流体机械原理作业解答 p41习题一：
一、为了满足一个规划中的企业用电高峰的需要，拟在有利地形处建一座具有一台泵及一台水轮机的抽水蓄能电站，该企业每天对电能的需要为：14h为P1=8MW；10h为P2=40MW。假定该企业可以从电网中获得的电功率Pv是常数，已知：水轮机的总效率
??P／PT电水，泵的总效率??P／P?0.86，压力管道的损失?H?6m，电站的?0.91P水电st
静水头Hst?200m。为简单计，假定?H和H
为常数，其它损失忽略不计。假定该装置中
水的总量为常数（上游无来水，下游不放水，并忽略蒸发泄漏），试求：①必需的P值。
V②泵与水轮机的工作参数qV，H，P水。③上游及下游水池的最小容积V。
解：
从电网中获得的电能不足时，用水轮机发电补充；从电网中获得的电能有多余时，用于泵去抽水蓄能。
P?P?P2V水轮机轴功率＝?g(H??H)*q?
stV2TstV1PP?P?PV1V11水泵轴功率＝?g(H＋?H)*q／?
V＝qt=qt
V2240?P194*14*0.91*0.86??1.032
P?8206*10VV40?8*1.032?23.75MW
1?1.032(40?23.76)*1000q??9.39m3/s，qV1?6.71 m3/s
9.8*194*0.91P?VV2对水轮机：qV2?9.3m3/s?40?23.75?16.25MW，9；H2?194m， P轴P=P／?＝17.85MW，
水轴T对于泵：qV1?6.71m3/s；H1?206m，P=(PV?P)*?P＝(23.76-8)*0.86=13.55MW，1水P?15.76MW
轴V＝6.71*3600*14?3.38*10m3
5
二、水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据：蜗壳进口处压力表读数
p?22.16?104Pa，压力表中心高程Hm?88.7m，压力表所在钢管直径D?3.35m，电
站下游水位??84.9m，流量qv?33m/s，发电机功率Pg?7410kW，发电机效率
?g?0.966，试求水轮机效率及机组效率。
解：
pi?ici2 Ei?Zi???g2gqvpi22.16?1044?33??3.744 Zi?88.7，??22.612，ci?2???3.35?g1000?9.8D2422popo?oco?oco；而Zo?84.9，=0，=0 Eo?Zo???g?g2g2g3.7442H?Ei?Eo?88.7?84.9?22.612??3.8?22.612?0.715?27.127m
2?9.8水轮机的效率?t?Pg/?g?gqvH?7410/0.9667670.807??87.438%
9.8?33?27.1278772.871机组效率???g??t?0.966?0.874?0.844
三、某泵装置中，进口管直径Ds?150mm，其上真空表读数V?6.665?10Pa（500mmHg），出口管路直径Dp?125mm，其上压力表读数p?0.22MPa，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度??900kg/m3，泵的流量为qv?0.053m3/s，试求泵的扬程。
解：泵的扬程
46.665?1040.22?1061?0.053?420.053?42?H?h?V?M??1???()?()?222g900?9.8900?9.82g???0.125??0.15??1 ?1?7.557?24.943?(4.319)2?(2.999)22g ?1?7.557?24.943?0.493?33.9932c2p?cs??
某泵装置中，进出口管直径相同D?150cm，进口真空表读数V?450mmHg，出口管路上压力表读数M?1.8kg·f/cm2，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度??900kg/m3，泵的流量为Q?53 L/s，试求泵的扬程。 答案：
2g ?1?6.8?20?0 ?27.8
四、一台送风机的全压为1.96kPa，风量为40m3/min，效率为50％，试求其轴功率。 H?h?V?M?c2?cs2p13.6?4501.8?9.8?1041?0.053?420.053?42??1???()?()?22900900?9.82g???0.15??0.15??40?1.96?1000qvp601.307?103P????2.614?103W
?50P%
p103习题二
四、轴流转浆式水轮机某一圆柱流面D1=2m，n=150r/min，在某一流量下cm=4m/s。试求： a)当叶片转到使?b2=10°时，作出口速度三角形。此时转轮出口水流的动能是多少？其中相对于cu2的部分又是多少？
b)为了获得法向出口，应转动叶片使?b2为多少？此时出口动能又为多少？
c)设尾水管回能系数?v=0.85，且假定尾水管只能回收相应于cm2的动能，则上面两种情况下出口动能损失各为多少？ a)u2??D1n60???2?15060?15.708m/s
cu2?u2?cmctg10??15.708?4?ctg10???6.977m/s
22c2?cu6.9772?42?64.679?8.042m/s 2?cm?