完整版泵与泵站第五版课后答案.docx
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【P107习题】
1.如所看的泵技置,泵从-个寄闭水笛捕水・输人月-密用水箱*水斑内的球聞与聚轴齐平*试同:
⑴速泵装置的种扬程阳*?
(m>
(2)泵的吸本地晤髙!
5ff.=?
(m)
(3)杲的庄水地班高度^=?
(m)
3m
II1
1
=-亠
—
—
R12-10*密闭式离心聚裝置
【1】.
(1)已知,出水水箱内绝对压强Pi=3.0atm,进水水箱绝对压强P2=0.8atm
2•三台泵三种抽水装国如图上105(口)、
上.其中柚)、4)装轻的吸水箱是密闭的.
(6).(小所示。
三台泵的泵轴都在同一标高(Q装置吸水井屋敞开的。
以泵轴为0-0线,大气压Pa=1atm
出水水箱测压管水头:
Hi
P
Pa10311020m
进水水箱测压管水头:
H2
P2
Pa100.81102m(表示在泵轴以
下)
HstHiH220
(2)
22m
(2)泵的吸水地形高度:
Hss
H2
2m
(3)泵的压水地形高度:
Hsd
Hi
20m
图2」0(5三种抽水裝宜
试问:
要使甘=強亦〕=见蛙】时.则如图2-105中矶二?
(m)j巴二?
(aun)
【2】.解答:
如图(a),Hss(a)3m
据题意:
Hss(b)Hss(C)Hss(a)3m
以泵轴为基准面
(1)b水泵位置水头:
ZbHA
b水泵吸水池测压管水柱高度:
h0.51105m
b水泵吸水池测压管水头:
H测ZbhHA5m
b水泵Hss(b)0H测0HA55HA3m
解得:
Ha2m
(2)c水泵位置水头:
Zc5m(在泵轴以下)
c水泵吸水池测压管水柱高度:
hPc11010FC10
c水泵吸水池测压管水头:
H测Zch510FC1010FC15(m)
c水泵Hss(c)0H测010Fc151510Fc3mH
解得:
Fc1.2atm
泵流就0=1601/趴IT逍均采用铸铁TL吸水及压水背道中的鬲部水头损失假设各为吸水骨;管於£>.二400mm*悅度-30mi
压水管:
管径热口350rmti,长度-200m;
規的效率夕二70%,梵他标高血如图2-106所示。
试问:
(1)根据给定的流量和管径,查《给水排水设计手册》第一册,得:
吸水管沿程水头损失系数h5.7%。
压水管沿程水头损失系数i111.6%
2
真空表读数:
HvHsdhs上Z(见P24,公式2-30)
2g2
真空表安装在泵轴处,
则:
HvHsshs
2
V1
计算水泵的吸水管流速:
Vi
Q
DS2
(亍)
0.16
1.27m/s
(3140.42)
4
泵吸水地形高度:
Hss
35
32
3m
吸水管水头损失:
hs
i1
111
0.0057
3011.17m
则:
真空表读数
Hv
1.272
1.171
29.8
4.25mH2O
'•Tatm10mH2O
760mmHg
真空度=PaPaPv100%
10mH2O4.25mH2O
10mH2O
100%57.5%
(2)泵的静扬程:
Hst74.532
211052.5m
压水管水头损失:
hd
i2l2
10.0116200
13.32m
管道总水头损失:
h
hs
hd1.173.32
4.49m
总扬程:
HH
1STh
52.5
4.4956.99m
gQH
1000
9.80.1656.99
(3)轴功率:
N-
127.66kw
1000
10000.7
则:
4.25mH2O4.2576323mmHg%
4.现有一台課心泵裝熾如图2・IG7所示.试证:
0
0
-—i
△
图2・107泵喷射出擁
该离心菜装登的扬程公式应为;
【4】•解答:
以吸水池水面为基准面
列0-0,1-1,2-2,3-3断面能量方程如下:
0-0断面:
E0
1-1断面:
E1
2-2断面:
E2
3-3断面:
E3
2
V0
P0
00
Pa
2g
g
g
2
V1
P
(Hss
2z)
2
V1
R
2g
g
2g
g
2
F2
2
P2
V2
(Hss
22)
V2
2g
g
2g
g
2
V3
P3
HST
2
V3
Pa
2g
g
2g
g
Z3
乙
Z0
Z2
吸水管水头损失:
hsE0E1
ss
2
V1
2g
Hv
Hss
2
V1
2g
得:
Hv
hs
Hss
2
V1
压水管水头损失:
hdE2E3
P2
Pa
2g
Hss
2
V3
得:
Hdhd
Hss
2
V2
2
2
V3
2g
HST
Hd
Hss
22
V2V3
2g
HST
•••泵装置总扬程
HHv
HST
Hd
则:
HHV
Hd
hs
ss
2
V1
2g
hdH
z
ss
2
V2
2
V3
2g
HST
hs
hd
2
V1
2
V2
2g
2
V3
子Hst
2g
(总水头损失
hs
hd)
HST
2g
22
V1V2
百
忽略流速差,即
V2,
2
V1
2
V2
2g
压力表和真空表沿泵轴安装,
则最后:
HHsth
2g
