内容发布更新时间 : 2024/12/25 17:22:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
式中Af、Vf-为转子的最大截面积和转子体积; ?f、?-转子的密度和流体的密度;
CR-转子流量计的流量系数,其值可由教材图1-26确定。 AR-玻璃管与转子之间的环隙面积。 1.1.13 水泵
1) 压头或扬程
pD?pa?g H=?Z??(?hfD??hfs) (m) (1-34)
2) 泵的功率和效率 单位时间内液体流经泵后实际所得到的功称为,以符号表示,即
1000PeHQ?g???
P1000PPe?HQ?g
(1-35) (1-36)
式中,Pe-有效功率,KW; P-轴功率,KW; 3 ) 泵的安装高度
最大吸上真空高度,
Hsmax?pa?pv?g (1-37)
pv-被输送液体在输送温度下的饱和蒸汽压,Pa; 允许吸上真空高度Hsp。
Hsp?Hsmax
(1-38)
允许安装高度Zsp,
Zsp?Hsp?us22g??hf (m) (1-39)
通常在泵的样本中查得的Hsp是根据大气压pa=10mH2O,水温为20℃时得出的数值。若操作条件和上述不符,则Hsp必须按下式进行校正。
H'sp'?Hsp?10?Ha?pv?pv?g (1-40)
式中 Ha——泵工作点的大气压,mH2O;
pv——20℃下水的饱和蒸汽压,Pa;
p'v——输送温度下水的饱和蒸汽压,Pa。
泵的允许安装高度也可以用泵样本中的允许汽蚀余量?hp表示
Zsp?Hsmax??hp??hfs (1-41)
为了安全起见,泵的实际安装高度还应比上述两种方法计算的允许值小0.5~1.0m。 1.1.14 非牛顿流体
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1) 宾哈姆流体的切应力与速度梯度的关系,
?=?0+?p式中 ?p—塑性粘度,Pa.s; ?-初始切应力,Pa。
0dudy (1-42)
2) 假塑性流体(pseudoplastic fluid) 假塑性流体切应力与速度梯度的关系为,
?du????k???,n<1 ?dy?n (1-43)
3) 胀塑性流体(dilatant fluid)
胀塑性流体切应力与速度梯度的关系为,
?du????k???,n>1 dy??n (1-44)
式中 k——稠度指数,
n——流变指数。
k和n的数值均由实验来确定。 1.1.15 气体输送原理与设备
1) 离心风机全压表达式,
HT??p2?p1??u222? (1-45)
式中,?p2?p1?-静风压,Pa;
?u22-动风压。
2风机性能表上的风压,一般都是在20℃、101.3kPa的条件下用空气作介质测定的。该条件下空气的密度为1.2kg/m3。若实际的操作条件与上述的实验条件不同,则在选择离心通风机时,应将操作条件下的风压H'T按下式换算为实验条件下的风压HT,即
HT?HT'??'?HT'1.2?' (1-46)
式中 ?—操作条件下空气的密度,kg/m3。
'2) 轴功率与效率 离心通风机的轴功率为
N?HTQ1000? (1-47)
式中 N—轴功率,kW ;
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HT——全风压,Pa; Q——风量,m3/s;
?——效率,因按全风压定出,因而又称全压效率。
1.2 基本概念题
【1-1】粘性流体在静止时有无剪应力,理想流体在运动时有无剪应力?若流体在静止时无剪应力,是否意味着它们没有粘性?
【1-2】粘性的物理本质是什么?为什么温度升高,气体粘度上升,而液体粘度下降?
【1-3】雷诺数的物理意义是什么?
【1-4】什么是水力光滑管?
【1-5】是否在任何管道中,流量增大则阻力损失就增大;流量减小则阻力损失就减小?为什么?
