【单选题】离心泵在两敞口容器间输液,且管内流动始终在阻力平方区。当被输送液体的密度变化时,如下各线中有几条将发生变化?() 1管路特性曲线;2泵的压头 ~ 流量线;3泵的轴功率 ~ 流量线A. 0B. 1C. 2D. 3
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
题目解答
答案
解析
本题主要考察离心泵在不同密度流体下的管路特性曲线、泵的压头-流量线及轴功率-流量线的变化规律,具体分析如下:
1. 管路特性曲线
管路特性曲线的表达式为 $H_{\text{管}} = K + \frac{8\lambda L u^2}{\pi^2 g d^5 Q^2}$,进一步化简为 $H_{\text{管}} = A + BQ^2$,其中 $B = \frac{8\lambda L}{\pi^2 g d^5 \rho}$($\rho$为流体密度)。
当流体密度 $\rho$变化时,$B$值改变,导致管路特性曲线的斜率发生变化,因此管路特性曲线会变化。
2. 泵的压头~流量线
泵的压头 $H$ 由性能决定,公式为 $H = H_0 - aQ^2$($H_0$、$a$为与泵结构相关的常数),与流体密度 $\rho$无关。
因此,泵的压头-流量线不变化。
3. 泵的轴功率~流量线
轴功率 $N$ 的公式为 $N = \frac{\rho g Q H}{\eta}$,其中 $\rho$为流体密度。当 $\rho$变化时,即使 $Q$、$H$ 不变,$N$ 也会直接改变,因此轴功率-流量线会变化吗?不,等一下……
题目中“泵的轴功率~流量线”指的是 $N-Q$ 曲线的形状。由于 $H = H_0 - aQ^2$,代入得 $N = \frac{\rho g Q (H_0 - aQ^2)}{\eta} = \frac{\rho g}{\eta}(H_0 Q - aQ^3)$,即 $N$ 与 $Q$ 的关系仍为三次曲线,形状不变,仅整体数值随 $\rho$ 缩放。题目问的是“线是否发生变化”,通常指曲线形状,而非数值大小,因此轴功率-流量线形状不变。
结论
仅管路特性曲线(1)发生变化,泵的压头-流量线(2)和轴功率-流量线(3)形状不变,故变化的线有1条。