u22.792Hg?Hs??Hf,0?1?0.65??1.2??0.95m （3分）
2g2?9.81所以泵的安装位置应比水槽液面至少低0.95m。 （2分）
7．如本题附图所示。每小时有12×10Kg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，其上指示剂读数为R，2—2’面与1—1’面间的摩擦阻力为11.2J/Kg，求R。
注：水密度：1000 Kg/ m，指示剂密度：13600 Kg/ m，g=9.81m/s 1．在1-2截面间列柏努利方程：
3
3
2
4
2u12p2u2gz1???gz2????hf,1?2 ①
?2?2W4Wsd ，u?u(1)2?0.737m/s u1?s??4.25m/s21?A1??d12d2p1代入①式得
p1?p2?2u2?u120.7372?4.2462?g(z2?z1)???hf,1?2?9.81?0.3??11.2?5.4J/kg
22对u型管压差计，mn面为等压面，
pm?pn，即
p1??gH1?p2??g(H2?H1?R)??汞gR
R?(p1?p2??gH2)??(?汞??)g3
?(5.4?9.81?0.3)?1000?0.02m
(13600?1000)?9.81即R=20mm
8．用离心泵将密度为1200kg/m的液体由敞口贮槽A送至高位槽B。已知离心泵吸入管路上各种阻力之和∑hf,a=10 J/kg、输出管路上各种阻力之和∑hf,b =30 J/kg。两槽液面维持恒定，其间垂直距离为20m,每小时液体的输送量为30m。若离心泵效率为0.65，试求：
（3） 泵的扬程为多少？ （4） 求泵的轴功率为多少？
1.（1）选截面1-1’、2-2’如图，以1-1’面为基准面
z1=0 u1=0 p1=0(表压) z2=20m u2=0 p2=0(表压)
3
列柏努利方程
u12p1u12pz1???He?z2??2?Hf
2g?g2g?g10?30?24.1[mH2O]
9.81
He??Z??Hf??Z??Hfa??Hfb??20?N?Ne
??WegWs??HegggWs??24.1?9.81?1200?30?3634W?3.634kW
0.65?3600五、计算题（20分）
如本题附图所示的输水系统，管路直径为Φ80×2mm，当流量为36m3/h时，吸入管路的能量损失为6 J/Kg，排出管的压头损失为0.8m，压强表读数为245 KPa，吸入管轴线到U型管汞面的垂直距离为h=0.5m，吸入和排出管路的管径相同，压强表距吸入管路距离可忽略能量损失，当地大气压强为98.1KPa，水的密度Z取1000kg/m3。试计算： 5m1、泵的升扬高度Z与扬程； 4.5m2、泵的轴功率（η=70%） 3、泵吸入口压差计读数R。
五.解: （20分）1 以0-0,1-1 列柏努利方程式:
gzp010???2u2?gzp1120?We1???2u1??hf0?1 式中: Z0=0 , Z1=Z, P0=P1, U0=U1
∴
We=gz+6+0.8= 6.8+ gz (1) （4分）
以0-0,2-2 列柏努利方程式:
gz0?p0??12u2?We?gz?p21202??2u2??hf0?2
式中: Z0=0 , U0=0
p0?We?5g?p0?245?1031???
2u22?6∴
We?5g?245?122?u2?6
(2) （4分）
φ80×2mm ,
V?36m3/h?1?d2?u36 m3
4?3600/s ∴
u?2.2m/s 代入(2)式:
We?5g?245?1?2.22?6?302.47J/Kg
2代入(1)式:
302.47?6.8?Zg Z=30.14 m
∴
He?We?302.47?30.83m （4分） g9.81We2.
N?NeHQ?ggQ?g302.47?363600?1000?????
