请教高手们:水泵压水管的初始速度是这样计算吗?
pureinheart
2011年07月30日 20:13:04
只看楼主

各位同行好,本人虽一直按照传统公式计算水泵扬程,但却一直对一个问题迷惑不解,就是:一般计算管路损失时,总是按照经验中的所谓经济流速查相应的i值,然后再乘以该段管路长度,再算上局部损失,以此作为水泵扬程的部分计算数据。但问题是:这个所谓的经济流速似乎并不是实际的管路流速。我个人的理解是:水泵叶轮离心做功,使水获得能量,然后进入压水管开始供水。那么进入压水管的初始速度(即正压区的起始处),难道不应该遵循中学物理学过的能量守恒吗?即H=(初速度)^2/2g,这里H就是指扬程吧,难道水泵不就是利用电机转子输出的动能把水送至高处的吗?且水自从被叶轮甩出的一瞬间,就如同中学物理学过的竖直上抛运动,然后这个初始的动能一直被供水管路的各种阻力消耗着,即流速一直是呈逐渐减小的趋势的,那么按照前面H=(初速度)^2/2g计算,如果扬程为80米,那么初速度已接近40m/s,和所谓的经济流速简直是天壤之别啊。即真实的管路流速和沿用的经济流速不一样,若是这样,那依照经济流速选用的i值就不对了,这是怎么回事呢?

各位同行好,本人虽一直按照传统公式计算水泵扬程,但却一直对一个问题迷惑不解,就是:

一般计算管路损失时,总是按照经验中的所谓经济流速查相应的i值,然后再乘以该段管路长度,再算上局部损失,以此作为水泵扬程的部分计算数据。但问题是:这个所谓的经济流速似乎并不是实际的管路流速。

我个人的理解是:水泵叶轮离心做功,使水获得能量,然后进入压水管开始供水。那么进入压水管的初始速度(即正压区的起始处),难道不应该遵循中学物理学过的能量守恒吗?即H=(初速度)^2/2g,这里H就是指扬程吧,难道水泵不就是利用电机转子输出的动能把水送至高处的吗?且水自从被叶轮甩出的一瞬间,就如同中学物理学过的竖直上抛运动,然后这个初始的动能一直被供水管路的各种阻力消耗着,即流速一直是呈逐渐减小的趋势的,那么按照前面H=(初速度)^2/2g计算,如果扬程为80米,那么初速度已接近40m/s,和所谓的经济流速简直是天壤之别啊。即真实的管路流速和沿用的经济流速不一样,若是这样,那依照经济流速选用的i值就不对了,这是怎么回事呢?

我很想知道,这样理解到底错在哪里?真诚希望得到高手们的帮助。
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wuzhiyao1987110
2011年08月02日 11:23:57
2楼
你计算得出的40m/s,是按理论计算出水在叶轮甩出那一刻的速度,之后水从叶轮甩出后,在水泵蜗壳内,动能转化为压能。即pa/r=(初速度)^2/2g,压能在此后管路中逐渐损失。
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pureinheart
2011年08月02日 15:24:31
3楼
感谢您的回复!真的非常感谢!您的回复让我觉得自己思考的方向还算靠谱,只是我不太理解,“在水泵蜗壳内,动能转化为压能”,这个“压能”该怎么理解?很惭愧,本人一直对伯努利方程里的“压能”一项感觉很费解,说是测压管高度,但也一直不明白是什么状态?您说的“压能”来自于动能,那转变为“压能”后,流速是否就很低了?动能转化为压能又是怎么转化的呢?谢谢您了!
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mmgps
2011年08月03日 08:17:07
4楼
你计算得出的40m/s,是按理论计算出水在叶轮甩出那一刻的速度,之后水从叶轮甩出后,在水泵蜗壳内,动能你计算得出的40m/s,是按理论计算出水在叶轮甩出那一刻的速度,之后水从叶轮甩出后,在水泵蜗壳内,动能转化为压能。即pa/r=(初速度)^2/2g,压能在此后管路中逐渐损失。转化为压能。即pa/r=(初速度)^2/2g,压能在此后管路中逐渐损失。你计算得出的40m/s,是按理论计算出水在叶轮甩出那一刻的速度,之后水从叶轮甩出后,在水泵蜗壳内,动能转化为压能。即pa/r=(初速度)^2/2g,压能在此后管路中逐渐损失。你计算得出的40m/s,是按理论计算出水在叶轮甩出那一刻的速度,之后水从叶轮甩出后,在水泵蜗壳内,动能转化为压能。即pa/r=(初速度)^2/2g,压能在此后管路中逐渐损失。
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simuy
2011年08月04日 15:08:10
5楼
同意二楼。这个速度指的是叶轮旋转的速度!
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pureinheart
2011年08月04日 17:27:41
6楼
极其感谢版主的支持!我很感动。市政给排水论坛真不错,喜欢交流这些看似简单的疑问。
针对这个疑惑,据说,对离心泵的扬程估算,可取最高效率点扬程E=P/γ+Z+v^2/2g=叶轮外径速度平方/2g。

那这个叶轮旋转的速度,怎么核算为水流的初速度呢?我感觉应该没有经济流速那么小吧?
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pureinheart
2011年08月04日 17:32:46
7楼
如果是接近经济流速的话,那又如何克服反方向的重力加速度,而把水供到高处呢?
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yangjunjun1984
2011年08月08日 15:22:19
8楼
你把水想象成气体,就很容易理解了!一样的道理!你看不到明显的体积变化而已!!!!
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pureinheart
2011年08月11日 10:08:12
9楼
想象成气体?我怎么想象不出来啊。如果是气体,那同样的离心做功(能量),初速度岂不更大。如果可以用相对小一些的离心做功(能量)输水,那水的重力影响是怎么被克服的?水在向上被提升流动时如果必须是要考虑重力影响的,那初速度就应该很大,因为反向的重力加速度是阻力啊。不解。
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yechang
2011年09月01日 00:24:58
10楼
水是具有可压缩性的流体,你中学物理课本上那个是假设的不可压缩的刚体(铁球之类)。不能用刚体来理解流体
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pureinheart
2011年09月07日 19:15:48
11楼
本帖最后由 pureinheart 于 2014-7-15 15:04 编辑


我理解您的意思,但不太认同这个说法,因为前提不够严密。如果水是从密闭管路的某个出口泄压出来,比如竖直向上喷水,那即使是水这个具有可压缩性的流体,它在空间里的流动也必定是遵循H=V2/2g的,它自泄压口喷出的初速度决定了它在空中最终的上升高度。

所以不是简单的刚体和流体的问题,我觉得。目前我就理解到这一步。
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