丨现有离心泵一台,世测其叶轮的外径^=2801^1,宽度亦二40mrm出水角ft=3CTQ股设此泵的转速^1450r/minh试整耐其册理论特性曲线◎
【5】•解答:
泵的基本方程式:
1u212
HTC2uu2(u2C2rctg)(u2u2C2rctg2)
ggg
叶轮出口牵连速度:
U2n2i14503・140.2821.25(m/s)
60一
60
叶轮出口面积:
D2b23.140.280.040.035(m2)
径向流速:
C2r
QtQt38.57QT(m/s)
F20.035
代入基本方程式,
得理论特性曲线:
Ht—(21.25221.2538.57Qtctg30)40.08144.86QT
T9.8TT
鼻―哈输送清水的离心泵*现用来输送需度为水的1-3倍的液体,谨觀体的其他物理性蘭可视为与水相同*泵装置肉同「试问:
(1)
1.3倍。
Q-H关系曲线不变;相同工况下,需要的功率增加为原来的
因为:
在泵的基本方程式的推导过程中,液体密度
P被消掉了,因此,水泵的理论扬程
和液体密度无关,水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程
Ht和Qt关系曲线的基础上减
去各种泵内的损失绘制的,
液体的其他物理特性和水相同,
则,其在水泵内部的各种损失和
输送水时一样,因此,水泵的特性曲线Q-H不变。
水泵的轴功率和液体密度p有关,N
gQH
1000
N和成正比,当
1.3水时,
Hd不变,
泵的压力表读数:
Pd
gHd(MPa),
和密度成正比,当
1.3水时,则Pd变为原来的
则功率变为原来的1.3倍。
(2)压力表读数变为原来的1.3倍。
因为:
如问题
(1)所示,输送液体的密度改变,扬程不变,则其压力表读数
1.3倍。
(3)以吸水池水面为基准面
吸水池和高位水池的高度差:
48m
高位水池的测压管内液柱高度:
曲價217.9m
1.3水g
静扬程:
HstZh48
7.9
55.9m
7.试从槪念上区分水箱自由出流时”测压曾水头线与宦道水头损餐特性曲线间的不同。
【7】解答:
测压管水头:
H测Zgh
Z――位置水头
gh――测压管内水柱高度(压强水头)
管道水头损失:
hH2H1(计算段前后测压管水头差)=SQ2为纵坐标,绘制测压管水头线,曲线趋势是下降。
管道水头损失特性曲线:
以流量为横坐标,管道水头损失为纵坐标,绘制曲线,曲线的趋势为上升。
E在图上109所示的泵装赴上.在出水闸阀前后装片、R两只压力表*在进衣口摊装上一只真空表S并均相应地接上测压管「现问:
【8】解答:
如图,则,A表显示的为水泵压力表读数,C表显示为水泵真空表读数,B点显示为闸
阀后的压力表读数。
(1)A、B读数一样,测压管水面高度一样。
因为:
闸阀全开,阀门前后的水头损失不计,贝UA、B点压力相同。
(2)A表读数增大,B表读数减小,A测压管水面高度增加,B测压管水面高度减小。
因为:
闸阀关小,流量减小。
水泵的工况点向流量Q减小,扬程H增大的方向移
2
动。
水泵的总扬程HHvHd,真空表读数HvHsshs土,闸阀关小时,流量减
2g
小,贝Vhs减小,v1减小,Hss不变,则Hv读数减小,而总扬程H是增大的,因此Hd是增大的,即A表读数增大。
闸阀关小,闸阀段的水头损失增大,则A、B压力表(或测压管高度)之差即为闸
阀段的水头损失。
B点的压力表读数亦可表示为HbdhBD,闸阀关小,流量减小,
hBDSbdQ2减小,Hbd不变,则B点的压力表读数减小,对应的测压管水面高度减小。
(3)C表读数减小,C比压管水面高度增加。
因为:
如
(1)问中,Hv读数减小,即C表读数减小。
又因为C表处为负压,C表读数减小,对应的测压管水面高度增加。
【9】解答:
(1)不一定。
因为可能调节出水泵的高效段,则,水泵的效率降低。
【10】.解答:
(1)一样。
因为:
总扬程HHsth。
两种情况,静扬程Hst一样,水头损失一样,则总扬程一样。
(2)水泵装置的总扬程增加,则水泵的工况点向流量减小、扬程增加的方向移动,水泵的轴功率降低,电耗减小。
因为:
静扬程Hst增加,则总扬程增加。
其管道特性曲线变化如图。
【12】.解答:
1N试从比例律的内涌说明荼站中采用调运运行的樂大意义“
意义:
和定速运行时水泵工作的高效段相比,通过调速运行,水泵形成了一系列的Q-H
曲线,对应着一系列的高效段,从而将一个泵的高效工作段扩展为一个高效区,大大扩展了
水泵的高效工作范围。
从而有效的解决了供水过程中,水量逐时变化情况下,水泵的高效、节能工作的问题。
【13】解答:
|13.轼归纳调連运行的优点说及需輿注意的事顶。
优点:
(1)保持管网等压供水(即静扬程不变);
(2)节能
注意:
(1)调速后的转速和水泵的临界转速不能重合、接近或成倍数。
(2)调速不能超过泵的额定转速,即一般不轻易调高。
(3)为了节约投资,一般采用定速泵和调速泵并联工作。
(4)泵的调速范围应该保证调速泵和定速泵的工况都在高效段运行。
14,同一台泵*在运厅中转速由旳变为叼,试问其比转数叫值足否发生相应的变化?
