流體機(jī)械原理課后解答張克為

1、流體機(jī)械原理作業(yè)解答p41習(xí)題一:一、為了滿足一個(gè)規(guī)劃中的企業(yè)用電髙峰的需要，擬在有利地形處建一座具有一臺(tái)泵及一臺(tái) 水輪機(jī)的抽水蓄能電站，該企業(yè)每天對(duì)電能的需要為：14h為Pf8MW： 10h為P=40MWe假泄 該企業(yè)可以從電網(wǎng)中獲得的電功率Pv是常數(shù)，已知：水輪機(jī)的總效率虧嚴(yán)仏/勺廣。®, 泵的總效率 =P /P =0.86,壓力管道的損失=電站的靜水頭H =200加。為P 水電st簡(jiǎn)單計(jì)，假立M和H為常數(shù)，其它損失忽略不計(jì)。假左該裝置中水的總量為常數(shù)（上游 st無(wú)來(lái)水，下游不放水，并忽略蒸發(fā)泄漏），試求：必需的飭值。泵與水輪機(jī)的工作參 數(shù), H , P. o上游及下游水池的最小

2、容積V。ZK解：從電網(wǎng)中獲得的電能不足時(shí)，用水輪機(jī)發(fā)電補(bǔ)充：從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時(shí)，用于泵去 抽水蓄能。p廠R = 4如吋=0&（丹” -皿）*%久40-£t 如=1.032 206*1040 + 8*1.0321 +1.032« 23.75 MWqV = 6.71 m3/s對(duì) 水 輪 機(jī): 孤=9.39 m3/s : H: = 194/n , P =40-23.75 = 16.25 MW ,P.二P,/ 7=17.85 MW,對(duì)于泵:,=6.71013/8； Hx = 206m ,巴二(匕一人嚴(yán)久=(2376-8)*086二1355師V= 6.71* 3600

3、 *14 = 3.38*105m3二、水輪機(jī)效率實(shí)驗(yàn)時(shí)在某一導(dǎo)葉開(kāi)度下測(cè)得下列數(shù)據(jù)：蝸殼進(jìn)口處壓力表讀數(shù)/9 = 22.16xlO4Pa,壓力表中心髙程Hm = 88.7m,壓力表所在鋼管直徑Q = 335m,電站下游水位V = 84.9m流量久=33m/s,發(fā)電機(jī)功率匕=7410 kW,發(fā)電機(jī)效率仏=0.966 ,試求水輪機(jī)效率及機(jī)組效率。 解：E, =Zr + 匕 +Pg2gZr =88.7,Pi _ 22.16x1(/pg 1000 x9.8qv 4x331 "fD2 _/t3352 4心 3.7442©=Z° + N +竺；而乙=84.9,Pg 2gj 1

4、=0Pg 2g3 74488.7 - 84.9 + 22.6I2+仆 E + 2260.7“27.27m水輪機(jī)的效率7 =P& / 仏 _7410/0.9667670.807pqH 一 9.8x33x27.127 ' 8772.871a 87.438%機(jī)組效率=億=0.966 x 0.874 a 0.844三、某泵裝置中，進(jìn)口管直徑=150 mm其上真空表讀數(shù)V = 6.665xlO4Pa (500mmHg),出口管路直徑0=125mm,其上壓力表讀數(shù)/ = 0.22MPa,壓力表位置比真空表髙lm,輸送介質(zhì)為礦物汕，其密度p = 900kg/m3.泵的流量為綣=OO53m3/

5、s,試求泵的揚(yáng)程。解：泵的揚(yáng)程H =h + V + M +2gt 6.665 xlO4+ 900x9.80.22 xlO6H900x9.80.053x4/0.053x4一(71H2gLN0125,a 1 + 7.557 + 24.943 + (4.319)2 -(2.999)22g* 1 + 7.557 + 24.943 + 0.493 = 33.993某泵裝置中，進(jìn)出口管直徑相同£） = 150cm,進(jìn)口真空表讀數(shù)V =450mmHg,岀口 管路上壓力表讀數(shù)A/ = 1.8kg f/cm2,壓力表位置比真空表高lm,輸送介質(zhì)為礦 物油，其密度p = 900kg/m3,泵的流量為Q

6、= 53 L/s,試求泵的揚(yáng)程。答案：H=h + V + M +7?1+13：6x450 + 1.8x9.8x10-+±900900x9.8 2g龍0.15龍0.15= 1 + 6.8 + 20 + 0= 27.8四.一臺(tái)送風(fēng)機(jī)的全壓為，風(fēng)量為40m3/min效率為50%,試求其軸功率。xl.96xl00050%1.307xl0350%-2.614x103Wpl03習(xí)題二四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)某一圓柱流而D=2m,滬150r/min,在某一流量下c,”=4m/s。試求：a）當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到使0力二10°時(shí)，作出口速度三角形。此時(shí)轉(zhuǎn)輪岀口水流的動(dòng)能是多少其中相 對(duì)于c“2的部分又是多

