第二章流体机械输送习题答案02.doc

8. 用两台离心泵从水池向高位槽送水，单台泵的特性曲线方程为；管路特性曲线方程可近似表示为，两式中Q的单位为m3/s，H的单位为m。
试问两泵如何组合才能使输液量大?(输水过程为定态流动)
解：两泵并联时，流量加倍，压头不变，故并联泵的特性曲线方程为
并
令并，可求得并联泵的流量，即，
解得
两台泵串联时，流量不变，压头加倍，故串联泵的特性曲线方程为
串
同理，，解得
结果表明，并联泵的流量高于串联泵的流量。
9. 现采用一台三效单动往复泵，将敞口贮罐中密度为1250 kg/m3的液体输送到表压强为1.28×106 Pa的塔内，贮罐液面比塔入口低10 m，管路系统的总压头损失为2 m。已知泵的活塞直径为70 mm，冲程为225 mm，往复次数为200 min-1，泵的总效率和容积效率分别为0.9和0.95。试求泵的实际流量、压头和轴功率。
解：(1) 三效单动往复泵的实际流量
其中，为泵的容积效率，其值为0.95，
，
所以，
(2) 在贮罐液面及输送管路出口外侧截面间列伯努利方程，并以贮罐液面为位能基准面，得

其中， (表压) (表压)

所以
管路所需的压头应为泵所提供，所以泵的压头为116.4m。
(3) 往复泵的轴功率计算与离心泵相同，则

10. 已知空气的最大输送量为14500 kg/h，在最大风量下输送系统所需的风压为1.28×106 Pa(以风机进口状态计)。由于工艺条件的要求，风机进口与温度为40℃、真空度为196 Pa的设备连接。试选择合适的离心通风机。当地大气压强为93.3 kPa。
解：由题知，
由附录25知可采用4－72－11No.8C型离心通风机，性能如下：
，，，，
11. 15℃的空气直接由大气进入风机，再通过内径为800 mm的水平管道送到炉底，炉底的表压为10.8 kPa。空气输送量为20000 m3/h(进口状态汁)，管长为100 m(包括局部阻力的当量长度)，管壁绝对粗糙度可取为0.3 m。现库存一台离心通风机，其性能如下表所示。核算此风机是否合用?当地大气压为101.33 kPa。
转速/(r/min) 风压/Pa 风量/( m3/h)
1450 12650 21800
解：离心机的风速为：

查得时，，
则
又
查图知，
其阻力损失压降
全风压

风量 (符合）
由上面分析，此风机合用。
12. 某单级双缸双动空气压缩机，活塞直径为300 mm，冲程为200 mm，每分钟往复480次。压缩机的吸气压强为9.807×104 Pa，排气压强为34.32×104 Pa。试计算该压缩机的排气量和轴功率。假设汽缸的余隙系数为8%，排气系数为容积系数的85%，绝热总效率为0.7。空气的绝热指数为1.4。
解：往复压缩机的排气量，
其中：，，
，
将此数据代入上式可得到：

所需的轴功率

其中：

13．用三级压缩把20℃的空气从98.07×103 Pa压缩到62.8×103 Pa，设中间冷却
器能把送到后一级的空气冷却到20℃，各级压缩比相等。试求：
(1) 在各级的活塞冲程及往复次数相同情况下，各级汽缸直径的比;
(2) 三级压缩所消耗的理论功(按绝热过程考虑，空气的绝热指数为1.4，并以l kg计)。
解：(1）每级的压缩比可由下式计算

则有 ， ， 即
所以
(2)
其中：，，，代入上式得