物化答案

测得此时泵的轴功率为10.4kW,试求泵的扬程及效率。

解 在离心泵的吸入口(1-1截面)、压出口(2-2截面)处建立柏努利方程 Z1?p1?u12?g2g?He?Z2?p2?g?u222g??Hf

其中Z1= Z2,u1=u2 ,?Hf=0 泵的扬程He?泵的效率??p2?p1?g?=35.06m

NeNQHe?gN

=35.06?71/3600?1000?9.81/10.4?104 =65.2%

2-5用泵从江中取水送入一贮水池内。池中水面高出江面30m。管路长度(包括局部阻力的当量长度在内)为94m。要求水的流量为20~40m/h。若水温为20℃,ε/d=0.001,

(1)选择适当的管径

(2)今有一离心泵,流量为45 m/h,扬程为42m,效率60%,轴功率7kW。问该泵能否使用。

解 (1) 查书后附录,20℃水的密度和黏度分别为

3

3

??998.2kg/m, ??1.01?10Pa?s 取江水流速为1.8m/s,按最大流量计算管径,

403?3

d?Re?Vs0.785udu??3600?0.089m0.785?1.81.01?10?3

5??0.089?1.8?998.2?1.58?10 根据管路规格,取φ102×3.5mm d=102-3.5×2=95mm

以江面为1-1截面,贮水池水面为2-2截面,1-1截面为基准面,列柏努利方程

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gZ1?p1??u122?We?gZ2?p2??u222??hf

其中 Z1?0,u?VsA?Z2?30m,4?40p1?p2?0(表压),u1?u2?0

3.14?d?36002?1.57m/s

据Re,?d查 Moody图可得:??0.0215 l?leud2?h所以

f??2?26.22J/kg

We?30?9.81?26.22?320.52J/kgNe?320.52?Weg403600?998.2?3.35?10W3

He??350.529.81?35.7m?42m

Ne=7000?60%=4200W

该泵可用。

2-6用一离心泵将贮水池中的冷却水经换热器送到高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m,管路总长(包括局部阻力的当量长度在内)为400m,管内径为75mm,换热器的压头损失为32(u2/2g),摩擦系数取0.03,离心泵的特性参数见附表。

习题2-6附表

Q/(m3·s-1)

H/m 试求:

(1)管路特性曲线;

(2)泵的工作点及其相应的流量及压头。

30

0 26

0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 25.5

24.5

23

21

18.5

15.5

12

8.5

解 高位槽和水池两截面的p1?p2?0(表压),管路特性曲线为He=A+KQe2 其中

A??Z??p?10m400u1?u2?0

?g??l ?? 8 ? ??

K????d8?(0.03??dg24?0.07524??0.075?9.81?32)?5.02?105所以 He=10+5.02?105Qe2

泵的工作点为泵特性曲线和管路特性曲线的交点,用泵特性曲线和管路特性曲线作图,如习题2-6、2-7、2-8图解所示,工作点为A,坐标为(0.00445m3/s,20m),即流量为16.02m3/h,压头为20m。

2-7 若题6改为两个相同泵串联操作,且路特性不变。试求泵的工作点及其相应流及压头。

解 将单台泵的特性曲线的纵坐标加倍,横坐标保持不变,可求得两台泵串联的合成特性曲线 。串联时工作点B如习题2-6、2-7、2-8图解所示。工作点坐标为(0.00615m3/s, 29.6m),即流量为22.14m3/h,压头为29.6m。

H或He/m管

605040302010000.0050.01Q或Qe/m?s3-1量

离心泵特性曲线管路特性曲线并联时泵特性C A B 串联时泵特性后

0.0150.02习题2-6、2-7、2-8图解

2-8 若题6改为两个相同泵并联操作,且管路特性不变。试求泵的工作点及其相应流量及压头。

解 将单台泵特性曲线的横坐标加倍,纵坐标不变,便可求得两泵并联后的合成特性曲线。并联时工作点C如习题2-6、2-7、2-8图解所示。工作点坐标为(0.00556m3/s, 23.5m),即流量为20.02m3/h,压头为23.5m。

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2-9 热水池中水温为65℃。用离心泵以40m3/h的流量送至凉水塔顶,再经喷头喷出落入凉水池中,达到冷却目的。已知水进喷头前需维持49×10Pa(表压)。喷头入口处较热水池水面高6m。吸入管路和排出管路的压头损失分别为1m和3m。管路中动压头可忽略不计。试选用合适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地大气压强按101.33×103Pa计。

解 在热水池水面(1-1截面)与喷头入口处(2-2截面)处建立柏努利方程,以1-1截面为基准面, 其中 Z1?0,Z2?6m,p1?0,p2?49?10Pa(表压),

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Z1?p1?g?u122g?He?Z2?p2?g?u222g??Hf1-2u1=0,?Hf1-2?1?3?4m当水温为65℃时,饱和蒸汽压pv=25540Pa,密度ρ=980.5kg/m3。

管路中动压头可忽

He??Z??p??u2?g2g??Hf?6?49?103980.5?9.81?0?4?15.09m略,所以

据Qe=40m3/h, He=15.09m查 IS型泵系列特性曲线,选IS100-65-200型泵。

查教材附录25泵规格,IS100-65-200型水泵必需气蚀余量为3 m。

Hg??p0?pV?NPSH??Hf?(3+0.5)?1

习题2-10 附图 ?g101330?25540980.5?9.81?3.38m泵的安装高度应比3.38低0.5m~1m左右。

2-10将某减压精馏塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽,釜中真空度为6.67×104Pa(其中液体处于沸腾状态,即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上,吸入管总阻力为0.87m

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