流体力学与流体机械习题参考答案

2所以：Pm?P1.9863?1168.2Pa

Qm?Q1.986?3 m/h357935.2Nm?N1.98633?12.73kW 2-12 试根据下列参数计算比转数。

（1）单级单侧进风离心风机，Q?14m3/s，H=600Pa，n=1000r/min。 （2）单级单入口水泵，Q?30m3/min，H=25m，n=1450r/min。 （3）单级双入口水泵，Q?70m3/min，H=20m，n=1450r/min。 （4）三段分级式水泵，Q?80L/s，H=122.4m，n=1480r/min。

Q14?1000??173.56 3434H603.65nQ0.5?3.65?1450??334.73 32534H43.65n(Q/2)0.583?3.65?1450??427.29 334420H1212 解：（1）对于离心风机：ns?n1212（2）对于单级单入口水泵：ns?12（3）对于单级双入口水泵：ns?12（4）对于三级分段式水泵：ns?3.65nQ12?3?H34?3.65?1480?0.08?94.65

(122.4/3)3412第五章 给排水系统

5-3 为什么要在关闭闸阀的情况下启动和停止离心式水泵。

解：闸阀关闭时，泵的流量为零，从泵的功率特性曲线可以看出，零流量时泵所需功率最小，电动机的启动电流也最小，所以，关闭闸阀启动，可减小启动电流，减轻对电网的冲击。

水泵停止时，应先关闭排水闸阀，然后再停电机，这样做是为了阻止发生水击。

5-11 保证水泵正常工作的条件是什么？

解：1）泵的稳定工作条件，(0.9~0.95)H0?Hc 2）泵的经济工作条件，?M?(0.85~0.9)?max

3）不发生气蚀的条件

5-17 离心式水泵在转速2940r/min时的流量与扬程和效率的关系如表5-8所示，管网特性曲线方程为Hg?20?0.078Q2（Q的单位为L/s，Hg的单位为m）。试

求工况点的流量和轴功率。

表5-8 流量与扬程和效率的关系 Q/Ls-1 0 0 27 1 27.5 26.5 3 52.6 25.0 5 62.4 22.9 7 65 20.1 9 63 16.7 11 53 12.7 ?/% H/m 解：在工况点处Hb?Hg，Qb?Qg，所以，工况点的流量为5L/s

有效功率Ne?轴功率N?Ne?gQH1000?1000?10?0.005?22.9?1.145kW

1000??1.145?1.83kW 0.5245-18 一泵允许吸上真空度6m，水温15C，吸水管中流速1m/s，吸水线上损失0.3m，试求实际允许的吸水高度。 解：查表，得：

pa??10m，15?时水的汽化压力为Pn?1.7068kpa

1.7068?103???0.174m ?1000?9.81pn?HS???HS??10?'pa??pn??0.24?6?10?10?0.174?0.24?6.066m

?Hx???HS?'v121??x??6.066?0.3??5.716m

2g20第六章 通风系统

6-12 某矿井负压Pst?3800Pa，风量Q?45m3/s，网路出口面积A?8m2。试计算风阻R和比例系数b，并绘制R曲线。

3800??1.877b?R??1.8864 解：Pst?RQ2, 所以R?,22452A6-15 某轴流风机扩散器进口面积F=2m2，扩散面积比n=2.5，损失比?k?0.32。当Q?50m3/s时，试计算装扩散器前、后风机的全压差和静压差。 解：n?Fk?2.5，所以，Fk?2.5?2?5m2 F1.2?502?P??k?0.32??19.2Pa 222Fk2?5?Q2??Pst?(2Fk2??k?2Fk)Q2?(21.21.2?0.32?)?502?40.8Pa 222?52?56-19 集流器直径D=600mm，??0.98。今测得其真空（pa?p1）=250mmH2O，试计算流量Q。已知空气密度??1.2kg/m3。

PaV2PV121 解：对集流器前后截面运用伯努利方程： ????g2g?g2g1可得：V1?64.55m/s，所以：Q?????D2V1?17.89m3/s

46-20 现场实测某工况下的结果是??1.15kg/m3，Q?38m3/s，P=2100Pa，N=94kW，转速n=950r/min。试将实测结果换算到标准状态（??1.2kg/m3）和额定转速（n2?980r/min）下。 解：由相似定律可知：

P?n2D22N?n3D25QnD?(2)2，?()()，?()()

Pm?mnmD2mNm?mnmD2mQmnmD2m980?38?39.2m3/s 9501.29820?()?2100?233 P? .9Pa11.159501.29830?()?94?107.6 8kW N?1.15950所以，Q?第七章 空气压缩设备

7-5 某单级空压机吸入自由空气量为20m3/min，温度为20C，压力为0.1MPa，若n=1.25，使其最终压力提高到P，求最终温度、最终容积及2?0.4MPa（表压）消耗的理论功。

?10.25P2nn0.51.25nn3 解：T2?T1()?293?()?352K，PV11?PV22，所以V2?11.5m

P0.11?1P2nnnL?P1V1[()?1]?4022.5kJ

n?1P17-7 某两级空压机，吸气温度为20C，吸气量为4m3，由初压P1?0.1MPa，压缩到终压0.8MPa（表压），若n=1.3.试求最佳中间压力Px和循环理论功。

?1P2ninn 解：Px?PPP1V1[()?1]?1300kJ 12?0.32MPa，L?in?1P17-8 某单级双作用空压机，缸径D=360mm，活塞行程s=280mm，活塞杆径d=40mm，曲轴转速n=290r/min，空压机排气量Q?10m3/min。求空压机的排气量系数?。

?? 解：QT?(2F?f)Sn?(?0.362??0.042)?0.28?290?16.4m3/min

24所以：??

Q10??0.61 QT16.4