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1、计算题：1/某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m 3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出。泵的入口管为108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为2.0m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为18m。碱液流经所有管路的能量损失为32.0J/kg（不包括喷嘴） ，在喷嘴入口处的压力为30.0kPa（表压）。设泵的效率为 60%，试求泵所需的功率。解：取碱液池中液面为 1-1截面，塔顶喷嘴入口处为2-2截面，并且以 1-1截面为基准水平面。在 1-1和 2-2截面间列伯努利方程z1 g1 u12 p1W z2 g1 u
2、 22p2Ef22或W ( z2z1 )g1 (u22u12 )p2p1E f2其中：z1=0 ；p1=0（表压）；u10z2=18-2=16m ；p2=30.0 ×103 Pa（表压）已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速：u2 u入 ( d入 ) 21.2(100) 22.45 m/sd 270=1100 kg/m 3，Ef=32.0 J/kg将以上各值代上式，可求得输送碱液所需的外加能量W169.8112.45230.010332.0219.23J / kg21100碱液的质量流量qmd22u20.7850.0722.45110010.37kg
3、/ s4泵的有效功率PeWqm219.2310.372273W2.273kW泵的效率为60%，则泵的轴功率Pe2.273P3.79kW0.62、用油泵从密闭的容器中送出20的戊烷。容器内戊烷液面上的绝对压力为3.50 ×105Pa。液面降到最低时， 在泵中心线以下2.8m 。戊烷在 30时密度为600kg/m3 ,饱和蒸汽压为3.55 ×105Pa。泵吸入管口的压头损失为1.8m 水柱，所选用的泵气蚀余量为3m，请问该泵是否能正常工作，并指明原因。解：已知pa=3.50 ×105Pa， pv=3.55 ×105Pa3 h 允 =3m =600kg/m H
4、f=1.8mpapVh允H f 0 13.5 1053.55 105H gg6009.813 1.85.65mg-5.65m<2.8m 所以不能完成输送任务。3、如附图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为 45×2.5mm 的钢管， 要求送液量为 4.0m3/h。设料液在管内的压头损失为 1.5m （不包括出口能量损失） ，试问高位槽的液位要高出进料口多少米？12p112p2H f解： z1u1H z2u2g2gg2 g其中：z1=h； 因高位槽截面比管道截面大得多，故槽内流速比管内流速小得多，可以忽略不计，即 u10；p1=0（表
5、压）；H=0z =0；p =0（表压）；H=1.5m22fqv4.0/36000.885m / su220.7850.042d4将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度z1 h1u22H f10.8852 1.5 1.54m2g29.814、用离心泵将蓄水池中的水送到高位槽中，水池液面与高位槽液面间的垂直距离为40m ，定态流动。输水管直径内径为160mm，管路中直管总长为1200m，所有局部阻力的当量长度为 50m。若泵的流量为100m3/h,泵的效率为60%，摩擦系数为0.05 ，水的密度取1000kg/m 3。求泵的轴功率。解：在两液面间列伯努利方程式z1g1 u1 2p1W z2
6、g1 u2 2 p2E f22u2qv100/ 36001.382m/ sd20.7850.1624由E fll eu2d2带入数据Ef=373.03J/kg由伯努利方程： W(z2 z1) gu22E f40 9.81 1.3822373.03 766.38 J / kg22Pe Wqm766.38(100 / 3600) 100021.29kWPe21.29P35.48kW0.65、如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体在某截面处的压力，直接在该处连接一U 形压差计，指示液为水银，读数R 350mm，m 950mm 。已知当地大气压为101.3kPa，水的密度1000 kg/m3 ，水
7、银的密度013600kg/m 3。试计算该截面处的压力。解：图中选A- A面为等压面，即p ApA'而：p A'papApgm0 gR于是：papgm0 gR则截面处绝对压力ppagm0 gR10130010009.810.95136009.810.35=45284.9Pa6、采用实验装置来测定离心泵的性能。泵的吸入口与排出管具有相同的直径，两测压口间垂直距离为 0.7m。泵的转速为 3000r/min 。以 20清水为介质测的以下数据： 流量为 54m3/h，泵出口处表压为260kPa，入口处真空表读数为27.0kPa，功率表测得所消耗功率为6.5kw ，泵有电动机直接带动，
8、电动机的效率为95，试求该泵在输送条件下的扬程、轴功率、效率。（因两测压口很短，期间流动阻力可忽略不计）解：（ 1）在真空表和压力表所处位置的截面分别以1-1和 2-2表示列柏努利方程式，即p1u12p2u22Z1H Z2gH f 12g2g2g因两测口的管路很短，其间流动阻力可忽略不计，即H f 1 2 0 ，所以H25510326.710 30.510009.8129.2mH (z2p2p1H f 1 2z1 )g=0.7+ （ 260+27.0） ×103/ （ 1000 ×9.81）+0=29.96m（ 2）电动机消耗功率电动机效率 =6.50.95=6.175kw ，泵的轴功率为 P=6.175kw(3)泵的效率Pe 100%qvH g 100%54 29.96 1000 9.81 100% 71.39%PP3600 6.175 1000