第二章流體輸送機械PAGEPAGE6第頁第二章流體輸送機械2-l在用常溫水(其密度為1000kg/m3)測定離心泵性能的實驗中，當水的流量為26m3/h時，泵出口壓力表讀數為1.52×105Pa，泵入口處真空表讀數為185mmHg，軸功率為2.45KW，轉速為2900r/min。真空表與壓力表兩測壓口間的垂直距離為400mm，泵的進、以口管徑相等，兩測壓口間管路的流動阻力可以忽略不計。試計算該泵的效率，并列出該效率下泵的性能。解：在兩測壓口間列柏努利方程：其中：z1=0，p1=-185mmHg=-2.466×104Pa，u1=u2,z2=0.4m，p2=1.52×105Pa，則效率為：該效率下的性能參數：，，，2-2某臺離心泵在轉速為2950r/min時，輸水量為18m3/h，壓頭為20mH20?，F因電動機損壞，用一轉速為2900r/min的電動機代用，問此時泵的流量、壓頭和軸功率各為多少(泵功效率取60％)？解：轉速變化后，其他參數也相應變化。2-3己知80Y-60型離心泵輸送常溫水時的額定流量Q＝50m3/h，額定壓頭H＝60mH20，轉速n＝2950r/min，效率V＝64％。試求用該泵輸送密度為700kg/m3、粘度為1mm2/S的汽油和輸送密度為820kg/m3、粘度為35mm2/S的柴油時的性能參數。解：設常溫下水的密度為：，粘度為：輸送汽油時：汽油的運動粘度，則粘度的影響可忽略。，汽油柱，輸送柴油時：柴油的運動粘度，查圖可得：，，則：柴油柱2-4在海拔1000m的高原上，使用一離心泵吸水，該泵的允許吸上真空高度30+0.02Q2，輸油時的管路特性曲線方程為H＝30+0.042Q2。(式中Q的單位為l/s、H的單位為m)。(1)試分別確定單泵輸水和輸油時的工作流量和壓頭。“(2)若要求輸油時的工作流量不低于輸水時的工作流量，試分析從泵或管路安裝上可能采取哪些蠟施？、哪些措施可能性較大?解：=1\*GB2⑴由圖中可得：輸送水時：Q=30l/s，H=47m；輸送油時：Q=21l/s，H=48m=2\*GB2⑵如要使輸油時的工作流量增大，在泵上可能采取的措施為提高泵的轉速或增加葉輪直徑；在管路上可能采取的措施為增加閥門開度或擴大管徑，較好的措施為開大閥門或增加葉輪直徑。2-8擬用離心泵將某生產車間的熱水(平均溫度為65℃)從熱水池以40m3/h的流量輸送到涼水塔頂，從噴頭噴出而落人涼水池中，以達到冷卻目的。已知水在進入噴頭之前需要維持4.9×104Pa的表壓力，噴頭入口位置比熱水池水而高6m，吸入管路和排出管路中的壓頭損失分別為1m和3m。管路中的動壓頭可以忽略不計。試選用合適的離心泵，并確定泵的安裝高度。當地大氣壓按l01.3kPa計。解：查得：65℃時水的密度，飽和蒸氣壓為：取水池液面為1－1，噴頭處為2－2，列柏努利方程：其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=6m，p2=4.9×104Pa，u2=0代入伯努利方程得：由附表選泵為：3B19，性能參數如下：H=18.8m，Q=45m3/h，N=2.88kW，η=80%，Hs=5.5m對Hs進行校核：則泵的安裝高度為：實際安裝高度為：1.139m～1.639m2-9某常壓貯罐內盛有石油產品，其密度為760kg/m3，粘度小于20mm2/S，在貯存條件下油品的飽和蒸氣壓力為600mmHg?，F將該油品以1.14×l04kg/h的流量送到表壓力為l.47×105Pa的設備內，輸送管規(guī)格均為φ57×2mm，貯罐內液面恒定，從貯罐液面到設備入口處的高度為5m，吸入管與排出管的壓頭損失分別為lm和4m。試選擇一臺合適的泵，并確定其安裝高度。當地大氣壓為98kPa。