?Wf?Wf?Wf'?l?u ????????d?2'2或 ?Wf?Wf?Wf??l??leu2d2
注意：计算局部阻力时，可用局部阻力系数法，亦可用当量长度法，但不能用两种方法重复计算。
第五节 管路计算
1-5-1 简单管路
在定态流动时, 其基本特点为：
（1）流体通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩流体，则体积流量也不变，即 VS1?VS2?VS3 (2)整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和，即
?Wf?Wf1?Wf2?Wf3 计算可分为两类：设计型和操作型。计算中注意试差法的应用。 1-5-2 复杂管路 一、并联管路 特点：
（1）主管中的流量为并联的各支管流量之和，对于不可压缩性流体，则有
VS?VS1?VS2?VS3
（2）并联管路中各支管的能量损失均相等，即
?Wf1??Wf2??Wf3??WfAB
注意：计算并联管路阻力时，可任选一根支管计算，而绝不能将各支管阻力加和在一起作为并联管路的阻力。
二、分支管路与汇合管路 特点：
（1）总管流量等于各支管流量之和，对于不可压缩性流体，有
VS?VS1?VS2 （2）虽然各支管的流量不等，但在分支处O点的总机械能为一定值，表明流体在各支管
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流动终了时的总机械能与能量损失之和必相等。
pB?zBg?12uB??WfOB?2pC???zCg?122uC??WfOC
第六节 流速与流量的测量
1-6-1 测速管
测速管测得的是流体在管截面某点处的速度，点速度与压力差的关系为：
. u?用U形压差计测量压差时
.2?p?
u?2Rg(?0??)?
注意测速管安装时的若干问题。 1-6-2 孔板流量计
孔板流量计是利用流体流经孔板前后产生的压力差来实现流量测量。 孔速 u0?C02Rg(?0??)?
体积流量 VS?u0A0?C0A02Rg(?0??)?
质量流量 mS?C0A02Rg?(?0??) 式中C0为流量系数或孔流系数， C0?f(Re,A0A1) ， 常用值为C0＝0.6～0.7。
孔板流量计的特点：恒截面、变压差，为差压式流量计。 1-6-3 文丘里（Venturi）流量计
文丘里流量计也属差压式流量计，其流量方程也与孔板流量计相似，即 VS?CVA02Rg(?0??)?
式中CV为文丘里流量计的流量系数（约为0.98～0.99）。 文丘里流量计的能量损失远小于孔板流量计。
1-6-4 转子流量计
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转子流量计是通过转子悬浮位置处环隙面积不同来反映流量的大小。 环隙流速 u0?CR2(?f??)Vfg?Af
体积流量 Vs?CRAR2(?f??)Vfg?Af
式中CR 为流量系数，AR为转子上端面处环隙面积。
转子流量计的特点：恒压差、恒环隙流速而变流通面积，属截面式流量计。
转子流量计的刻度，是用20℃的水（密度为1000kg/m3）或20℃和101.3kPa下的空气
（密度为1.2kg/m）进行标定。当被测流体与上述条件不符时，应进行刻度换算。
在同一刻度下，两种流体的流量为
VS2VS1?3
?1(?f??2)?2(?f??1)
式中下标1表示标定流体的参数，下标2表示实际被测流体的参数。 注意：转子流量计必须垂直安装；为便于检修，转子流量计应安装支路。
第七节 流体输送设备
1-7-1 离心泵
一、离心泵的工作原理与构造
1.工作原理 离心泵启动前，应先将泵壳和吸入管路充满被输送液体。启动后，泵轴带动叶轮高速旋转，在离心力的作用下，液体从叶轮中心甩向外缘。流体在此过程中获得能量，使静压能和动能均有所提高。液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的静压能进一步提高，最后以高压沿切线方向排出。液体从叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成低压，在贮槽液面和泵吸入口之间压力差的作用下，将液体吸入叶轮。可见，只要叶轮不停地转动，液体便会连续不断地吸入和排出，达到输送的目的。
气缚现象：离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体，则泵壳内存有空气，而空气的密度又远小于液体的密度，故产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，此种现象称为气缚现象，表明离心泵无自吸能力。因此，离心泵在启动前必须灌泵。
2.离心泵的主要部件
叶轮 其作用为将原动机的能量直接传给液体，以提高液体的静压能与动能（主要为静压
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能）。
泵壳 具有汇集液体和能量转化双重功能。
轴封装置 其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。
二、离心泵的性能参数与特性曲线 1. 性能参数
流量Q 离心泵单位时间内输送到管路系统的液体体积， m/s或m/h。
压头（扬程）H 单位重量的液体经离心泵后所获得的有效能量，J /N或m液柱。 效率η 反映泵内能量损失，主要有容积损失、水力损失、机械损失。 轴功率P 离心泵的轴功率是指由电机输入离心泵泵轴的功率， W或kW。 离心泵的有效功率Pe是指液体实际上从离心泵所获得的功率。
3
3
??PeP?100%
QH?102泵的有效功率： Pe?QH?g 或 Pe?泵的轴功率为 P? 2. 特性曲线
QH?g
? 或 P?QH?102?
离心泵特性曲线是在一定转速下，用20℃水测定，由H-Q、P-Q、η-Q三条曲线组成。 （1）H-Q曲线：离心泵的压头在较大流量范围内随流量的增大而减小。不同型号的离心泵，H-Q曲线的形状有所不同。
（2）P-Q曲线：离心泵的轴功率随流量的增大而增大，当流量Q＝0时，泵轴消耗的功率最小。因此离心泵启动时应关闭出口阀门，使启动功率最小，以保护电机。
（3）?-Q曲线：开始泵的效率随流量的增大而增大，达到一最大值后，又随流量的增加而下降。这说明离心泵在一定转速下有一最高效率
点，该点称为离心泵的设计点。一般离心泵出厂时铭牌上标注的性能参数均为最高效率点下之值。高效率区通常为最高效率的92％左右的区域。
3. 影响离心泵性能的主要因素
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P
P/kW 密度：ρ↑→Q不变，H不变，η基本不变，P↑； 黏度：μ↑→Q↓，H↓，η↓，P↑； 转速：比例定律
Q1Q2?n1n2;H1H2?(n1n2);2P1P2?(n1n23)
叶轮直径：切割定律
Q1Q2?D1D2;H1H2?(D1D2);2P1P2?(D1D23)
三、离心泵的工作点与流量调节 1. 管路特性曲线
管路特性曲线表示在特定的管路系统中，输液量与所需压头的关系，反映了被输送液体对输送机械的能量要求。
管路特性方程 He?A?BQ2 其中 A??z??pH管路特性曲线?g，B??8πg2l??led5
HMH~QM H 管路特性曲线仅与管路的布局及操作条件有关，而与泵的性能无关。曲线的截距A与两贮槽间液位差?z及操作压
e~Q泵特性曲线QMQ力差?p有关，曲线的陡度B与管路的阻力状况有关。高阻力管路系统的特性曲线较陡峭，低阻力管路系统的特性曲线较平坦。
2. 工作点
泵安装在特定的管路中，其特性曲线H-Q与管路特性曲线He-Q的交点称为离心泵的工作点。若该点所对应的效率在离心泵的高效率区，则该工作点是适宜的。
工作点所对应的流量与压头，可利用图解法求取，也可由
管路特性方程： He?f(Q) 泵特性方程： H??(Q) 联立求解。 3. 流量调节
（1）改变管路特性曲线
最简单的调节方法是在离心泵排出管线上安装调节阀。改变阀门的开度，就是改变管路的阻力状况，从而使管路特性曲线发生变化。
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