流體機械原理課后解答

1、流體機械原理作業(yè)解答p41習(xí)題一:一、為了滿足一個規(guī)劃中的企業(yè)用電高峰的需要，擬在有利地形處建一座具有一臺泵及一臺水輪機的抽水蓄能電站，該企業(yè)每天對電能的需要為：14h為Pi=8MW ； 10h為P2=40MW。假定該企業(yè)可以從電網(wǎng)中獲得的電功率Pv是常數(shù)，已知：水輪機的總效率R/P0.91，泵的總效率P V R 0.86，壓力管道的損失H 6m,電站的T 電水P 水電靜水頭H200m。為簡單計，假定 H和H 為常數(shù)，其它損失忽略不計。假定該裝置中stst水的總量為常數(shù)（上游無來水，下游不放水，并忽略蒸發(fā)泄漏），試求：必需的 勺值。泵與水輪機的工作參數(shù)qv, H , P ,。上游及下游水池的最

2、小容積V。水解：從電網(wǎng)中獲得的電能不足時，用水輪機發(fā)電補充； 從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時，用于泵去抽水蓄能。水輪機軸功率g(HtH )* qv2 TP水泵軸功率=gH+V = qvit i=qv2t40 PvPV 8194*14*0.91*0.86206*101.03240 8*1.03211.03223.75 MW(40 23.76)*1000qV29.8*194*0.919.39 m3/s , qV1 6.71 m3/s對水輪機：qV2 9.39 m3/s ； H 2 194m ,P軸 40 23.75 16.25 MW ,Pk =P/t= 17.85 MW ,對于泵：qV1 6.71 m

3、3/s ;出 206m , P水 =(PvP)* p= (23.76-8)*0.86=13.55 MW ,P軸 15.76 MWV= 6.71*3600*1453.38*10 m3二、水輪機效率實驗時在某一導(dǎo)葉開度下測得下列數(shù)據(jù)：蝸殼進口處壓力表讀數(shù)p 22.16 104 Pa，壓力表中心高程 Hm 88.7 m，壓力表所在鋼管直徑D 3.35m，電站下游水位84.9 m，流量qv 33 m/s，發(fā)電機功率Pg 7410 kW，發(fā)電機效率0.966，試求水輪機效率及機組效率。解:Pi2 iCi88.7EoZoPiEiPoEo水輪機的效率機組效率422.16 101000 9.82o Q;而2g

4、88.7 84.9Pg/ ggqvHZo22.612，ci84.9，衛(wèi)°=0g3.744222.6122 9.87410/0.9669.8 3327.127g t 0.966 0.8740.844某泵裝置中，進口管直徑Ds(500mmHg )，出口管路直徑D p比真空表高1m輸送介質(zhì)為礦物油,qv4D22 oCo 2g=0試求泵的揚程。解：泵的揚程2Cp2g7.55724.943単 3.7443.3523.822.6120.71527.127 m型迴 87.438%8772871150 mm，其上真空表讀數(shù)V 6.665 104 Pa125 mm，其密度6.665 104900 9.

5、8其上壓力表讀數(shù)900 kg/m30.22 106900 9.8(4.319)2 (2.999)21 7.55724.9430.49333.993p 0.22 MPa，壓力表位置泵的流量為qv 0.053 m3/s，1 z 0.053 4 )2 (2 )(0.1252g (0.053 4)22丿0.15某泵裝置中，進出口管直徑相同 D 150cm，進口真空表讀數(shù)V 450mmHg ,9出口管路上壓力表讀數(shù) M 1.8kg f/cm，壓力表位置比真空表高1m，輸送介質(zhì)為礦物油，其密度900kg/m 3，泵的流量為Q 53 L/s,試求泵的揚程。答案：2 2 4,_ Cp c 13.6 450 1

6、.8 9.8 1010.053 4、2 0.053 4、2H h V M - 1（"（）g900900 9.8 2g0.1520.1521 6.8 20 027.8四、一臺送風機的全壓為1.96kPa，風量為40m3/min，效率為50%，試求其軸功率。qvP401.96 10006050%31.307 10350%2.614 103Wp103習(xí)題二四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機某一圓柱流面D1=2m，n=150r/min，在某一流量下cm =4m/s。試求:a）當葉片轉(zhuǎn)到使b2=10。時，作出口速度三角形。此時轉(zhuǎn)輪出口水流的動能是多少？其中相對于cu2的部分又是多少？b）為了獲得法向出口，應(yīng)

