上海交通大学：《生物工程单元操作原理》课程教学资源_流体流动_流体流动_4

例题1-8 用泵向表压为0.2Pa的密闭水箱供水， 流量为150m3h,泵轴中心线距水池和 0.2MPa 3 水箱液面的垂直距离分别为2.0m和25 m。吸入、排出管内径为205mm和 25m 180mm。输送管路为无缝钢管，吸入 2m 管长10m,装有吸水底阀和90°标准 弯头各一；排出管长200m,有全开闸 阀和90°标准弯头各一。试求泵吸入 管壁绝对粗糙度0.3mm 口处A点的真空表读数和泵的轴功率 (设泵的效率为65%)

例题1-8 用泵向表压为0.2 MPa的密闭水箱供水， 流量为150 m3 /h，泵轴中心线距水池和 水箱液面的垂直距离分别为 2.0 m 和 25 m。吸入、排出管内径为 205 mm 和 180 mm。输送管路为无缝钢管，吸入 管长 10 m，装有吸水底阀和 90°标准 弯头各一；排出管长 200 m，有全开闸 阀和 90°标准弯头各一。试求泵吸入 口处 A 点的真空表读数和泵的轴功率 （设泵的效率为65%）。 1 1 2m 25m 0.2MPa A 3 3 2 管壁绝对粗糙度0.3mm

p=1000kg/m3,4=1.0×10-3Pa.s, 设吸入和排出管内流速为4a和e,则 150/3600 0.2MPa 3 =1.26m/s πd 0.785×0.2052 4 2 25m 0.205 二UA -126×010 =1.63m/s ReA= dAuAP 0.205×1.26×1000 2.58×105 L 1.0×103 dBuBp 0.18×1.63×1000 ReB= =2.93×105 L 1.0×10-3 管壁绝对粗糙度0.3mm,则 0.3 =1.46×10-3 80.3 =1.67×10-3 dA 205 180 查图得摩擦系数 =0.022 B=0.021

＝1000 kg/m3 ，  ＝1.0×10-3 Pa﹒s， 设吸入和排出管内流速为 uA 和 uB，则 1 1 2m 25m 0.2MPa A 3 3 2 2 2 150 3600 1.26m s 0.785 0.205 4 v A A q u d      2 2 A B 0.205 1.26 1.63m s 0.180 B A d u u d                 A A 5 A 3 0.205 1.26 1000 2.58 10 1.0 10 d u Re           B B 5 B 3 0.18 1.63 1000 2.93 10 1.0 10 d u Re           管壁绝对粗糙度0.3mm，则 3 3 A B 0.3 0.3 1.46 10 1.67 10 d d 205 180           查图得摩擦系数   A B   0.022 0.021

水泵吸水底阀 6=5.2 3 0.2MPa 闸阀（全开） 5=0.17 90°的标准弯头 6=0.75 25m 取水池液面1-1截面为基准面，泵吸入 点处A为2-2截面，在该两截面间列柏努 利方程，有 2 =2+2,8+号+∑h-2 2 p1=PaP2=Pa-P真 u2=uA 2,（2+∑)(02×00s52+0 262 ×2 =5.57J/kg s=g-受 =2×1000×9.81+126×100 (1+7.02)=2.60×104Pa 2

  5.2   0.17   0.75 水泵吸水底阀 90°的标准弯头 闸阀（全开） 1 1 2m 25m 0.2MPa A 3 3 2 取水池液面1-1截面为基准面，泵吸入 点处A为2-2截面，在该两截面间列柏努 利方程，有 2 2 1 2 2 1 2 2 f p p u z g h        p p p p p 1 2    a a 真 u u 2 A  2 2 1 2 10 1.26 0.022 5.2 0.75 5.57J / kg 2 0.205 2 A f A l u h d                            2 2 2 4 1 2 1.26 1000 2 1000 9.81 1 7.02 2.60 10 Pa 2 A A l u p z g d                       真 

又取水箱液面为3-3截面，在1-1与3-3截 3 0.2MPa 面间列柏努利方程有 25m h.=(e,-zg+PBB+∑n ∑hI-3=∑hy1-2+∑h2-3 he=(25+2)×9.81+ 0.2×106 200 +5.57+(0.021× +0.17+0.75+1D× 1.632 1000 0.18 2 =503.9J/kg 管路质量流量 150×1000 9m=9,‘p= =41.7kg/s 3600 泵的轴功率 he'9m 503.9×41.7 =3 2.3kW 7 0.65

泵的轴功率 又取水箱液面为3-3截面，在1-1与3-3截 面间列柏努利方程有 管路质量流量   3 1 3 1 1 3 e f p p h z z g h        1 3 1 2 2 3 h h h f f f           6 2 0.2 10 200 1.63 25 2 9.81 5.57 0.021 +0.17+0.75 1 1000 0.18 2 503.9J kg he            （ ） 150 1000 41.7 kg s 3600 m v q q       503.9 41.7 32.3kW 0.65 e m a h q P       1 1 2m 25m 0.2MPa A 3 3 2

管路的计算 流体从入口到出口是在一条管路中流动 简单管路 的，没有出现流体的分支或汇合的情况 串联管路 管路 复杂管路 存在流体的分流或合流的管路 分支管路、并联管路

管路的计算 管路 简单管路 复杂管路 流体从入口到出口是在一条管路中流动 的，没有出现流体的分支或汇合的情况 串联管路 存在流体的分流或合流的管路 分支管路、并联管路