最新01第一章流体流动输送习题

1.22103
m3 /s
Vs2
4
d22u2
5.52104
m3 /s
质量流量：ms1 Vs1 1.12 kg/s ，ms2 Vs2 0.51 kg/s
质量流速：G1 u1 1481 kg/m2 s ，G2 u2 1996 kg/m2 s
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0.002
0.004
0.006
he-Q
H-Q 0.008 0.010
Q
0.012
并(H-Q)
0.014 0.016
0.018
则其流量为：0.0056m3/s；扬程为：23.5m。
方案比较： 改变泵的转速：需要变速装置或能变速的原动机；改变转速时，要保证其转速不能超过泵的 额定转速。 换泵：直接简便，但需设备投入。 串并联：利用工厂的闲置备用泵，不增加投资；串并联均能使流量和扬程增加，但由于本案 管路系统阻力较高，相比之下，采用串联操作流量超出生产要求太多，还需关小阀门以调节 流量，多消耗能量，不经济。所以，最终采用方案 4，两泵并联以满足新的生产任务。
解：
4 4
D2u d12u1
4
d12u1
4
百度文库
d22u2
2.2
4
d22u2
则
0.0532 0.0312
u1
0.8 0.0312 u1 2.2 0.0182
0.0182 u2
u2
求解得流速分别为： u1＝1.61 m/s， u2＝2.17 m/s
由此得出其体积流量：Vs1
4
d12u1
hf
le d
u2 2g
0.03
400 0.075
0.32
2
g
8Q2 0.0754
418554Q2
则，管路特性方程为
he 10 hf 10 418554Q2
根据离心泵特性曲线数据及管路特性曲线方程绘制，两曲线交点即为离心泵的工作点。
H
38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
5
0 0.000
0.001
0.002
0.003
0.004 0.005 Q
0.006
0.007
0.008
0.009
则其流量为：0.0065m3/s；扬程为：27.5m。 方案 4：两台泵并联
38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0 0.000
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1-6 某输水管路，水温为20℃，管内径为200 mm，试求：（1）管中流量达到多大时，可
使水由层流开始向湍流过渡？（2）若管内改送运动粘度为0.14 cm2/s的液体，并保持
层流流动，求管中最大平均流速？
解：（1）查得 20℃水的 ρ＝998.2 kg/m3，μ＝1.005×10－3Pa·s
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Q Q
n n
,
H H
n n
2
则
0.0055 n 0.0047 2900
n ' 3393 r / min
此时扬程为：26.2 m。
方案 2：根据生产任务要求，购置新泵。
方案 3：两台泵串联
H H
55
50
45
40 he-Q
35
30
25
串(H-Q)
20
15
10 H-Q
Hg g R1 R2 H2O g R1 R2 g R1 R2 Hg H2O
代入数据得：pAB 9.810.9 0.9513600 1000 2.29105 Pa
1-5密度为920 kg/m3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为Φ60 mm×3.5 mm，两支管尺寸 分别为Φ38 mm×3.5 mm与Φ25 mm×3.5 mm。已椰子油在总管中的流速为0.8 m/s，且两支管中 的流量比为2.2。试分别求椰子油在两支管中的体积流量、质量流量、流速及质量流速。
8 6 4 2 0 0.000
0.001
0.002
0.003
0.004 0.005 Q
0.006
he-Q H-Q 0.007 0.008
0.009
则其流量为：0.0047m3/s；扬程为：19.1m 现需流量增加到 0.055 m3/s 方案 1：改变泵的转速
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阻力系数为 0.32。
离心泵在转速 n＝2900r/min 时的 H-Q 特性曲线数据如下：
Q/(m3/s)
0
0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008
H/m
26
25.5
24.5
23
21
18.5
15.5
12
8.5
现因生产需要，要求流量增加为 0.0055m3/s，其他条件不变，试通过计算，提出几种不
同的解决方案，并对其进行比较。（工厂有同型号备用泵）
解：取贮水池液面为 1-1 截面，高位槽液面为 2-2 截面，在两截面间列柏努利方程。以 1-1
截面所在水平面为基准面
z1 u12 2g p1 g he z2 u22 2g p2 g hf
其中：z1＝0 m，z2＝10 m，u1≈u2≈0，p1＝p2＝0(表压)，
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第一章 习题详解
工程训练
某食品厂一生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽。
已知高位槽液面比贮水池液面高出 10m，管内径为 75mm，管路总长（包括局部阻力的当量
长度在内）为 400m。液体流动处于阻力平方区，摩擦系数为 0.03。流体流经换热器的局部
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习题详解
1-4用一复式U形管压差计测定水流管道A、B两截面间的压差，压差计的指示液为汞，两段汞 柱之间充满水，测压前两U形压差计的水银液面为同一高度。今若测得h1＝1.2 m，h2＝1.3 m， R1＝0.9 m，R2＝0.95 m，问管道中A、B两点间的压差ΔpAB为多少？（先推导关系式，再进行 数字运算）。
解： pA p1 H2Ogh1 p3 Hg gR1 H2Ogh1
pB p2 H2O g h2 R2 Hg gR2 p3 H2O g R1 h2 h1 H2O g h2 R2 Hg gR2
则
pAB pA pB Hg gR1 H2O gh1 H2O g R1 h2 h1 H2O g h2 R2 Hg gR2 Hg g R1 R2 H2O g h1 R1 h2 h1 h2 R2