7、轉(zhuǎn)動葉片使b2為多少？此時出口動能又為多少？c）設(shè)尾水管回能系數(shù)v=0.85，且假定尾水管只能回收相應(yīng)于Cm2的動能，則上面兩種情況下出口動能損失各為多少？D1n2 150a）u2-15.708m/s606062 U2 CmCtg1015.708 4 ctg10 6.977 m/sC2,6.9772 4264.679 8.042m/s2C264.6792g2 9.82Cu226.9772g2 9.8b) b2arctg2*2C242g2 9.8c）回收的能量:3.300 m2.484 m14.28715.7080.816mV 2g2Cu2空 85% 3.30 2.4840.3212g損失的能量

8、:2C2回收的能量 3.3 0.3212.979或85%2g2Cu2亦2.11115%仝2g0.122五、在進行一臺離心泵的能量平衡實驗時，測得下列數(shù)據(jù)：軸功率P=15kW ;流量qv=0.013m3/s ;揚程H=80m ;轉(zhuǎn)速n=2900r/min ;葉輪密封環(huán)泄漏量qv =0.0007m3/s ；圓盤摩擦功率Pr=1.9kW ;軸承與填料摩擦功率Pm=0.2kW ;另外給定了泵的幾何尺寸:輪直徑D =0.25m ;出口寬度b2=6mm ;葉片出口角b2=23 °。試求:a）泵的總效率及水力、容積和機械效率。b）葉輪出口速度三角形。（不計葉片厚度，Cu1 =0）c）滑移系數(shù)、反作

9、用度6.97715.708Cu 2C2w2U2a gqvH 9.8 0.013 8010.50560 7004a)P1515.b) Cm2U2P ( PrPm)qvqvqvD2n6015 (1.90.2)150.0130.0130.00070.70.86 0.950.8570.950.86qvTD2b20.0130.0007_0.25 0.0060.25 2900602.992 m/s37.961 m/soW2_c2cu230.912TU237.961Cm230.912c)cu2u2cm2 ctg 237.961 2.992 ctg2337.961 7.049Cu29.8 800.857 37

10、.96124.099gHh U2U230.91224.09937.9610.822 2 2c2cu2cm230.91222.9922964.531.5622C22g1U2cu231.5622 37.961 30.912Cu230.9122u22 37.9610.593p103習(xí)題四四、臺泵的吸入口徑為 200mm，流量為qv =77.8L/s，樣本給定H v =5.6m ,吸入管路損H s=0.5m。試求:在標準狀態(tài)下抽送常溫清水時的H sz值。如此泵在拉薩(pa =64922.34Pa )使用，從開敞的容器中抽吸80 C溫水，其H sz值又為多少?(注：80C清水的 pVa=47367.81

11、Pa ,g =9530.44N/m31)列進水池面與泵進口斷面PegHsz2ps Csg 2gHsHsPaPsPaPeHszHszCsHsz2Cs亦HsHsPePa2Cs2gHs4qvDs5.64 77.8/10000.222.476r a "7Q 20.55.6 0.313 2g0.54.7872)由汽蝕余量和真空度的定義:ha呂22g2CspvPa Ps2Hs也生 ha1450r/min ,最優(yōu)工況的揚程為 43m ,流量為1.36m3/s，臨界空化1)nqqv /241195.716.79271.207259.93.65ern、qv / 23/4hcr1450 1.36/23.173/41195.72.376503.3hcrH3.17430.0737HsPa2Cs2ghPvHsPa2es2ghPvHsHsPaPaPvPvHs5.664922.3410.3347367.810.249530.449530.445.66.8110.334.970.242.65HszHsPegPag2Cs2gHs2.650.313 0.53.463 m五、雙吸離心泵的轉(zhuǎn)速為余量為hcr=3.17m，最大流量工況her為10.06m，吸水管路的水力損失為0.91m,當?shù)卮髿鈮毫?0.36m，所輸送的冷水的汽化壓力為Hva=0.31m。試確定:1 ）最優(yōu)工況的比轉(zhuǎn)速 nq、