流體力學(xué)與傳熱-第二章總結(jié)

第二章復(fù)習(xí)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖流體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械離心泵往復(fù)泵及其它泵離心式通風(fēng)機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)工作原理性能參數(shù)性能曲線選型工作原理與理想壓縮循環(huán)壓縮類(lèi)型工作原理性能參數(shù)與基本方程式性能曲線選型性能影響因素氣蝕現(xiàn)象工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵工作原理離心泵主要部件？什么是氣縛現(xiàn)象？如何啟動(dòng)與關(guān)閉泵？離心泵的性能參數(shù)與基本方程式揚(yáng)程流量軸功率效率離心泵的性能曲線H~QN~Q~Q離心泵特性曲線n一定離心泵性能影響因素密度的影響：（H，Q，）與無(wú)關(guān)；,(N、Ne)粘度的影響：，（H，Q，）；N轉(zhuǎn)速的影響：葉輪直徑的影響：氣蝕現(xiàn)象氣蝕是指當(dāng)貯槽液面的壓力一定時(shí)，如葉輪中心的壓力降低到等于被輸送液體當(dāng)前溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，葉輪進(jìn)口處的液體會(huì)出現(xiàn)大量的氣泡，這些氣泡隨液體進(jìn)入高壓區(qū)后又迅速被壓碎而凝結(jié)，致使氣泡所在空間形成真空，周?chē)囊后w質(zhì)點(diǎn)以極大的速度沖向氣泡中心，造成瞬間沖擊壓力，從而使得葉輪部分很快損壞，同時(shí)伴有泵體震動(dòng)，發(fā)出噪音，泵的流量，揚(yáng)程和效率明顯下降。允許安裝高度Hgmax離心泵的工作點(diǎn)泵的H~Q與管路的H~Q曲線的交點(diǎn)離心泵的流量調(diào)節(jié)1.

改變出口閥開(kāi)度2.

改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速3.

改變?nèi)~輪直徑離心泵的選用（1）根據(jù)液體的性質(zhì)確定類(lèi)型（2）確定管路流量和所需外加壓頭（3）根據(jù)所需Q和H確定泵的型號(hào)（4）校核軸功率離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理和離心泵相似，依靠葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使氣體獲得能量，從而提高了氣體的壓強(qiáng)和速度。離心式通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)風(fēng)量：按入口狀態(tài)計(jì)的單位時(shí)間內(nèi)的排氣體積。全風(fēng)壓：?jiǎn)挝惑w積氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)獲得的能量。軸功率和效率：

往復(fù)式壓縮機(jī)工作原理與理想壓縮循環(huán)吸氣、壓縮、排氣往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮類(lèi)型等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮等溫壓縮過(guò)程功耗最小練習(xí)（1）離心泵的工作點(diǎn)是

曲線與

曲線的交點(diǎn)。（2）離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生———現(xiàn)象。（3）若被輸送的液體粘度增高，則離心泵的壓頭

，流量

，效率

，軸功率

。（5）在同一管路中，若用離心泵輸送ρ=1200Kg/m3的某流體（該溶液的其它性質(zhì)與水相同），與輸送水相比，離心泵的流量

，揚(yáng)程

，泵出口壓力

，軸功率

。（4）離心泵中

是將原動(dòng)機(jī)的能傳遞給液體轉(zhuǎn)的部件。而

則是將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能的部件。（6）泵啟動(dòng)時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開(kāi)關(guān)的原因是____________。（7）離心泵的揚(yáng)程含義是

