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第二章流体输送机械
1.用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐管路情况如本题附图所示启动泵之前A、C两压力表的读数相等启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输油量为39m3/h,此时泵的压头为38m已知输油管内径为100mm,摩擦系数为
0.02；油品密度为810kg/n试求
（1）管o路特性方程；
（2）输油管线的总长度（包括所有局部阻力当量长度）解
（1）管路特性方程甲、乙两地油罐液面分别取作1-1与2-2截面，以水平管轴线为基准面，在两截面之间列柏努利方程，得到；He=K+Bq由于启动离心泵之前PA=PC,于是K=AZ+9=0Pg则工=Bq；又H=//=38mB=[38/
（39）2]h2/m5=
2.5X10-2h2/m5则乩=
2.5x10%；（次的单位为m3/h）
（2）输油管线总长度/+K兀’
39、—x001m/s=
1.38m/s
4、360b丁曰..2gdH2x
9.81x
0.1x381Qrn于是/+/=°,-----------------；—m=1960me Au
222.用离心泵（转速为2900r/min）进行性能参数测定实验在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60kPa和22kPa,两测压口之间垂直距离为
0.5m,泵的轴功率为
6.7kW泵吸入管和排出管内径均为80mm,吸入管中流动阻力可表达为（两为吸入管内水的流速，m/s）离心泵的安装高度为
2.5m,实验是在20℃,
98.1kPa的条件o下进行试计算泵的流量、压头和效率解
（1）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面），得到20=84+£+与+少/,
0.1将有关数据代入上式并整理，得60x1O
33.5^=-^—^--
2.5x
9.81=
35.481000%=
3.184m/s贝U x
0.082x
3.184x3600）m3/h=
57.61m3/h
（2）泵的扬程〃〃〃,「（60+220）x1（）3J鼠H=H1+H,+=-----------------+
0.5m=
29.04m-°[1000x
9.81_
（3）泵的效率=迤丝=*]°％=68%1000P3600x1000x
6.7在指定转速下，泵的性能参数为q=
57.61n/h77=
29.04m尸=
6.7kW〃=68%
3.对于习题2的实验装置，若分别改变如下参数，试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率（假如泵的效率保持不变）
（1）改送密度为1220kg/m3的果汁（其他性质与水相近）；
（2）泵的转速降至2610r/min解由习题2求得行
57.61m3/h”=
29.04m P=6J kW
（1）改送果汁改送果汁后，q,不变，P随2加大而增加，即门
220、Pr=P\-------=
6.7xL22kW=
8.174kWUoooJ
（2）降低泵的转速
2610、/=
57.61x m3/h=
51.85m3/h2900,根据比例定律，降低转速后有关参数为fQZ1Q\H=
29.04x-------m=
23.52m12900P=
6.7X^^]kW=
4.884kW
129004.用离心泵（转速为2900r/min）将20℃的清水以60m3/h的流量送至敞口容器此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为
2.4m和
0.61mo规定泵入口的真空度不能大于64kPao泵的必需气蚀余量为
3.5m试求
（1）泵的安装高度（当地大气压为100kPa）；
（2）若改送55c的清水，泵的安装高度是否合适解
（1）泵的安装高度在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面），得2“「Pi=++”64x IO=H+
0.61+
2.4oy1000x
9.81Pg g2g
（2）输送55℃清水的允许安装高度55℃清水的密度为
985.7kg/m3,饱和蒸汽压为6733kPa则次二虫―〃\_（NPSH）_Hfo,=［（100~15,733）X1（）3-（
3.5+
0.5）-
2.Jm=
2.31mpg
985.7x
9.81_g EL原安装高度（
3.51m）需下降L5m才能不发生气蚀现象
5.对于习题4的输送任务，若选用3B57型水泵，其操作条件下（55C清水）的允许吸上真空度为
5.3m,试确定离心泵的安装高度解为确保泵的安全运行，应以55℃热水为基准确定安装高度2H-L-Hm==
2.29m2g=s go I,U-I\/泵的安装高度为
2.0m
6.用离心泵将真空精储塔的釜残液送至常压贮罐塔底液面上的绝对压力为
32.5kPa即输送温度下溶液的饱和蒸汽压已知吸入管路压头损失为l.46m,泵的必需气蚀余量为
2.3m,该泵安装在塔内液面下
3.0m处试核算该泵能否正常操作解泵的允许安装高度为^P^P^__pgH NPSHH g式中心一2=0pg则H=[-
2.3+
0.5-
1.46]m=-
4.26mp泵的允许安装位置应在塔内液面下
4.26m处，实际安装高度为-
3.0m,故泵在操作时可能发生气蚀现象为安全运行，离心泵应再下移
1.5m
7.在指定转速下，用20℃的清水对离心泵进行性能测试，测得夕〜”数据如本题附表所示习题7附表1____
200.