?70%?4.3KW3. 以0-0,3-3 列柏努利方程式:
gz010?p??u2p1u2 20?We?gz3?3??23??hf0?3式中: Z0=0 ,
P3??gh??0gR?P0
hR
p0
??gh??0gR12∴ 0?4.5g??2.2?6 （4分）
?2由 h=0.5 m ∴ R=0.35 m
（4分）
??4.5g?p0??gh??0gR?12.22?6 2
9．某水泵在2900转/分转速下，测得流量为10m3/h。轴功率为1.05 KW，泵的入口真空表读数为21.3 KPa，出口压强表读数为170 KPa，真空表与压强表垂直距离为0.3m。试求该泵的有效功率及效率。吸入和排出管路的管径相同，水的密度取1000kg/m3。
p1?p2170?103?21.3?103He?Z1??0.3??19.8m （5分）
?g103?9.81Ne?He?Q???10219.8?10?10003600?0.54KW （3分） 102??3
Ne0.54??0.513 （2分） N1.05-5
10．一套管换热器，内管与外管均为光滑管，直径分别为φ30×2.5mm与φ56×3mm。平均温度为40℃的水以10m3/h的流量流过套管环隙，水在40℃
时ρ=992kg/m,μ=65.6×10Pa·s, λ=0.3164/Re0.25计算： 1.环隙当量直径de、水流过套管环隙的Re及λ。 2.水通过套管环隙每米管长的压降。 解：1．套管外管内径为d1，内管外径为d2
?d?d0.05?0.03?H?4?12??5?10?3m (2分)
?(d1?d2)442(d12?d2)de?4?H?0.02m （1分）
水流过环隙流通面积：
A??42(d12?d2)??4(0.052?0.032)?1.26?10?3m2 （2分）
u?Re?10?2.2m/s （1分） ?33600?1.26?10?ude992?2.2?0.02??6.65?104 （2分） ?5?65.6?10??0.31640.3164??0.02 （2分） 0.2540.25Re(6.65?10)l?u2?2．?pf??d2?pf
0.02992?2.222400pa （5分）
?????mlde20.0223
3
3
3
??u211．常压贮槽内盛有石油产品，密度为760Kg/m，在贮存条件下的饱和蒸气压强为80*10Pa，现拟用65Y-60B型油泵将油品以15m/h的流量送往表压为177*10Pa的设备内。贮槽液面维持恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m和4m。试问泵是否合用。 65Y-60B型油泵性能如下：流量: 19.8 m/h 扬程38 m
效率55% 轴功率3.75 KW 允许气蚀余量2.6 m
解：
在贮槽液面1-1和输送管出口外侧截面2-2间列柏努利方程式，并以截面1-1为基准平面。 2p1u1p2u2Z1???He?Z2????Hf?g2g?g2g23
（2分）
式中：Z1=0 Z2=5m u1=u2=0 p1=0（表压） p2=177*103Pa (表压)
Hf=1+4=5m
??760kg/m3 （1分）
177*103?5??5?33.7m （3分）
760*9.81将已知数据代入上式中：HeHe?H?38m （1分）
而
Qe?15m3/h〈 Q=19.8m/h （2分）
3
故： 65Y-60B型油泵合用。 （1分）
一液面维持恒定的敞口高位水槽A，其中的水流经喉径为14mm的文丘里管，B槽中盛有碱液（密度为1400Kg/m），高度如图所示。输水管规格为φ57×3mm，自A至文丘里管M处管路总长（包括所有局部阻力）为20m，摩擦系数为0.025，试确定： 1． 当水流量为8m/h时，由A至M处阻力损失。 2． 文丘里管喉管M处真空度为多少mmHg? 3． 碱槽中碱液被吸上的高度h? 三、（20分）
3
3
A8mMh 1.管内流速：u8VS3600???1.09m/s （1分） 220.785d0.785?0.051B 则
?hf,AMl??leu2201.092???0.025???5.82J/Kg （4分）
d20.05122．以A槽液面为1-1’截面，M截面为2-2’截面，M所在水平面为基准面，列BE.（2分）
2u12p2u2gz1???gz2????hf,1?2 （3分）
?12?22
p18VS3600u2???14.4m/s （1分）
220.785dm0.785?0.014代入上式，得
2u214.42p1?p2??(?gz1???hf,1?2)?1000?(?9.81?8??5.82) （4分）
22?31020Pa?232.7mmHg3．由静力学基本方程得：
pm??gh?pa h?pa?pm??g31020?2.26m （5分）
