流體機(jī)械原理課后解答

_ __ _5_ __ _53.38*10m3流體機(jī)械原理作業(yè)解答p41習(xí)題一:一、為了滿足一個(gè)規(guī)劃中的企業(yè)用電高峰的需要，水輪機(jī)的抽水蓄能電站，該企業(yè)每天對(duì)電能的需要為:假定該企業(yè)可以從電網(wǎng)中獲得的電功率擬在有利地形處建一座具有一臺(tái)泵及一臺(tái)14h為Pi=8MW;10h為P2=40MW。Pv是常數(shù)，已知：水輪機(jī)的總效率乜/P、 0.91,泵的總效率 P\/P?T電水 P水電0.86,壓力管道的損失 H6m,電站的靜水頭H200m。為簡(jiǎn)單計(jì)，假定Hst和Hst為常數(shù)，其它損失忽略不計(jì)。假定該裝置中水的總量為常數(shù)（上游無(wú)來(lái)水,下游不放水,并忽略蒸發(fā)泄漏），試求：①必需的勺值。②泵與水輪機(jī)的工作參數(shù) qvH,Pto③上游及下游水池的最小容積水V。解：用水輪機(jī)發(fā)電補(bǔ)充；從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時(shí),用于泵去從電網(wǎng)中獲得的電能不足時(shí),抽水蓄能。用水輪機(jī)發(fā)電補(bǔ)充；從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時(shí),用于泵去RH P水輪機(jī)軸功率一g(HstH)*qv2TRP匕泵軸功率=g（Hst+H)*qv/pV—qv1t1=qv2t240Pv194*14*0.91*0.86Pv206*101.032qV24040Pv194*14*0.91*0.86Pv206*101.032qV2408*1.032 23.75MW11.032(4023.76)*1000 9.39m3/s9.8*194*0.91qV16.71m3/s對(duì)水輪機(jī)：qV29.39m3/s;對(duì)水輪機(jī)：qV29.39m3/s;Pk=P/t=17.85MW,對(duì)于泵：qv16.71m3/s；Hi206mP對(duì)于泵：qv16.71m3/s；Hi206mP由15.76MWV=6.71*3600*14117.55724.9430.49333.993、水輪機(jī)效率實(shí)驗(yàn)時(shí)在某一導(dǎo)葉開(kāi)度下測(cè)得下列數(shù)據(jù)：蝸殼進(jìn)口處壓力表讀數(shù)p22.16104Pa,壓力表中心高程Hm88.7m,壓力表所在鋼管直徑D3.35m,電站下游水位84.9m,流量qv33m/s,發(fā)電機(jī)功率Pg7410kW,發(fā)電機(jī)效率0.966,試求水輪機(jī)效率及機(jī)組效率。解:EiZiPi2ici88.7EoZoPi2g 422.161010009.822.612,Ciqv43323.7443.352EiPoEo水輪機(jī)的效率機(jī)組效率2oco ；而2g88.784.9Pg/ggqvH、某泵裝置中(500mmHg),比真空表高1m試求泵的揚(yáng)程。解：泵的揚(yáng)程Zo84.9,2oco2g=00.9663.744222.61229.87410/0.9669.83327.1270.8740.844進(jìn)口管直徑出口管路直徑Dp7.557輸送介質(zhì)為礦物油,2cPDs150mm125mm,其密度6.6651042g24.9432g9009.83.822.6120.71527.127m7670.80787.438%8772.871,其上真空表讀數(shù)V6.665104Pa其上壓力表讀數(shù)900kg/m30.221069009.8(4.319)2(2.999)2p0.22MPa,壓力表位置泵的流量為qv0.053m3/s,0.0534_20.125)2(0.05340.152)2某泵裝置中，進(jìn)出口管直徑相同D150cm,進(jìn)口真空表讀數(shù)V450mmHg,2出口管路上壓力表讀數(shù)M1.8kgf/cm,壓力表位置比真空表高1m,輸送介質(zhì)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"為礦物油，具密度900kg/m3,泵的流量為Q53L/s,試求泵的揚(yáng)程。答案：2 2 4CpCs 13.64501.89.810 1 0.0534, 0.0534,HhVM 1 ( 2) ( ~)2g 900 9009.82g 0.152 0.15216.820027.8四、一臺(tái)送風(fēng)機(jī)的全壓為1.96kPa,風(fēng)量為40m3/min,效率為50%,試求其軸功率。四、一臺(tái)送風(fēng)機(jī)的全壓為qvp401.96qvp401.9610006050%一一一31.30710350%2.614103Wp103習(xí)題二四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)某一圓柱流面 D1=2m,n=150r/min,在某一流量下cm=4m/s。試求:a）當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到使b2=10°時(shí)，作出口速度三角形。此時(shí)轉(zhuǎn)輪出口水流的動(dòng)能是多少？其中相對(duì)于Cu2的部分又是多少？b）為了獲得法向出口，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片使 b2為多少？此時(shí)出口動(dòng)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(dòng)能，則上面兩種情況下出口動(dòng)能損失各為多少？D1n 2150a）u2-- 15.708m/s6.977m/s60 606.977m/sCu2U2 CmCtg10 15.7084ctg102C22g64.67929.83.300m2