为什么?
〜
【14】.解答:
比转速不变。
因为调速后满足比例率:
Q2n2H
比转速ns1
3.65n1Q
比转速:
ns2
3.65n2.Q
3
H24
3.65n门2。
1
2’ni
3n;Hi4
2~
ni
3.65Qin2n2
3~33
Hi4nfn?
3.65^Q
3
Hi4
nsi
15•在产品试制中*一台模因离心泵的尺寸为实际泵的+借’并在转速nx73^/nhn时进疔域验.此时St出模型泵的设计工况出水疑扬程H/0.鮭。
如果模型泵与实际泵的敢率相等。
试求:
实际泵在fl=^r/min时的设tf工况流撤和杨程―
【i5】解答:
Di
据已知:
比例尺
m,Hm0.8m,QmiiL/s,nm730r/min
D宀4
实
实际泵n实960r/min
根据相似律:
Qm
Qs实
3nm
Hm
2
2nm
n实'
H实
n实
Qmn实
~3
则:
实际泵流量:
nm
ii960
3
1
-730
4
926L/s
Hm
2
该水泵的比转速:
ns
3.65n.Q
3
H4
3.652900.0.032
3
i00r/min
504
22m
0.89602
2
丄7302
4
J6.iS理仓库时.找岀一台旧的BA册叢i从苴漠糊的铭牌上.可看出:
p=32178,—
50m,厲=2900"min・A=22.9kWt可=68』囑°试绘剧其Z、0T性能曲绒口
【i6】.解答:
参考P54,nsi00r/min的相对性能曲线,
铭牌上参数即为:
Qo32L/s,H050m,N°22.9kw,068.5%
根据公式:
QQQ0
HHH0
NNN0
n.圧美国文献中报导了一份^=»aoo的离心貳加试脸资料.问该象折靠为找国采用的单位时,其比转数叭三?
【17】解答:
ns0.07061800127r/min
&某循环泵站中*夏李为一台I总旳型离心眾工柞,泵叶轮直咨址=叭管路中阻力系賊1225刃/诽扬程论別了冬番用水毘减少了.该駆站须减12%的供水量.为了节电,判冬季拟将另一备用叶轮切小后装上使用。
问:
该备用叶轮应切闌外轻百分之几?
【18】解答:
12Sh-19水泵的特性曲线见P60,图2-50
据题意,已知:
Hst
14m,S
25
225s2/m5,
D2
290mm
则其管道特性曲线为:
H
HST
hHST
sq2
14225Q
绘制:
管道特性曲线
Q
h
Q(L/s)
150
175
187.5
200
225
250
Q(m3/s)
0.15
0.175
0.1875
0.2
0.225
0.25
H
19.1
20.9
21.9
23.0
25.4
28.1
Qh曲线交QH曲线于A点,A点即为水泵的工况点,对应流量为Qa=195L/s,
扬程HA=22.8m。
流量减少12%,则减少后流量为Qb=(1-12%)X196=171.6L/S,扬程为
2
HB14225QB20.6m,其工况点移动到B(171.6,20.6)点
HB20.625
其等效率曲线系数:
kB-700(s2/m5)
Q20.17162
B
等效率曲线:
HkQ2700Q2
绘制:
等效率曲线hkQ2
Q(L/s)
150
175
187.5
200
225
250
Q(m3/s)
0.15
0.175
0.1875
0.2
0.225
0.25
H
15.8
21.4
24.6
28.0
35.4
43.8
HkQ2曲线过B点,交QH曲线于B'点,B'点即为水泵对应B点的相似工况
点,对应流量为Q'=185L/s,扬程H,=24.0m。
BB
Q'D
根据切削律:
旦-
qd
B2B
切削后叶轮直径:
D2B电D21716290267mm
2BQ'2185
B
切削量:
D2D2b100%290267100%7.9%
D2290
19•如果说,在学本课程前,你对看一台禺心聚的铭牌*可以克接说出它能打多少水,扬程是参高。
那么.现在对于这小问题,你榜如何回答?
