化可知。
16.（4分）
轴流式通风机能否装在管路上来输送气体？为什么？ ***答案***
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 5/28/2013
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?
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？ 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