第二章流體輸送機械答案

第二章流體輸送機械創(chuàng)作：歐陽道時間：2021.03.06創(chuàng)作：歐陽道青心泵特性【2?1】某離心泵用15°C的水進行性能賣驗，水的體積流量為540m3/h,泵出□壓力表讀數(shù)為350kPa,泵入口真空表讀數(shù)為30kPao若壓力表與真空表測莊裁j面間的垂直距離為350mm,吸入管與莊出管內(nèi)徑分別為350mm及310mm,試求泵的揚程。解水淮.15°C時q=995.7如"F,流量qv=540/ws//z莊力表嗆=350kPa,真空表pv=-ZQkPa（表壓丿莊力表與真空表測壓點垂直距禽侃=0.35加管徑4=0.35川，dz=0.31m流速 “廠企=540/3600“56加/$-d； -x（0.35）24 4揚程 H=h°+^J^+導(dǎo)Pg2g【2?2】凍來用于輸送水的離心泵現(xiàn)改為輸送密度為1400kg/n?的水涿液，其他性質(zhì)可視為與水相同。若管路狀況不變，泵前后兩個開口彖彖的液面間的寓度不麥，試說朗：（1）泵的壓頭（揚程丿有無麥化；（2）

若往泵出口裝一壓力表，其讀數(shù)有無變化；(3)泵的軸功率有無炙化。解(1)液體密度增丸，離心泵的壓頭(揚程丿不變。(見教材丿液體密度增大，則出口壓力表讀數(shù)將增大。液體密度°增大，則軸功率p=空戲?qū)⒃龃?。[2-3]某臺離心泵淮.轉(zhuǎn)速為1450r/min時，水的流量為18m3/h,揚程為20m(H2O)o試求：(1)泵的有效功率，水的密度為1000kg/m3;(2)若將泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到1250r/min泵的流量與揚程將麥為多少？鮮(1)己知的=18屛/力?丹=20〃？水柱，p=10QQkg/mz有效功率尺=4，QgH=」Jxl000x9?81x20=981W' 3600(2)轉(zhuǎn)速 =1450/7min時流量q“=18卅/h＞揚程M=20mH：0柱轉(zhuǎn)速幾=1250/7min12501450=15.5m312501450=15.5m3/h揚程仏=鳳倍卜尬牆j"mH俱管珞特性曲筑、工作點、等敗卑方程【2-4】用禽心泵將?水由故口低住槽送往密閉嵩住槽，需住槽中的毛相表壓為98.1kPa,兩槽液住相差4m

且維持恒定。己知輸送管珞為45mmx2.5mm,淮.泵出口閥門全開的情況下，整個輸送糸統(tǒng)的總長為20m(包括所有局部阻力的多量長度丿，設(shè)流動進入阻力平方區(qū)，摩擦糸數(shù)為0.02o亦輸送范謝內(nèi)該禹心泵的特性方程為77=28-6x10逐(務(wù)的單住為m'/s,H的單住為mJO水的密度可取為1000kg/m3o試求：(\)離心泵的工作點；(2)若往閥門開度及管路其他條件不變的情況下，而改為輸送洽度為1200kg/m'的堿液，則離心泵的工作點有何麥化？鮮(1)鮮(1)管珞特性方程H=H°+kqJ其中血=上+也“+2^=14pg 10、9.81其中妓.管路特性方程/7=14+3.23xl05^2禹心泵特性方程//=28-6xl05^.2兩式朕立28-6x1002=[4+3.23x1002得工作點下的流量與壓頭qv=3.89x10“亦/s,H=1&92w(2)當改送密度1200kg/m3的喊液時，泵特性方程不變，此時管路特性方程流動進入阻力平方區(qū)，且閥門開度不麥，則￡不變。因此管路特性方程變?yōu)閷?該方程與泵特性方程朕立

得新工作點下流量及壓頭qv=4?12xl(T'〃F/s,H=17.78wlOtn習(xí)題2?5a附圖[2-5]lOtn習(xí)題2?5a附圖己知嵩佞.槽浚面比貯水池液面嵩出10m,管內(nèi)徑為75mm,管路總長(包括局部阻力的當量長度往內(nèi)丿為400m。流體流動處于阻力平方區(qū)，摩擦糸數(shù)為0.03o流體流經(jīng)換熱器的局部阻力糸數(shù)為￡=32。離心泵疫轉(zhuǎn)速/?=2900/7min時的H-q、,特性曲線數(shù)推見下表。qv/m3?5"x00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008Him2625.524.5232118.515.5128.5試求：(1)管路特性方程；(2)工作點的流量與揚程；(3)若采用改炙轉(zhuǎn)速的方法，使第(2)問求得的工作點流量調(diào)節(jié)到3.5xiom,應(yīng)將?轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到多少？(參看例2-3Jo解己知d=0.075〃】,/+(.=400也久=0.03<=32管路特性方程H=H°+kq：,工作點的流量與揚程管路特性曲線的如與H計算值如下

