二、(20分)用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部,槽内水位维持恒定,各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为ф76×2.5 mm。在操作条件下,泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa;水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按与计算。由于管径不变,故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07×103Pa(表压)。求泵的有效功率。(水的密度取为1000 kg/m3)

解:(1)水在管内的流速与流量。设储槽水面为上游截面1-1',真空表连接处为下游截面2-2',并以截面1-1'为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。式中:Z1=0,Z2=1.5 m,p1=0表压),p2=-24.66×103Pa(表压),u1≈0,将上列数值代入柏努利方程式,解得水在管内的流速m/s水的流量= ws= uAρ= kg/s (2)泵的有效功率设储槽水面为上游截面1-1',排水管与喷头连接处为下游截面2-2',仍以截面1-1'为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。式中Z1= 0,Z2=14 m,u1≈0,u2= 2 m/s,p1= 0(表压)p2=98.07×103Pa(表压),将上列数值代入柏努利方程式,解得J/kg泵的有效功率Ne= we·ws= 285.41×7.92 =2260 J/s