为什么?
【19】.解答:
铭牌的参数为泵设计工况时的参数,即水泵的水力效率最高时的工作参数。
因此在描述水泵性能时,应该强调前提是在设计工况时,泵能打多少水,扬程多高。
21.集机场附赶一个工厂区的给水设施如所乐。
已知:
采用一台I4SAJ0离心乗工柞*转<?
=l450r/nun»叶轮貢轻/)=蚩16mm.管iSRl力系数隔二KXX/品,5K=130^/nft试问:
【21】.解答:
(1)相当于水泵和水箱联合供水的工作方式。
14SA-10泵特性曲线见P32。
以吸水池水面为基准面。
密闭高位水箱的测压管水头为:
Hc
123.0
100
3.5
11048m
B点测压管水头为:
Hb120
100
12
24
40m
水泵特性曲线折引到B点,折引后:
H'h
hAB
h
SabQ2H
200Q2
水池供水特性曲线折引到B点:
hC
Hc
hBC
Hc
SBCQ48
130Q2
绘制:
水泵折引后特性曲线QH
Q(L/s)
0
80
160
240
320
400
Q(m3/s)
0
0.08
0.16
0.24
0.32
0.40
h
72
77
76
73
69
59
hAB
0
1.3
5.1
11.5
20.5
32.0
1
h
72
75.7
70.9
61.5
48.5
27.0
绘制:
高位水池供水折引后特性曲线QHc
Q(L/s)
0
80
160
240
320
400
Q(m3/s)
0
0.08
0.16
0.24
0.32
0.40
He
48
48
48
48
48
48
hBC
0
0.8
3.3
7.5
13.3
20.8
1
h
48
47.2
44.7
40.5
34.7
27.2
绘制:
Hb40直线,交QHc于C点,则C点对应的流量Qc=245L/s为高位水箱的出流流量,交QH'于A’点,过A'点做纵轴平行线,交QH于A点,A点即为水泵的工况点,对应流量为Qa=350L/s,扬程HA=65m。
B点的流量:
QbQaQc245350595L/s
(图1)
(2)相当于水泵同时向两个水箱供水的问题。
如上图,绘制:
水泵折引后特性曲线QH'
绘制:
Hb40直线,交QH'于A点,过A'点做纵轴平行线,交QH
于A点,A点即为水泵的工况点,对应流量为Qa=350L/s,扬程HA=65m。
水泵到水池C的流量:
QcQaQb35040310L/S
(图2)
22.24SB-19型离心系的铭牌上注明:
在抽升201水温的水时,Hu=2+5mo现问:
(!
)该条在戛际使用中.娃否其泵吸入口的真空表ffl/C兴要不大于2,5^0*就能够保证该泵在运行中不产生弋迪?
(1)不是。
因为:
允许吸上真空高度为真空表读数Hv的极限值。
要求满足HvHs,能够保证水
泵不产生气蚀。
水泵的允许吸上真空高度受的提升液体的水温、实际地点的气压影响。
水泵铭牌
上的参数Hs=2.5m是水泵在标准状态下(即水温20C,气压为1atm)的允许吸上真空高
度。
当水泵在标准状态下工作时,HvHs即Hv2.5mH2O,即能保证不产生气蚀,但是
10.33hahva0.24,
当水泵不在标准状态下工作时,需要对Hs进行修正,HsHs
(2)不是。
因为:
根据泵内压力变化规律,
2
FaPkVi
(Hss
gg2g
(P78,公式2-146):
Wo2
2g
hs)
22
CoVi
2g
222
uCoViWo
Hs
2g2g
叶轮绝对压力最小值:
Pg(空Hs)(Cgg
2
Vi
w02)
2g)
在标准状态下,
Pa
Hs10.332.5
7.83m
Pk
7.85g
22
(CoV1
(2g
Wl),式中(Vv2
2g2g
痙)表示水泵内部的压力降,
2g
值大于3m,因此,叶轮中的绝对压力最小值并不是7.85m,而是更低。
wanderer
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