流体机械原理课后解答 张克为
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化工原理——流体输送机械习题及答案第二章流体输送机械一、选择与填空1、离心泵的工作点是_____曲线与_______曲线的交点。
2、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体,否则将可能发生现象。
而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生现象。
3、离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生____。
A 汽化现象B 汽蚀现象C 气缚现象D 气浮现象4、用一气蚀余量为3m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体,若泵前管路的全部流动阻力为1.5m液柱,则此泵的安装位置必须__。
A 高于塔底液面4.5m的上方B 高于塔底液面1.5m的上方C 低于塔底液面4.5m的下方D 低于塔底液面3.0m的下方5、若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头,流量,效率,轴功率。
6、离心泵的调节阀开大时,A 吸入管路阻力损失不变B 泵出口的压力减小C 泵入口的真空度减小D 泵工作点的扬程升高7、某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应。
A 停泵,向泵内灌液B 降低泵的安装高度C 检查进口管路是否有泄漏现象D 检查出口管路阻力是否过大8、离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。
9、离心泵特性曲线是在一定下,用常温为介质,通过实验测定得到的。
10、离心通风机的全风压是指与之和,其单位为。
11、若离心泵入口真空表读数为700mmHg,当地大气压为101.33kPa,则输送上42℃水时(饱和蒸汽压为8.2kPa)泵内发生汽蚀现象。
12、若被输送的流体的粘度增高,则离心泵的压头、流量、效率、轴功率。
13、离心泵通常采用调节流量;往复泵采用调节流量。
14、离心泵允许汽蚀余量定义式为。
15、离心泵在一管路系统中工作,管路要求流量为Q e,阀门全开时管路所需压头为H e,而与相对应的泵所提供的压头为H m,则阀门关小压头损失百分数为%。
16、离心通风机的特性曲线包括、、和四条曲线。
17、往复泵的往复次数增加时,流量,扬程。
18、齿轮泵的特点是_,适宜于输送液体,而不宜于输送。
流体机械原理知到章节测试答案智慧树2023年最新兰州理工大学绪论单元测试1.叶片式流体机械中,叶片与介质间的相互作用力是惯性力。
()参考答案:对2.流体机械的效率可以达到100%。
()参考答案:错3.流体机械是以流体为工作介质进行能量交换的机械设备。
参考答案:对4.叶片式流体机械的特点是能量的转换是在有叶片的转子和绕流叶片的流体之间进行的在转子内,叶片的作用使流体速度的大小和方向发生了变化,而流体的惯性力作用引起作用于叶片的力。
参考答案:对5.流体机械根据流体的介质性质可分为以液体为介质的水力机械和以气体为工作介质的热力机械。
参考答案:对第一章测试1.叶轮轴面尺寸对泵的性能参数没有影响。
()参考答案:错2.直锥形吸入室的离心泵理论上进口绝对液流角为90°。
()参考答案:对3.水轮机固定导叶的叶形骨线应为等角螺旋线。
()参考答案:对4.流体机械内部的能量损失有流动损失、容积损失、机械损失。
参考答案:对5.泵铭牌上的性能参数是在哪种情况下测得的。
参考答案:规定转速第二章测试1.流体机械相似换算时难以保证所有相似准则都满足。
()参考答案:对2.泵与通风机的流量系数实质上是欧拉相似准则的变形。
()参考答案:错3.流体机械相似换算时原型和模型在尺寸相差较大时,很难保证效率相等。
()参考答案:对4.泵的比转速对应工况是设计工况,也就是最优工况。
()参考答案:对5.叶轮机械内流体绝对速度的分量有哪些参考答案:绝对速度的圆周分量;相对速度;绝对速度的轴面分量;圆周速度第三章测试1.叶片泵的叶轮出口处比进口处更容易发生空化。
()参考答案:错2.水轮机转轮的出口处比进口处更容易发生空化。
()参考答案:对3.增加叶轮进口直径对防止空化有效果。
()参考答案:对4.空化空蚀的发生与流体机械的振动没有关系。
()参考答案:错5.比转速是一个无量纲的相似准则。
参考答案:错第四章测试1.理论上,若叶片出口角小于90°,则离心泵的扬程随流量增加而降低。
过程流体机械习题及答案第1章绪论一、填空2、流体机械按其能量的转换形式可分为()和()二大类。
3、按工作介质的不同,流体机械可分为()、()和()。
5、将机械能转变为()的能量,用来给()增压与输送的机械称为压缩机。
6、将机械能转变为()的能量,用来给()增压与输送的机械称为泵。
7、用机械能将()分离开来的机械称为分离机。
二、名词解释5. 压缩机6. 泵7. 分离机第2章容积式压缩机一、填空题2、往复式压缩机由()、()、()和()四部分组成。
3、往复式压缩机的工作腔部分主要由()、()和()构成。