【1-6】刚安装好的一台离心泵,启动后出口阀门已经开至最大,但不见水流出,试分析原因并采取措施使泵正常运行。
1.3 习题
【1-1】椰子油流过一内径为20mm的水平管道,其上装有一收缩管,将管径逐渐收缩至12mm,如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa,试求椰子油的流量。
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【1-2】牛奶以2×10m/s的流量流过内径等于27mm的不锈钢管,牛奶的粘度为2.12×10-3
Pa.s,密度为1030kg/m3,试确定管内流动是层流还是紊流。
【1-3】用泵输送大豆油,流量为1.5×10-4m3/s,管道内径为10mm,已知大豆油的粘度为40×10-3Pa.s,密度为940kg/m3。试求从管道一端至相距27m的另一端之间的压力降。
【1-4】试求稀奶油以6m/s的速度流过管道时,因摩擦而引起的压力降。管道直径
?38?2.5mm,长100m,为水力光滑的不锈钢管。已知稀奶油的密度为1000kg/m,粘度
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为12×10Pa.s。
【1-5】液体在圆形直管内作层流流动,若流量、管长和液体的物性参数保持不变,而将管径减至原有的1/2,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍。
【1-6】液体在光滑圆形直管内作紊流流动,若管长和管径均不变,而流量增为原来的两倍,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍。摩擦系数可用布拉休斯公式计算。
【1-7】某离心泵安装在高于井内水面5.5m的地面上,吸水量为40m3/h。吸水管尺寸为
?114?4mm,包括管路入口阻力的吸水管路上的总能量损失为4.5J/kg。试求泵入口处的真
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空度。(当地大气压为1.0133×10Pa)
【1-8】用离心泵将密度为1200kg/m3的水溶液由敞开贮槽A送至高位槽B。已知离心泵吸入管路上各种流动阻力之和?Lf,s?10J/kg、压出管路的?Lf,D?30 J/kg。两槽液面维持恒定,其间垂直距离为20m。每小时溶液的输送量为30m。若离心泵效率为0.65,求泵的轴功率。
【1-9】每小时将10m3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。管路直径为?57?3mm,全系统直管长度为100m,其上装有一个全开闸阀、一个全开截止阀、三个标准弯头、两个阻力可以不计的活接头。两槽液面恒定,其间垂直距离为20m。取管壁粗糙度为0.25mm、水的密度为1000kg/m、粘度为1×10Pa.s。试求泵的效率为70%时的轴功率。
【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m3、粘度为1.1×10-3Pa.s的溶液在稳定流动状态下送到蒸发器内,蒸发空间真空表读数为40kPa。溶液输送量为18m3/h。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m,管路直径?57?3mm,不包括管路进、出口的能量损失,直管和管件当量长度之和为50m。取管壁粗糙度为0.02mm。试求泵的轴功率(泵的效率为65%)。
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【1-11】将温度为263K的冷冻盐水(25%CaCl2溶液,密度为1240kg/m,粘度为7×10Pa.s)从开口贮槽送入冷却设备。已知贮槽盐水液面低于管路出口2m。整个输送管道直径
?25.4mm,长50m,其中有6个标准弯头,1个截止阀,2个闸阀,均为全开。如果要求流
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-3
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量为6m3/h,试求所需泵的扬程。
【1-12】某罐头厂需用泵将水池中的20℃清水泵送到距水池20m远、高4m的设备上去喷淋洗涤原料。水量要求为20m3/h。估计管件有:900弯头4只,带滤水网的底阀1只,标准截止阀2只,闸阀1只,试选择合适的离心泵。
【1-13】某溶液由开口高位槽经附图所示的管路流到开口低位槽,两槽液面恒定,其间垂直距离为z。两条并联管路与总管的长度(包括一切局部阻力的当量长度)、以及管径均相等,即?la??lb??lT?l;da?db?dT?d。下标a、b及T分别表示并联管路A、B
及总管路。求阀门A和B全开时总流量与关闭任一阀门时总流量间的关系。已知两种流动情况时的流态均为层流。
【1-14】拟用一台3B57型离心泵以60m3/h的流量输送常温的清水,已查得在此流量下的允许吸上真空Hs=5.6m,已知吸入管内径为75mm,吸入管段的压头损失估计为0.5m。试求:
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1)若泵的安装高度为5.0m,该泵能否正常工作?该地区大气压为9.81×10Pa;
2)若该泵在海拔高度1000m的地区输送40℃的清水,允许的几何安装高度为若干米?当地大气压为9.02×104Pa。
【1-15】某罐头厂为了降低车间内温度,改善劳动条件,拟于墙外安装一台通风机,向车间送风。已知通风管道的长度为20m,直径为250mm,其上有局部阻力当量长度为5m的闸
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阀1只,局部阻力系数为0.2的弯头2只。今要求送风量Q=3000m/h,求所需要的风压。
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