内容发布更新时间 : 2024/5/29 22:02:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

吸入管路的阻力损失为0.2m水柱，压出管路的阻力损失为0.5m水柱, 压出管路上压力表的读数为2.5kgf.cm，试求：（1） 水泵的升扬高度（2) 若水泵的效率η＝70％，水泵的轴功率（kw）；（3） 水泵吸入管路上真空表的读数（mmHg 柱）。 注：当地大气压为750mmHg 柱。

*****答案*****

（1）在2－2与3－3截面列B．ｅｑ． Z＋P/ρg＋U/2g＋He ＝Z＋P/ρg＋U/2g＋Hf ∵U＝U 不计Hf

∴He ＝（Z－Z）＋（P＋P）/ρｇ ＝0.2 + (2.5+0.525)/(10×9.81)×9.81×10＝30.5mHO柱 在1－1与4－4列B．ｅｑ． He ＝ΔZ＋Hf ＋Hf ∴ ΔZ＝He －（Hf ＋Hf ） ＝30.5-(0.2+0.5)＝29.8m ∴升扬高度为29.8m （2）Ne＝HQρｇ/η＝30.5×0.01×10×9.81/0.7＝4.27 kw U＝36/3600/(0.785×0.076)≈2.2 m.s （3） 在1－1与2－2列B．ｅｑ，得 0＝Z＋（－P）/ρｇ＋U/2ｇ＋Hf －P＝Zρｇ－Uρ/2－Hf ρｇ ＝－（4.8×10×9.8+2.2/2×10+0.2×1 0×9.81） ＝-515×10N. m＝515×10/(0.981×10)×735.6 ＝386mmHg(表) －P＝真空度

∴吸入管路上真空表读数为386mm Hg 柱＝0.525ａｔ

本题目有题图titu071

71.(10分) 题号:1333 第1章 知识点:340 难度:中等

密度为1000kg.m，粘度为1cp的水，以5m.h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为1.5 kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3×10-1×10时, λ=0.3164/Re) *****答案*****

u=V/(πd/4)=5/(3600×π×0.045/4)=0.874m.s Re=duρ/μ=0.045×0.874×1000/(1×10)=39375 λ=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0225 由柏式： Z=Z u=u ∴p/ρ=p/ρ+ λ(l/d)(u/2) p=p-λ(l/d)(ρu/2) =2.5×9.81×10-0.00225×(100/0.045)×(0.874/2)×1000

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=1.28×10N.m(表压)

72.(12分) 题号:1335 第1章 知识点:340 难度:中等

用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为38.4吨.h,高位槽中液面比油池中液面高30m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率 η=50%。 *****答案*****

对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程： He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u/2g)

△Z=20m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m u=Vs/0.785d=38400/(3600×0.785×0.1×960)=1.415m.s Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10=39.6<2000 λ=64/Re=64/39.6=1.616 He=30+1.616×(430/0.1)×(1.415/2×9.81)=739.13m N=Q·He·ρg/η =38400×739.13×9.81/(3600×0.5×1000)=154.7kw

73.(12分) 题号:1337 第1章 知识点:340 难度:容易 用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×10N.m,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m，在某送液量下，泵对水作的功为340J.kg, 管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为φ108×4mm,水的密度为1000kg.m。求输水量为多少m.h。 *****答案***** Zg+(p/ρ)+(u/2)+W=Zg+(p/ρ)+(u/2)+Σhf 已知数据：Z=0；

P(表)=0；u≈0；W=340[J.kg]；Z=20[m]； p=9.807×10[N.m](表)；ρ=1000[kg.m] 简化上式：W=Zg+(p/ρ)+(u/2)+Σhf 又Σhf=λlu/2d=9.9u ∴340=9.81×20+9.807×10/1000+u/2+9.9u10.4u =45.7

∴u=2.1[m.s] V=(π/4)D×u×3600=0.785×(0.1)×2.1×3600 =59.4[m.h]

74.(12分) 题号:1339 第1章 知识点:340 难度:容易

用离心泵经φ57×3.5mm的钢管,将敞口贮槽内的有机溶剂(密度800kg.m,粘度为20cp)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持20m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度) 为25m，反应器内的压力恒定为4kgf.cm(表压) ，有机溶液输送量为6m.h，泵的效率为60%，试确定泵提供的轴功率。 *****答案*****

取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面： gZ+(u/2)+(p/ρ)+W=gZ+(u/2)(p/ρ)+Σhf W=(Z-Z)g+[(u-u)/2]+[(p-p)/ρ]+Σhf

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Σhf =λ[(l+le )/d](u/2)

u=(6/3600)/[(π/4)×0.05]=0.8488m.s u≈u≈0 Z=0

Re=duρ/μ=0.05×0.8488×800/(20×10)=1697.6<2000 则λ=64/Re=64/1697.6=0.0377 Σhf =0.0377×(25/0.05)×(0.8488/2)=6.7904J.kg 故W=(20-0)×9.807+4×9.807×10/800+6.7904=693.5J.kg N=QρW/η＝1.541kw

本题目有题图titu072

75.(14分) 题号:1341 第1章 知识点:430 难度:中等

某油品在Φ89×4mm的无缝钢管中流动。在A和B的截面处分别测得压强P=15.2×10N.m，P=14.8×10N.m。试计算管路中油品的流量。已知：A、B间长为40m，其间还有2个90弯头（每个弯头的当量长度ｌ=35d），ρ油＝820kg.m，μ油＝121cp。

