1 用离心泵把密度为1000kgm3的水从水池输送到敞口高位槽已知贮槽和高位槽的水位差保持10m恒定输送管路的管径力の57x35mm总管长100m均包括所有局部阻力的当量长度设流动进入阻力平方区摩擦系数取0028。在离心泵转速2900rmin时的特性曲线方程=30-342x105gv2qv单位为 m3sH单位为m。试求:1 管路特性方程2离心泵工作扬程和流量分别为多少。
(1) 管路特性方程: 根据伯努利方程,对于稳定流动的液体,有: P1 + 0.5ρv1² + ρgh1 = P2 + 0.5ρv2² + ρgh2 + hf 其中,P1和P2为管道两端的压力,ρ为水的密度,v1和v2为水的流速,g为重力加速度,h1和h2为水的高度,hf为管道的摩擦阻力。
由于水池和高位槽的水位差保持10m恒定,所以h1 - h2 = 10m。 又由于管道长度为100m,所以hf = f(L/D)(v²/2g),其中f为摩擦系数,L为管道长度,D为管道直径,v为水的流速。
将上述条件代入伯努利方程中,得到管路特性方程: P1 + 0.5ρv1² + ρgh1 = P2 + 0.5ρv2² + ρgh2 + f(L/D)(v²/2g)
(2) 离心泵工作扬程和流量: 根据离心泵的特性曲线方程,有: H = 30 - 3.42x10^5gq² 其中,H为离心泵的扬程,q为流量。
根据水的连续性方程,有: q = Av 其中,A为管道的横截面积,v为水的流速。
将流量的表达式代入离心泵的特性曲线方程中,得到: H = 30 - 3.42x10^5g(Av)²
要求离心泵的工作扬程和流量,需要知道管道的横截面积A和水的流速v。根据已知条件,管道的管径为57x3.5mm,总管长为100m。
首先,将管径转换为米: 管径 = 57x3.5/1000 = 0.1995m
然后,根据流量的定义,有: q = Av 将q = 1000kg/m³乘上管道横截面积A,再乘上水的流速v,可以得到质量流量。 质量流量 = 1000kg/m³ * A * v 将质量流量除以水的密度ρ,可以得到体积流量。 体积流量 = (1000kg/m³ * A * v) / 1000kg/m³ = A * v
将体积流量的表达式代入离心泵的特性曲线方程中,得到: H = 30 - 3.42x10^5g(Av)² H = 30 - 3.42x10^5g(A * (H / (30 - 3.42x10^5g(Av)²)))²
上述方程是一个二元一次方程,其中未知数为H和v。可以通过数值迭代或其他数值方法求解
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