化工原理第二章 流体输送机械

第二章 流体输送机械

一、填空题：

1.（3分） 某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m.s,则泵的有效功率为________.

***答案*** 1472w

2.（2分） 离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，会发生__________现象。 ***答案*** 气蚀。

3.（3分） 轴流式通风机产生的风量_______、风压_________，所以它只适用于_____________。 ***答案***

大、 小、 通风换气

4.（4分） 离心泵的叶轮有_______、_______和________三种类型，若输送浆料或悬浮液宜选用_________。 ***答案***

闭式、 半开式和开式； 半开式或开式

5.（4分） 真空泵是一个获得________于处界大气压的设备，它用于抽送设备内的__________压气体，使设备内获得一定的___________。往复式真空泵用于抽吸___________的气体。

***答案***

低； 低； 真空度； 干燥 6.（4分） 往复压缩机的每一实际工作循环，是由________、________、________、________四个阶级组成。 ***答案***

吸气、 压缩、 排气、 膨胀

7.（3分） 通风机的全风压是指_________的气体通过风机所获得的能量，单位常用_________；习惯上以_________单位表示。 ***答案***

单位体积； Pa; mmHO

8.（2分）

风机的风压是指___________的气体通过风机而获得的能量。 ***答案*** 单位体积 9.（4分）

流体输送机械按工作原理可分为_________、 _________、 _________、 ___________四大类。

***答案***

离心式、 往复式、 旋转式 、 流体作用式

10.（2分）

用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量_____，扬程_____________。

- 1 -

***答案***

减少； 增大

11.（4分） 离心泵输送的液体密度变大，则其扬程_________，流量________，效率_________，轴功率_________。 ***答案***

不变； 不变； 不变； 变大 12.（3分）

离心泵在启动时应先将出口阀_______，目的是___________________。往复泵在启动时，其出口阀必须___________. ***答案***

关闭； 减少启动功率，保护电机； 打开 13.（2分）

离心泵的扬程是指____________________________能量。 ***答案***

泵给以单位重量液体的有效功。

14.（2分） 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现象称为__________现象。

***答案*** 气缚

15.（2分） 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。

***答案*** 出口阀

16.（2分） 离心泵的性能曲线通常包括＿＿＿＿＿＿＿曲线、＿＿＿__＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿曲线。这些曲线表示在一定＿＿＿＿__下，输送某种特定的液体时泵的性能。

***答案***

H－Q， η－Q， N－Q， 转速

17.（2分） 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。

***答案*** 效率最高

18.（2分） 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿___＿＿现象。

***答案*** 气蚀

19.（2分） 当离心泵出口阀门开大时，流量＿＿＿，泵出口压力＿＿＿_。(变大,

- 2 -

变小,不变)

***答案***

变大 降低

20.（3分）

离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿＿，压力表的读数＿＿__＿。

***答案***

出口 减小 增大

二、选择题：

1.（2分）

离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（ ）

A. Q＝0， N≈0 B. Q〉 0，N〉0 C. Q〈0， N〈0

***答案***

A

2.（2分） 离心泵的吸液高度与（ ）无关

A. 排出管路的阻力大小 B. 吸入管路的阻力大小 C. 当地大气压 D. 被输送液体的密度

***答案***

A

3.（2分） 离心泵是依靠作旋转运动的（ ）进行工作的。 A. 齿轮 B. 叶轮 C. 活塞

***答案*** B

4.（2分） 对水喷射泵来说，当工作水温升高时，其产生的真空度是（ ）的。 A. 升高 B. 不变 C. 降低

***答案*** C

5.（2分） 离心泵的实际安装高度，应（ ）允许吸上高度。 A. 高于 B. 低于 C. 等于

***答案*** B

- 3 -

6.（2分）

通常所说的离心通风机的风压是指（ ） A. 静风压 B. 动风压 C. 全风压

***答案*** C

7.（2分）

用离心泵向某设备供液，如果设备内的压强突然增大，则泵扬程会（ ），流量会（ ）。 A. 变大 B. 变小 C. 不变

***答案*** A ， B

8.（2分）

用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（ ）。 A. 发生了气缚现象 B. 泵特性曲线变了 C. 管路特性曲线变了

***答案***

C

9.（2分） 往复泵在启动之前，必须将出口阀（ ）。 A. 打开 B. 关闭 C. 半开

***答案*** A

10.（2分）

罗茨鼓风机的流量调节可用（ ）。

A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀

***答案***

C

11.（2分）

4B型水泵中的4是代表（ ）.