qv/mz-“ 00.0010.0020.003 0.004 0.0050.0060.0070.008Him 1010.51214.5 18 22.6 2834.6 42.1工作A流量qVA=0.0045/??/5,揚程Ha=19.8mHZO(3)將?工作A流量從舫=0.00⑸F/S調(diào)節(jié)到qvc=0.0035/h3/5,泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)由2900〃min調(diào)節(jié)到多少？將*Qvc=0.0035"/$代入管路特性方程，求得等效率方程H=Kq：糸數(shù)K=￥=Qvc糸數(shù)K=￥=Qvc16.1(0.0035)2=1.31xl06得等數(shù)率方程/7=1.31xl06^等效率方程的計算值如下『嚴0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045Him0 1.31 5.24 11.8 21 26.5從7?=2900/7niin的泵特性曲線與等放率曲線的交點D,得到

252015SW応P(guān)252015SW応P(guān)，晉路待性曲線/t-2900r/mm曆心泵符性曲線0 0002 0.004 0.006 0.008 0.01習(xí)題2?5b附圖流量為qvc=0.0035卅“時的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速變化小于20%,效率基本不變。冑心泵的幷聯(lián)及串聯(lián)【2?6】若習(xí)題2?5第2問改為兩臺泵并朕操作，管路特性曲線不變，試求泵工作點的流量與揚程。流量q、=0.0053/??3Is,揚程H=23.7流量q、=0.0053/??3Is,揚程H=23.7加水柱[2-7]若習(xí)題2?4第2問改為兩臺泵串朕操作，管路特性曲線不變，試求工作點的流量與揚程。解習(xí)題2?7附圖中點A為工作點，流量q、=0.006曲/s,揚程H=30.02/“水柱離心泵的妄裝需度[2-8]用型號AIS65-50-125的離心泵，將?故口水槽中的水送出，吸入管路的壓頭損失為伽，多地環(huán)境大毛的絕對莊力為98kPao忒求：(1)水溫20°C時泵的安裝嵩度，(2)水溫80°C時泵的安裝嵩度。解己知環(huán)境大毛壓力網(wǎng)=98嵌(絕壓)浹入管ZH：=Am(HzO),查得泵的汽蝕余量Ah=2〃20°C的水，飽和蒸毛壓pv=23.3SkPa,密度p=998.2kg/m3最大允許妄裝寓度為輸送20°C水時，泵的妄裝寓度檢S1.62/80°C的水，飽和蒸毛壓pv=47.38kPa,密度p=971.8kg/mz最大允許妄裝嵩度為輸送80°C水時，泵的妄?裝需度乞W_0.69川【2?9】用離心泵將密閉彖器中的有機液體送出，

彖器內(nèi)液面上方的絕莊為85kPao柱操作溫度下液體的密度為850kg/n?,飽和蒸汽壓為72.12kPao吸入管路的壓頭損失為1.5m,所選泵的允許冼蝕余量為3.0m?，F(xiàn)擬將?泵安裟在液面以下2.5m處，問該泵能否正常操作？解泵的最大允許安裝嵩度而賣際安就嵩度Hg矣=-2.5m＞比允，說朗此泵安裝不當，泵不能正常操作，會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。為保證泵的正帝操作，泵應(yīng)至少安裝柱液面下方3.5m或更低。[2-10]用離心泵輸送80°C熱水，今提出如下兩種方親（見習(xí)題2-10附圖丿。若兩方親的管路長度（包括局部阻力當量長度丿柏同，離心泵的冼余量A/?=2/ho試j問兩種流程方親是能屯成輸送任務(wù)？為什么？環(huán)境大毛壓力為101.33好么o水在80°C時飽和蒸宅壓pv=47.38嵌，密度q=971.8焙/“F,汽蝕余量Ni=2m,大毛壓力p0=lQ1.33kPa最大允許安裳寓度為第(2)方親的妄裝嵩度乞=7加，大于H腫,不能屯成輸送任■務(wù)。第(1)方親的妥裝寓度比=-加若-1<3.66-￡/7,.則XH,<4.66/?/水柱對可以用。離心泵的選用[2-11]用離心泵從江中取水送入貯水池內(nèi)，池中水面嵩出江面20m,管路長度(包括局部阻力的當量長度丿為45mo水溫為20°C,管壁相對粗糙度￡±0.001。要求輸水量為20-25w3//?O(1)試4選.擇適多管d徑；(2)試選擇一臺離心泵。20°C水的p=998.2kg/ms.//=1.001xIO-3Pn■5最大流量qv=25〃f!h管徑d從教材表1-3中選管路中水的流速“=2.5m/s選公稱直徑65mm的低壓流體輸送用焊接鋼管管檢為075.5””"x3.75“"”，內(nèi)徑〃=75.5-3.75x2=68"""最后計算流速“=上—=j5/3600=]9如/$-dz￡x(0.068)=4 4此流速亦表1-4中的1.5—3.0/??/5范倒內(nèi)選禹心泵揚程 //=AZ+^-+—+E/7.Pg2g

