第2章習(xí)題參考答案

第二章流體輸送機(jī)械1.在用水測定離心泵性能的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)流量為26m3/h時(shí)，離心泵出口處壓強(qiáng)表和入口處真空表的讀數(shù)分別為152kPa和24.7kPa，軸功率為2.45kW，轉(zhuǎn)速為2900r/min。若真空表和壓強(qiáng)表兩測壓口間的垂直距離為0.4m，泵的進(jìn)、出口管徑相同，兩測壓口間管路流動(dòng)阻力可忽略不計(jì)。試計(jì)算該泵的效率，并列出該效率下泵的性能。[答：泵的效率為53.1％，其它性能略]解：分別以真空表和壓強(qiáng)表所在截面為1-1和2-2截面，在兩截面間列柏努利方程有：=18.4m53.2%4.用例2-2附圖所示的管路系統(tǒng)測定離心泵的氣蝕性能參數(shù)，則需在泵的吸入管路中安裝調(diào)節(jié)閥門。適當(dāng)調(diào)節(jié)泵的吸入和排出管路上兩閥門的開度，可使吸入管阻力增大而流量保持不變。若離心泵的吸入管直徑為100mm，排出管直徑為50mm，孔板流量計(jì)孔口直徑為35mm，測的流量計(jì)壓差計(jì)讀數(shù)為0.85mHg，吸入口真空表讀數(shù)為550mmHg時(shí)，離心泵恰發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。試求該流量下泵的允許氣蝕余量和吸上真空度。已知水溫為20℃，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60mmHg。已知：求：NPSH和解:1）NPSH可由下式得到：其中：注意：p1的單位換算為pa。的求解過程如下：注意：孔板流量計(jì)安裝在排出管路上的。2）的求解過程5.用ISO-65-125型離心泵從敞口水槽中將70℃清水輸送到它處，槽內(nèi)液面恒定。輸水量為35-45m3/h，在最大流量下吸入管路的壓頭損失為1m，液體在吸入管路的動(dòng)壓頭可忽略。試求離心泵的允許安裝高度。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8.1kpa。在輸水量范圍下泵的允許吸上真空度為6.4m和5.0m。已知：求：Hg解：根據(jù)下式可得Hg：（1）其中：Hs需按下式修正得到：=0.52m3/min將QT代入式（1）即得Q。(2)泵的壓頭H可通過在儲(chǔ)罐液面與管出口外側(cè)間列伯努利方程得到：(3)軸功率N10.已知空氣的最大輸送量為14500kg/h，在最大風(fēng)量下輸送系統(tǒng)所需的風(fēng)壓為1600Pa（以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)級計(jì)）。由于工藝條件的要求，風(fēng)機(jī)進(jìn)口與溫度為40℃，真空度為196Pa的設(shè)備相連。試選合適的離心通風(fēng)機(jī)。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?3.3kPa。解：按進(jìn)口狀態(tài)的風(fēng)量Q和實(shí)驗(yàn)條件下的全風(fēng)壓HT查找附錄21選擇離心式風(fēng)機(jī)。（1）將操作條件下的風(fēng)壓換算成實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓。（2）操作條件下的風(fēng)量Q:根據(jù)輸送量和風(fēng)壓選擇離心式風(fēng)機(jī)。11.15℃的空氣直接由大氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)，再通過內(nèi)徑為800mm的水平管道送到爐底，爐底表壓為10.8kPa?？諝廨斔土繛?0000m3/h（進(jìn)口狀態(tài)計(jì)），管長為100m（包括局部阻力的當(dāng)量長度），管壁絕對粗糙度可取為0.3mm。現(xiàn)庫存一臺(tái)離心通風(fēng)機(jī)，其性能如下所示。核算此風(fēng)機(jī)是否合用？當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.33kPa。轉(zhuǎn)速，r/min風(fēng)壓，Pa風(fēng)量，m3/h14501265021800解：核算風(fēng)機(jī)是否合用主要要看管路實(shí)際輸送的以進(jìn)口狀態(tài)計(jì)的風(fēng)量和實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓是否比風(fēng)機(jī)提供的要小。此題要注意將管路實(shí)際輸送的風(fēng)量和風(fēng)壓換算成實(shí)驗(yàn)條件下的后再與所提供風(fēng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較。管路輸送系統(tǒng)的風(fēng)壓HT：可通過在風(fēng)機(jī)入口和爐底間列伯努利方程得到：操作條件下的（15℃，1個(gè)大氣壓）下空氣的密度和粘度可查附錄。(2)將操作條件下的風(fēng)壓換算成實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓（3）比較Q和是否比風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量和風(fēng)壓小，如小，則合用。12.某單級雙缸雙動(dòng)空氣壓縮機(jī)，活塞直徑為300mm，沖程為200mm，每分鐘往復(fù)480次。壓縮機(jī)的吸氣壓強(qiáng)為9.807×104Pa，排氣壓強(qiáng)為34.32×104Pa。試計(jì)算該壓縮機(jī)的排氣量和軸功率。假設(shè)汽缸的余隙系數(shù)為8%，排氣系數(shù)為容積系數(shù)的85%，絕熱總效率為0.7?？諝獾慕^熱指數(shù)為1.4。解：（1）排氣量Vmin的計(jì)算Vmin=λd?Vmin′其中：①雙缸雙動(dòng)壓縮機(jī)吸氣量Vmin′=（4A-a）snr活桿面積與活塞面積相比可以略去不計(jì)∴吸收量Vmin′=4Asnr=4×π/4×0.32×0.2×480=27.13m3/min②壓縮機(jī)容積系數(shù)λ0=1-ε[(P2/P1)1/k-1]=1-0.08[（34.32/9.80）1/1.4-1]=0.8843λd=0.85λ0=0.7516∴排氣量Vmin=λd?Vmin′=20.39m3/min（2）壓縮機(jī)的理論功率Na=P1Vmin·к/（к-1）[(P2/P1)κ/(κ-1)–1]=50.19Kw該壓縮機(jī)的軸功率N=Na/ηa=50.19/0.7=71.7Kw13.用三級壓縮把20℃的空氣從98.07×103kPa壓縮到62.8×105Pa。設(shè)中間冷卻器能把送到最后一級的空氣冷卻到20℃，各級壓縮比相同。試求：（1）.在各級的活塞沖程及往復(fù)次數(shù)相同情況下，各級汽缸直徑比。（2）三級壓縮消耗的理論功（按絕熱過程考慮?？諝饨^熱指數(shù)為1.4，并以1kg計(jì)）。分析：多級壓縮機(jī)的工作原理：每一級排出口處的壓強(qiáng)多時(shí)上一級的四倍，因此每一級空氣的流量為上一次的0.25倍解：⑴各級的活塞沖程及往復(fù)次數(shù)相同壓縮機(jī)總的壓縮比χ=（P2/P1）1/3=4 V1：V2：V3=A1：A2：A3=16：4：1⑵20℃時(shí)1Kg空氣的體積V1=mRT/MP=1×8.315×293/(29×98.07)