A. 扬程4m B. 流量4m.s C. 吸入口径为4英寸

***答案*** C

12.（2分）

B型离心泵属（ ）泵

A. 耐腐蚀泵 B. 清水泵 C. 油泵

***答案***

B

13.（2分）

离心泵启动之前要先灌满液，目的是防止（ ）现象发生。

- 4 -

A. 堵塞 B. 气蚀 C. 气缚

***答案*** C

14.（2分）

真空泵用于减压，其终压（ ）大气压。 A. 大于 B. 小于 C. 等于

***答案*** C

15.（2分）

离心泵铭牌上所标的性能参数是指（ ）时的值， A. 工作点 B. 最高效率 C. 最大扬程 D. 最大功率

***答案***

B

16.（2分） 为减少电机的启动功率，离心泵在启动前应将（ ）. A. 出口阀关闭 B. 进口阀关闭 C. 出口阀打开 D.进口阀打开

***答案***

A

17.（2分） 流量调节，离心泵常用（ ），往复泵常用（ ） A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀

***答案*** A、 C

18.（2分） 离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（ ） A. 增大 B. 减少 C. 不变

***答案***

B 19.（2分） 由于泵内存有气体，启动离心泵而不能送液的现象，称为 （ ）现象。 A. 气蚀 B. 气缚 C. 喘振

***答案***

B

20.（2分）

一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气

***答案***

- 5 -

不能，因轴流式通风机其风压主要靠叶片转动时对气体产生的推力而产生，因此风压小，而风量大，故只能用于通风换气。 17.（10分）

为什么往复压缩机在压缩比较大时要采用多级压缩？ ***答案***

当余隙系数一定时，压缩比愈高，余隙气体膨胀占去气缸的容积愈大、使吸气量减少，当容积系数为零时，压缩比达到最大，气体膨胀占满气缸容积，无法吸气。当压缩比较大时，采用多级压缩有以下优点：降低排气温度；减少功耗；提高气缸容积利用率、使压缩机的结构更为合理。 18.（3分）

流体输送设备的主要类型有几种？ ***答案***

离心式———离心泵、离心通风机、离心压缩机等。 正位移式——往复泵、齿轮泵、螺杆泵等。 离心—正位移式———旋涡泵。

19.（8分）

离心泵起动时，为什么要把出口阀关闭？

***答案***

离心泵工作时，其轴功率Ne随着流量增大而增大，所以泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致于超负荷而受到损失，同时也避免出口管线的水力冲击。

20.（8分）

原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.2的水溶液（而其粘度与水相近）。若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、出口处压力表的读数和轴功率有何变化？

***答案***

泵的流量，压头无变化，因密度对离心泵的流量，扬程无影响，泵的轴功率与密度成正比，会因密度的增大而增大，泵出口处压力表会因密度的增大而改变，因△P∝ρ。 good ok 4/16/2013

五、计算题： 1.（10分）

将20℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J.kg，流量为20m.h，试求理论功率为多少kw？

***答案***

ｇZ＋ｕ/2＋P/ρ＋Ｗ＝ｇZ＋ｕ/ 2＋P/ρ+∑ｈ

Z＝0，Z＝31.6m，P＝P，ｕ≈0，ｕ≈0， ∑ｈ＝50Ｊ/kg

Ｗ＝ｇZ＋∑ｈ＝9.81×31.6＋50＝3 60Ｊ/kg m＝20/3600×1000＝5.556kg.s

- 11 -

N＝Ｗm＝360×5.556＝2000Ｊ.s＝2kw

2.（18分）

如图3B57离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m.h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg.m，管路摩擦系数可取为0.024，试计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2)管路所需要的压头和功率；

