流体机械计算

作业习题：
1．已知丙烯C3H6的R=197.57J/kg·K,,首级进口压力0.12Mpa,温度-41.7℃．若选取ｕ＝235.6m/s,,
试求首级的压力比,级出口压力
解:有限多叶片叶轮的理论能量头为：
总耗功为：
又因为多变效率为，则
由气体的多变压缩功公式得：
级的出口压力为
2.已知某压缩机的第四级进口容积流量qVin=1.543m3/s.该级
试计算该级叶轮出口相对宽度该值是否符合要求?
解;
那么
所以,该值符合要求.
作业习题：
1．某化工厂需要三台水泵，其性能要求是：第一台qv1=50m3/h，H1=100m，第二台
qv2=400m3/h，H2=40m，第三台qv3=800m3/h，H3=18m，均选用n=1450r/min的叶轮外径，试问叶轮交流电动机驱动，试问如何初选泵型？又若选出的第二台泵的扬程偏大，需要切割外径允许的最大切割量是多少？相应的流量、扬程和效率约降低多少？
解：
（1）
第一台qv1=50m3/h，H1=100m，
第二台qv2=400m3/h，H2=40m，
第三台qv3=800m3/h，H3=18m，
均选用n=1450r/min
那么，由得：
第一台，选用活塞泵，
第二台，选用离心泵，
第三台，选用轴流泵。

（2），那么由表4-3得：
叶轮外径允许的最大切割量为15%，即：
则，流量降低15%，扬程降低27．75%，效率降低1．5％。

2．某化工厂由储水池清水输送到高位水槽中，要求供水量为100m3/h。

储水池至泵的高度为2．5m，泵至高位水槽的高度为26m，其上装有带滤网的底阀1个，闸板阀1个，90°弯
头2个，锥型渐缩过渡接管1个，压水管长40m，其上装有止回阀1个，闸板阀1个，90°弯头2个，锥型渐扩过渡接管1个。

要求选用恰当的水泵。

解：
选定管道直径
由得：
其中
一般取吸水管中流速，中流速
则吸水管直径，取外径为219mm（内径210mm）。

出水管直径，取外径为159mm（内径150mm）。

得到实际流速为：
吸水管中流速
出水管中流速
（2）水泵所需扬程
①吸水管阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。

查得局部阻力损失系数为：
带滤网的底阀，闸板阀，90°弯头，锥型渐缩过渡接管，
吸水管阻力损失为：
②出水管阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。

查得局部阻力损失系数为：
止回阀，闸板阀，90°弯头，锥型渐扩过渡接管，
出水管阻力损失为：
③水泵所需扬程
④水泵选型
考虑一定的余量，水泵扬程为：1．08H＝1．08×31=33．48m
流量为：
在单级离心泵型谱图上查得100-80-160，压头H=34m，流量
⑤校核
3．已知某化肥厂所选用的一台离心泵的性能为：
qv，（m3/h）H(m) NPSHr(m)
60 24 4
100 20 4.5
120 16.5 5
该厂当地的大气压头为10.35mH2O，查得年平均25℃下的清水的饱和蒸汽压力pv=3168Pa，泵前得吸入装置是储水池至泵的高度5m，吸入管径250mm，管长20m，沿程阻力系数为
λ=0.02，其中有带滤网底阀一个ξ=8，闸板阀一个ξ=0.12。

90°弯管4个ξ=0.88，锥型渐缩过渡接管一个ξ=0.05。

该泵的使用流量范围在80-120m3/h，试问该泵在使用时是否发生汽蚀？如果发生汽蚀，建议用户对吸入装置的设计应做什么改进，方可使其避免发生汽蚀？
解：
由式（4－17）得到
当时，容易发生汽蚀，因为此时大，小，且越大。

取工况，此时若不汽蚀，也不会汽蚀。

此时。

会发生汽蚀。

改进方法：
①将改为；
②
③倒灌
④管路阻力损失减小
⑤
作业习题：
1．已知离心机转速为300rpm，分离物密度为1500kg/m3，离心机转鼓内半径为0．8m，转鼓内物料环的内表面半径为0．7m。

求此时的离心液压。

解：已知n=223000r/min，那么
由得
所以此时的离心液压为11．1MPa。

2．有一澄清型碟片离心机，内有碟片20个，碟片小端半径为0．05m，大端半径为0．3m，碟片母线与轴线成30°夹角。

在转速5000r/min下分离固体颗粒密度为2000kg/m3的水悬浮液，要使粒径大于1．0μm的颗粒都得到分离，计算此时的生产能力。

解：查表得到水在20℃时的粘度
那么，
所以粒子是处于层流区作沉降运动。

则
那么离心机的生产能力为：
3．已知柱型转鼓离心机生产能力qv=10m3/h，转鼓内半径r2=0.5m，自由液面半径0.3m，在长转鼓条件下，流体流动状态不随时间改变，求此时的液流轴向速度分布，并绘图表示。

解：
ko qv r1 r2 β0 0.6 10 0.3 0.5 0.2136
k r uz
0.6 0.3 32.47
0.64 0.32 32.09
0.68 0.34 31.00
0.72 0.36 29.23
0.76 0.38 26.81
0.8 0.4 23.78
0.84 0.42 20.14
0.88 0.44 15.93
0.92 0.46 11.16
0.96 0.48 5.85
1 0.5 0.00
um 19.90446。