式中Af、Vf－为转子的最大截面积和转子体积； ?f、?－转子的密度和流体的密度；

CR－转子流量计的流量系数，其值可由教材图1－26确定。 AR－玻璃管与转子之间的环隙面积。 1.1.13 水泵

1) 压头或扬程

pD?pa?g H＝?Z??(?hfD??hfs) (m) (1-34)

2) 泵的功率和效率 单位时间内液体流经泵后实际所得到的功称为，以符号表示，即

1000PeHQ?g???

P1000PPe?HQ?g

(1-35) (1-36)

式中，Pe－有效功率，KW； P－轴功率，KW； 3 ) 泵的安装高度

最大吸上真空高度，

Hsmax?pa?pv?g (1-37)

pv－被输送液体在输送温度下的饱和蒸汽压，Pa； 允许吸上真空高度Hsp。

Hsp?Hsmax

(1-38)

允许安装高度Zsp，

Zsp?Hsp?us22g??hf (m) (1-39)

通常在泵的样本中查得的Hsp是根据大气压pa＝10mH2O，水温为20℃时得出的数值。若操作条件和上述不符，则Hsp必须按下式进行校正。

H'sp'?Hsp?10?Ha?pv?pv?g (1-40)

式中 Ha——泵工作点的大气压，mH2O；

pv——20℃下水的饱和蒸汽压，Pa；

p'v——输送温度下水的饱和蒸汽压，Pa。

泵的允许安装高度也可以用泵样本中的允许汽蚀余量?hp表示

Zsp?Hsmax??hp??hfs (1-41)

为了安全起见，泵的实际安装高度还应比上述两种方法计算的允许值小0.5～1.0m。 1.1.14 非牛顿流体

6

1) 宾哈姆流体的切应力与速度梯度的关系，

?＝?0＋?p式中 ?p—塑性粘度，Pa.s； ?－初始切应力，Pa。

0dudy (1-42)

2) 假塑性流体(pseudoplastic fluid) 假塑性流体切应力与速度梯度的关系为，

?du????k???，n<1 ?dy?n (1-43)

3) 胀塑性流体(dilatant fluid)

胀塑性流体切应力与速度梯度的关系为，

?du????k???，n>1 dy??n (1-44)

式中 k——稠度指数，

n——流变指数。

k和n的数值均由实验来确定。 1.1.15 气体输送原理与设备

1) 离心风机全压表达式，

HT??p2?p1??u222? (1-45)

式中，?p2?p1?－静风压，Pa；

?u22－动风压。

2风机性能表上的风压，一般都是在20℃、101.3kPa的条件下用空气作介质测定的。该条件下空气的密度为1.2kg/m3。若实际的操作条件与上述的实验条件不同，则在选择离心通风机时，应将操作条件下的风压H'T按下式换算为实验条件下的风压HT，即

HT?HT'??'?HT'1.2?' (1-46)

式中 ?—操作条件下空气的密度，kg/m3。

'2) 轴功率与效率 离心通风机的轴功率为

N?HTQ1000? (1-47)

式中 N—轴功率，kW ；

7

HT——全风压，Pa； Q——风量，m3/s；

?——效率，因按全风压定出，因而又称全压效率。

1.2 基本概念题

【1-1】粘性流体在静止时有无剪应力，理想流体在运动时有无剪应力？若流体在静止时无剪应力，是否意味着它们没有粘性？

【1-2】粘性的物理本质是什么？为什么温度升高，气体粘度上升，而液体粘度下降？

【1-3】雷诺数的物理意义是什么？

【1-4】什么是水力光滑管？

【1-5】是否在任何管道中，流量增大则阻力损失就增大；流量减小则阻力损失就减小？为什么？

【1-6】刚安装好的一台离心泵，启动后出口阀门已经开至最大，但不见水流出，试分析原因并采取措施使泵正常运行。

1.3 习题

【1-1】椰子油流过一内径为20mm的水平管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收缩至12mm，如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa，试求椰子油的流量。

－33

【1-2】牛奶以2×10m/s的流量流过内径等于27mm的不锈钢管，牛奶的粘度为2.12×10－3

Pa.s，密度为1030kg/m3，试确定管内流动是层流还是紊流。

【1-3】用泵输送大豆油，流量为1.5×10－4m3/s，管道内径为10mm，已知大豆油的粘度为40×10－3Pa.s，密度为940kg/m3。试求从管道一端至相距27m的另一端之间的压力降。

