题目
一种类型的离心泵,其允许汽蚀余量为4.5m,在大气压下抽送20.清水,吸入管路阻力hf1.2为0.5m,压出管路阻力为1.0m。现将该泵分别安装在A、B、C三个城市使用,已知这三个城市的平均大气压分别为PA=759、PB=639和PC=762mmHg,查表得到20℃清水的饱和蒸汽压为0.0238kgf/cm2,试问(1)此泵的允许安装高度各为多少?(2)若将安装高度定为4m,在三个城市的安装是否合适?
一种类型的离心泵,其允许汽蚀余量为4.5m,在大气压下抽送20.清水,吸入管路阻力hf1.2为0.5m,压出管路阻力为1.0m。现将该泵分别安装在A、B、C三个城市使用,已知这三个城市的平均大气压分别为PA=759、PB=639和PC=762mmHg,查表得到20℃清水的饱和蒸汽压为0.0238kgf/cm2,试问(1)此泵的允许安装高度各为多少?(2)若将安装高度定为4m,在三个城市的安装是否合适?
题目解答
答案
(1)Hg=(P1―Pv)/(ρg) ―hf1-2―Δh各城市的大气压:PA=759mmHg=10.32mH2OPB=639mmHg=8.69mH2OPC=762mmHg=10.36mH2O各城市的允许安装高度:Hg(A)=10.32―0.238―0.5―4.5=5.08mHg(B)=8.69―0.238―0.5―4.5=3.45mHg(C)=10.36―0.238―0.5―4.5=5.12m(2)Hg(A)=5.08m >4m 合适Hg(B)=3.45m<4< ="">,不合适;Hg(C)=5.12m>4,合适。
解析
考查要点:本题主要考查离心泵允许安装高度的计算,涉及汽蚀余量、大气压与液体饱和蒸汽压的转换,以及管路阻力的影响。
解题核心思路:
- 单位转换:将大气压(mmHg)和液体饱和蒸汽压(kgf/cm²)转换为米水柱(mH₂O)。
- 公式应用:利用允许安装高度公式 $H_g = \frac{P_{\text{atm}} - P_v}{\rho g} - h_f^{\text{吸入}} - \Delta h$,其中$\Delta h$为允许汽蚀余量。
- 比较判断:将计算出的允许安装高度与实际安装高度对比,判断是否合适。
破题关键点:
- 大气压与饱和蒸汽压的准确转换是基础。
- 公式中各项的物理意义:大气压头减去汽化压头后,需扣除吸入管路阻力和允许汽蚀余量,剩余部分即为允许安装高度。
单位转换
-
大气压转换(mmHg → mH₂O):
- $P_A = 759 \, \text{mmHg} = \frac{759 \times 133.322}{9806.65} \approx 10.32 \, \text{mH}_2\text{O}$
- $P_B = 639 \, \text{mmHg} \approx 8.69 \, \text{mH}_2\text{O}$
- $P_C = 762 \, \text{mmHg} \approx 10.36 \, \text{mH}_2\text{O}$
-
饱和蒸汽压转换(kgf/cm² → mH₂O):
- $P_v = 0.0238 \, \text{kgf/cm}^2 = 0.0238 \times 10 = 0.238 \, \text{mH}_2\text{O}$
允许安装高度计算
公式:
$H_g = P_{\text{atm}} - P_v - h_f^{\text{吸入}} - \Delta h$
城市A
$H_g^{(A)} = 10.32 - 0.238 - 0.5 - 4.5 = 5.08 \, \text{m}$
城市B
$H_g^{(B)} = 8.69 - 0.238 - 0.5 - 4.5 = 3.45 \, \text{m}$
城市C
$H_g^{(C)} = 10.36 - 0.238 - 0.5 - 4.5 = 5.12 \, \text{m}$
安装高度判断
- 城市A:$5.08 \, \text{m} > 4 \, \text{m}$,合适。
- 城市B:$3.45 \, \text{m} < 4 \, \text{m}$,不合适。
- 城市C:$5.12 \, \text{m} > 4 \, \text{m}$,合适。