Q?1???0.052?2?9.8?3.0408 0.5+0.3086+0.2778+1.04?0.0105m3/s?10.49l/s(2)求B点的压强
4Q4?8.5972?10?3v2?2??2.3754m/s 2?d2??0.0754Q4?8.5972?10?3v1?2??5.3447m/s
?d1??0.052以水池液面为基准面,对B-B、水池液面列能量方程:
2pBv2v12 zB???(?突缩+?出口)?g2g2g2pBv12v2 ?(?突缩+?出口)?zB??g2g2g5.344722.37542?(0.2778+1)?0.5?2?9.82?9.8
?1.0744mH2OpB?10.53kPa
5.16 解:
(1)先求水泵的安装高度zs:
进水管流速:
33v1?Q4?0.06??1.2223m/s 2A1??0.25Hg逆水阀止12d1,l1泵门阀d2,l2Q压水管流速:
zS0底阀v2?Q4?0.06??1.9099m/s A2??0.2020以水池水面为基准面0-0,先对0-0与水泵进口前1-1列能量方程:
2pap'1v10??0?zs???hw0?1
?g?g2g2l1v181.2223hw0?1?(???fv??b)?(0.025??4.4?0.2)?0.4116m
d12g0.252?9.82pa?p'1v12v1zs???hw0?1?hv??hw0?1?(6?0.0762?0.4116)m?5.5121m
?g2g2g2(2)求水泵的提水高度Hg:
Hg?Ht?hw0?1?hw2?3 ?N??gQHt ?p?Ht?hw2?3?pN0.75?25?1000??31.8878m ?gQ9800?0.062l2v2?(?v??sv??b??0??)d22g2?(0.5?5.5?0.2?1?0.025?501.9099)?2.50300.22?9.8
Hg?31.8878?0.4116?2.5030?28.9731m
5.17 解:
(1)计算Ht
对进、出水池液面列能量方程:
2102m2Ht?102?hw?102?25.4?127.4m
(2)计算N
10mQ水泵dN??gQH??9.8?101?127.43600?46.4kW 0.7551此题多了一个条件:管径d=150mm。
5.18 解:
(1)先求出水箱中的水头H
以通过管轴线的水平面为基准面,分别以水箱内液面为1-1、安装测压管的管道断面为2-2、未安装管嘴前的出口断面为3-3、出口安装了管嘴后的断面为4-4断面,对2-2、3-3列能量方程:
lv2 h????2g2gd2g10v2?0.022??
0.12?9.8v?4.2212m/s
再对1-1、3-3列能量方程:
2?v2?v21H0125m2h10m34034lv2154.22122H??(???)?(1?0.022??0.5)?4.3636m
2gd2g0.12?9.8(2)再求安装管嘴后的测压管水头
在管道出口处加上直径为5cm的管嘴后,管内流速改变为v,管嘴流速为:
?v2102v4?2?v?4v
5lv2 H??(???)2gd2g(4v)215v24.3636??(0.022??0.5)?1.0102v2
2?9.80.12?9.8v?2.0783m/s
对1-1、2-2列能量方程:
2?4v4lv2 H?h??(???)2gd2g52.078324.3636?h?(1?0.022??0.5)
0.12?9.8h?3.7906m
5.19 解:
(1)求泵的抽水量
以吸水池水面1-1为基准面,建立1—1与水泵进口断面2-2之间的能量方程:
∵水池中流速较吸水管流速小
很多,
∴忽略其流速水头:
PMζ3=23ζ1=3l1,d1ζ2=631ζ0=1221Q?v2+50.2hs?v122g?0
22pap'2?2v2l2v2 0??0?hs???(???2??3)?g?g2gd22g2pa?p'2pvl2v2 ??hs?(?2??2??2??3)?g?gd22g2v244.1?10312?3.5?(1?0.03?6?2)
98000.152?9.82v244.1?103?3.5?(1?10.4)或:
98002?9.8m/s 解得:v2?1.3112Q?0.0232m3/s?23.17l/s
(2)求河流水面高程
以吸水池水面1-1为基准面,对河流水面3-3和1—1列能量方程:
lvh?0?0?0?0?0?(?11??1??0)1
d12g2201.31122h?(0.03?3?1)m?0.7017m
0.152?9.81.31122m?0.7017m 或:h?8?2?9.8∴ 河流水面标高=50.2 m-3.5 m+0.7017 m=47.4017m
5.20 解:
(1)求水泵的给水高度
4?25?10-3v??1.4147m/s 2??0.15选海拔高度±0.00为基准面,对A、
D池液面1-1、2-2列能量方程:
C362.8Bl2120°120°0.352l3l1?l2?l3v2v11A?H?56.3?(?)?(?进口+2?120?+?150?+出口)d2g2g150°l1
2D256.330?10?401.41472?56.3?(0.03??0.5+2?0.2+0.15+1)0.152?9.8
河流46.5?56.3m?1.8431m?58.1431m
(2)校核虹吸管能否正常发生虹吸
选取真空度最大的断面3-3(假设3-3与C点等高,离管路出口的距离与C点相等),以海
拔高度±0.00为基准面,对3-3与D池液面2-2列能量方程:
p3v2l3v2 62.8???56.3?(???150?+?出口)?g2gd2gp3401.41472 hv???62.8?56.3?(1?0.03??0.15?1)??g0.152?9.8?6.5?0.8322?5.6678m水柱??hv??7.0m水柱虹吸能正常发生。
5.21 解:
首先计算作用水头:
hf
H?(?1?H1)?(?2?H2)
?(61?18)?(45?25)?9m
查得铸铁管糙率n?0.013,计算得比阻:
H2H线61.0H245.010.3n210.3?0.0132S?5.33??0.4686s2/m6 5.33d0.35Q?5.22 解:
H9??0.0876m3/s?87.6l/s Sl0.4686?2500lv2 H??d2gv?2gH2?9.8?10??0.4950m/s l10000?0.02?d0.25Q?Av
今欲使流量增加50%,而面积A是不变的,所以只有提高流速50%,即:
v'?(1?0.5)?0.4950?0.7425m/s
在1-1和2-2断面间增设抽水机,其输入的能量水头为Ht,对1-1和2-2断面列能量
方程:
lv'2 H?Ht??d2glv'2100000.74252Ht???H?0.02???10?12.5m
d2g0.252?9.8设抽水机的功率为Np,则
Np??gQHt??9.8??4?0.252?0.7425?12.50.8?5.5807kW
5.23 解:
(1)求管道直径
比阻:S?H9??0.36s2/m6 22lQ2500?0.110.3?0.013226?0.4686s/m试算:d1?350mm,S? 5.330.3510.3?0.0132?0.2300s2/m6 d2?400mm,S?5.330.4可见所需管径在350~400mm之间。由于无此规格的工业产品,采用较大者将浪费管材,合理的办法应是采用两段不同直径(350mm、400mm)的管道串联。设d1?400mm的管段长l1,d2?350mm的管段长l2,由:
H?(S1l1?S2l2)Q2