流体流动及输送机械

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1、.单元测试一：流体流动及输送机械一、填空题1.流体在圆形直管做层流流动， 管中心最大流速为平均流速得倍，摩擦系数 与 Re的关系为。 2， =64/Re；2. U 型管压差计指示液为水， 若所测压差不变， 要使读数 R 增大，应更换一种密度比水的指示液。 小， PAPB Rg( i)3.流体输送机械向流体提供的能量主要用于和提高。流体势能，克服阻力损失；4.离心泵前必须先灌泵是因为。空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度小而不能将液体吸入泵内；5.用离心泵将地面敞口容器中的碱液送至离地面10m 高处密闭容器中， 容器上方真空表读数为 P，现在表的读数增大， 其他管路条件不变， 则管路总阻力损

2、失将。增大，HPKqV2 ， P 减小，导致离心泵工作点向右下移动，流量增大，根据阻力损失gg计算式可知， hf 增大，压头降低，6. 已知某泵的特性曲线为He=30-2.4q v2，则将其与另一台完全相同的泵串联组合后，串联泵2，若并联， 并联泵的特性曲线为v2。的特性曲线为He=60-4.8qvHe=30-0.6q7. 启动离心泵前，应先和，启动往复泵前，必须检查是否打开。关闭出口阀，灌泵，出口阀；8. 某空气转子流量计最大刻度为30 m3/h，若用以测量氮气流量（P、T 相同），则 qv,max=m3/h，若用以测 P=3atm 的空气，则 qv,max=m3 /h。 30.5，19.3

3、2；qVCR A02Vf g( f)，因为， fqV0，PMRTAf所以qV09. 水由敞口高位槽通过一管路流向压力恒定的反应器，当管路上的阀门开度减小（湍流态变为层流态），水流量将，摩擦系数，管路总阻力损失。（增大，减小，不变） 减小，增大， 不变；莫迪图判断摩擦系数，高位槽与反应器机守方程判断总阻力损失。10.用离心泵在两敞口容器间输液，同一管路中，用离心泵输送密度 =1.2 的液体，与输水水相比，离心泵的流量，扬程，轴功率。（增大，减小，不变） 不变，不变，增大；qV 2 r2b2c2 sin 2， HTu2 c2 cos 2 / g，PagqV H e / 11.对离心泵允许安装高度没

4、有影响的是下列情况中的D。A. 安装处大气压； B. 输送液体温度； C. 吸入管道的流动阻力；D. 排出管道的流动阻力. H gp0 pVH f (0 1) NPSH； NPSH NPSH C0.5uk20.5gH f (1 k)2 g二、简答题1. 离心泵在开车前为何要先关闭出口阀门？答：离心泵开动时的瞬时启动电流为正常工作电流的 5 7 倍，为保护电机，关闭出口阀以减小负荷，减小电流，防止电极因瞬时电流过大而烧毁。2. 如图所示： A 、 B、C 三点在同一水平面上， dAdC dB，问：（1）当闸阀关闭时， A 、B、C 三点出的压强哪个大？那个小？或相等？（ 2）当阀门打开，高位槽水

5、位不变， A 、B、 C 三点出的压强、流量、流速哪个大？那个小？或相等？或不能判断？提示：（ 1）根据静力学方程 PA=PB=PC；（2）根据连续性方程可知： qVA = qVB = qVC ；UA =UCPC，PA PB，而 PC 与 PB 大小不能判断。ABC三、计算题1. 如图所示，用离心泵将水从敞口贮水池输送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的水面高度保持为10m，输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面0.8m 处，孔径为 20mm，孔流系数为 0.61。管路为 573.5mm 的钢管， 直管长度和局部阻力当量长度之和( 包括孔板局部阻力当量长度)为 250m，其中贮