4、活塞通过()由传动部分驱动,活塞上设有()以密封活塞与气缸的间隙。
6、往复式压缩机的传动部分是把电动机的()运动转化为活塞的()运动。
10.理论上讲,级数越(),压缩气体所消耗的功就越()等温循环所消耗的功。
14.气阀主要由()、()、()和()四部分组成。
16.活塞环和填料的密封原理基本相同,都是利用()和()的作用以达到密封的目的。
19.压缩机正常运转时,产生的作用力主要有三类:(1)();(2)();(3)()。
22.压缩机中的惯性力可分为()惯性力和()惯性力。
23.一阶往复惯性力的变化周期为();二阶往复惯性力的变化周期为()。
25.旋转惯性力的作用方向始终沿曲柄半径方向(),故其方向随曲轴旋转而(),而大小()。
36.理论工作循环包括()、()、()三个过程。
37.实际工作循环包括()、()、()和()四个过程。
限位置称为()。
39.活塞从一个止点到另一个止点的距离为()。
40.第一级吸入管道处的气体压力称为活塞压缩机的();末级排出接管处的气体压力称为活塞压缩机的()。
二、选择题2.活塞式压缩机的理论工作循环由______个过程组成。
A.一B.二C.三D.四3.活塞压缩机的实际工作循环由______个过程组成。
A.四B.三C.二D.一4.活塞式压缩机的实际工作循环中膨胀和压缩过程属于______过程。
化⼯原理课后思考题参考答案第⼆章流体输送机械2-1 流体输送机械有何作⽤答:提⾼流体的位能、静压能、流速,克服管路阻⼒。
2-2 离⼼泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体启动后,液体在泵内是怎样提⾼压⼒的泵⼊⼝的压⼒处于什么状体答:离⼼泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空⽓。
由于空⽓的密度很⼩,所产⽣的离⼼⼒也很⼩。
此时,在吸⼊⼝处所形成的真空不⾜以将液体吸⼊泵内。
虽启动离⼼泵,但不能输送液体(⽓缚);启动后泵轴带动叶轮旋转,叶⽚之间的液体随叶轮⼀起旋转,在离⼼⼒的作⽤下,液体沿着叶⽚间的通道从叶轮中⼼进⼝位置处被甩到叶轮外围,以很⾼的速度流⼊泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截⾯逐渐扩⼤,⼤部分动能转变为静压能。
泵⼊⼝处于⼀定的真空状态(或负压)2-3 离⼼泵的主要特性参数有哪些其定义与单位是什么1、流量q v: 单位时间内泵所输送到液体体积,m3/s, m3/min, m3/h.。
2、扬程H:单位重量液体流经泵所获得的能量,J/N,m3、功率与效率:轴功率P :泵轴所需的功率。
或电动机传给泵轴的功率。
有效功率P e :gH q v ρ=e P效率η:p P e =η 2-4 离⼼泵的特性曲线有⼏条其曲线的形状是什么样⼦离⼼泵启动时,为什么要关闭出⼝阀门答:1、离⼼泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。
共三条;2、离⼼泵的压头H ⼀般随流量加⼤⽽下降离⼼泵的轴功率P 在流量为零时为最⼩,随流量的增⼤⽽上升。
η与q v 先增⼤,后减⼩。
额定流量下泵的效率最⾼。
该最⾼效率点称为泵的设计点,对应的值称为最佳⼯况参数。
3、关闭出⼝阀,使电动机的启动电流减⾄最⼩,以保护电动机。
2-5 什么是液体输送机械的扬程离⼼泵的扬程与流量的关系是怎样测定的液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响答:1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出⼝管路处分别安装真空表和压⼒表,在这两处管路截⾯1、2间列伯努利⽅程得:f V M H gu u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ3、离⼼泵的流量、压头均与液体密度⽆关,效率也不随液体密度⽽改变,因⽽当被输送液体密度发⽣变化时,H-Q 与η-Q 曲线基本不变,但泵的轴功率与液体密度成正⽐。
流体⼒学课后习题解答【2012年】《液压与⽓压传动》姜继海宋锦春⾼常识-第1-7章课后答案【最新经典版】1.1 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么?答:⽤液体作为⼯作介质来进⾏能量传递的传动⽅式被称之为液体传动。
按照其⼯作原理的不同,液体传动⼜可分为液压传动和液⼒传动,其中液压传动是利⽤在密封容器内液体的压⼒能来传递动⼒的;⽽液⼒传动则的利⽤液体的动能来传递动⼒的。
1.2 液压传动系统由哪⼏部分组成?各组成部分的作⽤是什么?答:(1)动⼒装置:动⼒装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是液压系统的动⼒源。
(2)控制调节装置:其作⽤是⽤来控制和调节⼯作介质的流动⽅向、压⼒和流量,以保证执⾏元件和⼯作机构的⼯作要求。
(3)执⾏装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作⽤是在⼯作介质的推动下输出⼒和速度(或转矩和转速),输出⼀定的功率以驱动⼯作机构做功。
