流体机械原理课后解答.doc

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，泵的总效率，压力管道的损失，电站的静水头。为简单计，假定和为常数，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必需的值。②泵与水轮机的工作参数，，。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。

MW
m3/s， m3/s
对水轮机：m3/s；， MW，MW，
对于泵：m3/s；，MW，MW
V＝m3

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Pa，压力表中心高程m，压力表所在钢管直径m，电站下游水位m，流量m/s，发电机功率kW，发电机效率，试求水轮机效率及机组效率。
解：

，，
；而，=0，=0
m
水轮机的效率
机组效率
三、某泵装置中，进口管直径mm，其上真空表读数Pa（500mmHg），出口管路直径mm，其上压力表读数MPa，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度kg/m3，泵的流量为m3/s，试求泵的扬程。
解：泵的扬程

某泵装置中，进出口管直径相同cm，进口真空表读数mmHg，出口管路上压力表读数kg·f/cm2，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度kg/m3，泵的流量为 L/s，试求泵的扬程。
答案：

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。
W

p103习题二
四、轴流转浆式水轮机某一圆柱流面=2m，n=150r/min，在某一流量下=4m/s。试求：
a)当叶片转到使=10°时，作出口速度三角形。此时转轮出口水流的动能是多少？其中相对于的部分又是多少？
b)为了获得法向出口，应转动叶片使为多少？此时出口动能又为多少？
c)设尾水管回能系数=0.85，且假定尾水管只能回收相应于的动能，则上面两种情况下出口动能损失各为多少？
a)m/s
m/s
m/s

m
m
b)
m
c)回收的能量：
损失的能量： 或

五、在进行一台离心泵的能量平衡实验时，测得下列数据：轴功率P=15kW；流量=0.013m3/s；扬程H=80m；转速n=2900r/min；叶轮密封环泄漏量=0.0007m3/s；圆盘摩擦功率=1.9kW；轴承与填料摩擦功率=0.2kW；另外给定了泵的几何尺寸：轮直径=0.25m；出口宽度=6mm；叶片出口角=23°。试求：
a)泵的总效率及水力、容积和机械效率。
b)叶轮出口速度三角形。（不计叶片厚度，=0）
c)滑移系数、反作用度

a)

b) m/s
m/s

c)

或

p103习题四
四、一台泵的吸入口径为200mm，流量为=77.8L/s，样本给定=5.6m，吸入管路损失=0.5m。试求：
1）在标准状态下抽送常温清水时的值。
2）如此泵在拉萨（=64922.34Pa）使用，从开敞的容器中抽吸80℃温水，其值又为多少？
（注：80℃清水的=47367.81Pa，=9530.44N/m3）
1）列进水池面与泵进口断面

2）由汽蚀余量和真空度的定义：，

m

五、双吸离心泵的转速为1450r/min，最优工况的扬程为43m，流量为1.36m3/s，临界空化余量为=3.17m，最大流量工况为10.06m，吸水管路的水力损失为0.91m，当地大气压力为10.36m，所输送的冷水的汽化压力为=0.31m。试确定：
1）最优工况的比转速、空化比转速、临界空化系数和允许的吸入高度是多少？
2）最大流量工况的允许吸入高度是多少？
（提示：计算和时应取总流量的二分之一）
1）

列进水池面与泵进口断面

由汽蚀余量的定义

2）同前有