题目
30.用离心泵将江水送往敞口高位槽。现江水上涨,若管路情况不变,则离心泵流量-|||-__ 轴功率 __ 管路总能量损失 __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查离心泵的工作特性、管路系统中流量与能量损失的关系,以及轴功率的计算。
解题核心思路:
- 江水上涨的影响:泵入口处的静压头增加,可能改变泵的工作点。
- 管路特性不变:管路阻力特性固定,总能量损失与流量平方成正比。
- 泵与管路的相互作用:流量变化导致扬程变化,进而影响轴功率。
破题关键点:
- 流量变化:入口压力增加使泵允许更大流量通过,工作点右移。
- 能量损失:流量增大直接导致管路总能量损失增大。
- 轴功率:流量和扬程均增大,轴功率必然增大。
1. 流量变化分析
江水上涨导致泵入口处的静压头增加,有效汽蚀余量增大,避免汽蚀发生。同时,泵的工作点向右移动(流量增大),因为管路阻力特性不变,更大的入口压力允许更多液体通过。
2. 管路总能量损失分析
总能量损失由达西方程决定,公式为:
$h_f = \frac{\lambda L}{D} \cdot \frac{v^2}{2g}$
其中流量 $Q$ 与流速 $v$ 成正比,因此总能量损失与流量平方成正比。流量增大,能量损失必然增大。
3. 轴功率分析
轴功率公式为:
$P = \frac{Q \Delta H}{\eta}$
其中 $\Delta H$ 为泵提供的扬程。流量 $Q$ 增大,且扬程 $\Delta H$ 需克服更大的能量损失,因此 轴功率增大。