***答案***

已知：d=108-2×4=100mm=0.1m

A=(π/4)d=3.14×(1/4)×0.1=0.785×10m l+Σl=100m Q=56.5m.h

∴u=Q/A=56.5/(3600×0.785×10)=2m.s

μ=1cp=10Pa·S ρ=1000kg.m λ=0.024 ⑴ ∵Re=duρ/μ=0.1×2×1000/10=2×10>4000 ∴水在管内流动呈湍流

⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z+(u/2g)+(p/ρg)+He =Z+(u/2g)+(p/ρg)+Σhf

∵Z=0 u=0 p0(表压) Z=18m u=0 p/ρg=2.5×9.81×10/(1000×9.81)=25m Σhf =λ[(l+Σle )/d](u/2g)

=0.024×(100/0.1)×[2/(2×9.81)]=4.9m ∴He=18+25+4.9=47.9m

Ne=HQρg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw

3.（8分）

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1.5 mHO，当地大气压为10mHO，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  ＝6－1.5 ＝4.5m

安装高度为4.5m。实际安装高度=4.5-0.5=4m

4.（12分） 欲用离心泵将比重为1.1的液体（性质与水相近）以20m.h的流量由贮槽打到高位槽。两槽均通大气。位差为15m。（设液面保持不变）管路全部压头损失为3m液柱，求泵的扬程和有效功率。今库房有下列型号的离心泵，选用哪台合适？

- 12 -

型号 流量m.h 扬程 m 2B31 20 30.8 2B31A 20 25.2 3B33A 25 26.2

***答案***

如图所示取1－1、2－2截面列柏努里方程，并以1－1为基准面，得： H＝ΔZ＋∑Hf ＝15＋8＝23m N有效＝ρQH/102

＝1100×(20/3600)×23/102＝1.38KW 选2B31A型水泵。

该泵Q＝20m.h H＝25.2＞23m

5.（15分）

某混合式冷凝器的真空度为0.8kgf.cm，所需冷却水量为5×10kg.h冷水进冷凝器的入口比水池的吸水液面高15m，用φ114×7mm管道输水，管长80m，管路配有2个球心阀和5个弯头，现仓库中有四种规格离心泵如下： 编 号 │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 流量L/min │ 500 │ 1000 │ 1000 │2000

扬程 m │ 10 │ 10 │ 15 │ 15

已知阀门的阻力系数ζ＝3，90°弯头的阻力系数ζ＝1.26，管入口ζ＝0.5 摩擦系数λ＝0.02，试问用哪一号泵，并说明理由。

***答案***

H＝ΔZ＋ΔP/ρｇ＋ΔU/2ｇ＋∑H U＝0

U＝U＝5×10/3600/（1000×0.78 5×0.1） ＝1.77 m.s

H＝15＋（－8） ＋1.77/（2×9.81） ＋（0.5＋2×3＋5× 1.26＋0.02×80/0.1）×1.77/（2×9.81） ＝15－8＋0.16＋28.8×0.16＝11.76m Q＝5×10/1000＝50m.h＝50/60×1000

＝833 L/min

选用3号泵。因1、2号泵扬程低，4号泵流量大，虽然可用， 但效率低，故不宜。

6.（15分）

某厂准备用离心泵将20℃的清水以40m.h的流量由敞口的储水池送到某吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为1kgf.cm，塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6m，吸入管

- 13 -

和排出管的压头损失分别为1m和3m，管路内的动压头忽略不计。当地的大气压为10.33（m水柱），水的密度为1000kg.m。现仓库内存有三台离心泵，其型号和铭牌上标有的性能参数如下，从中选一台比较合适的以作上述送水之用。 型 号 流量（m.h） 扬程（m） 允许吸上真空度m 3B57A 50 38 7.0 3B33 45 32 6.0 3B19 38 20 5.0

