泵與風(fēng)機(jī)課后習(xí)題答案(標(biāo)準(zhǔn)版)

1、.揚(yáng)程：單位重量液體從泵進(jìn)口截面到泵出口截面所獲得的機(jī)械能。流量qv：單位時(shí)間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)進(jìn)口的氣體的體積。全壓p：單位體積氣體從風(fēng)機(jī)進(jìn)口截面到風(fēng)機(jī)出口截面所獲得的機(jī)械能。軸向渦流的定義：容器轉(zhuǎn)了一周，流體微團(tuán)相對(duì)于容器也轉(zhuǎn)了一周，其旋轉(zhuǎn)角速度和容器的旋轉(zhuǎn)角速度大小相等而方向相反，這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就稱軸向渦流。影響：使流線發(fā)生偏移從而使進(jìn)出口速度三角形發(fā)生變化。使出口圓周速度減小。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的損失：（一）機(jī)械損失：指葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸與軸封、軸與軸承及葉輪圓盤摩擦所損失的功率。（二）容積損失：部分已經(jīng)從葉輪獲得能量的流體從高壓側(cè)通過間隙向低壓側(cè)流動(dòng)造成能量損失。泵的葉輪入口處的容積損失，為了減小這部

2、分損失，一般在入口處都裝有密封環(huán)。（三），流動(dòng)損失：流體和流道壁面生摸差，流道的幾何形狀改變使流體產(chǎn)生旋渦，以及沖擊等所造成的損失。多發(fā)部位：吸入室，葉輪流道，壓出室。如何降低葉輪圓盤的摩擦損失：1、適當(dāng)選取n和D2的搭配。2、降低葉輪蓋板外表面和殼腔內(nèi)表面的粗糙度可以降低Pm2。3、適當(dāng)選取葉輪和殼體的間隙。軸流式泵與風(fēng)機(jī)應(yīng)在全開閥門的情況下啟動(dòng)，而離心式泵與風(fēng)機(jī)應(yīng)在關(guān)閉閥門的情況下啟動(dòng)。泵與風(fēng)機(jī)（課后習(xí)題答案）第一章1-1有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下：=35mm, =19mm, =178mm, =381mm, =18，=20。設(shè)流體徑向流入葉輪，如n=1450r/min，試畫出出口速度三

3、角形，并計(jì)算理論流量和在該流量時(shí)的無限多葉片的理論揚(yáng)程。解：由題知：流體徑向流入葉輪 =90 則：= = =13.51 （m/s）=13.5118=4.39 （m/s）=0.1784.390.035=0.086 （/s）=3.78 （m/s）=28.91 （m/s）=-ctg=28.91-3.78ctg20=18.52 （m/s）=54.63 （m）1-2有一離心式水泵，其葉輪外徑=220mm,轉(zhuǎn)速n=2980r/min，葉片出口安裝角=45，出口處的軸面速度=3.6m/s。設(shè)流體徑向流入葉輪，試按比例畫出出口速度三角形，并計(jì)算無限多葉片葉輪的理論揚(yáng)程，又若環(huán)流系數(shù)K=0.8，流動(dòng)效率=0.9

4、時(shí)，泵的實(shí)際揚(yáng)程H是多少？解：=34.3 （m/s）=3.6 m/s =45=5.09 （m/s） 畫出出口速度三角形=-ctg=34.31-3.6ctg45=30.71 （m/s）=90=107.5 (m)實(shí)際揚(yáng)程H=K=K=0.80.9107.5=77.41 (m)1-3有一離心式水泵，葉輪外徑=360mm，出口過流斷面面積=0.023，葉片出口安裝角=30，流體徑向流入葉輪，求轉(zhuǎn)速n=1480r/min，流量=86.8L/s時(shí)的理論揚(yáng)程。設(shè)環(huán)流系數(shù)K=0.82。解：流體徑向流入葉輪 =90=27.88 （m/s） =3.64 （m/s）=27.883.64=21.58 （m/s）=61.