解：從儲槽液面至設備入口列柏努利方程：其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=5m，p2=1.47×105Pa，u2=0代入伯努利方程得：選泵為：65Y－60B型油泵，其性能參數如下：Q=19.8m3/h，H=38m，η=55%，N=3.75kW，Δh=2.6m安裝高度計算：pv＝600mmHg＝7.99×104Pa則安裝高度：實際安裝高度為：-2.36m～-1.86m。2-10某單動往復泵活塞的直徑為160mm，沖程為200mm，現擬用該泵將密度為930kg/m3的某種液體從敞口貯槽輸送到某設備中。要求流量為25.8m3/h，設備的液體入口處比貯槽液面高19.5m，設備內壓力為3.14×l05Pa(表壓)，外界大氣壓為98kPa，管路總壓頭損失為10.3m。當有15％的液體漏損和泵的效率為72％時，試計算該泵的活塞每分種往復次數與軸功率(忽略速度頭)。解：代入數據，得：在儲槽液面至液體出口間列柏努利方程：其中：z1=0，p1=0，u1=0z2=19.5m，p2=3.14×105Pa，u2=0代入數據得：2-ll有一臺雙動往復泵，其沖程為300mm，活塞直徑為180mm，活塞桿直徑為50mm；若活塞每分鐘往復55次，實驗測得該泵在26.5min內，使一內徑為3m的圓形貯罐的水位上升2.6m，試求泵的容積效率。解：2-12雙缸雙作用蒸汽往復泵的活塞直徑為130mm，活塞桿直徑為30mm，活塞每分鐘往復46次，容積效率為87.3％，試問充滿9m3的貯罐需要多長時間。（設沖程為300mm）解：2-13對一離心通風機進行性能測定的實驗數據中，空氣溫度為20℃，風機出口處的表壓力為23mmmH20，入口處的真空度為15mmH20，相應的排風量為3900m3/h從，兩測壓截面間的垂直距離為200mm，吸入管與排出管的內徑分別為300mmm和250mm，通風機轉速為1450r/min，所需軸功率為0.81kw。試求所對應的全風壓和風機的效率。解：體積流量為：在風機出口和入口間列柏努利方程得：（忽略進出口的阻力）其中：z1=0，p1=-15mmH2O=-147.1Pa，u1=V/A1=15.27m/sz2=0.2m，p2=23mmH2O=225.6Pa，u2=V/A2=21.99m/s查得:20℃，1atm時，空氣的密度為ρ=1.205kg/m3，由平均壓力校核為：ρ=1.206kg/m3代入伯努利方程得：2-14在大氣壓力下，欲使3×l04kg/h的空氣通過一翅片換熱器，自20℃加熱到80℃。根據工藝上的要求，通風機應裝在換熱器之后。試求通風機必須的風量和全風壓，并選擇合適的通風機。設管路和換熱器的全部流動阻力損失為120mmH2O。解：2-15往復空氣壓縮機將溫度為15℃的空氣自9.807×l04Pa壓縮到4.9×l05Pa，壓縮機排量為360m3/h。試求按等溫壓縮、絕熱壓縮、多變壓縮(多變指數k＝1.25)過程進行時，壓縮機所消耗的理論功率和壓縮后空氣的溫度。解：（1）等溫壓縮過程：壓縮過程：排氣過程：-絕熱膨脹過程：氣體對活塞做功，為負值吸氣過程：氣體對活塞做功，為負值：總功：=壓縮功率為：因等溫壓縮，壓縮后空氣溫度不變，仍為15℃。（2）絕熱過程：取r=1.4，℃壓縮功率為：（3）多變過程：=124.4℃壓縮功率為：2-16單級單動往復壓縮機的氣缸內徑為180mm，活塞沖程為200mm。活塞往復次數為2401/min，余隙系數為5％，排氣系數為容積系數的85％，現需向某設備提供表壓力為4.4×105Pa的壓縮空氣80kg/h。空氣進入壓縮機的壓力為9.807×104Pa，溫度為20℃，空氣的壓縮為多變壓縮過程，多變指數為1.25。此壓縮機能否滿足生產要求?解：查得：20℃，1atm下空氣的密度為：則在操作狀況下，空氣的密度為：該壓縮機不能滿足生產要求。2-17某往復壓縮機的余隙系數為0.05，如將空氣從l01.3kPa和283K絕熱壓縮至515kPa，求其容積系數，并求此壓縮機的最大壓縮比。解：設絕熱指數r=1.4，最大壓縮比是指容積系數為0時的壓縮比：解得：=712-1830℃及101.3kPa的空氣要用往復壓縮機壓縮到14.7MPa，處理量為3.5