***答案***

以储水池液面为1－1面，以塔顶为截面2－2，并以1－1面为基准面，列柏努利方程 Z＋P/ρｇ＋U/2ｇ＋ｈ

＝Z＋P/ρｇ＋U/2ｇ＋∑ｈf Z＝0，Z＝6，P＝0，P＝1.0（kgf.cm） U＝0

∑ｈ＝ｈ＋ｈ＝4m

ｈ＝6＋9.8×10/（10×9.8）＋4 ＝20 （m）

∵ ｈ＝20 （m） V＝40 m.h 选3B33较合适。

允许安装高度

Z允=H允-u/（2g）-∑h吸=6.0-1=5m 实际安装高度

Z实=Z允-0.5=5-0.5=4.5m

7.（12分）

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.7m，出口管与入口管直径相同。求：泵的压头H与效率η？（忽略两侧压点间阻力损失）

***答案***

H＝（Z－Z）＋（P－P）/ρｇ＋（U－U）/2g ＋∑ｈ

∑ｈ 略 U＝U

1ａｔ＝9.81×10 N.m 1mmHｇ＝13 3.3 N.m ∴ P＝1.9×9.81×10＝1.864×10N.m P＝－140×133.3＝－1.866×10 N.m

压头H＝0.7＋（1.864×10－（－1.866×10）/(1000×9.81) ＝21.6 （m）

N＝QHρｇ＝21.6×12/3600×1000×9.81 ＝706.32 （w）

η＝0.706/1.2＝58.86％

8.（15分）

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

- 14 -

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

∑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＝QHρｇ

＝25/3600×37.567×1200×9.81＝3071w N轴＝N/η＝3071/0.6＝5118w

9.（15分）

密度为1200kg.m的盐水，以20m.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25m，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＝25m，ｕ≈0，ｕ≈0，P＝P ∴H＝Z＋∑H＝25＋∑H

∑H＝（λ×ｌ/d×ｕ/2ｇ）×1.25

ｕ＝Ｖ/A＝20/（3600×0.785×（0.07 5）） ＝1.258m.s

∑H＝（0.03×120/0.075×1.258/（2×9.81）×1.25 ＝4.840m盐水柱 N＝QHρｇ

＝20/3600×1200（25＋4.84）9.81 ＝ 1951.5w

N轴＝N/η＝1951.5/0.6＝3252w

10.（8分）

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 mHO，当地大气压为10mHO，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

- 15 -

实际安装高度H实≤4-0.5=3.5m

11.（8分）

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1.5mHO,当地大气压为10mHO，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

实际安装高度H实≤3.5-0.5=3m

12.（12分）

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？（忽略两测压点间阻力损失）

***答案*** H＝（Z－Z）＋（P－P）/ρｇ＋（U－U）/2g ＋∑ｈ

∑ｈ 略 U＝U

1ａｔ＝9.81×10 N.m 1mmHｇ＝13 3.3 N.m ∴ P＝1.9×9.81×10＝1.864×10N.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％

13.（12分）

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1.00kw，电动机转数2900转/分，真空表与压力表距离0.7m，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＝1.864×10N.m

P＝－140×133.3＝－1.866×10 N.m

压头H＝0.7＋（1.864×10－（－1.866×10）/(1000×9.81) ＝21.6 （m）

- 16 -

N＝QHρｇ＝21.6×12/3600×1000×9.81 ＝706.32 （ｗ）

η＝0.706/1.0＝70.6％

14.（10分）

用泵将比重为0.85的某液体从低位槽打到高位槽。低位槽距地面高2m，管子出口距地面高20 m，管路阻力损失为30 J.kg，泵入口流速为0.915 m.s ，入口管径为φ 89×6 mm 出口管径为φ60×4mm，求泵有效功率。 ***答案***