*****答案*****

A－B间列柏努利方程： Z＋ｕ/2ｇ＋P/ρｇ＝Z＋ｕ/2ｇ＋P/ρｇ＋∑H （P－P）/ρｇ－（Z－Z）＝∑H＝λ（ｌ＋ｌ）/d×ｕ/2g (15.2-14.8)×10/(820×9.81)-1=64/(duρ/μ)×(l+l)/d×ｕ/2ｇ ＝64μ/（dρ）×（ｌ＋ｌ）/d×ｕ/2ｇ ｕ＝(3.973×2×9.81×(0.081)×820/(64×121×10×45.67)=1.186 m.s 校验：Ｒ＝dｕρ/μ＝0.081×1.186×820/（121×10）＝651＜2000 ∴ V＝Aｕ＝0.785（0.081）×1.186 ＝6.11×10 m.s＝22m.h。

本题目有题图titu073

76.(15分) 题号:1343 第1章 知识点:743 难度:容易

密度为1200kg.m的盐水，以25m.h的流量流过内径为75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为30 m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25％。试求泵的轴功率。 假设：（1）摩擦系数λ＝0.03；（2）泵的效率η＝0.6 *****答案***** Z＋ｕ/2ｇ＋P/ρｇ＋H＝Z＋ｕ/ 2ｇ＋P/ρg+∑H

Z＝0，Z＝30m，ｕ≈0，ｕ≈0，P＝P ∴H＝Z＋∑H＝30＋∑H ∑H＝（λ×ｌ/d×ｕ/2ｇ）×1.25 ｕ＝V/A＝25/（3600×0.785×（0.07 5））＝1.573m.s

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∑H＝（0.03×120/0.075×1.573/（2×9.81）×1.25 ＝7.567m盐水柱 H＝30＋7.567＝37.567m N＝QHρｇ＝25/3600×37.567×1200×9.81＝3071w N轴＝N/η＝3071/0.6＝5118w

77.(8分) 题号:1345 第1章 知识点:730 难度:中等

现有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度H＝6m，用来输送20℃的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为2.0 mHO，当地大气压为10 mHO，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米？ *****答案***** Hg ＝Hs －U/2ｇ－∑hf ＝6－2.0 ＝4.0m

78.(8分) 题号:1346 第1章 知识点:730 难度:中等

现有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度H＝5m，用来输送20℃的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为1.5 mHO，当地大气压为10 mHO，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米？ *****答案***** Hg ＝Hs －U/2ｇ－∑hf ＝5－1.5 ＝3.5m

79.(12分) 题号:1347 第1章 知识点:730 难度:中等 流量12m.h，泵出口处压力表读数1.9at（表），泵入口处真空表读数140mmHg，轴功率1.20kw，电动机转数2900转/分，真空表与压力表距离0.9m，出口管与入口管直径相同。求：泵的压头H与效率η？（忽略阻力损失） *****答案*****

H＝（Z－Z）＋（P－P）/ρｇ ＋（U－U）/2g＋∑h ∑h 略 U＝U 1ａｔ＝9.81×10 N.m 1mmHｇ＝133.3 N.m ∴ P＝1.9×9.81×10＝1.864×10N.m P＝－140×133.3＝－1.866×10 N.m 压头H＝0.9＋（1.864×10－（－1.866×10）/(1000×9.81) ＝21.8（m） N＝QHρｇ＝21.8×12/3600×1000×9.81 ＝712.80 （w） η＝0.7128/1.2＝59.40％

80.(18分) 题号:1349 第1章 知识点:740 难度:较难 用离心泵将原油从油库沿管内径为0.15m、长2公里 (包括局部阻力的当量长度)的水平管送往炼油厂。输油量为40m.h。油泵的总效率为0.65，求泵的轴功率。某天，该油泵突然发生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的 80%，问此泵能输送原油多少m.h。输送条件下,原油的密度为890kg.m,粘度为0.4 Pa.s。设油库和炼油贮罐均为常压。

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*****答案*****

该题条件下,油泵所耗功率完全用于克服管路阻力。 ⑴A=(π/4)(0.15)=0.0177m u=40/(3600×0.0177)=0.63m.s

Re=duρ/μ=0.15×0.63×890/0.4=210(层流) λ=64/Re=64/210=0.304 Hf=λ(l/d)(u/2g)=0.304×(2000/0.15)×[0.63/(2×9.81)]=82.1m Ws=40×890/3600=9.9kg.s ∴N=82.1×9.81×9.9/(1000×0.65)=12.3kw ⑵H′=0.8Hf=65.7m △Pf=65.7×9.81×890=5.736×10N.m 对于层流△Pf=32lμu/d ∴u=△Pfd/(32lμ)=5.736×10×0.15/(32×2000×0.4)=0.504m.s V=3600×0.504×0.0177=32.1m.h

81.(10分) 题号:1350 第1章 知识点:100 难度:容易

湿式钢制钟罩圆筒气柜，如附图所示。圆筒直径为6m，质量3000kg，圆筒没入水中的深度1m，则气柜内气体的表压为多少N.m?圆筒内外的液面差为多少m? *****答案***** 表压P＝3000×9.81/（0.785×6）＝1040N.m Δ＝1040/（1000×9.81）＝106mm＝0.106m

本题目有题图titu075

82.(10分) 题号:1352 第1章 知识点:300 难度:中等

如附图所示，风机的进口吸风管内径为100mm，吸上水柱高度为12mm，空气的密度为1.2kg.m，求风机进口管内空气的流速和风量。 *****答案*****

ｕ＝√（2ghρ水/ρ气） ＝√（2×9.81×0.012×1000/1.2）＝14m.ｓ V＝0.785×0.1×14＝0.11m.ｓ

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