qV2?9000?0.114?6863m3/h?1.91m3/s
0.0355?0.114下面核算?值
Re?du???d?qV?4?d2?4qV? ???d?水在20℃时，??998.2kg/m3,??1.004?10?3Pa?s
Re?qV4?998.26qV ??1.266?10d??1.004?10?3d0.59?1.49?106 0.51.91?3.45?106 0.7故 Re1?1.266?106?Re2?1.266?106?由Re1?1.49?106与由Re2?3.45?106与以上计算结果正确。
?d1=0.0006，从图上查得??0．0177，与原假设相同。
=0.000429，从图上查得?2?0．0164，与原假设的?2?0．0162接近。故
?d2流量的测定
【1-40】 在管径?325mm?8mm的管路中心处安装皮托测速管，测量管路中流过的空气流量。空气温度为21℃，压力为1.47?105Pa（绝对压力）。用斜管压差计测量，指示液为水，读数为200mm，倾斜角度为20度。试计算空气的质量流量。
解 空气温度T?273?21?294K，绝对压力p?147kPa，空气的密度为
??pM147?29??1.74kg/m3 RT8.314?294R?R'sina?200sin20?68.4mm?0.0684m
水的密度 ?0?1000kg/m3
2gR?02?9.81?0.0684?1000?27.8m/s
1.74umax????5Pa?s 空气的黏度??1.815?10Remax?dumax???0.309?27.8?1.74?8.24?105 ?51.815?10查得
uumax?0.86 u?0.86?27.8?23.9m/s
空气质量流量qm??4d2u???4?(0．309)2?23.9?1.74?312 .kg/s
【1-41】 20℃的水在?108mm?4mm的管路中输送，管路上安装角接取压的孔板流量计
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测量流量，孔板的孔径为50mm。U形管压差计指示液为汞，读数R=200mm。试求水在管路中的质量流量。
解 水在20℃时??998.2kg/m3,?=1.004?10?3Pa?s 孔板孔径 d0?0.05m, 管径D?01. m?d??0.05????0?????0.25
?D??0.1?222从?、 Re、?2关系曲线上查得，在?2?0．25的水平段的?值，??0.622 U形管差压计的读数R?0.2m，汞密度?0?13600kg/m3 孔板前后的压力差?p?R??0???g 水的质量流量
qm?aA02??p?a??0.622??42d02?R(?0??)g ?4?(0.05)2?2?998.2?0.2?(13600?998.2)?9.81 ?8.58kg/s
流速 u?qm?4?8.58d2??4?1.095m/s
?(0.1)2?998.2Re?du???0.1?1.095?998.2?1.089?105 ?31.004?10由?2?0．与前面查得?值相同，25与Re?1.089?105从?、Re、?2关系曲线上查得，??0.622。计算正确
。第二章 流体输送机械
离心泵特性
【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m3/h，泵出口压力表读数为350kPa，泵入口真空表读数为30kPa。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm，吸入管与压出管内径分别为350mm及310 mm，试求泵的扬程。
解 水在15℃时??995.7kg/m3，流量qV?540m3/h 压力表pM?350kPa，真空表pV??30kPa（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离h0?0.35m 管径d1?0.35m，d2?0.31m
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流速 u1? V??2?4d12q540/36004?(0.35)2 ?1.56m/s
?d??0.35?u2? u1?1? ?1.56????1.99m/s d0.31???2?22pM?pVu2?u1扬程 Η?h0? ?ρg2g2350?103?(?30?103)(1.99)2?(1.56)2 ?0.35? ?995.7?9.812?9.81 ?0.35?38.9?0.078?39.3m 水柱
【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m3的水溶液，其他性质可视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。
解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。 (3)液体密度?增大，则轴功率P?qV?gH?将增大。
【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min时，水的流量为18m3/h，扬程为20m(H2O)。试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min时，泵的流量与扬程将变为多少？
3解 (1)已知qV?18m3/h,H?20m 水柱，??1000kg/m有效功率 Pe?qV?gH?18?1000?9.81?20?981W 3600(2) 转速 n1?1450r/min时流量qV1?18m3／h，扬程H1?20m H2O柱 转速 n2?1250r/mi n流量 qV2?qV1n21250?18??15.5m3/h n1145022?n??1250?扬程 H2?H1?2??20????14.9m HO2柱
?1450??n1?管路特性曲线、工作点、等效率方程
【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa，两槽液位相差4m且维持恒定。已知输送管路为?45mm×2.5mm，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度），设流动进入阻力平方区，摩擦系数为0.02。
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2在输送范围内该离心泵的特性方程为H?28?6?105qV（qV的单位为m3/s，H的单位为m）。水的
密度可取为1000kg/m3。试求：（1）离心泵的工作点；（2）若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下，而改为输送密度为1200 kg/m3的碱液，则离心泵的工作点有何变化？
解 （1）管路特性方程 H?H20?kqV
其中 HΔp98.1?1030?Δz??g?4?103?9.81=14
k??8l?Σle20?2gd5?0.0?283.142?9?.810?5.043.?235 10故管路特性方程 H?14?3.23?105q2V 离心泵特性方程 H?28?6?105q2V 两式联立 28?6?105q2V?14?3.23?105q2V 得工作点下的流量与压头
qV?3.89?10?3m3/s，H?18.92m
（2）当改送密度为1200 kg/m3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程
H'Δp98.?13 100?Δz??'g?41?20?09.81?12. 3流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则k不变。因此管路特性方程变为
H?12.3?3.23?105q2V
将该方程与泵特性方程联立
28?6?105q22V?12.3?3.23?105qV
得新工作点下流量及压头
q'V?4.12?10?3m3/s，H'?17.78m
【2-5】在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽，如习题2-5附图所示。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管内径为75mm，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m。流体流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。流体流经换热器的局部阻力系数为??32。
离心泵在转速n?2900r/min时的H?qV特性曲线数据见下表。
习题2-5a附图
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