18、一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密谋为1400 kg/m3）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为φ57×3mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。
（1） 当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg； （2） 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的
大小与哪些因素有关？ 15分
主管道u?Vs/A?(8/3600)/[(?/4)?0.0512]?1.09m/s (1)文丘里喉部M处u2?Vs/A2?(8/3600)/[(?/4)?0.0142]?14.4m/s 3分 在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：
p2/?g?(Z1?Z2)?(u2/2g)??(1/d)(u2/2g)?8?14.42/2g?0.025(20/0.051)?(1.092/2g) ??3.16mH2O?232mmHg(真空度）5分
(2) h碱?碱＝?水
2h水 h水＝1.5×1400/1000＝2.1mH2O(<3.6mH2O)
故浓碱液能被吸入管内。 3分 在B槽液面与M处水平截面间的列柏努利方程得：
Pa/(?g)?h??u?2/(2g)?P2/(?g)?hf 吸 (Pa?P2)/(?g)?h??u?2/(2g)?hf 吸
可见吸入量的大小不仅与M处的真空度、B槽液面与M处的位差有关，而且与吸入管的管路情况（管径、管长、粗糙度等）有关。 4分
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1、以离心泵把水由储罐A输至储罐B，B内液位比A内液位高1.2m，管子内径80mm，pA= -0.2kgf/cm2 , pB= 0.25kgf/cm2 (均为表压), １min输送500kg水。 AB间管线总长5m(包括局部阻力), 摩擦系数0.02，轴功率0.77kw ,求泵的效率。 解 （2分，2分，3分，3分）
V?500?8.33?10?3m3/s60?1000Vu??1.66m/sA(p?pA)He'?(zB?zA)?B??Hf,AB?g
1.662?1.2?(0.25?0.2)?10?0.02?(5?0.08)??5.88m2?9.819.81??He'V?g/Na?5.88?8.33?10?3?1000??0.6240.77?10002、生产要求以18m3/h流量将饱和温度的液体从低位容器Ａ输至高位容器Ｂ内。液体密度960kg/m3，黏度与水相近。两液位高度差21m，压力表读数：pA= 0.2at , pB= 1.2at。排出管长50m、吸入管长20m(均包括局部阻力)，管内径50mm，摩擦系数0.023。现库存一台泵，铭牌标明：扬程44m，流量20m3/h，此泵是否能用？若此泵能用，该泵在18m3/h时的允许气蚀余量为2.3m，现拟将泵安装在容器A内液位以下9m处，问：能否正常操作？ 解 （5分）
p2?p18?LV2He'?z2?z1??25?g?gd(1.2?0.2)?9.81?10?960?9.81?42.1m?21?48?0.023?(50?20)?(182)3600
3.142?9.81?0.055
可见，管路要求V=18m3/h,He′=42.1m,而该泵最高效率时：V=20m3/h , He=44m,管路要求的（V，He′）点接近最高效率的状态，故此泵适用。
（5分）
Hg,max?p0?pv??Hf吸??h,允?g8?LV??5.34m25?gd2故可正常工作。
??2.3?
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3、如图所示的输水系统,输水量为36m3/h,输水管路均为φ80×2mm的钢管,已知：吸入管路的阻力损失为2J/Kg,压出管路的压头损失为0.5mH2O柱,压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm2 ,试求： (1)水泵的升扬高度；
(2)水泵的轴功率N轴(kW),设泵的效率η=70%；
(3)若泵的允许吸上高度[Hs]=6.5m,水温为20℃,校核此系统的安装高度是否合适? 当时当地大气压为1atm；ρ水=1000Kg/m3。 解
(1)U?36?(0.785?0.0762)?2.2m/s3600P3U322.22Z3?4????Hf3?4?2.5?10??0.5?24.75m
?g2g2?9.81Z升扬?Z1?3?Z3?4?5?24.75?29.75m
P3U322(2)He?Z1?3????Hf吸入?5?25??30.45m?g2g9.81Na?HeV??30.45?0.01?103?(102?0.7)?4.265KW?4.3KW102?
（4分）
(3)Hg,max?合适U12?[Hs]???Hf吸入?6.5?0.247?0.204?6.05m?4.8m（2分4、 2g型号 3B57A 3B33 3B19 流量(m3/h) 50 45 38 扬程(m) 38 32 20 允许吸入真空高度(m) 7.0 6.0 5.0
解（列方程4分，求出压头4分，选泵2分）
PU12P2U221Z1???He?Z2????hf?g2g?g2g?h??hff,1??hf,2?4m
9.81?104He?6?3?4?20m10?9.81He?20m?V?40m3/h根据流量，压头，选3B33较合适。
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5、某型号的离心泵,在一定的转速下,在输送范围内,其扬程与流量的关系可用He=18-6×105v2(He单位为m，V单位为m3/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽。两槽均为敝口,两水面高度差3m且水面维持恒定。管路系统的总长为20m(包括所有局部阻力的当量长度),管径为φ46×3mm,摩擦系数可取为0.02,试计算: (1)输水量m3/h;
(2)若泵的效率为65%,水的密度为1000Kg/m3,求离心泵轴功率kW？
解 (1) （ 7分）
'He?(z?p)??Hf?g20V2???3.23?105V220.040.785?0.049.81
z?3m,
?Hf?0.02?p?0?g'?He?3?3.23?105V2.............................(1)离心泵特征曲线:He?18?6?105V2.....(2)由(2)找工作点:18?6?105V2?3?3.23?105V2?V?0.00403m3/s?14.51m3/h由式(1)知:He?8.25m(2) （3分） Na?HeV?g1000?0.00403?8.25??0.501KW
1000?102?0.65??6m，6、现有一台离心泵，允许吸上真空度Hs 用来输送20?C的清水，已知流量为20m3/h，
吸入管内径为50 mm，吸入管的全部阻力损失为?Hf?1.5mH2O，当地大气压为10 mH2O。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米？
204V3600?2.831?m/s （5分） 解： u1?22?d???0.05?4?u12?? Hg?Hs??Hf （5分）
2g2.8312?1.5?6?0.409?1.5?4.091m ?6?2?9.807
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7、欲用离心泵将20℃水以30 m3 /h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱，出口管的全部阻力为3mH2O， 泵的效率为0.6，（1）求泵的轴功率；（2）若已知泵的允许吸上真空高度为6m，问上述安装高度是否合适？（动压力可忽略）。水的密度可取1000kg/m3。
解：如图在1-1，2-2截面间列柏努力方程，以1-1截面为水平基准面
H??z??hf1?2?18?1?3?22m （3分）
30?22?100QH?3600N轴???3KW （2分）
102?102?0.6u2Hg允?Hs允??Hf吸?6?1?5m （5分）
2gHg实?2m
?Hg实＜Hg允
安装高度合适
8、用泵将苯和甲苯的混合物送到精馏塔，精馏塔操作压强为0.5at，原料槽压强为0.1 at。管路总长为20m(包括全部局部阻力的当量长度)，管路直径为50mm，摩擦系数为0.02，密度为800kg/m3。离心泵的特性曲线可表示为He=20-1.12×105V2，式中V以m3 /s表示。试求原料输送量及泵的理论或有效功率为多少？ 解
????V???2??0.05?0.5?0.1??9.81?1040.02?20?4???13?1.06?105V2 H?8???800?9.810.052?9.81与He?20?1.12?10V联立
解出：V=5.67×10-3m3/s （5分）
522He?20?1.12?105?5.67?10?3??16.4m
2Ne?He?g?V???16.4?9.81?5.67?10?3?800?729.8W （5分）
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