。

（8）為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)使離心泵內(nèi)的最低壓力

輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。習(xí)題課例1：如圖的輸水系統(tǒng)。已知管內(nèi)徑為d=50mm,在閥門(mén)全開(kāi)時(shí)輸送系統(tǒng)的Σ(l+le)=50m，摩擦系數(shù)可取λ=0.03，泵的性能曲線，在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可用下式描述:H=18.92－0.82Q0.8，此處H為泵的揚(yáng)程m，Q為泵的流量m3/h，問(wèn):(1)如要求流量為10m3/h，單位質(zhì)量的水所需外加功為多少?單位重量的水所需外加功為多少?此泵能否完成任務(wù)?(2)如要求輸送量減至8m3/h(通過(guò)關(guān)小閥門(mén)來(lái)達(dá)到)，泵的軸功率減少百分之多少?(設(shè)泵的效率變化忽略不計(jì))10m解：（1）單位質(zhì)量水所需外加功單位重量水所需外加功泵在該流量下所能提供的揚(yáng)程H泵=18.92-0.82Q0.8=18.92-0.82×100.8=13.75（2）H泵后=18.92-0.82Q0.8=18.92-0.82×80.8=14.59某液體由一敝口貯槽經(jīng)泵送至精餾塔A，管道入塔處與貯槽液面間的垂直距離為12m,流經(jīng)換熱器B的壓力損失為2.94×104Pa，精餾塔壓強(qiáng)為9.81×104Pa（表），排出管路φ114×4mm的鋼管，管長(zhǎng)為120m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），流速為1.5m.s-1，比重為0.96，摩擦系數(shù)λ＝0.03，其它物性均與水極為接近。泵吸入管路壓力損失為1[m液柱]，吸入管徑為φ114×4mm。（1）試通過(guò)計(jì)算，選擇下列較合適的離心泵；（2）泵與貯槽液面間的最大垂直距離不能超過(guò)多少米？型號(hào)QHηHsm3/hm％m2B192216666.03B57A5037.5646.44B919091686.212mHgAB解：（1）在貯槽液面與管道入塔截面間列柏努利方程其中Z1=0Z2=12p1=0p2=9.81×104Pau1=0u2=0選擇3B57A型泵（2）允許安裝高度泵與貯槽液面間的最大垂直距離不能超過(guò)5.55米如圖所示的輸水系統(tǒng)，輸水量為36m3/h，輸水管均為φ80×2mm的鋼管，已知水泵吸入管路的阻力損失為0.2m水柱，壓出管路的阻力損失為0.5m水柱，壓力表的讀數(shù)為2.45×105Pa，試求：（1）水泵吸入管路上真空表的讀數(shù)（mmHg柱）。（2）水泵的升揚(yáng)高度;（3）若水泵的效率η＝70％，水泵的軸功率（kw）；4.8m0.2m11223344（1）在1-1與2-2間列柏努利方程水泵吸入管路上真空表的讀數(shù)為386mmHg（2）在2-2與3-3間列柏努利方程(3)水泵的軸功率在1-1與4-4間列柏努利方程水泵的升揚(yáng)高度為29.7m流體力學(xué)【1-12】高位槽內(nèi)貯有20℃的水，水深1m并維持不變。高位槽底部接一長(zhǎng)12m直徑100mm的垂直管。若假定管內(nèi)的阻力系數(shù)為0.02，試求(1)管內(nèi)流量和管內(nèi)出現(xiàn)的最低壓強(qiáng)各為多少？(2)若將垂直管無(wú)限延長(zhǎng)，管內(nèi)流量和最低點(diǎn)壓強(qiáng)有何改變？（3）若將高位槽底部所接垂直管管徑加倍，長(zhǎng)度不變，管內(nèi)流量有何變化？1. 在斷面1-1和2-2間列機(jī)械能衡算式得求u

從管入口點(diǎn)B至管出口沒(méi)有任何局部阻力。故B點(diǎn)處的h最低，壓強(qiáng)最低。在斷面1-1和B-B間列機(jī)械能衡算式：2. 當(dāng)管長(zhǎng)H無(wú)限延長(zhǎng)，上式中水深h，入口損失和出口動(dòng)能皆可忽略。此時(shí)管內(nèi)最低壓強(qiáng)

Qv=0.0777m3/s對(duì)于溫度為20℃的水pv=2338pa，PB遠(yuǎn)大于pv，1、如果是理想流體，沒(méi)有阻力損失，隨著H的增加，管內(nèi)流體保持勻速運(yùn)動(dòng)，流體的重量依靠壓差平衡，若管路出口為大氣壓，管內(nèi)必出現(xiàn)很大的真空度。pB(3)在斷面1-1和2-2間列機(jī)械能衡算式高位槽大幅度提高流量的往往達(dá)不到目的在加大壓頭的統(tǒng)統(tǒng)是，管路阻力也加大了，流量的增加有限，即使高位槽無(wú)限高(Qv僅增加了22.5%)適當(dāng)增加管徑，不僅增大流通面積又降低管道阻力，流量的提高大于4倍。2、一敞口高位水槽A中水流經(jīng)一喉徑為14mm的文丘里管，將濃堿液槽B中的堿液（密謀為1400kg/）抽吸入管內(nèi)混合成稀堿液送入C槽，各部分標(biāo)高如附圖所示；輸水管規(guī)格為φ57×3mm，自A至文丘里喉部M處管路總長(zhǎng)（包括所有局部阻力損失的當(dāng)量長(zhǎng)度在內(nèi)）為20m，摩擦系數(shù)可取0.025。（1） 當(dāng)水流量為8m3/h時(shí)，試計(jì)算文丘里喉部M處的真空度為多少mmHg；（2） 判斷槽的濃堿液能否被抽吸入文丘里內(nèi)（說(shuō)明判斷依據(jù)）。如果能被吸入，吸入量的大小與哪些因素有關(guān)？1：主管道(1)文丘里喉部M處在高位水槽上面與M處界面間的列柏努利方程得：

(2)h水＝1.5×1400/1000＝2.1m(<3.16m)（真空度）故濃堿液能被吸入管內(nèi)。在B槽液面與M處水平截面間的列柏努利方程得：

可見(jiàn)吸入量的大小不僅與M處的真空度、B槽液面與M處的位差有關(guān)，而且與吸入管的管路情況（管徑、管長(zhǎng)、粗糙度等）有關(guān)?！?-11】如圖所示，水在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，設(shè)管路中所有直管管路的阻力糸數(shù)為，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)壓力表上的讀數(shù)為，若管徑為1