(4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。
它们是⼀些对完成主运动起辅助作⽤的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常⼯作有着重要的作⽤。
(5)⼯作介质:⼯作介质指传动液体,在液压系统中通常使⽤液压油液作为⼯作介质。
1.3 液压传动的主要优缺点是什么?答:优点:(1)与电动机相⽐,在同等体积下,液压装置能产⽣出更⼤的动⼒,也就是说,在同等功率下,液压装置的体积⼩、重量轻、结构紧凑,即:它具有⼤的功率密度或⼒密度,⼒密度在这⾥指⼯作压⼒。
(2)液压传动容易做到对速度的⽆级调节,⽽且调速范围⼤,并且对速度的调节还可以在⼯作过程中进⾏。
(3)液压传动⼯作平稳,换向冲击⼩,便于实现频繁换向。
(4)液压传动易于实现过载保护,能实现⾃润滑,使⽤寿命长。
(5)液压传动易于实现⾃动化,可以很⽅便地对液体的流动⽅向、压⼒和流量进⾏调节和控制,并能很容易地和电⽓、电⼦控制或⽓压传动控制结合起来,实现复杂的运动和操作。
流体力学与流体机械习题参考答案高等学校教学用书流体力学与流体机械习题参考答案主讲:陈庆光中国矿业大学出版社张景松编.流体力学与流体机械, 徐州:中国矿业大学出版社,2001.6(2005.1重印)删掉的题目:1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13《流体力学与流体机械之流体力学》第一章 流体及其物理性质1-8 1.53m 的容器中装满了油。
已知油的重量为12591N 。
求油的重度γ和密度ρ。
解:312591856.5kg/m 9.8 1.5m V ρ===⨯;38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。
用 4.8N F =的水平力拉它以0.8m/s U =速度移动(图1-6)。
若油的密度3856kg/m ρ=。
求油的动力粘度和运动粘度。
解:29.6N/m F A τ==,U h τμ=, 所以,0.12Pa s hU τμ==g ,42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===⨯1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。
其间充满粘度0.65Pa s μ=g 的油液(图1-7)。
当油液厚度8mm h =时。
问匀速下滑时平板的速度是多少。
解:sin 20 6.84F G N ==o ,57Pa s FAτ==g , 因为Uhτμ=,所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ⨯=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动(图1-8)。
间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=g 。
当转速950r/min n =时,求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。
解:将接触面沿圆柱展开,可得接触面的面积为:20.050.10.016m A dL ππ==⨯⨯=接触面上的相对速度为:2 2.49m/s 2260d d nu πω=== 接触面间的距离为:0.05mm 2D dδ-==接触面之间的作用力:358.44N du F AA dy uδμμ=== 则油膜的附加阻力矩为:8.9N m 2dM F==g 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。
+\高等学校教学用书流体力学与流体机械习题参考答案主讲:陈庆光中国矿业大学出版社张景松编.流体力学与流体机械, 徐州:中国矿业大学出版社,2001.6(2005.1 重印)1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13《流体力学与流体机械之流体力学》第一章流体及其物理性质1-8 1.5m3的容器中装满了油。
已知油的重量为12591N。
求油的重度丫和密度P 。
解:P &9S1r 856.5kg/m;J P g=8394N/m'1-11面积A = 0.5m2的平板水平放在厚度h =10mm的油膜上。
用F =4.8N的水平力拉它以U =0.8m/s速度移动(图1-6)。
若油的密度P =856kg/m3。
求油的动力粘度和运动粘度。
解:T = F =9.6N/m2,T =卩A h '所以,卩=—=0.12 pas , v= A/P= 0.12/856 =1.4 咒10*m2/sU1-12重量G=20N、面积A=0. 12m的平板置于斜面上。
其间充满粘度卩=0.65Pali的油液(图1-7)。
当油液厚度h=8mm时。
问匀速下滑时平板的速度是多少。
删掉的题目:解: F =Gsin20r=6.84N,T上=57,A因为 k U,所以 u 』= 57天0.008 =0.7m/s h 卩 0.651-13直径d =50mm 的轴颈同心地在D =50.1mm 的轴承中转动(图1-8)。
