流体力学习题解析

《流体力学》习题（十二）

12－1 有一叶轮外径为460mm的离心式风机，在转速为1450r/min时，其流量为5.1m3/s。试求风机的全压与有效功率。设空气径向流入叶轮，在叶轮出口处的相对速度方向为半径方向，设其p/p T∞＝0.85，ρ＝1.2kg/m3。

12－2 有一离心式通风机，全压p＝250mmH2O，风量Q＝10000m3/h，已知水力效率ηH＝0.95，容积效率ηv＝0.93，机械损失功率ΔN m＝0.5kW。试求该风机的有效功率、轴功率及机械效率。

12－3 有一离心式水泵，转速为480r/min，总扬程为136m时，流量为5.7m3/s，轴功率为9860kW，其容积效率与机械效率均为92％，求流动(水力)效率。设输入的水温及密度为：t＝20℃，ρ＝1000kg/m3。

12－4 用一台水泵从吸水池液面向50m高的水池水面输送Q＝0.3m3/s的常温清水(t=20℃，ρ=1000kg/m3)，设水管的内径为d＝300mm，管道长度为L＝300m，管道阻力系数为λ＝0.028，求泵所需要的有效功率。

12－5 设一台水泵流量Q＝25L/s，出口压力表读数为323730Pa，入口真空表读数为39240Pa，两表位差为0.8m(压力表高，真空表低)，吸水管和压水管直径分别为100mm和75mm，电动机功率表读数为12.5kW，电动机效率为0.95。求泵的轴功率、有效功率及总效率(泵与电动机用联轴器直接连接)。

12－6 有一台送风机，其全压为1962Pa时，产生Q＝40m3/min的风量，其全压效率为50％，试求其轴功率。

12－7 要选择一台多级锅炉给水泵，初选该泵转速n＝1441r/min，叶轮外径D2＝300mm，水力效率ηH＝0.92，流体出口绝对速度的圆周分量为其出口圆周速度的55％，泵的总效率为90％，输送流体密度为ρ＝961kg/m3，要求满足扬程H＝176m，流量Q＝81.6m3/h。试确定该泵所需要的级数和轴功率(设流体径向流入叶轮，并且不考虑轴向涡流的影响)。

12－8 有一台G4－73型离心式风机，在工况1(流量Q1＝70300m3/h，全压p1＝1441.6Pa，轴功率N1＝33.6kW)及工况2(流量Q2＝37800m3/h，全压p2＝2038.4Pa，轴功率N2＝25.4kW)下运行，问该风机在哪种工况下运行较为经济？

12－9 水泵装置如图。已知水泵出口处压力表读数M=196.14kPa，水泵入口处真空表读数V=210mmHg，吸水管与压水管直径相同，并测得x=10cm，y=35cm，z=15cm，流量Q=80L/s，轴功率N=20.5kW。试求水泵的扬程H及效率η。

12－10 通风机的铭牌参数为n=1250r/min，Q=8300m3/h，p=79mmH2O，N=2kW，η=89％。现将此风机装在海拔3000m的地区使用，当地夏季气温为40℃，转速不变，试求该风机在最高效率点的运行参数Q'、p'、

N'及比转数

n。

s

12－11 某系列No.4风机(D2=0.4m)在最佳工况下Q=2882m3/h，全压p=47.2mmH2O，n=1450r/min，现若改用该系列No.6风机，问当n=1250r/min时，最佳工况的性能参数Q'、p'是多少？比转数

n是多少？

s

η=0.75时，流量Q=72L/s，扬程12－12 某离心泵原用电机皮带拖动，转速n=1400r/min，最高效率

m ax

H=15.5m。今改为电机直联，转速增大为1450r/min，试求最高效率时的流量及扬程；如电机功率为17kW，问转速提高后功率是否够？

12－13 有一离心式风机，转速n=1450r/min时，流量Q=1.5m3/s，全压p=1200Pa，最佳效率η=72％，输送空气的密度ρ＝1.2kg/m3。现用该风机输送密度ρg＝0.9kg/m3的烟气，要求全压与输送空气时相同，问此时的转速、流量及功率各为多少？并计算其比转数

n。

s

12－14 有一台泵转速n=2900r/min时，扬程H=100m，流量Q=0.17m3/s，轴功率N＝185kW，若用和该泵

相似但叶轮外径D 2为其2倍的泵，当转速n'=1450r/min 时，问扬程、流量和轴功率各为多少？并计算该泵的比转数s n 。

12－15 G4－73型离心式风机在转速为n=1450r/min 和D 2＝1200mm 时，全压p=4609Pa ，流量Q=71100m 3/h ，轴功率N ＝99.8kW ，空气密度ρ＝1.2kg/m 3。(1) 若叶轮直径和流体密度不变，转速改为n'＝730r/min 时，试计算其全压、流量和轴功率；(2) 若转速和叶轮直径不变，现改为输送200℃的锅炉烟气，烟气密度为ρ'＝0.75kg/m 3，试计算其全压、流量和轴功率。

12－16 12SA-10型离心泵，安装在海拔高程1000m 处，输送20℃清水，流量Q=240L/s ，吸水管直径

d=380mm ，压头损失g

u h 272

w ，允许吸上真空高度[H S ]=6.0m 。试计算泵的最大允许安装高度。若采取安装高度为3m ，该泵改为输送50℃热水，问能否正常运行？

12－17 有一冷凝水泵，工厂提供的必须气蚀余量[Δh]=2.4m ，输送水温80℃，冷凝水箱内液面压强即为汽化压强，吸水管压头损失h w =0.6mH 2O 。试求水泵的安装高度。

12－18 有一台单级离心泵，在转速n ＝1450r/min 时，流量为Q ＝2.6m 3/min ，该泵的气蚀比转数为n c ＝700，现将这台泵安装在地面上进行抽水，求吸水面在地面以下多少米时发生气蚀。设水面压力为98.1kPa ，水温为80℃，密度为ρ＝972kg/m 3，吸水管压头损失为h w =1.0mH 2O 。

12－19 有一台离心式水泵，流量Q ＝4000L/s ，转速n ＝495r/min ，倒灌高度为2m ，吸水管路阻力损失为600Pa ，吸水面压力为101.3kPa ，水温为35℃，密度为ρ＝994kg/m 3，试求水泵的气蚀比转数n c 。

12－20 有一台单级双吸泵，吸入口直径为600mm ，输送20℃清水时，流量为0.3m 3/s ，扬程为47m ，转速为970r/min ，气蚀比转数n c 为900。试求：

(1) 在吸水池液面为大气压力时，泵的允许吸上真空高度[H s ]为多少？

(2) 如该泵用于海拔1500m 的地方抽送40℃的清水，泵的允许吸上真空高度[H s ]又为多少？

12－21 有一台单级双吸泵，吸入口直径为600mm ，输送20℃清水，其流量为880L/s ，允许吸上真空高度为3.2m ，吸水管阻力损失为0.4mH 2O ，试问该泵安装在离吸水池液面高2.8m 处，能否正常工作？