查得2=0.0218扌為程H=20+2.68=22.68m有效功率￡=q有效功率￡=q、?pgH=—x998.2x9.81x22.68=1540W=1.54設(shè)泵的效率〃二0.65軸功率P=7=6S==2-37選用離心泵IS65-50-160其流量范國為15--30/M3//?,扌方程范樹為35?30加，轉(zhuǎn)速為2900/7min,軸功率為2.657.7LW,冼蝕余量叢=2乜5川。[2-12]有一臺禽心泵的額走流量為16.8m7h,揚程為18m。試問此泵是否能將密度為1060kg/m3,流量為250L/min的液體，從故口貯槽向上輸送到表壓為30kPa的設(shè)備中？故口貯槽與嵩住設(shè)備的浚住垂直距離為8.51T1o管路的管彳仝為＜P75.5mmx3.75mm,管長為124m（包括直管長度與所有管件的當量長度丿，摩擦糸數(shù)為0.03。? 少50解流量Qv=250L/min=話話x60=15ntz/h/、古 q、? 15/3600S心 "= = =1.15加/s-dz-x(0.068):4 4壓頭H=AZ+豈+人土"1Pgd2gcu30x10?ccc124 (1.15)2=8.5 +0.03x x =15.1/??液才王1060x9.81 0.0682x9.81流量與壓頭都略小于額定值，該泵可以用。往復(fù)泵[2-13]有一臺玖動往復(fù)泵，其活塞的行程為300mm,活療直徑為180mm,活塞?桿直徑為50mmo若活塞每分鐘往復(fù)55次，其理淪流量為若干？又賣驗測得此泵淮.26.5min內(nèi)能使一直徑為3m的圓形貯槽的水住上升2.6m,試求泵的彖積效率(即賣際流量/理淪流量丿。鮮活塞行程S=300nun=03m,活療直徑￡>=0.1&“，話療裁j面積A=yD：=yXfO.lSf話塞桿直彳至d=0.05/7/,活癟桿截面積a=—dz=±x(0.05)-TOC\o"1-5"\h\z4 4活塞往復(fù)頻率n=551/niin理 論 流 量qvw=(2A-a)Sn=(2xyx0.18:-yx0.05")x03x55=0.807/?/3/min賣際流量a.,r=—x32x2.6x =0?693〃f/min人4 26.5彖積效率〃=務(wù)實/弘光=0.693/0.807=0.859爼體槍送機械[2-14]有一臺離心式通庵機進行性能賣驗，測得的數(shù)據(jù)如下：空毛溫度為20°C,風(fēng)機出口的表壓為230Pa,入口的真空度為150Pa,送風(fēng)量為3900屛/力。浹入管與排出管的內(nèi)徑分別為300mm及250mm,庵機

轉(zhuǎn)速為1450,7min,所需軸功率為0?8lkWo試求風(fēng)機的全鳳壓、掙風(fēng)壓及全風(fēng)壓效率。解己知風(fēng)量務(wù)=3900亦/力，吸入管內(nèi)徑心=03“，排出管內(nèi)徑d2^0.25m浹入管風(fēng)速蚣=4=3900/3600=15.3/n/s-d; -x(0.3)24? 4排出管風(fēng)速=//.—=15.3x1上仝I=22/n/5\dz) \0.257/=2(/C,p=101.32荻Pa下，空毛密度p=1.205^//?P進口動壓 ^=1.205x(15.3r=i4ip(?%2 2出口動壓 匹=1.205x(22)：=292加22 2進口費壓 Pa=_150Pa> 出口靜莊Pu=230%全風(fēng)^壓pt=(心+耳)一("“+%)=(230+292)-(-130+140)=532巾ptJ=pt—pd2=532—292=240Pa己知軸功率P=O.SlkW=810VV有效功率p『有效功率p『3600竺竺2=576W3600全風(fēng)壓效率；7=^~=0.711[2-15]倉庫里有一臺離心式通風(fēng)機，其銘牌上的流量為i.27xio3,z?/a,全庵莊為1.569kPao現(xiàn)想用它輸