7、少b）為了獲得法向?qū)缈?，?yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)【片丿V使Phl為多少此時(shí)出口動(dòng)能又為多少c）設(shè)尾水管回能系數(shù)久二，且假肚尾水管只能回收相應(yīng)于q”2的動(dòng)能，則上而兩種情況下岀口動(dòng)能損失各為多少60嚴(yán) 2xl5O“57o 沁60cltl = u2 cinctg0° = 15.708 - 4xc/gl0° = -6.977 m/s c2 = Jc：2 + C： = >/6.9772 +42 = J64.679 = 8.042 m/s c； 64.679 2g 2x9.8=6'977 2 =2,484. 2x9.84b) pf. = arctg= 14.287°15.708

8、= 0.816 m2g 2x9.8C）回收的能量：1 55 一 85% x 3.30 2.484 一 0.3212g2g損失的能量:空-回收的能量=3.3 - 0.321 =2.979或85%籠 =2.1112g2g 15%. 1-= 0.1222g五.在進(jìn)行一臺(tái)離心泵的能量平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)：軸功率/15kW；流量 qv =0.013m3/s：揚(yáng)程 ¥80m：轉(zhuǎn)速 n=2900r/min：葉輪密封環(huán)泄漏量/.二0 0007m3/s；圓 盤摩擦功率APr=：軸承與填料摩擦功率卑二;另外給泄了泵的幾何尺寸：輪直徑D二0. 25m： 出口寬度婦二6mm；葉片出口角Ph2 =23&#

9、176; °試求:a）泵的總效率及水力、容積和機(jī)械效率。b）葉輪岀口速度三角形。（不計(jì)葉片厚度，c“產(chǎn)0）C）滑移系數(shù)C7、反作用度。15“=-(乂.+噸=15-(19 + 02)=086= 0.95qv _0.013入 _ qv + Sqy _ 0.013+0.00070.86 x 0.95=0.8570.013 +0.00070.25 x 0.006= 2.992m/s7rD2n60n x 0.25 x 290060a 37.961 m. s/而二 4?u2x30.912H 7-37.961c) cri20C =u2-c,n2QDctgj32x =37.961 一 2.992 x

10、dg23。= 37.961 7(M9 =30.912= 24.099gH 9.8x80/hu20.857 x37.961= 0.82一 1養(yǎng)十 30 912 - 24.099 ik37.961+ <2oo = 30.9122 + 2.9922 = 964.5 = 31.562= 1-31.5622x37.961x30.912= 0.589P103習(xí)題四四.一臺(tái)泵的吸入口徑為200mm,流量為h78L/s,樣本給上比二56m,吸入管路損失A/ v=0. 5m<» 試求：1）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下抽送常溫淸水時(shí)的H昭值。2）如此泵在拉薩（幾二）使用，從開(kāi)敞的容器中抽吸80°C

11、溫水，其H賓值又為多少（注：80 °C in水的巾二，席二m3）1）列進(jìn)水池面與泵進(jìn)口斷面 比-H . =0 +厶+ = + /PS " PS 2g/J = 2k_2k = 2k_2L+H. +£L+ahvPS pg P8 PS ' 2g吒七菁w4 = 4 x 77.8/1000 = 2 476ttD; /rx02-H= 5.6 - 2476 -0.5 = 5.6 - 0.313 -0.5 = 4.787'2g2ft2）由汽蝕余量和真空度的定義：也=卜+字-丄,H；=£l_厶 丫 2g y/ YH =竝+出乂 _出7 2gyf7f和吟+詁

12、陽(yáng)鄉(xiāng)/= / +么一么一厶+厶/ / / /H f = 5.6 + 64922 34-10.33-L + q.2459530.449530.44=5.6 + 6.81-10.33 一 4.97 + 0.24=-2.65HS 唱七弋Z嚴(yán)-2.65 - 0.313 - 0.5 = -3.463 m五、雙吸離心泵的轉(zhuǎn)速為1450r/min,最優(yōu)工況的揚(yáng)程為43m,流量為1. 36m3/s臨界空化余量為A/匕二3. 17m,最大流量工況A/匕為10. 06m,吸水管路的水力損失為0.91m,當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?0. 36m所輸送的冷水的汽化壓力為二031m°試確泄：1）最優(yōu)工況的比轉(zhuǎn)速耳、空化比轉(zhuǎn)速S、臨界空化系數(shù)b紂和允許的吸入髙度是多少2）最大流量工況的允許吸入髙度是多少（提示：計(jì)算一和S時(shí)應(yīng)取總流量的二分之一）1），罟=“.207 =摯q H'Z43