问答题

如图所示的输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径Φ70×3mm，管长l_AB=15m，压出管直径Φ60×3mm，管长l_CD=80m(管长均包括局部阻力的当量长度)，摩擦系数λ均为0.03，Δz=12m，离心泵特性曲线为H_e=30-6×
，式中H_e的单位为m；q_V的单位为m³/s。试求：(1)管路流量；(2)旱季江面下降3m时的流量。

答案： [解] 已知：Φ_AB70×3mm，l_AB=15m，Φ_CD

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如图所示，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。试用欧拉平衡方程式求：(1)液体作用于顶盖上的压强分布(p与半径，的关系)；(2)筒圆周内壁上液体的势能
及动能
比轴心处各增加了多少

答案： [解] 已知：D=0.4m，H=0.2m，n=1000r/min，ρ=1000kg/m³。求：(1...

【计算题】
某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水，当流量为75m³/h时，泵吸入口处真空表读数0.030MPa，泵压出口处压强计读数0.30MPa。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10.6kW，试求泵的扬程及效率。

答案：

如图所示的输水管路，用离心泵将江水输送至常压高位槽。已知吸入管直径Φ70×3mm，管长l_AB=15m，压出管直径Φ60×3mm，管长l_CD=80m(管长均包括局部阻力的当量长度)，摩擦系数λ均为0.03，Δz=12m，离心泵特性曲线为H_e=30-6×
，式中H_e的单位为m；q_V的单位为m³/s。试求：(1)管路流量；(2)旱季江面下降3m时的流量。

答案： [解] 已知：Φ_AB70×3mm，l_AB=15m，Φ_CD

某离心水泵的特性曲线数据如表所示。
q_V/(L/min) 0 1200 2400 3600 480 6000
H_e/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λ为一常数0.02。求泵的供水量及有效功率。

答案： [解] 已知：Δz=5m，L=360m，d=120mm，λ=0.02，管路两槽敞口。求：q_V，P<...

某台离心泵的特性曲线可用方程
表示。式中H_e为泵的扬程，m；g，为流量，m。/min。现该泵用于两敞El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。

答案： [解] 已知：泵特性方程
(H_e-m，q_V-m³

某台离心泵的特性曲线H_e=20-2q^2_v表示。其中H_e为泵的扬程，m，q_v为流量m³/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%，试问应该将两台泵并联使用还是串联使用？两容器页面差为10m。

答案：

解：

【计算题】
如图所示，某离心泵的必需汽蚀余量为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℃，饱和蒸汽压为2338.43Pa。

答案： [Hg]=Po/（ρg）-Pv/（ρg）-ΣHf-[（NPSH）r+0.5]=90*103/（1000*9.81）-23...

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，即其饱和蒸气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)_r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

答案： [解] 已知：p₀(真)=67kPa，p_V=p₀(绝)...

【计算题】某单缸双动往复输水泵。每分钟活塞往复60次，活塞直径为200mm，活塞杆直径为30mm，活塞行程为300mm。实验测得此泵的输水量为0.018m³/s，求此泵的容积效率η_V。

答案：

现需输送温度为200℃、密度为0.75kg/m³的烟气，要求输送流量为12700m³/h，全压为1.18kPa。工厂仓库中有一台风机，其铭牌上流量为12700m³/h，全压为1.57kPa，试问该风机是否可用

答案： [解] 已知：ρ=0.75kg/m³，q_V=12700m³

在多级往复式压缩机中的某一级，将氨自表压为0.15MPa(表压)压缩到为1.1MPa(表压)。若生产能力为460m³/h(标准状况)，总效率为0.7，气体进口温度为-10℃，试计算该级压缩机所需功率及氨出口时的温度。
设压缩机内进行的是绝热过程，氨的绝热指数为1.29。

答案： [解] 已知：p₁(表)=0.15MPa，p₂(表)=1.1MPa，q

某真空操作设备需要一台真空泵，已知真空系统压力p=2.5kPa(绝压)，温度为20℃，工艺过程液体的饱和蒸气压为0.6kPa，其相对分子质量为30。外界漏入真空系统的空气量为2.0kg/h。工艺过程产生的不凝性气体量可忽略不计。试在下列W型往复真空泵中选一台适宜的泵。
型号 W₁ W₂ W₃ W₄ W₅
抽气速率/(m³/h) 60 125 200 370 770
极限真空(绝压)/kPa 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33

答案： [解] 已知：p(绝)=2.5kPa，t=20℃，p_V=0.6kPa，M_V=...