Cu2

2g__ 26.97729.82.484mb)b2arctg4——14.28715.7082C22g422C22g64.67929.83.300m2

Cu2

2g__ 26.97729.82.484mb)b2arctg4——14.28715.7082C22g4229.80.816mc）回收的能量:v2g2Cu2 八,—85%3.302.4840.3212g損失的能量:2C22g回收的能量3.30.3212.979或85%2

Cu22g2.11115%4-2g0.122五、在進(jìn)行一臺(tái)離心泵的能量平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)：軸功率P=15kW;流量qv=0.013m3/s;揚(yáng)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=23o試求:c2,6.977242 ..64.6798.042c2a）泵的總效率及水力、容積和機(jī)械效率。b）葉輪出口速度三角形。（不計(jì)葉片厚度，Cu1=0）c）滑移系數(shù)、反作用度0.5890.589agqvH9.80.01380 10.5056 07004a)P 15 15 .P(Pr Pm) 15(1.90.2)P 15qvqqvqv0.0130.0130.00070.950.70.860.950.857b)cm2qvTD2b20.0130.00070.250.0062.992m/sU2D2n600.2529006037.961m/sU2cu230.91237.961c)cu2U2cm2ctg2 37.9612.992ctg2337.9617.04930.912cu2gH9.880hU20.85737.96124.09930.91224.099 0.82U237.9612c22

cu22

cm230.91222.9922 964.531.5622c22g1u2cu2g31.562237.96130.9122g2gCu22u21 30.912237.9610.593p103習(xí)題四四、臺(tái)泵的吸入口徑為200mm,流量為qv=77.8L/s,樣本給定Hv=5.6m,吸入管路損失Hs=0.5m。試求:1）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下抽送常溫清水時(shí)的 Hsz值。2）如此泵在拉薩（pa=64922.34Pa）使用，從開(kāi)敞的容器中抽吸80c溫水，其Hsz值又為多少?(注：80c清水的pVa=47367.81Pag=9530.44N/m31）列進(jìn)水池面與泵進(jìn)口斷面PegHsz20色色g2gHsHsPagPsgPagPegHsz2cs2gHsHszHsPePa2cs2gHscs4qvDs477.8/10000.222.476Hsz5.62.4762 0.55.60.3132g0.54.7872）由汽蝕余量和真空度的定義:2h _Ps _Pva 2g，HsPa Ps2口 Pa Cs . PvHs — — haPPv[Hs]Pa2cs2g[h][Hs]Pa2cs2g[h]Pv[Hs][Hs]PaPaPvPv[Hs]5.664922.349530.4410.3347367.819530.440.245.66.8110.334.970.242.65HszHHszHs2Pe四色gg2gHs2.650.3130.5 3.463m五、雙吸離心泵的轉(zhuǎn)速為1450r/min,最優(yōu)工況的揚(yáng)程為43m,流量為1.36m3/s,臨界空化五、雙吸離心泵的轉(zhuǎn)速為余量為 hcr=3.17m,最大流量工況hcr為10.06m余量為 hcr=3.17m,最大流量工況氣壓力為10.36m,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、空化比轉(zhuǎn)速S、臨界空化系數(shù)cr和允許的吸入高度是多少?2）最大流量工況的允許吸入高度是多少？（提示：計(jì)算nq和S時(shí)應(yīng)取總流量的二分之一）1)nqn、qv/2 14501.36/2H3/4 433/1)nqn、qv/2 14501.36/2H3/4 433/41195.716.79271.207259.93.65c