【文章內(nèi)容簡介】 He為揚程，m，V為流量，m3/h?，F(xiàn)欲用此型泵輸水。已知低位槽水面和輸水管終端出水口皆通大氣，管長50m（包括局部阻力的當(dāng)量管長），管內(nèi)徑為40mm，摩擦系數(shù)。要求水流量15 m3/h。試問：若采用單泵、二泵并連和二泵串聯(lián)，何種方案能滿足要求？略去出口動能。8）有兩臺相同的離心泵，單泵性能為，m，式中V的單位是m3/s。當(dāng)兩泵并聯(lián)操作， l/s的水從低位槽輸至高位槽。兩槽皆敞口，兩槽水面垂直位差13m。輸水管終端淹沒于高位水槽水中。問：若二泵改為串聯(lián)操作，水的流量為多少？9）承第5題，若泵的轉(zhuǎn)速下降8%，試用作圖法畫出新的特性曲線，并設(shè)管路特性曲線不變，求出轉(zhuǎn)速下降時的工作點流量。[解] 設(shè)原來轉(zhuǎn)速為n，后來轉(zhuǎn)速n’=,前后各有關(guān)參量的關(guān)系為：可由原來的（He,V）數(shù)據(jù)一一對應(yīng)算出新轉(zhuǎn)速時的（H’e V’）數(shù)據(jù) ，如下表所示：轉(zhuǎn)速nV m3/h15He m轉(zhuǎn)速n’V’ m3/hH’e m 管路特性曲線：He =+ m ,(V—m3/h),可作圖法得（V,He’’ ）,數(shù)據(jù)如下：（,）,(,) ,(,)由作圖法得，工作點V=10）用離心泵輸送水，已知所用泵的特性曲線方程為：。當(dāng)閥全開時的管路特性曲線方程：（兩式中He、He’—m，V—m3/h）。問：①要求流量12m3/h，此泵能否使用？②若靠關(guān)小閥的方法滿足上述流量要求，求出因關(guān)小閥而消耗的軸功率。解: (1) He=36－ He‘=12＋ ∵He=He’，解得V=\適用 (2) 當(dāng)V=12m3/h \He=180。122=，He‘=12＋=12＋180。122= 11）用離心泵輸水。在n = 2900 r/min時的特性為He = 36－，閥全開時管路特性為 He’= 12＋ (兩式中He、He’m , Vm3/h)。試求：①泵的最大輸水量；②要求輸水量為最大輸水量的85 %，且采用調(diào)速方法，泵的轉(zhuǎn)速為多少？解：(1) He= He’=12+ ∵He=He’，解得V= (2) V’==，令調(diào)速后轉(zhuǎn)速為n r/min H’=()2H V’= \泵: (29002/n2)H’=180。(29002/n2)V’2 \H’=36180。 n2/(29002)’2 當(dāng)V= 則H’=( n2/29002)180。180。 He’=12+’2 =12+180。= 由He=He’，解得n=2616r/min12) 用泵將水從低位槽打進高位槽。兩槽皆敞口，液位差55m。管內(nèi)徑158mm。當(dāng)閥全開時，管長與各局部阻力當(dāng)量長度之和為1000m。泵的性能可用He = －(Hem , Vm3/h)。試問：①要求流量為110m3/h，選用此泵是否合適？②若采用上述泵，轉(zhuǎn)速不變，但以切割葉輪方法滿足110m3/h流量要求，以D、D’ 分別表示葉輪切割前后的外徑，問D’/D為多少？解：(1)管路He=H0+KV2 =Dz+[8l(l+Sle)/(p2gd5)]Vs2=55+180。104Vs2=55+ =55+[8180。180。1000/(p2180。180。)] Vs2 由He= He=55+ 得V= m3/h 110 m3/h \適用 (2) H=(D/D’)2H’ V=(D/D’)V’ \切削葉輪后：(D/D’)2H’=(D/D’)V’ 即 H’=(D’/D)2180。(D’/D)V’ V=110 m3/h 時，H’=(D’/D)2180。(D’/D)V’=(D’/D)2180。(D’/D) 180。110 =(D’/D)(D’/D) He’=55+’2 =55+180。1102= m ，由He’=H’，解得D’/D=13） 某離心泵輸水流程如附圖示。泵的特性曲線方程為：He=180。104V2 (Hem , Vm3/s)。圖示的p為1kgf/cm2(表)。流量為12 L/s時管內(nèi)水流已進入阻力平方區(qū)。若用此泵改輸r=1200kg/m3的堿液, 閥開啟度、管路、液位差及P值不變，求堿液流量和離心泵的有效功率。 