离心泵的流量,扬升高度均大雨管路要求,且安装高度有也低于最大允许吸上高度
因此,能正常工作
4.用例2-2附图所示的管路系统测定离心泵的气蚀性能参数，则需在泵的吸入管路中安装调节阀门。
适当调节泵的吸入和排出管路上两阀门的开度，可使吸入管阻力增大而流量保持不变。
若离心泵的吸入管直径为100mm，排出管直径为50mm，孔板流量计孔口直径为35mm，测的流量计压差计读数为0.85mHg吸入口真空表读数为550mmHg时，离心泵恰发生气蚀现象。
试求该流量下泵的允许气蚀余量和吸上真空度。
已知水温为20℃，当地大气压为760mmHg。
解:
确定流速
A0/A2=（d0/d2）2=（35/50）2
=0.49
查20℃时水的有关物性常数ρ=998.2Kg/m3,µ=100.5×10-5,PV=2.3346Kpa
假设C0在常数区查图1-33得C0=0.694则
u0=C0[2R（ρA-ρ）g/ρ]1/2
=10.07m/s
u2=0.49u0=4.93m/s
核算:
Re=d2u2ρ/μ=2.46×105>2×105
∴假设成立
u1=u2（d2/d1）2=1.23m/s
允许气蚀余量△h=（P1-P2）/ρg+u12/2g
P1=Pa-P真空度=28.02Kpa
△h=（28.02-2.3346）×103/998.2×9.81
=2.7m
允许吸上高度Hg=（Pa-PV）/ρg-△h-∑Ηf
∵离心泵离槽面道路很短可以看作∑Ηf=0
∴Hg=（Pa-PV）/ρg-△h
=（101.4–2.3346）×103/（998.2×9.81）–2.7
=7.42m
5.水对某离心泵做实验，得到下列各实验数据：
Q，L/min
0100200300400500
H，m
37.2383734.531.828.5
送液体的管路系统：
管径为ф76×4mm，长为355m（包括局部阻力的当量长度），吸入和排出空间为密闭容器，其内压强为129.5kPa（表压），再求此时泵的流量。
被输送液体的性质与水相近。
解:
⑴根据管路所需要压头Ηe与液体流量Qe的关系:
Ηe=K+BQe2
而K=△Z+△P/ρg且吸入排出空间为常压设备,△P=0
∴K=△Z=4.8
B=λ•（ι+Σιe）/d·1/2g（60×103A）2
=（0.03×355/0.068）/2×9.81（0.0682×π×60×103/4）2
=1.683×10-4
∴管道特性方程为:
Ηe=4.8+1.683×10-4Qe2
由下列数据绘出管道特性曲线Ηe--Qe
Qe,L/min
0
100
200
300
400
500
Ηe,m
4.8
6.48
11.53
19.95
31.73
46.88
绘出离心泵的特性曲线H--Q于同一坐标系中,如图所示:
两曲线的交点即为该泵在运转时的流量
∴泵的流量为400L/min
⑵若排出空间为密闭容器,
则K=△Z+△P/ρg
=4.8+129.5×103/998.2×9.81
=1.802
∵而B的值保持不变
∴管路的特性方程为Ηe=18.02+1.683×10-4Qe2
重新绘出管路的特性曲线和泵的特性曲线
Qe,L/min
0
100
200
300
400
500
Ηe,m
18.02
19.70
24.75
33.17
44.95
60.10
可以得到泵的流量为310L/min
6.某型号的离心泵，其压头与流量的关系可表示为H=18-0.6×106Q2（H单位为m，Q单位为m³/s）若用该泵从常压贮水池将水抽到渠道中，已知贮水池截面积为100m²，池中水深7m。
输水之初池内水面低于渠道水平面2m，假设输水渠道水面保持不变，且与大气相通。
管路系统的压头损失为Hf=0.4×10Q2（Hf单位为m，Q单位为m³/s）。
试求将贮水池内水全部抽出所需时间。
解:
列出管路特性方程Ηe=K+Hf
K=△Z+△P/ρg
∵贮水池和渠道均保持常压∴△P/ρg=0
∴K=△Z
∴Ηe=△Z+0.4×106Q2
在输水之初△Z=2m
∴Ηe=2+0.4×106Q2
联立H=18-0.6×106Q2，解出此时的流量Q=4×10-3m3/s
