流体输送习题解析

解：以大流量Q＝100m3/h计。 在河水与蓄水池面间列柏努力方程，并简化：
l le u 2 H e Z h f Z d 2g
u
Q 0.785d 2
100 3600 2.46 m s 0.785 0.122
由
Q 100m
80 2.462 H e 25 0.028 30.76m 0.12 2 9.81 3
h , H e 30.76m
选泵IS100-80-160，其性能为：
Q 100 m ,H 32mη , 78%, N 11.2kW, h 4.0m h
3 r
2.某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转/min），其特性曲线方 程为H=30－ 0.01V2 。当泵的出口阀全开时，管路特性曲线方 程为he=10＋0.04V2，式中V的单位为m3/h，H及he的单位均为m。 求： （1）阀全开时，泵的输水量为多少？ （2）要求所需供水量为上述供水量的75%时： a．若采用出口阀调节，则多损失的压头为多少m水柱？ b．若采用变速调节，则泵的转速应为多少r.p.m.？ 【解】 （1）
H 30 0.01 V 2 30 0.01 152 27.75m
多损失的
10 0.04 15 19m he
2
（15， 27.75）
H
（20，26）
多损失 27.75 19 8.75m
he
（15，19）
15 20
泵特性曲线方程 管路特性曲线方程
解：（1）设输送水时管路特性方程为
H e A BQ2
p 98.1 103 其中， A z 10 20 g 1000 9.81
当输水量为0.01 m3/s时，由泵特性方程与管路特性方程联 立： 40 7.2 104 0.012 20 B 0.012
将该方程与泵特性方程联立， 40 7.2 104 Q 2 18.3 1.28105 Q 2
可得碱液输送量
Q ' 0.0104 m 3 /s
4.用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为H 25 0.03Q
e
2
管路特性方程为 H 40 0.01Q 2
两式中Q的单位均为m3/h，H的单位为m。试求： （1）泵的输送量； （2）若有两台相同的泵串联操作，则泵的输送 量为多少？若并联操作，输送量又为多少？
第二章 流体输送机械
Fluid-moving Machinery
小结
离心泵（重点） ：①结构、工作原理 ②影响特性曲线的因素：、、n、D2 等，如何影响？ ③流量调节： ④安装高度：允许汽蚀余量 ⑤气缚、气蚀现象
往复泵： （与离心泵对比） 工作原理 特性曲线的形状 流量调节方法 安装 通风机： （与离心泵对比） 主要性能参数：风量、风压、功率、效率 特性曲线的形状
he 10 0.04 V
2
H he
V 20 m 3 h he 26m
H 30 0.01 V2
泵特性曲线方程 管路特性曲线方程
H 30 0.01 V2
he 10 0.04 V2
(2)多损失的压头为多少m水柱？ a. 采用调节出口阀门的方法
V 20 75% 15m 3 h
H 30 0.01 V2
he 10 0.04 V2
b. 采用调节转速的方法，则泵的转速应为多少r.p.m.？ V 20 75% 15m 3 h 10 0.04 152 19m he 新转速下泵的特性曲线方程为：
n n H 30 0.01 V 2 n n
：
H 40 0.01Q 2
H e 25 0.03Q 2
3 m Q 19.36
40 0.01Q 2 25 0.03Q 2
h
(1)两泵串联后 泵的特性: H 2(40 0.01Q 2 ) 与管路特性联立： 25 0.03Q 2 2 (40 0.01Q 2 ) 解得： Q 33.17 m 3
3.用离心泵将水从敞口贮槽送至密闭高位槽。高位槽中的气 相表压为98.1kPa，两槽液位相差10m，且维持恒定。已知该泵 的特性方程为 2 H 40 7.2 104 Q （单位：H—m，Q—m3/s），当管路中阀门全 开时，输水量为0.01 m3/s，且流动已进入阻力平方区。试求： （1）管路特性方程； （2）若阀门开度及管路其他条件等均不变，而改为输送密 度为1200 kg/m3的碱液，求碱液的输送量。
B 1.28 105
即此时管路特性方程为
H e 20 1.28105 Q 2
（2）当改送密度为1200 kg/m3的碱Biblioteka Baidu时，泵特性方程不变，
此时管路特性方程
3 p 98 . 1 10 A' z ' 10 18.3 1200 9.81 g
流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则B不变。因此管 路特性方程变为 H 18.3 1.28105 Q 2 e
设 计 型 ----根据流量、压头选泵 将流量、压头裕量控制在10%左右。 Q (1.05 ~ 1.1)Qmax H (1.1 ~ 1.15) H max 操 作 型

1.用内径为120mm的钢管将河水送至一蓄水池中， 要求输送量为60～100m3/h。水由池底部进入，池中 水面高出河面25m。管路的总长度为80m，（均包括 所有局部阻力的当量长度），设摩擦系数为0.028。 试选用一台合适的泵。设水温为20℃，大气压力为 101.3kPa
n 19 30 0.01 152 2900
2
2
2
n 2441 r . p.m.
he
（20，26）
（15，19）
注意：以下解法错误!!!
n
V n 0.75 2900 2175r . p.m V
因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵和 管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过 坐标原点时除外）。