基于流體力學的水泵輸送系統

1、基于流體力學的水泵輸送系統日期:廣州大學機械與電氣工程學院流體力學課程基于流體力學的水泵輸送系統完成日期:* * * * * * * *課程設計:設計一個基于流體力學的水泵輸送系統專業(yè)班級:* k * k * k *名:* 未 * k * k k k號:* 未 *指導老師:課程總目標：設計一個基于流體力學的水泵輸送系統。如圖，用離心泵將水庫的水抽到水池,底閥局部阻力系數Z 1=2.5，彎管Z 2 = 0 .3,水泵進口前的漸變收縮段Z 3= 0.1,壓力管路采用鑄鐵管，直徑 D=500m m,其總長度為100 0 m，其余參數見表，試設計確定：1、水泵吸水管直徑；2、水泵的安裝高度；3、水泵的

2、軸功率組別1234567流量 Q (m3/s)0. 30 .40 .20.50.60 .150 .45水庫水位(m)656水池水位(m)985吸水管1 1 (m)1 0881 01088水泵的真空度為h V (m)4.8554 .64 .54.84. 5一、數據選擇第一組別流量 Q( m3/s)水庫水位(m)水池水位(m)吸水管1 1(m)真空度為hv:(m)0 . 36590104.8二、水泵吸水管直徑設計2.1確定吸水管流速V通過查詢機械設計手冊可得，常用水泵吸水管推薦流速為V吸 =0.82.0 m/S,取吸水管流速為V吸 = 2.0m/s。2.2計算吸水管直徑D吸由流量公式，可計算得?吸

3、 2Q = 吸嚴=4= 0437?吸?？2.0 X?0.437 故水泵吸水管直徑取D吸=450?。此時,吸水管流速?毆20.3?X 0.4502 = 1.8m/S4三、水泵安裝高度設計以水庫自由液面1 -1 面，建立伯努利方程3.1計算水頭損失 ?1-2和水泵進口處2- 2為計算斷面，自由液面0 0為基準?吸2+ 0 = ?+? ?1-2? - ? 2?v =? V吸 2V吸 2?V吸 2?1-2 = ?+ ?=入 1 D吸 ?2?+ XZ 1?=（入 1D吸 + XZ）號吸水管中的雷諾數?吸D吸2.0 X 0.450?= ；=777- = 891089 2300?1.010 X10-6由雷諾

4、數值，可判定吸水管管道水流狀態(tài)為紊流(20C時水的運動黏度1.010 X10-6 ?2?0查莫迪表得，吸水管沿程阻力系數入1 = 0.020根據已知條件可得,底閥局部阻力系數Z 1 = 2.5,彎管Z 2=0 .3,水泵進口前的漸變收縮段 Z 3 = 0.1,則 Xz = Z 1 + Z 2+ z 3 = 2.9吸水管長？?= 10m,V吸=2m/s , D吸 = 450?，則所以吸水管道水頭損失0450 + 2.9） 叮：父二 0.683?0.4502 X9.8?1-2 = 4.8 - 0-8- 0.683?V吸2?1-2 =（入 1 亦+ XZ ） N?= （0.0203 .2計算水泵的安

5、裝高度？?？由伯努利方程，可得CC _?-? ?吸2 C_ C?吸2?= - ?- ?1-2 = ?- 3?- =3.913m故水泵的安裝高度取為？?= 3.900m,即?= 3900?m四、計算水泵的軸功率4 .1確定壓水管道沿程阻力系數入2壓力管道采用鑄鐵管，鑄鐵管在一般設計計算時多當作舊管，查詢機械手冊可得，鑄鐵管的當量粗糙高度？= 1.25mm。壓力管道直徑D壓=500mm，則相對粗糙度為?1.25=0.0025D 壓 500計算壓力管道流速?0.32 = C LCC? = 1.528m/s?Db2?X0.50024壓水管中的雷諾數?壓D壓1.528 X0.5?=亍=1.010 X10

6、-6 = 756435 2300由雷諾數值，可判定壓水管管道水流狀態(tài)為紊流1.010 X10-6 ?2?0?根據?= 756435，-= 0.0025,查詢莫迪圖,D壓(20 C時水的運動黏度可得壓水管的沿程阻力系數入2 = 0.0204 .2確定壓水管道各局部阻力系數 查機械設計手冊，可得各局部阻力系數為Z截止閥=7.0，z閘閥=0.5，z 30度彎道=0.2,z出水=1則刀Z = Z截止閥+ z閘閥+ Z 30度彎道+ Z出水=7.0 +0.5+ 0.2 + 1 = 8.74 .3計算壓水管道水頭損失?3-41.5282+ 8.7) X2XX9r 4 5 * *.801?2?壓1000?3-4 =(入2D壓 + z)牙=(0.020 X80%4 .4計算水泵楊程？?以水庫水面為基準面，建立1-1端面和4-4水池斷面的能量方程 ?0 + 0 + ?= ? + 0 + ?1-2 + ?3-4?= ?+ ?1-2 + ?3-4 = 90 - 65 + 0.683 + 5.801 = 31.484?4 .5計算水泵軸功率根據國家標準離心泵效率(GB/T1300 7 -91)，查機械手冊得，單