间隙中润滑油的粘度卩=0.45pa >。
当转速n =950r/min 时,求因油膜摩擦而附加的阻 力矩M 。
plM = Fd=8.9NLm21-14直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。
当驱动圆盘以转速 n 旋转时,试证明油的动力粘度 卩与驱动力矩M 的关系为:)1XZZZZZZ1解:将接触面沿圆柱展开,可得接触面的面积为:2A=:n ;dL =兀^0.05><0.1 =接触面上的相对速度为: 接触面间的距离为:6d _______ u = — ⑷= --- =2.49m/s 2 2 60 D —d =0.05mm 2接触面之间的作用力: F= 4A - =358.44Ndy则油膜的附加阻力矩为:证明:蛍=卩=960hM兀 2nD 4兀nr,V =«r =—603030V 卩兀2nr 2drdA=2叭,d^^dAr^h-,dM=dFr卩兀2nr 3dr15hp /2 g2nr 3dr "2nD 4M珥15h960h所以:4=960hM兀 2nD 4第二章流体静力学2-5试求潜水员在海面以下50m处受到的压力。
第二章流体输送机械离心泵特性【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。
试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m 3;(2)若将泵的转速调节到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少?解(1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱,有效功率.e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2)转速/min 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱转速 /min 21250n r =流量./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯=扬程.2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽,高位槽中的气相表压为98.1kPa ,两槽液位相差4m 且维持恒定。
已知输送管路为φ45mm×2.5mm ,在泵出口阀门全开的情况下,整个输送系统的总长为20m (包括所有局部阻力的当量长度),设流动进入阻力平方区,摩擦系数为0.02。
在输送范围内该离心泵的特性方程为5228610V H q =-⨯(V q 的单位为m 3/s ,H 的单位为m )。
水的密度可取为1000kg/m 3。
试求:(1)离心泵的工作点;(2)若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下,而改为输送密度为1200kg/m 3的碱液,则离心泵的工作点有何变化?解(1)管路特性方程20V H H kq =+其中30398.1104109.81=14Δp H Δz g ρ⨯=+=+⨯5252588200.02 3.23103.149.810.04e l Σl k g d λπ+==⨯⨯=⨯⨯故管路特性方程5214 3.2310V H q =+⨯离心泵特性方程5228610V H q =-⨯两式联立52522861014 3.2310V V q q -⨯=+⨯得工作点下的流量与压头333.8910/V q m s -=⨯,18.92H m=(2)当改送密度为1200kg/m 3的碱液时,泵特性方程不变,此时管路特性方程3'0'98.110412.312009.81Δp H Δz gρ⨯=+=+=⨯流动进入阻力平方区,且阀门开度不变,则k 不变。
第一章习题答案选择题(单选题)1.1 按连续介质的概念,流体质点是指:(d )(a )流体的分子;(b )流体内的固体颗粒;(c )几何的点;(d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
1.2 作用于流体的质量力包括:(c )(a )压力;(b )摩擦阻力;(c )重力;(d )表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是:(d )(a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:(b )(a )剪应力和压强;(b )剪应力和剪应变率;(c )剪应力和剪应变;(d )剪应力和流速。
1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:(b )(a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:(a )(a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是:(c )(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:(a )(a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。
