第一部分 流体流动与输送概念题示例与分析(3)

此外，我们还可以把真实流体的复杂流动，划分两个区域来处理。例如把流体沿壁面的流动简化成两个区域：主流区与边界层区。在主流区内，du/dy?0，磨擦应力可以忽略不计，在这种粘性并不起主要作用的场合，流体可视为理想流体来处理。这样就可以用理论方法集中解决边界层内的问题（例如利用牛顿粘性定律研究流体的流动阻力），使问题得到简化。因此说，引进理想流体的概念，对研究和解决工程实际问题具有重要意义。

1－12、为什么不能用当量直径的方法来计算非圆形管子或设备的截面积？

答：当量直径的计算方法，完全是经验性的，而且有很大的局限性。例如：滞流时应用当量直径计算阻力的误差就比较大，用于矩形时，其截面积的长宽之比不能超过3∶1。而且最初只是用它来计算非圆形截面管子或设备的直径，不能随意推广用其计算非圆形截面管子或设备的截面积。例如：一外管内径为d1、内管外径为d2的套管环隙，其当量直径de?d1?d2。若用d1?d2做直径来计算该环隙截面积，则为

?4(d1?d2)2，而实际上该环隙的截面积应为

?4(d1?d2)。二者显然不等。所以在范

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宁公式、泊谡叶方程以及Re数中的流速都是指流体的真实流速，而不能用当量直径

de来计算，只是式中的直径d可用当量直径de代之。

1-13、离心泵的特性曲线H－Q与管路的特性曲线He－Qe有何不同？二者的交点意味着什么？

答：将离心泵的基本性能参数之间的关系描绘成图线称为离心泵的特性曲线。这里讨论的是其中的一条H－Q曲线。它表明转速一定时，离心泵的流量和该流量下泵的能提供的压头即做功本领之间的对应关系。该曲线由生产厂家测定并提供，是泵本身固有的特性，它只与泵自身的结构（如叶片弯曲情况、叶轮直径等）、转速有关，而与其所在的管路及其他外界条件无关。所以离心泵的特性曲线图只须注明型号、转速即可。

二者的交点M称为泵在该管路上的工作点。意味着它所对应的流量和压头，既能满足管路系统的要求，又能为离心泵所提供，即Q?Qe，H?He。换言之，M点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的运转情况。离心泵只能在这一点工作。 1—14、如图1—8，假设泵不在M点工作，而在A、B点工作时，会发生什么情况？

QA QM QB Q HB H’A H’B HA

He－Qe H

H－Q A M B 答：假设泵工作不在M点工作，而在A点工作时，在A点所对应的流量QA下，图1－8 1－14附图 管路所需要的压头为HA，而该流量下泵所提供的压头为HA。HA?HA，说明液体的压头（泵给予单位重量流体的有效能量）有富裕，此富裕压头将促使液体加大流速，流量由QA变到QM，即在M点达到平衡。

'反之，如果泵在B点工作，则在QB流量下泵所产生的压头HB小于液体通过该管'路时所需要的压头HB，即HB

''流速在M点达到平衡，届时流量从QB减至QM。

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1—15、什么情况下采用离心泵的并联操作？试绘出两台相同的泵并联操作时的

H'~Q'曲线。 H

Q’’ Q Q’ Q 图 1－9 1－15附图 图 1－10 1－15附图 答：在生产中，当流体的流量需要增大，原有的一台泵已不能满足要求，特别在

H’－Q’ H－Q M’’ M He－Qe M’ 生产过程中流量变化幅度较大，有时可停开一台泵时，可采用几台泵（常用两台泵）并联操作。

图1—9为两台相同的离心泵并联操作的情况。设两台泵的压头相等，管路特性不变。

在给定了每台泵的特性曲线H~Q及管路的特性曲线He~Qe的图1—10中，根据离心泵的并联特性，即在同一压头下流量加倍，可以很方便地画出H'~Q'曲线。该曲线与管路特性曲线He~Qe的交点M'，即为两泵并联后的工作点，Q'、H'便是工作点所对应的流量和压头。要想了解并联操作中每台泵的工作情况，可以从M'点平行横轴作一直线，该线与每台泵特性曲线H~Q相交于M''点。此点对应的工况是：

2Q''?Q'?2Q

即两台相同规格的泵串联使用后，所获得的流量小于每台泵单独使用时的2倍。 1—16、什么情况下采用离心泵的串联操作？试绘出两台相同的泵串联操作的H'~Q'曲线 答：在生产中，有时遇到泵所提供的流量与所要求的流量相差不大，但泵的压头差得较多，或者吸液液位发生较大变化时，可根据所需压头的大小，采用两台或多台泵串联起来使用。图1-11为两台相同的泵串联操作的示意图。

10 H H’ H He－Qe H’－Q’ H－Q M M’ Q Q’ Q