第2章习题参考答案

第二章 流体输送机械

1. 在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m 3/h 时，离心泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa 和24.7kPa ，轴功率为

2.45kW ，转速为2900r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m ，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。

[答：泵的效率为53.1％，其它性能略]

解：分别以真空表和压强表所在截面为1-1和2-2截面，在两截面间列柏努利方程有：

8

.91000247001520004.01

2⨯++

=++

∆=g p p z H ρ（真空度）（表压）=18.4 m ()=⨯⨯⨯=ρ=

η2450

4

18360026891000g ./.N QH 53.2% 4 . 用例2-2附图所示的管路系统测定离心泵的气蚀性能参数，则需在泵的吸入管路中安装调节阀门。适当调节泵的吸入和排出管路上两阀门的开度，可使吸入管阻力增大而流量保持不变。若离心泵的吸入管直径为100mm ，排出管直径为50mm ，孔板流量计孔口直径为35mm ，测的流量计压差计读数为0.85mHg ，吸入口真空表读数为550mmHg 时，离心泵恰发生气蚀现象。试求该流量下泵的允许气蚀余量和吸上真空度。已知水温为20℃，当地大气压为760mmHg 。

已知：

mmHg

760p C 20t ,mmHg 550(m 85.0R ,035.0,05.0,1.001021=︒======，真），p m d m d m d

求：NPSH 和'

s H

解: 1）NPSH 可由下式得到：

g

p g u g p NPSH v

ρρ-+=2211

其中：()⎪⎩⎪

⎨⎧︒-=公式计算得到。可通过孔板流量计相关水的物性参数得到。可通过查真1

10120u C p p p p v 注意：p 1的单位换算为pa 。

1u 的求解过程如下：

()⎪

⎪⎪⎪

⎩

⎪

⎪

⎪⎪⎨⎧ρρ-ρ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=是否在常数区。

得到后，得到后需验证并假设在常数区，查图可由33-12200

0210

01,A A C gR C u d d u u Hg

注意：孔板流量计安装在排出管路上的。 2）'

s H 的求解过程

m ...g .g g (p H p p p g p p H '

s

's 487105506130550Hg 110110=⨯=ρ⨯ρ=ρ=⇒⎪⎭

⎪⎬⎫

-=ρ-=

真）（真） 5.用ISO-65-125型离心泵从敞口水槽中将70℃清水输送到它处，槽内液面恒定。输水量为35-45 m 3/h ，在最大流量下吸入管路的压头损失为1 m ，液体在吸入管路的动压头可忽略。试求离心泵的允许安装高度。当地大气压为98.1 kpa 。在输水量范围下泵的允许吸上真空度为6.4m 和5.0 m 。

已知：

。

；，时，当kpa .p m .'H m H h /m Q ,

h /m Q ,

C t a s ,f 198051454535701033====-=︒=-求：H g

解：根据下式可得H g ：

102

12---=,f s g H g

u H H （1）

其中：H s 需按下式修正得到：

()()⎪⎪⎪⎪⎩

⎪⎪⎪

⎪⎨

⎧⨯==ρ︒=ρ==ρ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯---=pa .p ,m /kg .C t g p H m 'H ..p H 'H H v a

a s v a s s 333

101643189777051000

2401081910时，查表可得：取最大流量下的值 又：m H ,g

u ,f 1021021==-

将以上各项代入式（1）即可得到H g 。

6.用离心泵从敞口贮槽向密闭高位槽输送清水，两槽液面恒定。输水量为40m 3/h 。两槽液面间垂直距离为12m ，管径为Φ102×4mm ，管长（包括所有局部阻力的当量长度）为100m ，密闭高位槽内表压强为9.81×104pa ，流动在阻力平方区，摩擦系数为0.015，试求：（1）管路特性方程；（2）泵的压头。

已知：

015

.0,0(,1081.9(100)(,094.0,/0111.0/40,1214

2312==⨯==+∑====-=∆λpa p pa p m l l m d s m h m Q m z z z e 表压）表压）

解：选取敞口贮槽液面为1-1′截面，选取高位槽液面为2-2′截面，根据题意有：

015

.0,0(,1081.9(100)(,094.0,/0111.0/40,1214

2312==⨯==+∑====-=∆λpa p pa p m l l m d s m h m Q m z z z e 表压）表压）

（1） 管路特性方程可表示为：2

e e BQ K H += 其中：m g

p

z K 221012=+=∆+

∆=ρ，2

422

221,2

10689.11.14442)(e e e e

e f e Q BQ Q d

Q u g u d l l H BQ ⨯=⇒⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧==+∑=∑=-πλ 则可得到该管路的特性方程为：2

4

10689.122e e Q H ⨯+= （2）泵的压头