1.9 水的密度为10003kg/m ,2L 水的质量和重量是多少 解: 10000.0022m V ρ==⨯=(kg )29.80719.614G mg ==⨯=(N )答:2L 水的质量是2 kg ,重量是。
体积为3m 的油料,重量为4410N ,试求该油料的密度是多少 解: 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====(kg/m 3) 答:该油料的密度是 kg/m 3。
1.11 某液体的动力黏度为Pa s ⋅,其密度为8503/kg m ,试求其运动黏度。
解:60.005 5.88210850μνρ-===⨯(m 2/s ) 答:其运动黏度为65.88210-⨯ m 2/s 。
高等学校教学用书主讲:张明辉中国矿业大学出版社张景松编.流体力学与流体机械, 徐州:中国矿业大学出版社,2001.6(2005.1重印)删掉的题目:1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13《流体力学与流体机械之流体力学》第一章 流体及其物理性质1-8 1.53m 的容器中装满了油。
已知油的重量为12591N 。
求油的重度γ和密度ρ。
解:312591856.5kg/m 9.8 1.5m V ρ===⨯;38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。
用平力拉它以0.8m/s U =速度移动(图1-6)。
若油的密度3856kg/m ρ=。
求油的动力粘度和运动粘度。
解:29.6N/m F A τ==,Uh τμ=, 所以,0.12Pa s hU τμ==g ,42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===⨯ 1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。
其间充满粘度0.65Pa s μ=g 的油液(图1-7)。
当油液厚度8mm h =时。
问匀速下滑时平板的速度是多少。
解:sin 20 6.84F G N ==o ,57Pa s FAτ==g , 因为Uhτμ=,所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ⨯=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动(图1-8)。
间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=g 。
当转速950r/min n =时,求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。
解:将接触面沿圆柱展开,可得接触面的面积为:20.050.10.016m A dL ππ==⨯⨯=接触面上的相对速度为:2 2.49m/s 2260d d nu πω=== 接触面间的距离为:0.05mm 2D dδ-==接触面之间的作用力:358.44N du F AA dy uδμμ=== 则油膜的附加阻力矩为:8.9N m 2dM F==g 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。
第二章 流体输送机械1.用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐。
管路情况如本题附图所示。
启动泵之前A 、C 两压力表的读数相等。
启动离心泵并将出口阀调至某开度时,输油量为39 m 3/h ,此时泵的压头为38 m 。
已知输油管内径为100 mm ,摩擦系数为0.02;油品密度为810 kg/m 3。
试求(1)管路特性方程;(2)输油管线的总长度(包括所有局部阻力当量长度)。
解:(1)管路特性方程甲、乙两地油罐液面分别取作1-1’与2-2’截面,以水平管轴线为基准面,在两截面之间列柏努利方程,得到2e e H K Bq =+由于启动离心泵之前p A =p C ,于是g p Z K ρ∆+∆==0则 2e e H Bq = 又 e 38H H ==m])39/(38[2=B h 2/m 5=2.5×10–2 h 2/m 5则 22e e 2.510H q -=⨯(q e 的单位为m 3/h )(2)输油管线总长度2e 2l l u H d gλ+= 39π0.0136004u ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=⨯ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦m/s=1.38 m/s于是 e 22229.810.1380.02 1.38gdH l l u λ⨯⨯⨯+==⨯m=1960 m 2.用离心泵(转速为2900 r/min )进行性能参数测定实验。