将贮水槽的水全部抽出△Z=9m
∴Ηe=9+0.4×106Q'2
再次联立H=18-0.6×106Q2，解出此时的流量Q'=3×10-3m3/s
∵流量Q随着水的不断抽出而不断变小
∴取Q的平均值Q平均=（Q+Q'）/2=3.5×10-3m3/s
把水抽完所需时间
τ=V/Q平均=55.6h
7.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H=25—1×106Q²管路特性曲线方程可近似表示为H=10+1×106Q²两式中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最大？
（输水过程为定态流动）
分析：
两台泵有串联和并联两种组合方法串联时单台泵的送水量即为管路中的总量，泵的压头为单台泵的两倍；并联时泵的压头即为单台泵的压头，单台送水量为管路总送水量的一半
解：
①串联He=2H
10+1×105Qe2=2×（25-1×106Q2）
∴Qe=0.436×10-2m2/s
②并联Q=Qe/2
25-1×106×Qe2=10+1×105（Qe/2）2
∴Qe=0.383×10-2m2/s
总送水量Qe'=2Qe=0.765×10-2m2/s
∴并联组合输送量大
8.现采用一台三效单动往复泵，将敞口贮罐中密度为1250kg/m³的液体输送到表压强为1.28×106Pa的塔内，贮罐液面比塔入口低10m，管路系统的总压头损失为2m，已知泵活塞直径为70mm，冲程为225mm，往复次数为2001/min，泵的总效率和容积效率为0.9和0.95。
试求泵的实际流量，压头和轴功率。
解：
三动泵理论平均流量
QT=3ASnr=3×π/4×（0.07）2×0.025×200
=0.52m3/min
实际流量Q=ηQT=0.95×0.52=0.494m3/min
泵的压头H=△P/ρg+△u2/2g+ΣHf+Z取△u2/2g=0
=△P/ρg+ΣHf+Z
=1.28×106/1250×9.81+2+10
=116.38m
轴功率N=HQρ/102η=13.05Kw
9．用一往复泵将密度为1200kg/m³的液体从A池输送到B槽中，A池和B槽液面上方均为大气压。
往复泵的流量为5m³/h。
输送开始时，B槽和A池的液面高度差为10m。
输送过程中，A池液面不断下降，B槽液面不断上升。
输送管径为30mm，长为15m（包括局部阻力当量长度）。
A池截面积为12m²，B槽截面积为4.15m²。
液体在管中流动时摩擦系数为0.04。
试求把25m³液体从A池输送到B槽所需的能量。
解：
列出此往复泵输送的管路特性方程
Ηe=K+BQe2
而K=△P/ρg+△u2/2g+Z
∵A，B槽上方均大气压
∴△P/ρg=0，△u2/2g=0
在输送开始时，h0=10m
输送完毕后A池液面下降：
25/12=2.01m
B池液面上升：
25/4.15=6.1m
∴h=10+2.01+6.1=18.11m
B=λ•（ι+Σιe）/d·1/2g（3600A）2
=0.4×15/0.03×1/[（3600×π/4×0.032）2×2×9.81]
=0.157
输送开始时管路的特性方程Ηe=10+0.157Qe2
输送完毕时管路的特性方程Ηe'=18.4+0.157Qe2
取平均压头Η平均=（Ηe+Ηe'）/2=（10+0.157Qe2+8.4+0.157Qe2）/2，Qe=5m3/s
=18m
输送所需要的时间τ=V/Q=25/5=5h=18000
输送有效功率Ne=HQρg=18×5/3600×1200×9.81=294.3
所需要的能量W=Neτ=5.3×106J=5300KJ
10.已知空气的最大输送量为14500kg/h，在最大风量下输送系统所需的风压为1600Pa（以风机进口状态级计）。
由于工艺条件的呀求。
风机进口与温度为40℃，真空度为196Pa的设备相连。
试选合适的离心通风机。
当地大气压为93.3kPa。
解：
输送洁净空气应选用4-72-11型通风机