習(xí)題13 附圖解：p=1kgf/cm2=180。104Pa V=12L/s= 管路He’=H0+KV2=10+(180。104)/(180。1000)+KV2=20+K180。 He=180。104180。= m ∵He=He’\K=180。104 ∵改輸堿液閥門開度、管路不變 \K=180。104 不變 管路: He’=Dz+p/(rg)+KV2=10+180。104/(180。1200)+180。104V2 =+180。104V2 泵 He=180。104V2 ∵He=He’ ，解得：V= ∵He=180。104V2=180。104180。= m \Ne= HegVr=180。180。180。1200=180。103W14) 某離心泵輸水，其轉(zhuǎn)速為2900r/min，已知在本題涉及的范圍內(nèi)泵的特性曲線可用方程He = 。泵出口閥全開時管路特性曲線方程為： He’ = 12 + (兩式中He、He’190。m，V190。m3/h)。①求泵的最大輸水量。②當(dāng)要求水量為最大輸水量的85 %時，若采用庫存的另一臺基本型號與上述泵相同，但葉輪經(jīng)切削5 %的泵，需如何調(diào)整轉(zhuǎn)速才能滿足此流量要求？解：(1)由He= He’=12+ 令He=He’ 解得V= (2)D’/D= V’==180。= \另一泵：He=36180。180。= 調(diào)整轉(zhuǎn)速后：He=(n/2900)(n/2900)V =(n/2900)(n/2900) 180。 =(n/2900)(n/2900) 又 He’=12+ =12+180。= m，由 He=He’ 解得n=2756 r/min15) 某離心泵輸水流程如圖示。水池敞口，(表)。該泵的特性曲線方程為：He= (He190。m , V190。m3/h)。在泵出口閥全開時測得流量為30m3/h?，F(xiàn)擬改輸堿液，其密度為1200kg/m3，管線、高位槽壓力等都不變，現(xiàn)因該泵出現(xiàn)故障，換一臺與該泵轉(zhuǎn)速及基本型號相同但葉輪切削5 %的離心泵進行操作，問閥全開時流量為多少？ 解：p==180。104 Pa 管路He’=Dz+p/(rg)+KV2=20+180。104/(180。1000)+KV2=23+KV2 V=30m3/h時He==180。302=39 m 習(xí)題15 附圖He’=23+KV2=23+K180。302 由于He=He’ \K= \管路He’=23+ 泵: He=48180。(D’/D)=48180。= 改泵后管路: He’=Dz+p/(rg)+KV2=20+180。104/(180。1200)+ =+ He= He‘=+ 得V= m3/h16) IS10080160型離心泵， P0=,水溫150C,將水由低位槽汲入泵，有管路情況基本的性能，知V=60m3/h,查的△h,允=,H2O,求最大安裝高度[解] 150C清水：ρ=9999kg./m3,PV= 17) 100KY100250型離心泵，P0=,水溫150C,將水由低位槽汲入泵，已知工作點流量為100m3/h,查得[HS]=,汲水管內(nèi)徑為100mm,。求Hg,max 18）大氣狀態(tài)是10℃、750mmHg(絕壓)?，F(xiàn)空氣直接從大氣吸入風(fēng)機，然后經(jīng)內(nèi)徑為800mm的風(fēng)管輸入某容器。已知風(fēng)管長130m，所有管件的當(dāng)量管長為80m，管壁粗糙度，空氣輸送量為2104m3/h (按外界大氣條件計)。104Pa(表壓)。，當(dāng)流量為21982 m3/h，mmH2O。問：該風(fēng)機能否適用？19） 離心式風(fēng)機輸送空氣，由常壓處通過管道水平送至另一常壓處。流量6250kg/h。管長1100m(包括局部阻力)，,。外界氣壓1kgf/cm2，大氣溫度20℃。若置風(fēng)機于管道出口端，試求風(fēng)機的全風(fēng)壓。[提示：1. 風(fēng)管兩端壓力變化(p1p2)/p1 20 %時，可視為恒密度氣體，其rM值按平均壓力(p1+p2)/2計算。2. 為簡化計算，進風(fēng)端管內(nèi)氣體壓力視為外界氣壓。3. 管道兩端壓差 104Pa ]解: 以下以H表示管路的壓降 (p1－p2)。 ∵pm=[p0+(p0－H)]/2=p0－H/2 rm=pmM/(RT)=(p0－H/2)M/(RT) \H=l(l/d)(u2/2) rm=l(l/d)( rm u)2/(2rm) =llW2/{[(p/4)d2]22drm} =8llW2RT/[p2d5(p0－H/2)M] 令C=8llW2RT/(p2d5M) 則上式為 H2－2p0H+2C=0 其中C=8180。180。1100180。(6250/3600)2180。8314180。(p2180。180。29)=180。108 由 H2－(2180。180。104)H+(2180。180。108)=0 解得 H=6222 Pa 校核：H/p1=6222/(180。104)= ，把氣體密度視為常量是可以的。 則風(fēng)機的全風(fēng)壓H全=H=6222 Pa20） 離心泵、往復(fù)泵各一臺并聯(lián)操作輸水。兩泵“合成的”性能曲線方程為：He = －(V22)2，V指總流量。 閥全開時管路特性曲線方程為：He’= 51+KV2, (兩式中：He、He’mH2O，VL/s)?，F(xiàn)停開往復(fù)泵，僅離心泵操作。試求管路特性曲線方程中的 K值。解：只開離心泵時 He= V= L/s時 He==－180。= m He’=51+KV2=51+K180。 ∵He= He’ \K= m/(L/s)2第四章 傳熱及傳熱器1）用平板法測定材料的導(dǎo)熱系數(shù)，其主要部件為被測材料構(gòu)成的平板，其一側(cè)用電熱器加熱，另一側(cè)用冷水將熱量移走，同時板的兩側(cè)用熱電偶測量其表面溫度。測量數(shù)據(jù)如下：電熱器材料的表面溫度 ℃安培數(shù) A伏特數(shù) V高溫面低溫面14011530020010050試求：①該材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)。②如該材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為線性：，則λ0和a值為多少？ 2）通過三層平壁熱傳導(dǎo)中，若測得各面的溫度ttt3和t4分別為500℃、400℃、200℃和100℃，試求合平壁層熱阻之比，假定各層壁面間接觸良好。3）某燃燒爐的平壁由耐火磚、絕熱磚和普通磚三種砌成，(m℃)， W/(m℃)和0。92 W/(m℃)。已知爐內(nèi)壁溫為1000℃，外壁溫度為55℃，設(shè)各層磚間接觸良好，求每平方米爐壁散熱速率。4）在外徑100mm的蒸汽管道外包絕熱層。 W/(m℃)，已知蒸汽管外壁150℃，要求絕熱層外壁溫度在50℃以下，且每米管長的熱損失不應(yīng)超過150W/m，試求絕熱層厚度。5）Φ38。為了減少熱損失，在管外保溫。 50第一層是mm厚的氧化鋅粉， W/(m℃)；第二層是10mm厚的石棉層， W/(m℃)。若管內(nèi)壁溫度為180℃，石棉層外表面溫度為35℃，試求每米管長的熱損失及兩保溫層界面處的溫度？解：①r0 = = ，r1 =19mm = mr2 = r1＋d1 = ＋ = mr3 = r2＋d2 = ＋ = ml0 = 45 W/(m℃)W/m② 即 ∴ t2 = ℃6）通過空心球壁導(dǎo)熱的熱流量Q的計算式為：，其中，AA2分別為球壁的內(nèi)、外表面積，試推導(dǎo)此式。7）有一外徑為150mm的鋼管，為減少熱損失，今在管外包以兩層絕熱層。已知兩種絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)之比1，兩層絕熱層厚度相等皆為30mm。試問應(yīng)把哪一種材料包在里層時，管壁熱損失小。設(shè)兩種情況下兩絕熱層的總溫差不變。8）試用因次分析法推導(dǎo)壁面和流體間強制對流給熱系數(shù)α的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式。已知α為下列變量的函數(shù)：。式中λ、CP、ρ、μ分別為流體的導(dǎo)熱系數(shù)、等壓熱容、密度、粘度，u為流體流速，l為傳熱設(shè)備定型尺寸。9）水流過φ60，由20℃被加熱至60℃。已知，試求水對管內(nèi)壁的給熱系數(shù)。10）空氣流過φ362mm的蛇管，流速為15m/s，從120℃降至20℃，空氣壓強4105Pa（絕壓）。已知蛇管的曲率半徑為400mm，試求空氣對