在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa 和220 kPa ,两测压口之间垂直距离为0.5 m ,泵的轴功率为6.7 kW 。
泵吸入管和排出管内径均为80 mm ,吸入管中流动阻力可表达为2f,0113.0h u -=∑(u 1为吸入管内水的流速,m/s )。
离心泵的安装高度为2.5 m ,实验是在20 ℃,98.1 kPa习题1 附图的条件下进行。
试计算泵的流量、压头和效率。
解:(1)泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式(池中水面为基准面),得到∑-+++=10,211120f h u p gZ ρ将有关数据代入上式并整理,得48.3581.95.2100010605.3321=⨯-⨯=u184.31=u m/s则 2π(0.08 3.1843600)4q =⨯⨯⨯m 3/h=57.61 m 3/h(2) 泵的扬程29.04m m 5.081.9100010)22060(3021=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯+=++=h H H H(3) 泵的效率s 29.0457.6110009.81100%100036001000 6.7Hq g P ρη⨯⨯⨯==⨯⨯⨯=68%在指定转速下,泵的性能参数为:q =57.61 m 3/h H =29.04 m P =6.7 kW η=68% 3.对于习题2的实验装置,若分别改变如下参数,试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率(假如泵的效率保持不变)。
1.1 按连续介质的概念,流体质点是指:( )(a )流体的分子;(b )流体内的固体颗粒;(c )几何的点;(d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
1.2 作用于流体的质量力包括:( )(a )压力;(b )摩擦阻力;(c )重力;(d )表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是:( )(a )N ;(b )Pa ;(c )kg N /;(d )2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是:( )(a )剪应力和压强(b )剪应力和剪应变率(c )剪应力和剪应变(d )剪应力和流速 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高:( ) (a )增大;(b )减小;(c )不变;(d )不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是:( )(a )2/s m ;(b )2/m N ;(c )m kg /;(d )2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是:( )(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为:( )(a )1/20000;(b )1/10000;(c )1/4000;(d )1/2000。
2.1 静止流体中存在:( )(a )压应力;(b )压应力和拉应力;(c )压应力和剪应力;(d )压应力、拉应力和剪应力。
2.2 相对压强的起算基准是:( )(a )绝对真空;(b )1个标准大气压;(c )当地大气压;(d )液面压强。
2.3 金属压力表的读值是:( )(a )绝对压强(b )相对压强(c )绝对压强加当地大气压(d )相对压强加当地大气压 2.4 某点的真空度为65000Pa ,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为:( )(a )65000Pa ;(b )55000Pa ;(c )35000Pa ;(d )165000Pa 。
2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是:( )(a )abs p =p +V p ;(b )p =abs p +a p ;(c )V p =a p -abs p ;(d )p =V p +V p 。
流体机械原理作业解答 p41习题一:一、为了满足一个规划中的企业用电高峰的需要,拟在有利地形处建一座具有一台泵及一台水轮机的抽水蓄能电站,该企业每天对电能的需要为:14h 为P 1=8MW ;10h 为P 2=40MW 。
假定该企业可以从电网中获得的电功率Pv 是常数,已知:水轮机的总效率0.91P PTη==/电水,泵的总效率0.86P P Pη==/水电,压力管道的损失6H m ∆=,电站的静水头200Hm st=。
为简单计,假定H ∆和Hst为常数,其它损失忽略不计。
假定该装置中水的总量为常数(上游无来水,下游不放水,并忽略蒸发泄漏),试求:①必需的P V值。
②泵与水轮机的工作参数V q ,H ,P水。
③上游及下游水池的最小容积V 。