5、39 （m）=0.8261.39=50.34 （m）1-4有一葉輪外徑為300mm的離心式風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2890r/min時(shí)。無限多葉片葉輪的理論全壓是多少？設(shè)葉輪入口氣體沿徑向流入，葉輪出口的相對(duì)速度，設(shè)為半徑方向。空氣密度=1.2kg/。解：氣體沿徑向流入=90又葉輪出口相對(duì)速度沿半徑方向=90=46.79（m/s） 由圖知=46.79m/s=1.246.7946.79=2626.7（Pa）1-5有一離心式風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速n=1500r/min，葉輪外徑=600mm，內(nèi)徑=480mm，葉片進(jìn)、出口處空氣的相對(duì)速度為=25m/s及=22m/s，它們與相應(yīng)的圓周速度的夾角分別為=60，=120，空氣

6、密度=1.2kg/。繪制進(jìn)口及出口速度三角形，并求無限多葉片葉輪所產(chǎn)生的理論全壓。解：= =37.68（m/s） =47.1（m/s） =25=21.65（m/s） =22=19.05（m/s） 知、可得速度三角形（m/s）=-=47.1-22=58.1（m/s）(Pa)1-6有一離心式水泵，在轉(zhuǎn)速n=1480r/min時(shí)，流量=89L/s，揚(yáng)程H=23m，水以徑向流入葉輪，葉輪內(nèi)的軸面速度=3.6m/s。內(nèi)、外徑比/=0.5，葉輪出口寬度=0.12，若不計(jì)葉輪內(nèi)的損失和葉片厚度的影響，并設(shè)葉輪進(jìn)口葉片的寬度=200mm，求葉輪外徑、出口寬度及葉片進(jìn)、出口安裝角和。解：由=得=0.039(m)

7、=39mm由/=0.5得 =2=2390=78(mm) =0.12=9.36mm= =3.02（m/s）tg=1.192 得=50=6.04（m/s）=38.8（m/s）由=23 得=37.31（m/s）（數(shù)據(jù)有問題，離心泵出口安裝角應(yīng)是銳角，即后彎式葉片）1-7 有一離心式風(fēng)機(jī)，葉輪外徑=600mm，葉輪出口寬度=150mm，葉片出口安裝角=30，轉(zhuǎn)速n=1450r/min。設(shè)空氣在葉輪進(jìn)口處無預(yù)旋，空氣密度=1.2kg/，試求：（1）當(dāng)理論流量=10000/h時(shí)，葉輪出口的相對(duì)速度和絕對(duì)速度； （2）葉片無限多時(shí)的理論全壓；（3）葉片無限多時(shí)的反作用度；（4）環(huán)流系數(shù)K和有限葉片理論全壓（

8、設(shè)葉片數(shù)z=12）解：（1）=45.53（m/s）由=得=9.83（m/s）=19.66（m/s）=30.15（m/s）（2）=45.53m/s =9.83m/s =ctg=45.53-9.83ctg30=28.5（m/s）=1.245.5328.5=1557.3（Pa）（3）=1=1=0.687由風(fēng)機(jī)的斯托道拉公式： =0.79=0.791557.3=1230.3（Pa）1-8有一軸流式風(fēng)機(jī)，在葉輪半徑380mm處?？諝庖?33.5m/s的速度沿軸向流入葉輪，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1450r/min時(shí)，其全壓=692.8Pa，空氣密度=1.2kg/，求該半徑處的平均相對(duì)速度的大小和方向。解：=（m/s）

