814.4[]Hm/14.480.86/13.410avvvvaPHqgHqPHqgHq改原即变化后轴功率是原来的0.86倍。112210m112210m4/5或14.4813.41014%13.410aavvvaPPHqHqPHq改原原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0×mm的钢管，高位槽水面距水池面高20m，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62.0,8.30,/203mHhmqv（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：212222211122fehgugpzHgugpz0200212121uuppmzz；；；212efHzh管内流速：]/[27.2)10005.3260(414.33600/18422smdquvguhzHfe22520221281.9227.225202][6.26meHmH8.30可用112220m112220m5/55、如图所示，从水池用离心泵向高位槽送水，要求送水量为45m3/h，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×mm的光滑管，高位槽水面距水池面高20m。水的密度为1000kg/m3，粘度为1mPa·s。求：泵的压头和轴功率（泵效率为65％）。112220m112220m解：根据送水量，可计算出管内流体流速2245/36001.59[/]3.14(0.1)44vqumsd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0.11.591000Re15900040000.001du为湍流对于光滑管，湍流时：0.250.250.31640.31640.0158159000eR选截面1-1、2-2，以1-1截面为基准列机械能衡算式：212222211122fehgugpzHgugpz1211220200()019.62()zzmpuupkPa；；表压；；表压22121501.590.01583.120.129.81fluhmdg带入上式可得泵的压头为：3221219.6210203.125.110009.81efpHzhmg泵的轴功率：4525.110009.814735360065%eveaPqHgPw