6、水池至孔板前测压点A 的直管长度和局部阻力当量长度之和为50m。水的密度为1000kg/m30.25，粘度为 1cp，摩擦系数近似为 =0.3164/Re。U 形管中指示液均为水银，其密度为13600kg/m 3。当水的流量为 6.86m3/h 时，试确定： (1)水通过泵所获得的外加能量为多少J/kg?（8 分）(2)在孔板前测压点A 处安装的 U 形管压力计中指示液读数R1 为多少 cm?（ 6 分）(3)孔板流量计的U 形管中指示液读数R2 为多少 cm? （6 分）.解： u=qv/(0.785d 2)=6.86/(0.785 0.0523600)=0.971m/s Re=0.05 0

7、.971 1000/(1 10-3 )=485500.25=0.1364/485500.25 =0.3164/Re=0.0213取贮水池液面为1-1 截面，高位槽液面为 2-2 截面，列柏努利方程式：11122222/2+ h(f1 2)Z g+p/ +u/2+he= Z g+p/ +uhe=Zg + h= Z2g + (l+ le )/d(u/2)2(f 1 2)2=10 9.81+0.0213(250/0.05)(0.9712/2) =98.1+50.2=148.3J/kg（2）以 A 点为 2-2截面，在1-1 与 2-2截面间列柏努利方程式22)Z1g+p 1/ +u1/2+he= Z

8、 2 g+p2 / 2+u/2+ h(f1 221Aa)/he= - Z222(p -p)/ =(p-p -g(u /2)- (l+ le )/d(u/2)=148.3-9.29.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.971 2/2)=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53J/kg ； pA -pa =47.531000=47.53 103N/m 2R1=(p A -pa )/g( i -) =47.533(13600-1000)=0.3846m=38.46cm10/9.81（3）根据 qv0 02gR2i0.5；R2v00)2/2g( i=C A

9、( - )/ =(q/CA-)式中 : C0=0.61 ，A 0=0.785 0.022=3.14 10-4 m2； qv=6.86/3600 m 3/s，( qV / C0A 0 ) 2(6.86 / 3600 0.61 3.1410 4)2 1000R 22 9.81 (136000.4m 40cm2g( i)1000)2、用离心泵由敞口槽向密闭高位槽送料，特定转速下， 泵特性方程为 H=42-7.56 104qV2，（ qV单位 m3/s），当输送水时， 在管内的流量qV =0.01m 3/s。现新工况下改送密度为 1260kg/m 3 的水溶液（其他性质和水相近），密闭容器内维持表压1

10、18 kPa 不变，流动均进入阻力平方区，试求：（ 1）试作图画出新老工况下工作点的变动情况，并说明理由；（ 6 分）（ 2）求输送溶.液时的流量和有效功率；（ 10 分）（3）若将高位槽改为常压，还是输送水，则此时送水量为多少m3/s？（ 4 分）解： (1) 本题中，泵的特性曲线不变，由于处于阻力平方区则管路特性曲线方程中的K 不变，PP8(l)d22HKqVg2 d 4 gqVg，由于密闭高位槽表压不变，输送流体密度变大，则总势能P/( 变g)小（位能不变，压强能变小），管路特性曲线下移，工作点从图中可看出，向右下移动（ M 1 到 M 2），流量增大，压头降低。(2) 输送清水时，设管

11、路特性曲线方程为：P21211810322HKqV10009.81Kq V24 KqVg联立泵特性曲线方程He=42-7.56104qV 2，H=He ，当 qV =0.01 时，得 K=1.04 103 S2/m5。当输送溶液时， K 值不变，管路特性曲线方程为：P212118103103232H KqV12601.04qV21.55 1.04 10 (qV )g9.81此方程与泵特性曲线方程联立，可求得输送溶液时的流量qV 4232342-7.56 10 （ qV） =21.55+1.0410 （ qV） ；得 qV =0.01066 m/s，He=42-7.60 1040.010662=33.36 m，泵有效功率PegqV H e 4.39kW（2）高位槽为常压时，管路特性曲线方程发生变化，压强差p=0，只有位能差，方程变为：.H ePKqV212 1.04 103 qV2121.04 103 (qV )2g再与泵的特性曲线方程He=42-7.56104联立，得q3(qV )2V =0.0129 m /s。.