习题1-32附图 习题1-33附图

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第二章 流体输送机械

2-1拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中，塔顶压强为5.88×104Pa（表压），流量20m3/h。全部输送管均为φ57×3.5mm无缝钢管，管长50m（包括局部阻力的当量长度）如本题附图所示。碱液的密度ρ=1500kg/m3，粘度μ=2×10－3Pa·s。管壁粗糙度为0.3mm。试求：

（1）输送单位重量液体所需提供的外功。 （2）需向液体提供的功率。

解 在贮槽液面（1-1截面）和管子出口（2-2截面）列柏努利方程，贮槽液面为基准面，

式中

Z1=0m ， p1=0（表压），u1≈0 ，

Z2=10m， p2=5.88?104Pa（表压），u2≈0 管中碱液流速为u?4Q?4?203.14?(57?2?3.5)?102?6 习题2-1附图 Z1?p1?g?u122g?He?Z2?p2?g?u222g??Hf1-2?d32?3600?2.83m/s

Re??ud??1.5?10?(0.057?2?0.0035)?2.832?10?3?106125?4000

为湍流，ε/d=0.3/50=0.006 ?据Re、查 Moody图，得λ=0.033

d?l?uHe?Z2?????????g2g?d?2gp2?u22?10?5.88?10341.5?10?9.81?0?0.033?500.05?2.832

2?9.81=27.87J/N

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Ne=HeQρg

=27.87?20/3600?1500?9.81 =2.278?103W

2-2 在本题附图所示的IS100-80-125型离心泵曲线图上，任选一个流量，读出其相应的压头和率，核算其效率是否与图中所示一致。

解 查图知

3Q?80m/h， N?62kW，

特性功

H?21.9m， ?查?77% 习题2-2 附图 ?计?NeN?QHPgN?21.9?1000?9.86.2?10380

?3600?100%

?76.9%计算结果和图中基本一致。

2-3 用水对某离心泵作实验，得到下列实验数据：

习题2-3 附表

Q/（L·min－1）

H/m

0 37.2

100 38

200 37

300 34.5

400 31.8

500 28.5

若通过φ76×4mm、长355m（包括局部阻力的当量长度）的导管，用该泵输送液体。已知吸入与排出的空间均为常压设备，两液面间的垂直距离为4.8m，摩擦系数λ为0.03，试求该泵在运转时的流量。若排出空间为密闭容器，其内压强为1.29×10Pa（表压），再求此时泵的流量。被输送液体的性质与水相近。

2解 管路特性曲线为 He=A+KQe

5

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管子内径

706050离心泵特性曲线管路特性曲线1管路特性曲线2多项式 (管路特性曲线2)d?0.076?0.004?2?0.068m

其中 A??Z??g82?4.8?0?4.8m

H或He/m?p4030201000 K??

?0.03?3550.0685ld?dg4

?8200400-1Q或Qe/L?min600??0.068?9.8124

?6.1?10 习题2-3图解

若Qe用L/min表示，则 K? ?1.69?102(60?1000)6.1?105?4-42所以 He=4.8+1.69?10Qe

用泵特性曲线和管路特性曲线作图，可得两曲线的交点的横坐标为400L/min。

若排出空间为密闭容器，其内压强为1.29×10Pa（表压）， 则管路特性曲线为

He2??Z??p?KQe2525

?g ?4.8?1.29?101000?9.81?1.69?10Qe2

2?42?17.95?1.69?10Qe2得Qe2?310L/min?42-4 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水。当流量为71m3/h时，泵处真空表读数2.993×104Pa，泵压出口处压强计读数3.14×105Pa。两测压点的位差不计，泵进、出口的管径相同。

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