10.
20.
30.
40.5m3/minHim
37.
238.
03734.
531.
828.5在实验范围内，摩擦系数变化不大，管路特性方程为“e=12+
80.0端伙的单位为m3/min试确定此管路中的外〃和P〃=81%习题7附图解该题是用作图法确定泵的工作点由题给实验数据作出曲线同时计算出对应流量下管路所要求的H,在同一坐标图中作伙e儿曲线，如本题附图所示〜两曲线的交点M即泵在此管路中的工作点，由图读得q=
0.455nrVmin,77=
29.0m,则P=皿=kw=
2.66kW1O27760x102x
0.81习题7附表2qe/m3/min
00.
10.
20.
30.
40.5H/m
12.
012.
815.
219.
224.
832.0e注意在低流量时，9〜〃曲线出现峰值
8.用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面维持恒差
8.8m,管内流动在阻力平方区，管路特性方程为4=
8.8+
5.2x1O如次的单位为m3/s单台泵的特性方程为H=28-
4.2x q的单位为m3/s试求泵的流量、压头和有效功率解联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的外H,进而计算几管路特性方程H=
8.8+
5.2xl05^e泵的特性方程”=28-
4.2x15/联立两方程，得到7=
4.52X10-3m3/s
19.42m贝lj P=Hq pg=
19.42x
4.52x10-3x1000x
9.81W=861Wc s
9.对于习题8的管路系统，若用两台规格相同的离心泵单台泵的特性方程与习题8相同组合操作，试求可能的最大输水量解本题旨在比较离心泵的并联和串联的效果1两台泵的并联8・8+
5.2xl5/28-
4.2X10512=解得7=
5.54X10-3m3/s=
19.95m3/h2两台泵的串联
8.8+
5.2x105/=2义28-
4.2x10$/解得7=
5.89X10-3m3/s=
21.2m3/h在本题条件下，两台泵串联可获得较大的输水量
21.2m3/ho
10.采用一台三效单动往复泵，将敞口贮槽中密度为1200kg/n的粘稠液体送至表压为
1.62义IO kPa的高位槽中，两容器中液面维持恒差8m,管路系统总压头损失为4m已知泵的活塞直径为70mm,冲程为225mm,往复次数为200min”,泵的容积效率和总效率分别为
0.96和
0.91试求泵的流量、压头和轴功率解
（1）往复泵的实际流量=3x
0.96x-x
0.072x
0.225x200m3/min=
0.499m3/min4q=3/.AS%
（2）泵的扬程____°
1.62x106八1/八H=H=8+---------------+4m=
149.6mee1200x
9.81⑶泵的轴功率P=攻=1kw=608kw102/760x102x
0.
9111.用离心通风机将50°C、
101.3kPa的空气通过内径为600mm，总长105m（包括所有局部阻力当量长度）的水平管道送至某表压为1X104Pa的设备中空气的输送量为
1.5XIO4m3/h摩擦系数可取为
0.0175现库房中有一台离心通风机，其性能为:转速1450min1,风量L6X104m3/h,风压为
1.2X104pa试核算该风机是否合用解将操作条件的风压和风量来换算库存风机是否合用2%=（，2-，J，+夕Z Ap.=101300+-^-Pa=106300Pa121063002931/31/3o=
1.205x------------x——kg/m=
1.147kg/mm101330323Kp15000X101300//v1Z1u=————=--------------------------------m/s=
14.40m/s-d2Pm3600x-x
0.62xl063004m4,105A14402贝|J H=1X104+
1.147X
0.0175X-^+1X^-^-Pa=10483PaT
0.6J2W=10483x-^-Pa=10967PaT
1.147库存风机的风量q=L6X104n/h,风压HT=
1.2X104pa均大于管路要求佻=
1.5义104m3/h,10967Pa,故风机合用
12.有一台单动往复压缩机，余隙系数为
0.06,气体的入口温度为20℃,绝热压缩指数为L4,要求压缩比为9,试求
（1）单级压缩的容积系数和气体的出口温度；
（2）两级压缩的容积系数和第一级气体的出口温度；
（3）往复压缩机的压缩极限解
（1）单级压缩的容积系数和气体的出口温度1IPl k-1=1—
0.06x9U-1=
0.7718k-\7；=（改=293x9^K=
548.9K）”\P^
（2）两级压缩的容积系数和第一级气体出口温度改为两级压缩后，每级的压缩比为（1x==9万=3I P则重复上面计算，得到14）=1-
0.063万-1=
0.
92850.4Ti=293x3u K=401K%=1-£—-1=0I P
（3）压缩极限1即
0.06x匹-1=1解得匹=
55.71P1。
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