流体输送设备练习题解答

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1、例2-1已知某离心泵叶轮外径为192mm，叶轮出口宽度为12.5mm，叶片出口流动角为35°，若泵的转速为1750r/min，试求该泵的基本方程式（即理论压头和理论流量的关系）。解：由下式知：因为将、及代入上二式得：即由上式可见，离心泵的理论压头与理论流量呈现性关系，且随流量的增加，该泵的压头随之降低。例2-2采用本题附图所示的实验装置来测定离心泵的性能。泵的吸入管内径为100mm，排出管内径为80mm，两侧压口间垂直距离为0.5m。泵的转速为2900r/min，以20℃清水为介质测得以下数据：流量，l/s1

2、5泵出口处表压，Pa2.55×105泵入口处真空度，Pa2.67×104功率表测得电动机所消耗的功率，kW6.2泵由电动机直接带动，电动机的效率为93%。试求该泵在输送条件下的压头，轴功率和效率。解：（1）泵的压头  真空计和压强表所在处的截面分别以1-1’和2-2’表示，在两截面间列以单位重量液体为衡算基准的柏努利方程式，即：其中，（表压），（表压），，两侧压头间的管路很短，其间流动阻力可忽略不计，即。故泵的压头为：（2）泵的轴功率  功率表测得的功率为电动机的输入功率，由于泵为电动机直接带动，传动效率可视

3、为100%，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。因电动机本身消耗部分功率，其功率为93%，于是电动机输出功率为：泵的轴功率为：（3）泵的效率  由式知：例2-3某离心泵输送水的特性曲线如本题附图所示，最高效率下相应的流量为2.84m3/min、压头为30.5m。若用此泵输送密度为900kg/m3、粘度为220cSt的油品，试作出该泵输送油品时的特性曲线。解：用下式计算该泵输送油品时的性能，即：，， 式中各换算系数可由图查取。在图中，压头换算系数有四条曲线，分别表示输送清水时的额定流量QS的0.6、0.8、1.

4、0及1.2倍时的压头换算系数。由题意知QS为2.84m3/min，则可从本题附图的特性曲线中分别查出0.6QS、0.8QS、1.0QS及1.2QS下所对应的H及η值，并列于本题附表1中，以备下一步查CH值之用。例2-3附表1项目0.6QS0.8QS1.0QS1.2QSQ，m3/min1.702.272.843.40H，m34.333.030.526.2η，%72.5808279.5以为例，由图查出各性能的换算系数，其查图方法如图中虚线所示。在横坐标上自的点向上作垂线与压头的斜线相交，由交点引水平线与粘度为22

5、0cSt的粘度线相交，从此交点再垂直向上作直线分别与、及所对应的曲线相交，各交点的纵坐标为相应的粘度换算系数值，即：；；。于是可计算出输送油品时的性能为：输送油品时的轴功率可按下式计算，即：依照上述方法可查出不同流量下相对应的各种性能换算系数，然后再由，，和计算输送油品的性能，并将计算结果列于本题附表2中。例2-3附表2项目0.6QS0.8QS1.0QS1.2QS0.950.950.950.950.960.940.920.890.6350.6350.6350.635Q’，m3/min1.622.162.73.

6、23H’，m32.931.028.123.3η’，%46.050.852.150.5N’，kW17.019.421.421.9将本题附表2中相应的Q’、H’、η’及N’值标绘于本题附图中，所得虚线即为输送油品时离心泵的特性曲线。例2-4用3B33型水泵从一敞口水槽中将水送到它处，槽内液面恒定。输水量为45～55m3/h，在最大流量下吸入管路的压头损失为1m，液体在吸入管路的动压头可忽略。试计算：（1）输送20℃水时泵的安装高度。（2）输送65℃水时泵的安装高度。泵安装地区的大气压为9.81×104Pa。解：由

7、附录二十五查得3B33型水泵的部分性能列于下表：例2-4附表流量，Q压头，H转速，n允许吸上真空高度，HS’m3/hmr/minm3035.6 7.04532.629005.05528.8 3.0（1）输送20℃水时泵的安装高度 根据下式计算泵的允许安装高度，即：由题意知，，。从该泵的性能表可看出，Hs’随流量增加而下降，因此，在确定泵的安装高度时，应以最大输送量所对应的Hs’值为依据，以便保证离心泵能正常运转，而不发生汽蚀现象，故取。故为安全起见，泵的实际安装高度应小于2m。（2）输送65℃水时泵的安装高度

8、  此时不能直接采用泵性能表中的Hs’值计算泵的允许安装高度，需按式对Hs’进行计算，即：其中，由附录六查出65℃水的饱和蒸汽压及密度，则：将式中的Hs’换以Hs，以计算泵的允许安装高度，得：Hg为负值，表示泵应安装在水面以下，至少比贮槽水面低0.35m。例2-5用离心油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷。贮罐内异丁烷液面恒定。其上方绝对压强为6.65kgf/cm2。在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允