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第一部分 流体流动与输送概念题示例与分析

来源:用户分享 时间:2025/6/1 14:24:25 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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宁公式、泊谡叶方程以及Re数中的流速都是指流体的真实流速,而不能用当量直径

de来计算,只是式中的直径d可用当量直径de代之。

1-13、离心泵的特性曲线H-Q与管路的特性曲线He-Qe有何不同?二者的交点意味着什么?

答:将离心泵的基本性能参数之间的关系描绘成图线称为离心泵的特性曲线。这里讨论的是其中的一条H-Q曲线。它表明转速一定时,离心泵的流量和该流量下泵的能提供的压头即做功本领之间的对应关系。该曲线由生产厂家测定并提供,是泵本身固有的特性,它只与泵自身的结构(如叶片弯曲情况、叶轮直径等)、转速有关,而与其所在的管路及其他外界条件无关。所以离心泵的特性曲线图只须注明型号、转速即可。

二者的交点M称为泵在该管路上的工作点。意味着它所对应的流量和压头,既能满足管路系统的要求,又能为离心泵所提供,即Q?Qe,H?He。换言之,M点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的运转情况。离心泵只能在这一点工作。 1—14、如图1—8,假设泵不在M点工作,而在A、B点工作时,会发生什么情况?

QA QM QB Q HB H’A H’B HA

He-Qe H

H-Q A M B 答:假设泵工作不在M点工作,而在A点工作时,在A点所对应的流量QA下,图1-8 1-14附图 管路所需要的压头为HA,而该流量下泵所提供的压头为HA。HA?HA,说明液体的压头(泵给予单位重量流体的有效能量)有富裕,此富裕压头将促使液体加大流速,流量由QA变到QM,即在M点达到平衡。

'反之,如果泵在B点工作,则在QB流量下泵所产生的压头HB小于液体通过该管'路时所需要的压头HB,即HB

''流速在M点达到平衡,届时流量从QB减至QM。

9

1—15、什么情况下采用离心泵的并联操作?试绘出两台相同的泵并联操作时的

H'~Q'曲线。 H

Q’’ Q Q’ Q 图 1-9 1-15附图 图 1-10 1-15附图 答:在生产中,当流体的流量需要增大,原有的一台泵已不能满足要求,特别在

H’-Q’ H-Q M’’ M He-Qe M’ 生产过程中流量变化幅度较大,有时可停开一台泵时,可采用几台泵(常用两台泵)并联操作。

图1—9为两台相同的离心泵并联操作的情况。设两台泵的压头相等,管路特性不变。

在给定了每台泵的特性曲线H~Q及管路的特性曲线He~Qe的图1—10中,根据离心泵的并联特性,即在同一压头下流量加倍,可以很方便地画出H'~Q'曲线。该曲线与管路特性曲线He~Qe的交点M',即为两泵并联后的工作点,Q'、H'便是工作点所对应的流量和压头。要想了解并联操作中每台泵的工作情况,可以从M'点平行横轴作一直线,该线与每台泵特性曲线H~Q相交于M''点。此点对应的工况是:

2Q''?Q'?2Q

即两台相同规格的泵串联使用后,所获得的流量小于每台泵单独使用时的2倍。 1—16、什么情况下采用离心泵的串联操作?试绘出两台相同的泵串联操作的H'~Q'曲线 答:在生产中,有时遇到泵所提供的流量与所要求的流量相差不大,但泵的压头差得较多,或者吸液液位发生较大变化时,可根据所需压头的大小,采用两台或多台泵串联起来使用。图1-11为两台相同的泵串联操作的示意图。

10 H H’ H He-Qe H’-Q’ H-Q M M’ Q Q’ Q

下面标绘两台相同离心泵串联操作时的H'—Q'图。图1-12已给出每台泵的特性曲线及管路的特性曲线。现根据两台泵的串联特性,将同一流量下每台泵的压头加倍,即可很方便地画出H'—Q'特性曲线,并求得新的工作点M'。

该点对应的工况表明,串联后的压头有所增加,但并非增加一倍,也就是说,串联以后的压头小于每台泵单独使用时的2倍,即H'<2H。

应该注意的是,串联操作时最后一台泵所承受的压力最大。故串联泵组的台数不宜过多,以防最后一台泵因强度不够而导致损坏。 二 、填空题

1-17、边界层的形成是液体具有 的结果。 答案:粘性

分析:由于流体具有粘性,使壁面粘附一层停滞不动的流体层;同样还是因为流体具有粘性,使得静止层流体与其相邻的流体层间产生内磨擦力,导致相邻流体层速度减慢。这种减速作用由壁面附近的流体层依次向流体内部传递,而流速受到壁面影响的这一区域就的我们通常所说的边界层。如果流体没有粘性,就不会润湿壁面,也没有内磨擦力的存在,亦无边界了。

1-18、两个系统的流体力学相似时,雷诺数必相等。所以雷诺数又称作 。

答案:相似准数

1-19、因次分析法的基础是 ,又称因次的和谐性。 答案:因次的一致性

1-20、用ξ计算突然扩大和突然缩小的损失时,通常按____管内的流速计算动能项。 答案:细

分析:因为细管中流速相对比较大一些。在工程上计算阻力时,为了留有余地,宁可将其估量得大一些。

1-21、用离心泵在两个敞口容器间输液。若维持两容器的液面高度不变,当关小输送管道的阀门后,管道的总阻力将____。 答案:不变

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分析:在两个液面间列柏努力方程式,因位能、静压能和动能均不变化,所以管道总损失不变;阀门开度减小后,导致局部阻力增大,水量减小,直管阻力减小,总阻力不变化。

1-22、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的_______。 答案:剪应力

分析:由牛顿粘性定律???数值上相等。

1-23、粘性流体流体绕过固体表面的阻力为 和 之和,称局部阻力。

答案:摩擦阻力;形体阻力 1-24、边长为α的正方形载面风道,其当量直径为 。 答案:α

1-25、经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90mm2/s的燃料油。若保持油品作滞流流动,最大流速不能超过 。 答案:1.14m/s

分析:令临界雷诺数等于2000,即可求得大速度。

Re?du0.158u??200 0 解得 u?1.14m/s ?6v90?10?du可知, [?]=[dudy]。若dudy=1(ms)/m,?和?在dy1-26、如果管内流体流量增大1倍以后,仍处于滞流状态,则流动阻力增大到原来的

倍。 答案:2

分析:由泊谡叶方程知,在滞时流动阻力与流速的一次幂成正比。需注意的是变化前后的流动型态。本例中如果流量增大1倍后,流体不再作滞流流动,则流动阻力不止增大到原来的2倍。

1-27、在滞流区,若总流量不变,规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。 答案:4

分析:由泊谡叶方程知:

?pf,2?pf,1=

l2u2??2?2?4 l1u11-28、湍流、光滑管(??倍。

0.3614)条件下,上述直管串联时的压降为并联时的 0.25Re12

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