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本题附图 ***答案***

选择计算截面1－1，2－2面如题图所示；地平面为基准面。

u＝Vs/A＝18/3600/（(π/4)(0.06-2×0.0035）2＝2.27m/s Z1＋P1/ρｇ＋u12/2ｇ＋He ＝Z2＋P2/ρｇ＋u22/2ｇ＋∑hf P1＝P2 ;u1＝0 He

＝

（

23-3

）

＋

(2.272/(2×9.81))

＋

19×2.272/(2×9.81)

＋

73.6×2.272/(2×9.81)×1000/(1000×9.81) ＝27.2mH2O

由2B－31型离心泵特性曲线图查得：Q＝18m3/h, He ＝31.5m（＞27.2m） 且η＝62％，而ηm a x ＝65％;65％×90％＝58.5％（＜62％） 故此泵通用。

7（15分）如图所示输水系统，管长、管径(均以m计) 和各局部阻力的阻力系数ζ均标于图中。直管部分的λ值均为0.03。求： (1）以流量Q m3/min和压头He (m)表示的管路特性曲线方程, (2）输水量为15m3/h时，要求泵提供的有效功率（以kw计）

***答案*** （ａ）u1＝（d2/d1）2u2＝0.64 u2; Q＝u2 (π/4)d2×60＝1.884 u2或u2＝0.531Q u1＝0.34Q

ｈe ＝20 +(3+0.2+0.03×20/0.25) u12/2g + (2×0.2+0.5+1+0.03×260/0.2) u22/2g ＝20+0.286 u12+2.086 u22

＝20+0.0331Q+0.5882Q＝20 + 0.62Q

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（ｂ） Q＝15/60＝0.25 m3/min He ＝20+0.62×0.25＝20.04m

Ne ＝QHe ρｇ/60＝0.25×20.04×1000×9.81/60 ＝819 w ＝0.819kw

7.（20分）欲用离心泵在两敞口容器间输液, 该水泵铭牌标有：流量 39.6m3/h，扬程15m，轴功率2.02kw,效率80%，配用2.8kw电机，转数1400r/min。 今欲在以下情况使用是否可以？如不可时采用什么措施才能满足要求（要用计算结果说明）（1）输送比重为1.8的溶液，流量为38m3/h，扬程15m, （2）输送比重为0.8的油类，流量为40m3/h，扬程30m, （3）输送比重为0.9的清液，流量为30m3/h，扬程15m ***答案***

（1） 电动机功率不够

N＝38/3600×15×1800/(102×0.8)＝3.5kW 换大电机 （2） 扬程不够 H/H' ＝（n/n'）2

; 15/30＝（1400/ｎ' ） ｎ' ＝1980

增加ｎ＝1980转/分。检查功率： N/N' ＝（n/n'）3 2.02/N' ＝（1400/1980）3

N' ＝5.72 kw

换一电机功率为5.72Kw，ｎ＝1980转/分。 （3）可以使用。通过关小出口阀调节至工作点。

8.(8分)有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度Hs＝5m，用来输送20℃的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为1.5mH2O,当地大气压为10mH2O，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米？

***答案*** Hg ＝Hs －u2/2ｇ－∑hf ＝5－1.5 ＝3.5m 实际安装高度H实≤3.5-0.5=3.0m

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9（16分） 图示为n=960转/分的离心通风机的特性曲线。如用此风机向锅炉输送空气，已知管路特性曲线方程为H=5Q2(H的单位为mmH2O, Q的单位m3/s) 问：（1）风机的送风量为多少m3/h?消耗的轴功率为多少kw？（2）若想使风量变为5.5m3/s,你认为可采取什么措施？ ***答案***

（1）送风量Q及轴功率N 由管路特性曲线方程H=5Q2列表作图。 Q m3/s 0 2 H mmH2O

3

3.5 4

80

20 45 61.3

由两线交点读得：送风量Q=3.6 m3/s 风压H=64mmH2O 效率η=0.4

轴功率：N=QH/η=3.6×64×9.807/（0.4×1000）=5.65kW (2)使风量变为5.5 m3/s，可采用提高转速的措施 ∵Q2/Q1=n2/n1

∴n2=Q2/Q1n2=5.5/3.6×960=1500rpm 即将转速提高到1500rpm。

10．如图所示的输水系统，已知管内径为d=50 mm，在阀门全开时输送系统的（l+Σle）=50 m，摩擦系数λ

可取0.03, 泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述: H=18.92－0.82Q0.8, H为泵的扬程m, Q为泵的流量m3/h。问:

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(1) 如要求输送量为10 m3/h, 单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务? (2) 如要求输送量减至8 m3/h(通过关小阀门来达到), 泵的轴功率减少百分之多少?(设泵

的效率变化忽略不计)。

解：（1）在两水面间列伯努利方程：

pupuz1?1?1?he?z2?2?2?hf?g2g?g2g因为：u1?u2,p1?p2,z1?0,z2?10m管内流体的流速u?10/3600?1.42m/s0.785?0.052lu2501.422hf?????0.03???3.25md2g0.052?9.8122于是有：he?10?3.25?13.25m单位质量的水所需外加功We?heg?13.25?9.81?130J/kg泵能提供的压头H＝18.92－0.82?100.8＝13.75m很显然H大于he,即此泵能够完成任务。

(2)H??18.92?0.82?80.8?14.6m,因为：??＝???NNe/??H??gQ?/??14.6?8????0.849 NNe/?H?gQ/?13.75?10故减小15.1％。11．用一台离心泵将20℃清水从敞口水池送入吸收塔顶部。己知：吸牧塔顶部的压力表读数为150kPa,输送管出口处比水池液面高12 m；输送管用76×3mm无缝钢管，管全长为45m （包括阀门等管件的当量长度），摩擦系数由下式确定：

?＝0.01227十0.7543／Re0.38

在流量为20 ～30m3/h范围内，所用离心泵的特征曲线可表征为：H＝30.8－0.82Q0.8

式中：H为泵的扬程，m；Q为泵的流量，m3/h。

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