1400?9.8112．用IS65-50-160型离心泵由敞口容器输送液体，流量为21m3/h，允许汽蚀余量为2.5m。离心泵吸入管的总阻力损失为0.847m，当地大气压为1.013?105Pa，若此泵安装在距离液面以上3m的位置，此泵在输送20?C的水（pv=2.33?103Pa，?=1000kg/m3）时，此安装高度是否合适？
解：吸入管阻力损失为
?Hf,0?1?0.847m
允许安装高度为
p0pv1.013?1052.33?103Hg????Hf,0?1?NPSH???0.847?2.5?6.74m
?g?g1000?9.811000?9.81 （5分）
6.74m?3m
所以，3m的安装高度合适。 （5分）
13．在离心泵的性能参数的测定实验中，泵的吸入管内径为100mm，20℃条件下，以清水为介质测得数据：流量15L/s，测得在此流量下泵入口真空度为60kPa时发生气蚀现象，试求气蚀余量(NPSH)C和允许吸上真空度HS’。 当地大气压为98.1kPa，20℃水的饱和蒸汽压为2.238kPa。
?34Q4*15*10解：（1）气蚀余量(NPSH)：流速u???1.91m/s （2分） 122?d13.14*0.1C
由公式：(NPSH)C2p1?pvu1 （2分） ???g2gp1?pa?p真空度?98.1?60?38.1kPa （2分）
(38.1?2.238)*1031.912(NPSH)C???3.84m （2分）
1000*9.812*9.81iii.
允许吸上真空度HS’
/Hs?pa?p160*103 (2分)
??6.12m?g1000*9.81一、（20分，08考研）用离心泵将20℃水从水池送至敞口高位槽中，流程如附图所示。两槽液面高度差为12 m，输送管为Ф57×3.5 mm的钢管，吸入管路总长为20 m，压出管路总长为155 m（均包括所有局部阻力的当量长度）。管路摩擦系数取为0.02，水密度为1000 kg/m3。操作条件下此离心泵的特性方程为H=60－7.91×106Q2（单位：H－m，Q－m3/s），泵的轴功率为0.49kW。 试求：（1）管路中水的流量，m3/h；（2）泵效率；（3）泵入口处真空表的读数，kPa。
一、
（20分05考研)如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm，泵的进出口管道分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度为H2为5m。当输水量为36m/h时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg（均包括局部阻力），压力表读数为2.452×10Pa，泵的效率为70%，水的密度ρ为1000kg/m，试求： （1） （2） （3）
两槽液面的高度H为多少？ 泵所需要的实际功率为多少kW？ 真空表的读数为多少kgf/cm？
2
3
5
3
一、（20分，06考研）水槽中水经管道可以从C、D两支管同时放出，水槽液面维持恒定，AB段管长为6m（忽略
AB间所有的局部阻力），管内径为41mm。BC段长6m，当阀门全开时该段局部阻力总和的当量长度为9m（包括出口阻力损失）；BD段长9m，当阀门全开时该段局部阻力总和的当量长度为15m（包括出口阻力损失），BC和BD段管道内径均为25mm。如图所示。试求：（1）当D管阀门关闭而C管阀门全开时的流量；（2）当C、D两管阀门都全开时各自的流量和总流量。设管内摩擦系数均可取0.03不变。其余数据见图。
二、（10分，06考研）在一管路系统中，用一台离心泵将密度为1000kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封
储槽（其表压为9.81×104Pa），两端液面的位差Δz=10m，管路总长L=50m（包括所有局部阻力的当量长度），管内径均为40mm，摩擦因数λ=0.02。试求：(1)该管路的特性曲线方程。(2)若离心泵的特性曲线方程为
3
H?40?222Q2（式中，H为压头，单位为m；Q为流量，单位为m/min），
求该管路的输送量（单位为m3/min）。
一、（10分，07考研）如附图所示，利用虹吸管将池中的某一液体引出。两敞口容器水面的垂直距离H
为3m，管段AB长4m，管段BC长12m（两段长度皆包括局部阻力的当量长度），管路直径为30mm，测得此时的直管阻力系数为0.024，操作状况下该液体的饱和蒸汽压为47.38 kPa，密度为971.8 kg/m3，黏度为35.65×10
－4
Pa?s。
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