在低位槽液面与管子出口截面列柏努利方程得：

We=g(Z-Z)+(P-P)/ρ+(u-u)/2+hf =9.81×18+0+0.915[（77/52）-1]/2+30 =208.6 J.kg

Ne=WeρQ=208.6×850×0.915π×(0.077)/4=755w

15.（15分）

某离心泵在高效率范围内，当输送量为280L.min时，其产生的扬程是18m,η=0.65。问：1、该泵可否将密度1080kg.m, 流量为16.5m.h的液体从敞口贮槽输送到压力为0.4kgf.cm(表压）的设备内？已知吸入管路和压出管路（包括出口处阻力）阻力损失分别为1m和4m，升扬高度9m。2、若该泵适用，试估算该泵消耗的轴功率为多少kw？ ***答案***

（1）该泵是否适用？

∵Q=16.5m/h=16.5×1000/60=275L /min<280L /min

H=△Z＋△P/ρg＋△u/2g＋H=9＋0.4×9.807×10/1080×9.807＋0＋5 =17.7m

（2）求N，kw

N=Q×H×ρ/102η=16.5×17.7×1080/（102×0.65×3600）=1.32kw

16.（20分）

现需用一台离心泵将293K的河水44m.h送至敞口的贮水池内。已知管路特性曲线方程He=30＋14000Qe(式中He的单位是m,Qe的单位是m.s)。（1）管路要求泵的升扬高度为多少？（说明原因）（2）今仓库有四种规格的离心泵（见下表），问能否从中选一台? 型号

3B-33A 40B-35A 3B-33

3B-57A

Q L.s 12.5 25 12.5 13.9

H m 22.5 34.6 32.6 37.5 Hm 5.0 5.8 5.0 6.4

（3）若吸入管路的阻力损失和动压头之和为1m，试确定所选泵的安装高度，并用图表示出来（当地大气压为10mH20）

***答案***

（1）升扬高度△Z

∵K=△Z＋△P/ρg=30而△P=0（河面、贮水池面均与大气相通）故△Z=K=30m即升扬高度为30m

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（2）选泵

已知：Q=44m.h=44×1000/3600=12.2L.s

又 He=30＋14000Qe=30＋14000(44/3600)=32.1m

查题表得，3B33型离心泵合适，其Q=12.5L/s,H=32.6m,Hs=5m （3）定安装高度H安

∵Hg=Hs'-u/2g-H

因输送的为常压下20℃的水，故Hs'=Hs=5m

又∵u/2g＋H=1m

∴Hg=5-1=4m H安=Hg-1=4-1=3m 即安装高度不超过3m

17.（20分）

用内径100mm的钢管从江中将293K的水送入蓄水池内，水由池底进入，池中水面高出江面30m，管路的长度（包括局部阻力的当量长度在内）为60m，水在管内的流速为1.5m.s。今仓库存有下列四种规格的离心泵，问可否从中选用一台？已知管路的摩擦系数λ=0.02，若当地大气压为10mH0，吸入管路的总压头损失和动压头之和为1m，试计算此泵的安装高度。

附：仓库现有四台泵的性能

泵 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

流量m.h 61.2 57.6 54 43.2 扬程 m 4.2 38 3 5 32

允许吸上真空度m 6.2 6.5 5 6

***答案*** （1）选泵

Qe=πdu/4=π×(0.1)×1.5×3600/4=42.4m.h He=△Z＋△P/ρg＋△u/2g＋H =30＋0＋0＋λL/du/2g

=30＋0.02×60/0.1×1.5/(2×9.807)=31.4m

由Qe=42.4m.h He=31.4m查性能表，选IV号泵合适， 其Q=43.2m.h H=32m

（2）求泵安装高度H安

Hg=Hs'-u/2g-H吸，H安=Hg-(0.5～1)m ∵Hs'=Hs=6m(t=20℃,10mH20送水） 已知：u/2g＋H吸=1m

∴H安=6-1－（0.5～1)=4.5-4m 即安装高度不高于4.5m。

18.（20分）

今需选择一台合适的水泵，将河中的水送至高位水槽中，已知输送管道采用φ108×4mm的钢管，管内流速为2m.s,管路特性曲线方程为H=22＋2.48×10Q（式中Q的单位：m.s),现仓库有下列几种型号的离心泵（见附表）。问（1）可否从中选用一台合适的使用；（2）此管路要求的升扬高度为多少mH0,说明原因；（3）当地大气压为10mH0，输送水温为20℃，试计算你所选用泵的安装高度，设吸入管路和压出管路的压头损失分别为1m和4m，动压头忽略不计。