解:从电网中获得的电能不足时,用水轮机发电补充;从电网中获得的电能有多余时,用于泵去抽水蓄能。
22()*VstV TP P Pg H H q ρη-=-∆水轮机轴功率=11()*VstV PP P Pg H H q ρη-=∆水泵轴功率=+/12V V V q q 12=t =t40194*14*0.91*0.861.0328206*10VVP P -==-408*1.03223.751 1.032V P +=≈+MW2(4023.76)*10009.399.8*194*0.91V q -==m3/s ,16.71V q = m3/s对水轮机:29.39V q =m3/s ;2194H m =, 4023.7516.25P =-=轴MW ,17.85P ηT水轴=P /=MW ,对于泵:1 6.71V q =m3/s ;1206H m =,1)*13.55P P P η-V 水=(P =(23.76-8)*0.86=MW ,15.76P =轴MWV =56.71*3600*14 3.38*10=m3二、水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据:蜗壳进口处压力表读数41016.22⨯=p Pa ,压力表中心高程7.88=m H m ,压力表所在钢管直径35.3=D m ,电站下游水位9.84=∇m ,流量33=v q m/s ,发电机功率7410=g P kW ,发电机效率966.0=g η,试求水轮机效率及机组效率。
解:gc g p Z E i i i i i 22αρ++=7.88=i Z ,612.228.910001016.224≈⨯⨯=g p i ρ,744.335.3334422≈⋅⨯==ππD q c v i g c g p Z E o o o o o 22αρ++=;而9.84=o Z ,gp oρ=0,g c o o 22α=0127.27715.0612.228.38.92744.3612.229.847.882=++≈⨯++-=-=o i E E H m水轮机的效率%438.87871.8772807.7670127.27338.9966.0/7410/≈≈⨯⨯==Hgq P v gg t ρηη机组效率844.0874.0966.0≈⨯=⋅=t g ηηη三、某泵装置中,进口管直径150=s D mm ,其上真空表读数410665.6⨯=V Pa(500mmHg ),出口管路直径125=p D mm ,其上压力表读数22.0=p MPa ,压力表位置比真空表高1m ,输送介质为矿物油,其密度900=ρkg/m3,泵的流量为053.0=v q m3/s ,试求泵的扬程。
解:泵的扬程[]993.33493.0943.24557.71 )999.2()319.4(21943.24557.71 )15.04053.0()125.04053.0(218.99001022.08.990010665.6122222226422=+++≈-+++≈⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⨯-⋅⨯+⨯⨯+⨯⨯+=-+++=gg g c c M V h H sp ππ某泵装置中,进出口管直径相同150D =cm ,进口真空表读数450V =mmHg ,出口管路上压力表读数 1.8M =kg ·f/cm 2,压力表位置比真空表高1m ,输送介质为矿物油,其密度900ρ=kg/m 3,泵的流量为53Q = L/s ,试求泵的扬程。
答案:224222213.6450 1.89.81010.05340.05341()()29009009.820.150.15 1 6.820027.8ps c c H h V M gg ππ-⨯⨯⨯⨯⨯⎡⎤=+++=+++-⎢⎥⨯⋅⋅⎣⎦=+++=四、一台送风机的全压为1.96kPa ,风量为40m3/min ,效率为50%,试求其轴功率。
3310614.2%5010307.1%50100096.16040⨯≈⨯≈⨯⨯==ηp q P v Wp103习题二四、轴流转浆式水轮机某一圆柱流面1D =2m ,n =150r/min ,在某一流量下m c =4m/s 。
试求: a)当叶片转到使2b β=10°时,作出口速度三角形。
此时转轮出口水流的动能是多少?其中相对于2u c 的部分又是多少?b)为了获得法向出口,应转动叶片使2b β为多少?此时出口动能又为多少?c)设尾水管回能系数v η=0.85,且假定尾水管只能回收相应于2m c 的动能,则上面两种情况下出口动能损失各为多少? a)708.156015026012≈⨯⨯==ππnD u m/s977.6104708.151022-≈︒⨯-=︒-=ctg ctg c u c m u m/s042.8679.644977.6222222==+=+=m u c c c m/s300.38.92679.64222=⨯=g c m 484.28.92977.62222=⨯=g c u m b)︒==287.14708.1542arctgb β816.08.9242222=⨯=g c m c)回收的能量:321.0484.230.3%85222222=-⨯=-⋅gc g c u v η 损失的能量: 979.2321.03.3222=-=-回收的能量g c 或111.22%8522=⋅gc u 122.024%152=⋅g五、在进行一台离心泵的能量平衡实验时,测得下列数据:轴功率P =15kW ;流量v q =0.013m3/s ;扬程H =80m ;转速n =2900r/min ;叶轮密封环泄漏量v q ∆=0.0007m3/s ;圆盘摩擦功率r P ∆=1.9kW ;轴承与填料摩擦功率m P ∆=0.2kW ;另外给定了泵的几何尺寸:轮直径D =0.25m ;出口宽度2b =6mm ;叶片出口角2b β=23°。