【1-4】试求稀奶油以6m/s的速度流过管道时，因摩擦而引起的压力降。管道直径

?38?2.5mm，长100m，为水力光滑的不锈钢管。已知稀奶油的密度为1000kg/m，粘度

3

为12×10Pa.s。

【1-5】液体在圆形直管内作层流流动，若流量、管长和液体的物性参数保持不变，而将管径减至原有的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍。

【1-6】液体在光滑圆形直管内作紊流流动，若管长和管径均不变，而流量增为原来的两倍，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍。摩擦系数可用布拉休斯公式计算。

【1-7】某离心泵安装在高于井内水面5.5m的地面上，吸水量为40m3/h。吸水管尺寸为

?114?4mm，包括管路入口阻力的吸水管路上的总能量损失为4.5J/kg。试求泵入口处的真

8

－3

空度。（当地大气压为1.0133×10Pa）

【1-8】用离心泵将密度为1200kg/m3的水溶液由敞开贮槽A送至高位槽B。已知离心泵吸入管路上各种流动阻力之和?Lf,s?10J/kg、压出管路的?Lf,D?30 J/kg。两槽液面维持恒定，其间垂直距离为20m。每小时溶液的输送量为30m。若离心泵效率为0.65，求泵的轴功率。

【1-9】每小时将10m3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。管路直径为?57?3mm，全系统直管长度为100m，其上装有一个全开闸阀、一个全开截止阀、三个标准弯头、两个阻力可以不计的活接头。两槽液面恒定，其间垂直距离为20m。取管壁粗糙度为0.25mm、水的密度为1000kg/m、粘度为1×10Pa.s。试求泵的效率为70％时的轴功率。

【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m3、粘度为1.1×10－3Pa.s的溶液在稳定流动状态下送到蒸发器内，蒸发空间真空表读数为40kPa。溶液输送量为18m3/h。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m，管路直径?57?3mm，不包括管路进、出口的能量损失，直管和管件当量长度之和为50m。取管壁粗糙度为0.02mm。试求泵的轴功率（泵的效率为65％）。

3－3

【1-11】将温度为263K的冷冻盐水（25％CaCl2溶液，密度为1240kg/m，粘度为7×10Pa.s）从开口贮槽送入冷却设备。已知贮槽盐水液面低于管路出口2m。整个输送管道直径

?25.4mm，长50m，其中有6个标准弯头，1个截止阀，2个闸阀，均为全开。如果要求流

3

－3

5

3

量为6m3/h，试求所需泵的扬程。

【1-12】某罐头厂需用泵将水池中的20℃清水泵送到距水池20m远、高4m的设备上去喷淋洗涤原料。水量要求为20m3/h。估计管件有：900弯头4只，带滤水网的底阀1只，标准截止阀2只，闸阀1只，试选择合适的离心泵。

【1-13】某溶液由开口高位槽经附图所示的管路流到开口低位槽，两槽液面恒定，其间垂直距离为z。两条并联管路与总管的长度（包括一切局部阻力的当量长度）、以及管径均相等，即?la??lb??lT?l；da?db?dT?d。下标a、b及T分别表示并联管路A、B

及总管路。求阀门A和B全开时总流量与关闭任一阀门时总流量间的关系。已知两种流动情况时的流态均为层流。

【1-14】拟用一台3B57型离心泵以60m3/h的流量输送常温的清水，已查得在此流量下的允许吸上真空Hs＝5.6m，已知吸入管内径为75mm，吸入管段的压头损失估计为0.5m。试求：

4

1)若泵的安装高度为5.0m，该泵能否正常工作？该地区大气压为9.81×10Pa；

2)若该泵在海拔高度1000m的地区输送40℃的清水，允许的几何安装高度为若干米？当地大气压为9.02×104Pa。

【1-15】某罐头厂为了降低车间内温度，改善劳动条件，拟于墙外安装一台通风机，向车间送风。已知通风管道的长度为20m，直径为250mm，其上有局部阻力当量长度为5m的闸

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阀1只，局部阻力系数为0.2的弯头2只。今要求送风量Q＝3000m/h，求所需要的风压。

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