泵号 一 二 三 四

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Q m.h 30 60 56 58

H m 20.5 50 28.8 30 Hs m 5.7 5.6 6.9 4

***答案***

（1）选泵

Qe=π/4×d×u=π/4×(0.1)×2=0.016m.s =56.5m.h

He=22＋2.48×10Q=22＋2.48×(0.016)=28.3m 查表知，四号泵合适，其Q=58m/h H=30m Hs=4m (2)升扬高度△Z

∵K=△Z＋△P/(ρg)=22m

而△P/(ρg)=(因河面与贮槽均与大气相通） ∴升扬高度△Z=K=22m

（3）安装高度H安

∵Hg=Hs'-u/(2g)-H吸而H安=Hg-1m 因Hs'=Hs=4m(t=20℃10mHO水）

已知：u/2g=0 H吸=1m∴H安=4-1-1=2m 即安装高度最高不超过2m。

19.（20分）

某车间排出的冷却水，温度为388K,以42m.h的流量流入贮水池，用一台水泵连续地将此热水从贮水池送至一凉水池上方的喷头，热水从喷头喷出落到凉水池中进行冷却。已知热水在喷头前要保持50kN.m（表压）的压强，喷头入口比贮水池水面高12m,吸入管路和压出管路的阻力分别为0.5m和1m，水的密度近似取1000kg.m,大气压强为688mmHg,338K时水的饱和蒸汽为187.5mmHg，管内的流体动压头忽略不计。（1）选择一台合适的离心泵，（2）估算该泵实际安装高度。 泵型号 Q,m.h H m N kw

η % Hs m

3B-33 30 35.5 4.60 62.5 7.0 45 32.6 5.56 71.5 5.0 55 28 6.25 68.2 3.0 3B-19 32.4 21.5 2.5 76 6.5 45 18.8 2.88 80 5.5 52.2 15.6 2.96 75 5.0 3B-19A 29.5 17.4 1.86 75 6.0

39.6 15 2.02 80 5.0

***答案*** （1）选泵

已知：Qe=42m.h

又He=△Z＋△P/ρg＋△u/2g＋H

=12＋50×1000/1000×9.807＋0＋(1＋0.5) =18.5m

48.6 12 2.15 74 4.5

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依Qe=42m.h,He=18.5m查表

选3B19泵合适，其Q=45m.h , H=18.8m , Hs=5.5m (2）估算安装高度H安，m

∵Hg=Hs'-u/2g-Hf吸 H安=Hg-(1-0.5)m Hs'=Hs=Hs＋(Ha-10)-(H-0.24)

=5.5＋(688/735.6×10-10)-(187.5/735.6×10-0.24) =2.54(m)

又知：u/2g=0 Hf吸=0.5m

∴Hg=2.54-0.5=2.04m H安=2.04-(1～0.5)=1.04～1.54m 即安装高度不高于1.43m

20.（12分）

某厂准备用风机将40℃，3800m.h的空气送入加热器内加热至160℃，然后经管路排到常压设备内，输送系统所需的风压为350mmHO(按160℃的空气计）。试送一台合适的风机。（当地大气压按760mmHg） ***答案***

已知：H'=350mmHO(接160℃空气计），Q=3800m.h

因风机操作条件与性能条件不同，故风压要校正，3500mm水=350/13.6=25.7mmHg 风管内平均阻力

p=[760+（760+25.7）]/2=772.9mmHg

即：H '性=H ×1.2/ρ' 而ρ'=1.2×293/（273＋160）772.9/760kg.m H '性=350× 1.2/1.2×293/（273＋160）=509mmHO

据 H '性=509mmHO Q=3.8×10m.h查风机特性图得应选高压离心通风机，型号为9-27-101N05

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