1、第二章 流体输送机械管路特性 2-1. 如附图所示。拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为 10m 高的塔中。塔顶压强为 0.06MPa(表压)。全部输送管均为 573.5mm 无缝钢管, 管长 50m(包括局部阻力的当量长度)。碱液的密度 =1200kg/m3 , 粘度 =2mPas。管壁粗糙度为 0.3mm。试求：(1) 流动处于阻力平方区时的管路特性方程；(2) 流量为 30m3 /h 时的 He 和 Pe。 习题 2-1 附图 习题 2-2 附图 解：（1）在阻力平方区， df，查图得 。06.d03.管路特性方程 2veKqgpzH55252 1037.48.90.14.38dl 25
2、262 1037.4. vvve qKqKqgpzH （2） m4.6.10.537.410.5 252 ve kW.48.68.92gqPeve离心泵的特性 2-2. 直径 0.4m, 高 0.2m 的空心圆筒内盛满水, 圆筒以 1000r/min 绕中心轴旋转, 筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。试用静力学基本方程式(1-8)求：(1) 液体作用于顶盖上的压强分布(p 与半径 r 的关系 )； (2) 筒圆周内壁上液体的势能 及动能 比轴心处各gPu2增加了多少？ 解：（1）离心力场中静力学方程为 Crgzp2 00由小孔处得知 ， ，0p0z0r C67.146.32n262108.5.
3、0rrrp（2） J/N34.9148.5262guP2-3. 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水, 当流量为 71m3/h 时, 泵吸入口处真空表读数 0.029MPa, 泵压出口处压强计读数 0.31MPa。两测压点的位差不计, 泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为 10.4kW, 试求泵的扬程及效率。 解： m56.3481.9023.6gpHe.9kw8.367.1veqP%2.4.096ae带泵管路的流量及调节2-4.图示的输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径703mm，管长 lAB=15m，压出管直径 603mm，管长 lCD=80m（管长均包括局部阻力
4、的当量长度） ，摩擦系数 均为 0.03， z=12m，离心泵特性曲线为（其中 He 为 m；q v 为 m3/s；）试求：（ 1）管路流量；（2）旱季江251063veqH面下降 3m 时的流量。解：（1） ffe hzgupz225122182 vCDABCDABf qdldlulgh 252552 1067.40.864.1.38190 vvf qqh 27vfehzH250vq联立求解得管路流量 qv=14.79m3/s（2） 251067.4vfe qhz251063vH旱季江面下降 3m 时的流量 qv=13.80m3/s2-5. 在离心泵和输送管路的系统中, 已知下列条件：输送管
5、路两端的势能差 , 管gP径 d、管长 l(包括局部阻力的当量长度)，粗糙度 , 液体物性 、 及泵的特性方程。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。 2veBqAH解： 258veqdglP2veBqAH联立得 528dglBAqv2-6. 某离心水泵的特性曲线数据如下： V L/min 0 1200 2400 3600 4800 6000He m 34.5 34 33 31.5 28 26管路终端与始端的位差 5m, 管长 360m(包括局部阻力的当量长度 ), 泵的进、出口内径为 120mm, 设 为一常数 0.02。求泵的供水量及有效功率。 *2-7. 某台离心泵的特性曲线可用方程 表
6、示。式中 He 为泵的扬程, m 20veqH；q v 为流量, m 3/min。现该泵用于两敞口容器之间送液, 已知单泵使用时流量为 1m3/min。欲使流量增加 50%, 试问应该将相同两台泵并联还是串联使用？两容器的液面位差为10m。 解：设 不变2210vve KqgpzH20veqH当 qv=1m3/min 时e10e8K管路特性方程为 2810veqH当 qv=1.5m3/min 时管路压头 m85.22ve并联： .1700q串联： 23.242veH两台泵串联使用。2-8. 某带有变频调速装置的离心泵在转速 1480 r/min 下的特性方程为(为流量 , m 3/min)。
7、输送管路两端的势能差为 16.8m, 管径为23.40.8veq 764mm, 长 1360m(包括局部阻力的当量长度 ), =0.03。试求:(1) 输液量 qv；(2) 当转速调节为 1700 r/min 时的输液量 qv。 解：（1） 225225 7.648.13608.14.3890.168 vvvedglPH 23.40.veq联立得 qv=0.178m3/min；（2）当转速调节为 1700 r/min 时，22nqHve2222 3.407.53.401874.3vvve qqqH2.68.1ve联立得 qv=0.222m3/min。离心泵的安装高度 2-9. 某离心泵的必需汽
8、蚀余量为 3.5m, 今在海拔 1000m 的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为 3J/N。今拟将该泵装在水源之上 3m 处, 试问此泵能否正常操作？该地大气压为 90kPa, 夏季的水温为 20。 *2-10. 要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽, 釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态 , 即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上, 吸入管总阻力为 0.87J/N, 液体的密度为 986kg/m3 , 已知该泵的必需汽蚀余量 (NPSH) 为 3.7m, 试问该泵的安装位置是否适宜? 如不适宜应如何重新安排？ 解： 3.5m07.5.738.05.0 rfvg NPSHpH该泵的安装位置不适宜，泵的安装位置下移或设备上移 1.57m。
