习题课(计算题)x1课案.doc

1 一、计算题( 20 分) 如附图所示的输水管路系统,用泵将低位槽中的水输送到高位槽,两槽均敞口,总管路长度为 120m (包括所有局部阻力的当量长度)。现利用 U 型管压差计测得管路中 A、 B 两点的压强差为 。已知管子的规格为? 89? ,A、B 间管长为 60m (包括两点间的全部局部阻力的当量长度)。设输送条件下水的密度为 1000 kg/m 3,黏度为 ?s, 摩擦系数λ= ,其他尺寸见附图。试求:( 1)管路中水的流量;( 2)离心泵的有效功率。解:( 1 )( 10 分)在 A、B 两点间列柏努利方程: 2 2 2 2 A A B B A B fA B u p u p gz gz h ? ??? ??????(3 分) 因为 Z B -Z A = ,u A =u B,p A -p B = ,所以 6 10 1000 fA B h ???? ???? J/kg (2 分) 又因为 22 fA B l u hd ????(3 分) 所以2 2 60 fA B d h ul??? ?? ? ??? m/s (1 分) 所以 2 2 4 4 s V d u ?? ???? m 3 /s= m 3 /h(1 分) (2 )( 10 分):以低位槽液面为截面 1-1 ’,以高位槽液面为截面 2-2 ’,在两截面间列柏努利方程:???????? feh pugzw pugz?? 2 222 1 21122 (4 分) 其中, z 2 -z 1 = ,u 1 =u 2 =0 ,p 1 =p 2 ,而管路阻力为 2 2 1 2 120 2 2 f l u hd ??? ???? J/kg (2 分) 所以?? 2 1 1 2 3 e f w g z z h ?? ??????? J/kg (2 分) 2 1000 e e s N wV ?? ???? W= (2 分) 二、计算题( 20 分) 用离心泵将水从敞口储槽送至水洗塔的顶部,槽内水位维持恒定,各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为φ 76× 。在操作条件下, 泵入口处真空表的读数为 × 10 3 Pa; 水流经吸入管与排出管( 不包括喷头) 的能量损失可分别按Σh f1 =2u 2与Σh f2 =10u 2 计算。由于管径不变, 故式中 u 为吸入或排出管的流速 m/s 。排水管与喷头处的压强为 × 10 3 Pa(表压) 。求泵的有效功率。(水的密度取为 1000 kg/m 3) 解:( 1 )水在管内的流速与流量设储槽水面为上游截面 1-1 ', 真空表连接处为下游截面 2-2 ', 并以截面 1-1 ' 为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。(4 分) 式中 Z 1=0,Z 2= m,p 1=0( 表压),p 2= - × 10 3 Pa( 表压),u 1≈0,Σh f1 =2u 2 将上列数值代入柏努利方程式,解得水在管内的流速 u /) .966 .24 ( 2????u m/s (3 分) 水的质量流量 92 .71000 071 .04 2 2????????uA ms kg/s (3 分) (2 )泵的有效功率设储槽水面为上游截面 1-1 ', 排水管与喷头连接处为下游截面 2-2 ', 仍以截面 1-1 ' 为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。 2 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 2 e f f u p u p gz w gz h