∴ u0 = 0.71u1
分别在槽面与C-C,B-B截面处列出伯努利方程
0 + 0 + Z0g = u1/2 + 0 + 0 + ∑ｈf,AC 0 + 0 + Z1g = u0/2 + 0 + 0 + ∑ｈf,AB
而∑ｈf,AC = λ?(ι
AB
22
/d0 )·u0/2 + λ?(ι
2
2
BC
/d1)·u1/2
2
2
= O.03×(58000/38) ×u0/2 + 0.03·(12500/32)×u1/2
= 22.89 u0 + 5.86 u1 ∑ｈf,AB = λ?(ι
AB2
2
/d0)·u0/2
2
2
= O.03×(58000/38)×u0/2 = 22.89 u0 ∴u1 = 2.46m/s
BC支管的排水量 VS,BC = u1A1 = 7.1m/s ⑵ 所有的阀门全开 VS,AB = VS,BC + VS,BD
u0A0 = u1A1 + u2A2 u0π38/4 = u1π32/4 + u2π26/4 u038 = u132 + u226假设在BD段满足1/λ ∴λ
D
1/2
2
2
2
2
2
2
3
2
①
=2 lg(d /ε) +1.14
= 0.0317
同理在槽面与C-C,D-D截面处列出伯努利方程 Z0g = u1/2 + ∑ｈf,AC
= u1/2 +λ?(ι
22
AB
2
/d0 )·u0/2 + λ?(ι
2
BC
/d1)·u1/2 ②
2
Z0g = u2/2 + ∑ｈf,AD
= u2/2 +λ?(ι
2
AB
/d0 )·u0/2 +λD?(ι
2
BD
/d2)·u2/2 ③
2
联立①②③求解得到 u1 = 1.776 m/s, u2= 1.49 m/s 核算Re = duρ/μ = 26×10×1.49×10/0.001 = 38.74×10 (d/ε)/Reλ∴假设成立
即 D,C两点的流速 u1 = 1.776 m/s , u2= 1.49 m/s
∴ BC段和BD的流量分别为 VS,BC = 32×10×(π/4)×3600×1.776 = 5.14 m/s
3
1/2
-3
3
3
= 0.025 > 0.005
VS,BD = 26×10×(π/4)×3600×1.49 = 2.58 m/s
29. 在Φ38×2.5mm的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为16.4mm，管中流动的是20℃的苯，采用角接取压法用U管压差计测量孔板两测的压强差，以水银为指示液，策压连接管中充满甲苯。测得U管压差计的读数为600mm，试计算管中甲苯的流量为若干 kg/h？ 解：查本书附表 20℃时甲苯的密度和粘度分别为 ρ= 867 Kg/m,μ= 0.675×10
假设Re = 8.67×10
当A0/A1 = (16.4/33) = 0.245时,查孔板流量计的C0与Re, A0/A1 的关系得到 C0 = 0.63
体积流量 VS = C0A0[2gR(ρA-ρ)/ ρ]
= 0.63×π/4 ×16.4×10 ×[2×9.81×0.6×(13.6-0.867)/0.867] =1.75×10 m/s
流速 u = VS /A = 2.05 m/s
核算雷偌准数 Re = duρ/μ = 8.67×10 与假设基本相符 ∴甲苯的质量流量 ωS = VSρ=1.75×10×867×3600 = 5426 Kg/h
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-3
3
2
-6
1/2
1/2
43
-3
3
第二章 流体输送机械
1 . 在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa，轴功率为2.45kw，转速为2900r/min，若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的进出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略 不计，试求该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。 解：取20 ℃时水的密度ρ=998.2 Kg/m 在泵出口和入口处列伯努利方程
u1/2g + P1/ρg + Η = u1/2g + P2/ρg + Ηf + Z ∵泵进出口管径相同, u1= u2
不计两测压口见管路流动阻力 Ηf = 0 ∴ P1/ρg + Η = P2/ρg + Z
Η = (P2- P1)/ρg + Z = 0.4 + (152+24.7)×10/998.2×9.8 =18.46 m
该泵的效率 η= QHρg/N = 26×18.46×998.2×9.8/(2.45×10×3600) = 53.2.﹪
2. 用离心泵以40m3/h 的流量将贮水池中65℃的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落入凉水池中，以达到冷却的目的，已知水进入喷头之前需要维持49kPa的表压强，喷头入口较贮水池水面高6m，吸入管路和排出管路中压头损失分别为1m和3m，管路中的动压头可以
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3
2
2
3
忽略不计。试选用合适的离心泵并确定泵的安装高度。当地大气压按101.33kPa计。 解：∵输送的是清水 ∴选用B型泵 查65℃时水的密度 ρ= 980.5 Kg/m 在水池面和喷头处列伯努利方程
u1/2g + P1/ρg + Η = u1/2g + P2/ρg + Ηf + Z 取u1= u2 = 0 则
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Η = (P2- P1)/ρg + Ηf + Z
= 49×10/980.5×9.8 + 6 + (1+4) = 15.1 m ∵ Q = 40 m /h
由图2-27得可以选用3B19A 2900 4 65℃时清水的饱和蒸汽压PV = 2.544×10Pa
当地大气压 Ηa = P/ρg = 101.33×10 /998.2×9.81 = 10.35 m 查附表二十三 3B19A的泵的流量: 29.5 — 48.6 m /h 为保证离心泵能正常运转,选用最大输出量所对应的ΗS 即ΗS = 4.5m
输送65℃水的真空度 ΗS = [ΗS +(Ηa-10)-( PV/9.81×10 –0.24)]1000/ρ =2.5m ∴允许吸上高度Hg = ΗS - u1/2g -Ηf,0-1 = 2.5 – 1 = 1.5m 即 安装高度应低于1.5m
3．常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760kg/m3，粘度小于20cSt，在贮槽条件下饱和蒸汽压为80kPa，现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15m3流量送往表压强为177kPa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部压头损失为1m 和4m 。试核算该泵是否合用。若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33kPa计.
解: 查附录二十三 65Y-60B型泵的特性参数如下 流量 Q = 19.8m/s, 气蚀余量△h=2.6 m 扬程H = 38 m
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