如图所示，用离心泵将lO℃的水由储水池输送到高位槽，两液面维持16m，吸入管路与排出管路的管径均为Φ55×2.5mm，管子长度(包括局部阻力当量长度在内)为28m，摩擦系数λ=0.025，AB段直管段长度为6m，其两端所装U型压差计读数R=40mm(指示液是汞，ρ₀=13600kg/m³)，试求：
注：水的密度近似取为1000kg/m³。水的黏度为130.53×10^-5N·s/m²。
水在管内的流速及输水量；

答案： [解] 在A-A’→B-B’列伯努利方程

又根据A、B处压差计可知

如图所示，用离心泵将lO℃的水由储水池输送到高位槽，两液面维持16m，吸入管路与排出管路的管径均为Φ55×2.5mm，管子长度(包括局部阻力当量长度在内)为28m，摩擦系数λ=0.025，AB段直管段长度为6m，其两端所装U型压差计读数R=40mm(指示液是汞，ρ₀=13600kg/m³)，试求：
注：水的密度近似取为1000kg/m³。水的黏度为130.53×10^-5N·s/m²。
水在管内的流动类型；

答案： [解] 根据雷诺数来判断

可知为湍流。

如图所示，用离心泵将lO℃的水由储水池输送到高位槽，两液面维持16m，吸入管路与排出管路的管径均为Φ55×2.5mm，管子长度(包括局部阻力当量长度在内)为28m，摩擦系数λ=0.025，AB段直管段长度为6m，其两端所装U型压差计读数R=40mm(指示液是汞，ρ₀=13600kg/m³)，试求：
注：水的密度近似取为1000kg/m³。水的黏度为130.53×10^-5N·s/m²。

输送泵损坏，现库存有一台离心泵，在输水量范围内，泵的性能曲线方程为H=25-7.2×10⁴Q²，式中H为扬程，m水柱，Q为流量，m³/s，泵的效率为60%，通过计算说明泵能否满足要求，操作时泵的轴功率为多少

答案：

如图所示，从水池用离心泵向一密闭高位槽送溶液，在输送范围内，离心泵在该转速下的特性曲线方程为H=38-0.02Q²(Q单位为m³/h，日单位为m)。输送管路的管径为Φ60×3mm，管路总长(包括除出口阀门以外其余局部阻力的当量长度)为60m，离心泵出口阀门全开时输液量为21m³/h，阻力系数为10。现将离心泵出口阀门关小，孔板流量计的U型管压差计读数为原来的0.8倍，已知水池和高位槽液面均维持稳定，操作条件下溶液密度为1260kg/m³，阀门开度变化前后，管内流动摩擦系数均为λ=0.02，孔板的孔流系数C₀保持不变。试计算：
将离心泵出口阀门关小后，此时泵的有效功率。

答案： [解] 已知H=38-0.02Q²，λ=0.02，d_i=0.054m，ρ=1...

用离心泵向水洗塔送水，在泵出口阀全开时，管路特性曲线方程为
H=20+1.1×10⁵V²
式中：V——管路中的流量，m²/s。
在V=0.013m³/s流量下，泵提供的扬程为45m，为适应泵的特性，将泵出口阀关小以增加管路阻力。试求：因增加阻力而多消耗的功率，并写出关小阀门后管路的特性曲线方程。

答案： [解] 当V=0.013m³/s时，代入管路特性方程
H=20+1.1×10

如图所示，从水池用离心泵向一密闭高位槽送溶液，在输送范围内，离心泵在该转速下的特性曲线方程为H=38-0.02Q²(Q单位为m³/h，日单位为m)。输送管路的管径为Φ60×3mm，管路总长(包括除出口阀门以外其余局部阻力的当量长度)为60m，离心泵出口阀门全开时输液量为21m³/h，阻力系数为10。现将离心泵出口阀门关小，孔板流量计的U型管压差计读数为原来的0.8倍，已知水池和高位槽液面均维持稳定，操作条件下溶液密度为1260kg/m³，阀门开度变化前后，管内流动摩擦系数均为λ=0.02，孔板的孔流系数C₀保持不变。试计算：
将离心泵出口阀门关小后，该开度下阀门的阻力系数。

答案： [解] 阀门全开时
H_e-H_e’=H_f1-2