流体力学与流体机械习题参考答案
??0.89?10?6m2/s的水以Q?1.2?10?3m3/s通过时,两侧压管液面高差h=0、6m,试计算?。若流动处于阻力平方区,确定当量粗糙度?。
lv2Q 解:v??3.82m/s,hf??,???0.032,流动处于阻力平方区
d2gA??(1.14?2lg)?2,???0.12mm
?6-17
泵送供水管如图
6-25
所示。已知吸水管
d1?225mm,l1?7m,?1?0.025,?1?4;排水管d2?200mm,l1?50m,?1?0.028。Hc?45m。设水泵的扬程H与流量Q的关系为H?65?2500Q2。不计其她局部
d损失,该管路每昼夜的供水量就是多少？
22l1v12v12l2v2v2 解:由题意可得:?H??1,?H?HC?65?2500Q2 ??1??2?d12g2gd22g2g?4d12v1??42d2v2?Q,解得:v1?0.045m/s,?Q??4d12v1?0.081m3/s
所以,供水量=Q?24?3600?6975m3
流体力学与流体机械习题参考答案
《流体力学与流体机械之流体机械》
第一章 泵与风机的分类及工作原理
1-2 泵与风机的基本特性参数有哪些？
解:泵的特性参数有:流量Q,扬程H,转速n,轴功率N,有效功率Na,效率?,允许吸上真空度Hs。
风机的特性参数有:流量Q,全压P,转速n,轴功率N,有效功率Na,效率?。 1-3 试述离心式水泵的工作原理。
解:以单级单吸离心式水泵为例说明其工作原理:单级单吸离心式水泵由叶轮、主轴、机壳等组成。当叶轮随主轴旋转时,叶片间的液体也随叶轮旋转而获得能量,从叶片之间的开口处甩出,进入机壳,通过出液口排出。叶片间液体被甩出后,叶轮中心部分的压力就要降低,当压力降低到能将外部液体吸入时,吸入的液体就能从轴向流入叶轮。叶轮连续旋转,就能连续输出有压液体。
第二章 泵与风机的基本理论
2-6
设
有
一
离
心
水
泵
,
叶
轮
的
尺
寸
为:D1?17.8cm,D2?38.1cm,b1?3.5cm,b2?1.9cm,?1?18o,?2?20o。设叶轮的转速n=1450r/min,流体以径向流入叶轮,试计算其理论流量QT与此时的理论扬程
HT?。
解:u1??D1n60?13.514ms,由?1?90?知，c1?c1r?u1?tan?1?4.39ms
QT??D1b1c1r?0.086ms,u2??D2n60?28.926ms,
c2r?QT?3.78ms,c2u?u2?c2r?cot?2?18.54ms
?D2b2HT??u2c2u?54.67m g2-7 已知4-72-11No5型通风机的转速n=1452r/min,风量
Q?1.72m3/s,D2?500mm,D1?325mm,b2?127mm,b1?176mm,?2?30o,
?1?23o,Z=10,排挤系数??0.92。试求环流系数K与 理论全压PT。 解:,由QT???D2b2c2r知:c2r?QT?D1n?9.37ms,u1??24.67ms,
??D2b260流体力学与流体机械习题参考答案
u2??D2n60?37.96ms,c1r?QT?10.4ms,
??D1b1c1u?u1?c1rcot?1?0.17ms,c2u?u2?c2rcot?2?21.73ms
由于4?72?11No5型通风机是离心通风机,所以K?1
?c2r?1?Z?1?cot?2??c1u?带入各值得K?0.999,PT???u2c2u?u1c1u??984.8pa Pt?KPT?983.8pa
2-8 有一单级轴流式风机,转速为750r/min。在直径980mm处,风以速度
c1?8.02m/s轴向进入叶轮,在出口以c2?8.96m/s的速度流出。求叶片进出口相对
速度角度的变化(?2??1)。
解:由于风从轴向进入风机，因此:c1u?0ms,c1r?c1?8.02ms
u??Dn60?38.48ms,tan?1?c1?0.208 u所以?1?arctan?1?arctan0.208?11.75o
在轴流式风机中c1r?c2r,c2u?c22?c1r2?4ms,c2u?u?c2r?cot?2 所以cot?2?u?c2u?4.3,所以?2?arccot?2?arccot4.3?13.1o c2r?2??1?13.1o—11.75o=1.43o
2-11 某风机在转速为1450r/min时,全压P=4609Pa,流量Q?71100m3/h,轴功率N=99、8kW。若转速将为730r/min,气体密度均不变,试计算此时的全压、流量与功率。
QnP?n?N?n????? ??? 解: QmnmPm?nm?Nm?nm?23由题可知:
n1450??1.9863 nm7302所以:Pm?P1.9863?1168.2Pa 3 Qm?Q1.9863?35795.2m/h
流体力学与流体机械习题参考答案
Nm?N1.98633?12.73kW
2-12 试根据下列参数计算比转数。
(1)单级单侧进风离心风机,Q?14m3/s,H=600Pa,n=1000r/min。 (2)单级单入口水泵,Q?30m3/min,H=25m,n=1450r/min。 (3)单级双入口水泵,Q?70m3/min,H=20m,n=1450r/min。 (4)三段分级式水泵,Q?80L/s,H=122、4m,n=1480r/min。
Q14?1000??173.56 H3460343.65nQ0.5?3.65?1450??334.73 334425H3.65n(Q/2)0.583?3.65?1450??427.29 334420H1212 解:(1)对于离心风机:ns?n1212(2)对于单级单入口水泵:ns?12(3)对于单级双入口水泵:ns?12(4)对于三级分段式水泵:ns?3.65nQ12?3?H34?3.65?1480?0.08?94.65 34(122.4/3)12第五章 给排水系统
5-3 为什么要在关闭闸阀的情况下启动与停止离心式水泵。
解:闸阀关闭时,泵的流量为零,从泵的功率特性曲线可以瞧出,零流量时泵所需功率最小,电动机的启动电流也最小,所以,关闭闸阀启动,可减小启动电流,减轻对电网的冲击。
水泵停止时,应先关闭排水闸阀,然后再停电机,这样做就是为了阻止发生水击。
5-11 保证水泵正常工作的条件就是什么？ 解:1)泵的稳定工作条件,(0.9~0.95)H0?Hc 2)泵的经济工作条件,?M?(0.85~0.9)?max
3)不发生气蚀的条件
5-17 离心式水泵在转速2940r/min时的流量与扬程与效率的关系如表5-8所示,管网特性曲线方程为Hg?20?0.078Q2(Q的单位为L/s,Hg的单位为m)。试求工况点的流量与轴功率。
表5-8 流量与扬程与效率的关系