第一章 流体流动
一 基本概念
1、连续性方程
二、核心公式
第一章、流体流动与流体输送机械
（1）流体静力学基本方程 （例1－9）
U型管压差计
（2）柏努利方程的应用（例1－14）
（3）范宁公式
三．问答题
1． （7分）离心泵的特性曲线是如何测定的？其特性曲线主要由哪几条曲线构成?
答:离心泵的特性曲线是在一定转速和常压的清水为工质做实验测得的.主要曲线有:H-Q,N-Q,η-Q三条曲线,在曲线中要注明泵型号、转速.
2． （8分）试说明层流和湍流的主要区别。
答:1.质点的运动运动方式不同,层流只有轴向的运动,没有径向的脉动,而湍流质点是杂乱无章的运动,两个方向的运动都存在. 2. 流体流动速度分布不同:层流为抛物线形式,而湍流则是严格的抛物线,它的速度分布线前端基本是平直的. 3.运动的受力情况不同:层流主要是内摩擦力污泥制砖
,服从牛顿粘性定律,而湍流由湍流应力和内摩擦力共同作用,可以仿造牛顿粘性定律写为: 3． 离心泵启动前，为什么要先灌满水？与离心泵安装高度有关的性能指标有那些？
4．选择输送管路的管径时，从技术经济角度应考虑那些因素？如何选择？ 5．离心泵的实验中，泵启动前与关闭时注意什么问题，为什么？流量调节采用什么方法，其优缺点各是什么？
6． 搞清楚离心泵的扬程与升扬高度、允许吸上高度和安装高度各组概念的区别和联系。（6分）
（1）扬程又称压头，是泵对1N液体所提供的有效能J/N；而升扬高度指泵上、下游两液面的垂直高度，它只是扬程中位能差一项。
（2）允许吸上高度Hg是指上游贮槽液面与泵吸入口之间允许达到的最大垂直距离。
为保证泵的正常可靠运行，泵的实际安装高度要比Hg再降低（0.5～1.0）m。
7．什么是汽蚀余量？
答：为了防止离心泵汽蚀现象的发生，在离心泵的入口处液体的静压头与动压头之和（）必须大于操作温度下液体的饱和蒸汽压头（）某一最小值，此最小值即为离心泵的允许汽蚀余量，即 （NSPH为离心泵的允许汽蚀余量）
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8．何谓气缚现象？如何防止？
答：离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。
12. 什么是“气缚”现象？什么是“气蚀”现象？
13. 什么是离心泵的工作点？如何调节离心泵的工作点？
四．计算题
1、本题附图中所示的高位槽液面维持恒定，管路中ab和cd多方会议两段的长度、直径及粗糙度均相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动过程中温度可视为不变。问：（1）液体通过ab和cd两管段的能量损失是否相等？ （2）此两管段的压强差是否相等？并写出它们的表达式； （3）两U管压差计的指示液相同，压差计的读数是否相等？（10分） | |
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解：（１）由 ，管路相同，则d,u相同，L相同，
，相同，
流体过ab和cd两段的能量损失相同． (3分)
（２）ab段：
（１）
Cd段；
（２）由（１）（２），压强差不相等．
（３）ab间压差：
（１）与（３）
（５）
Cd间压差： （４）
（２）与（４）
所以， （６）
由（５）（６）， 压差计读数相同．
2、（20分） 在管路系统中装有离心泵，如图。管路的管径均为80mm，吸入管直管长度为6m，压出管直管长度为13m，两段管路的摩擦系数均为0.03，压出管装有阀门，其阻力系数为ζ=6.4，管路两端水面高度差为10m,泵进口高于水面2msofa评分，管内流量为0.012m3/s。试求：
（1） 泵的扬程？
（2） 泵进口处断面上的压强为多少？
（标准弯头的局部阻力系数ζ=0.75，入口的局部阻力系数ζ=0.5，大气压强为760mm,高位槽液面维持不变）
（1）选截面1-1’、2-2’如图，以1-1’面为基准
z1=0 u1=0 p1=0(表压)
z2=10m u2=0 p2=0(表压)
列柏努利方程
即 He=10+Hf
而
=
∴ H数学物理学报e=10+18=28m
(2)取3-3’截面 z3=2m, u3=u=
在1-1’,3-3’间列柏努利方程
0=
∴
=
=-62970Pa(表压)
绝对压强 P3’=P3+P0=-62970+1.0133x105=38360Pa
3 在图示管路中装有离心泵，吸入管直径d1=80mm，长L1=6m,阻力系数 1=0.02，压出管直径d2=60mm，长L2=13m，阻力系数 2 =0.03 。在管路A、B、E、F、G处的局部阻力系数分别为 A =0.5, B=0.75, E=6.4, F=0.75, G=1，管路两端水面高度差H=10m，泵进口高于水面2m，管内流量为12 10-3m3/s，试求：
i. 每千克流体需从离心泵获得多少机械能？
ii. 泵进、出口断面的压强PC和PD各为多少？
解：（1）
在1 1 和2 2 之间
因 ，
所以
（10分）
（2）在1 1 和C C 之间
在断面D D 和2 2 之间
（10分）
4 如本题附图所示。每小时有泰囧侵权案12×104Kg水在倾斜放置的变径管内从下向上作定态流动。已知细管内径d1=100 mm，粗管内径d2=240mm， 图中2—2’面比1—1’面高H2=300 mm，1—1’面与2—2’面间有软管与水银压差计相连，其上指示剂读数R=20 mm，求2—2’面与1—1’面间的摩擦阻力。
注：水密度：1000 Kg/ m3，指示剂密度：13600 Kg/ m3，g=9.81m/s2
在1-2截面间列柏努利方程：
①
，，
对u型管压差计，mn面为等压面，，即
由①式得
代入数值得
5．用泵将贮液池中常温下的水送到吸收塔顶，贮液池水面维持恒定，各部分相对位置如图
所示。输水管直径为76×3mm，排水管出口喷头连接处的压强为6.15×104Pa（表压），送水量为34.5m3/h，水流经全部管道（不包括喷头）的能量损失为160J/Kg，泵效率为75%，求①泵的有效功率②轴功率. 注：水密度：1000 Kg/ m3， g=9.81m/s2
1．取水槽液面为1-1’截面，喷头连接处为2-2’截面，水槽液面为基准面
在1-2截面间列柏努利方程：
①
， (表压)， (表压)，
由 ① 式，得
2．
6．（10分）用3B33型水泵从一敞口水槽中将水送到它处，槽内液面维持恒定。输水量为50.4m3/h，吸入管路阻力为1.2m，吸入管内径为80mm，求该泵在输送65℃水时的安装位置。已知3B33型水泵的允许吸上真空度为3m，泵工作地点的Ha约为10m，65℃水的饱和蒸汽压Pv=2.554×104 Pa，密度为980.5 Kg/ m3，允许吸上真空度校正公式为：Hs=[Hs’+（Ha-10）-（Pv/（9.81×103）-0.24）] ×1000/ρ
解：
(3分)
（2分）
（3分）
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