试求: a)泵的总效率及水力、容积和机械效率。
b)叶轮出口速度三角形。
(不计叶片厚度,1u c =0) c)滑移系数σ、反作用度Ωa)7004.0155056.101580013.08.9==⨯⨯==PHgq v ρη86.015)2.09.1(15)(=+-=∆+∆-=P P P P m r M η95.00007.0013.0013.0=+=∆+=v v v q q q q η857.095.086.07.0=⨯==q M h ηηηηb)992.2006.025.00007.0013.0222=⨯⨯+==∞ππb D q c vT m m/s961.3760290025.06022≈⨯⨯==ππnD u m/sc)912.30049.7961.3723992.2961.372222=-=︒⨯-=-=∞∞∞ctg ctg c u c m u β099.24961.37857.0808.922=⨯⨯==u gH c h u η 82.0961.37099.24912.301122=--=∆-=u c u σ 22222222256.315.964992.2912.30==+=+=∞∞∞m u c c c589.0912.30961.37256.31112122222=⨯⨯-=-=Ω∞∞u c u ggc或593.0961.372912.3012122=⨯-=-=Ω∞u c up103习题四四、一台泵的吸入口径为200mm ,流量为v q =77.8L/s ,样本给定[]v H =5.6m ,吸入管路损失s H ∆=0.5m 。
试求:1)在标准状态下抽送常温清水时的sz H 值。
2)如此泵在拉萨(a p =64922.34Pa )使用,从开敞的容器中抽吸80℃温水,其sz H 值又为多少?(注:80℃清水的Va p =47367.81Pa ,g ρ=9530.44N/m3) 1)列进水池面与泵进口断面s s s sz e H gc g p H g p ∆+++=-202ρρ []s s sz e a s a s H g c H g p g p g p g p H ∆+++-=-=22ρρρρ[]s s a e s szH g c g p g p H H ∆---+=22ρρ476.22.01000/8.774422=⨯⨯==ππs v s D q c 787.45.0313.06.55.02476.26.52=--=--=gH sz2)由汽蚀余量和真空度的定义:γγv s sa p g c p h '-+=∆22,γγs a spp H -'=' γγva s as p h g c p H '-∆-+'='22γγv s as p h g c p H -∆-+=][2][2γγv s as p h g c p H '-∆-+'='][2][2γγγγvvaas s p p p p H H +'--'+='][][65.2 24.097.433.1081.66.5 24.044.953081.4736733.1044.953034.649226.5][-=+--+=+--+='s H[]463.35.0313.065.222-=---=∆--'-+'='s s ae s szH gc g p g p H H ρρm五、双吸离心泵的转速为1450r/min ,最优工况的扬程为43m ,流量为1.36m3/s ,临界空化余量为cr h ∆=3.17m ,最大流量工况cr h ∆为10.06m ,吸水管路的水力损失为0.91m ,当地大气压力为10.36m ,所输送的冷水的汽化压力为va H =0.31m 。
试确定:1)最优工况的比转速q n 、空化比转速S 、临界空化系数cr σ和允许的吸入高度是多少? 2)最大流量工况的允许吸入高度是多少? (提示:计算q n 和S 时应取总流量的二分之一)1)65.39.259207.71792.167.1195432/36.114502/4/34/3=====H q n n v q 3.503376.27.119517.32/36.114502/4/34/3===∆=crv h q n S 0737.04317.3==∆=H h cr cr σ 列进水池面与泵进口断面w s sg eh g c p H p ++=-22γγ由汽蚀余量的定义[][]67.5 31.091.0)3.017.3(36.10 22=--+-='--∆-='---='-+=∆γγγγγγvw e g vw g e v s sa p h h p H p h H p p g c p h 2)同前有[][]22.1 31.091.0)3.006.10(36.10 -=--+-='--∆-=γγvwegp hh p H。