40℃，真空度为196Pa时空气的密度ρ'=MP/RT=1.04Kg/m3
将输送系统的风压HT'按HT=HT'ρ/ρ'
HT=1600×1.2/1.04=1850.72m
输送的体积流量Q=Qm/ρ=14500/1.04=13942.31m3/h
根据输送量和风压选择4-72-11No6c型可以满足要求
其特性参数为
转速（r/min）
风压（Pa）
风量（m3/h）
效率（％）
功率（Kw）
2000
1941.8
14100
91
10.0
11.15℃的空气直接由大气进入风机在通过内径为800mm的水平管道送到炉底，炉底表压为10kPa。
空气输送量为20000m/h（进口状态计），管长为100m（包括局部阻力当量长度），管壁绝对粗糙度可取为0.3mm。
现库存一台离心通风机，其性能如下所示。
核算此风机是否合用？
当地大气压为101.33kPa。
转速，r/min
风压，Pa
风量，m³/h
1450
12650
21800
解：
输送系统的风压
HT'=（Z2–Z1）ρg+P2–P1+（u22-u12）/2+ρΣhf
∵水平管道输送，∴Z2–Z1=0，（u22-u12）/2=0
空气的流动速度u=Q/A=20000/（π/4·0.82×3600）
=11.06m/s
查本书附图可得15℃空气的粘度μ=1.79×10-3Pa·s，密度ρ=1.226Kg/m3
Re=duρ/μ=0.8×1.226×11.06/1.79×10-3
=6059.1
ε/d=0.3/800=0.000375
根据Re-ε/d图可以得到其相对粗糙度λ=0.0365
∴Σhf=λ•（ι+Σιe）/d•u2/2
=0.0365×100/0.8×11.062/2
=279.1
输送系统风压HT'=P2–P1+ρΣhf
=10.8×103+1.226×279.1
=11142.12Pa<12650Pa
且Q=20000〈21800
∴此风机合用
12.某单级双缸双动空气压缩机，活塞直径为300mm，冲程为200mm，每分钟往复480次。
压缩机的吸气压强为9.807×104Pa，排气压强为34.32×104Pa。
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：
双缸双动压缩机吸气量Vmin=（4A-a）snr
活杆面积与活塞面积相比可以略去不计
∴吸收量Vmin'=4Asnr=4×π/4×0.32×0.2×480
=27.13m3/min
压缩机容积系数λ0=1-ε[（P2/P1）1/r-1]
=1-0.08[（34.32/9.80）1/1.4-1]
=0.8843
λd=0.85λ0=0.7516
∴排气量Vmin=λd•Vmin'=20.39m3/min
实际压缩功率Na=P1Vmin·к/（к-1）[（P2/P1）κ/（κ-1）–1]
=50.19Kw
该压缩机的轴功率N=Na/ηa=50.19/0.7=71.7Kw
13.用三级压缩把20℃的空气从98.07×10³kPa压缩到62.8×105Pa。
设中间冷却器能把送到最后一级的空气冷却到20℃，各级压缩比相同。
试求：
（1）.在各级的活塞冲程及往复次数相同情况下，各级汽缸直径比。
（2）三级压缩消耗的理论功（按绝热过程考虑。
空气绝热指数为1.4，并以1kg计）。
分析：
多级压缩机的工作原理：
每一级排出口处的压强多时上一级的四倍，因此每一级空气的流量为上一次的0.25倍
解：
⑴各级的活塞冲程及往复次数相同
压缩机总的压缩比χ=（P2/P1）1/3=4
V1：
V2：
V3=A1：
A2：
A3=16：
4：
1
⑵20℃时1Kg空气的体积V1=mRT/MP=1×8.315×293/（29×98.07）
=0.8566m3
根据W=P1V1·iκ/（κ-1）·[（P2/P1）（к-1）/iк-1]
=98.07×10×0.8566×3×1.4/0.4×（40.4/1.4-1）
=428.7KJ
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