在用水测定离心泵性能的实验中,当流量为 26 , (m)^3/(h) 时,泵出口处压力表和入口处真空表的读数分别为 152 , (kPa) 和 24.7 , (kPa),轴功率为 2.45 , (kW),转速为 2900 , (r/min)。若真空表和压力表两测压口间的垂直距离为 0.4 , (m),泵的进、出口管径相同,两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。(答:泵的效率为 53.1%,其他性能略)
在用水测定离心泵性能的实验中,当流量为 $26 \, \text{m}^3/\text{h}$ 时,泵出口处压力表和入口处真空表的读数分别为 $152 \, \text{kPa}$ 和 $24.7 \, \text{kPa}$,轴功率为 $2.45 \, \text{kW}$,转速为 $2900 \, \text{r/min}$。若真空表和压力表两测压口间的垂直距离为 $0.4 \, \text{m}$,泵的进、出口管径相同,两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。(答:泵的效率为 $53.1\%$,其他性能略)
题目解答
答案
根据题目条件,计算离心泵效率及性能参数如下:
1. 扬程 $ H $ 计算
基于伯努利方程,忽略管路阻力且进出口流速相等,扬程公式为:
$H = \frac{p_2 - p_1}{\rho g} + z$
其中:
- $ p_2 = 152 \, \text{kPa} $(出口表压)
- $ p_1 = -24.7 \, \text{kPa} $(入口真空度,即负表压)
- $ \rho = 1000 \, \text{kg/m}^3 $(水密度,按题设简化取值)
- $ g = 9.8 \, \text{m/s}^2 $
- $ z = 0.4 \, \text{m} $(出口高于入口)
代入得:
$H = \frac{152000 - (-24700)}{1000 \times 9.8} + 0.4 = \frac{176700}{9800} + 0.4 = 18.03 + 0.4 = 18.43 \, \text{m}$
2. 有效功率 $ N_e $ 计算
流量换算:$ Q = 26 \, \text{m}^3/\text{h} = \frac{26}{3600} = 0.007222 \, \text{m}^3/\text{s} $
有效功率公式:
$N_e = \rho g Q H = 1000 \times 9.8 \times 0.007222 \times 18.43 \approx 1300 \, \text{W} = 1.3 \, \text{kW}$
3. 效率 $ \eta $ 计算
轴功率 $ N = 2.45 \, \text{kW} $,效率定义为:
$\eta = \frac{N_e}{N} = \frac{1.3}{2.45} \approx 0.531 = 53.1\%$
4. 泵在该工况下的性能参数
- 流量:$ Q = 26 \, \text{m}^3/\text{h} $
- 扬程:$ H = 18.43 \, \text{m} $
- 轴功率:$ N = 2.45 \, \text{kW} $
- 转速:$ n = 2900 \, \text{r/min} $
- 效率:$ \eta = 53.1\% $