9、 =33.5（m/s）=（m/s） 由題知軸向進(jìn)入，所以。(m/s)m/s1-9有一單級(jí)軸流式水泵，轉(zhuǎn)速n=580r/min，在葉輪直徑700mm處，水以=5.8m/s的速度沿軸向流入葉輪，又以圓周分速=2.3m/s從葉輪流出，試求為多少？設(shè)=1。解：=（m/s） （m/s）由題知軸向進(jìn)入，所以。(m/s)1-10有一后置導(dǎo)葉型軸流式風(fēng)機(jī)，在外徑=0.47m處，空氣從軸向流入，=30m/s，在轉(zhuǎn)速n=2000r/min時(shí)，圓周分速=5.9m/s，求。設(shè)=1。解：=（m/s） （m/s）由題知軸向進(jìn)入，所以。(m/s)1-11有一單級(jí)軸流式水泵，轉(zhuǎn)速為375r/min，在直徑為980mm處，水以

10、速度=4.01m/s軸向流入葉輪，在出口以=4.48m/s的速度流出。試求葉輪進(jìn)出口相對(duì)速度的角度變化值（）。解： =19.23（m/s） 水軸向流入 =0 =（m/s） 由速度三角形可知：= =0.2085 得= 由= 得= =1.321-12有一單級(jí)軸流式風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，在半徑為250mm處，空氣沿軸向以24m/s的速度流入葉輪，并在葉輪入口和出口相對(duì)速度之間偏轉(zhuǎn)20，求此時(shí)的理論全壓。空氣密度=1.2kg/。解：=（m/s） Pa第二章2-1有一葉輪外徑為460mm的離心式風(fēng)機(jī)，在轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí)，其流量為5.1/s，試求風(fēng)機(jī)的全壓與有效功率。設(shè)空氣徑向流入葉

11、輪，在葉輪出口處的相對(duì)速度方向?yàn)榘霃椒较?，設(shè)其/=0.85，=1.2kg/。解：=34.9（m/s）葉輪出口處的相對(duì)速度為半徑方向=90=1.234.934.9=1462.14（Pa）=0.85=0.851462.1=1242.82（Pa）=6.34（kW）2-2有一單級(jí)軸流式水泵，轉(zhuǎn)速為375r/min，入口直徑為980mm，水以=4.01m/s的速度沿軸向流入葉輪，以=4.48m/s的速度由葉輪流出，總揚(yáng)程為H=3.7m，求該水泵的流動(dòng)效率。解：=19.23（m/s） 水沿軸向流入 =4.01m/s =1.998(m/s) =m =0.949=94.9%2-3有一離心式水泵，轉(zhuǎn)速為480r

12、/min，總揚(yáng)程為136m時(shí)，流量=5.7/s，軸功率為=9860KW，其容積效率與機(jī)械效率均為92%，求流動(dòng)效率。設(shè)輸入的水溫度及密度為：t=20，=1000kg/。解：=0.77又=0.91=91%2-4用一臺(tái)水泵從吸水池液面向50m高的水池輸送=0.3/s的常溫清水（t=20，=1000kg/），設(shè)水管的內(nèi)徑為=300mm，管道長度=300m，管道阻力系數(shù)=0.028，求泵所需的有效功率。解：根據(jù)伯努利方程 +=+由題知：=50； =0； = =4.246（m/s） =m 代入方程得=75.76(m) =（kW）2-5設(shè)一臺(tái)水泵流量=25/s，出口壓力表讀數(shù)為323730Pa，入口真空表

13、讀數(shù)為39240Pa，兩表位差為0.8m，（壓力表高，真空表低），吸水管和排水管直徑為1000mm和750mm，電動(dòng)機(jī)功率表讀數(shù)為12.5kW，電動(dòng)機(jī)效率=0.95，求軸功率、有效功率、泵的總功率（泵與電動(dòng)機(jī)用聯(lián)軸器直接連接）。解：由題知：=323730Pa，=39240Pa，=39240Pa =0.8m，=1000mm=1m ，=750mm=0.75m =12.5kW， =0.95， =0.98m/s m/s+=+ 得：=+=0.8+=37.84m=9.27（）=12.50.980.95=11.64（）=100%=100%=79.6%2-6有一送風(fēng)機(jī)，其全壓是1962Pa時(shí)，產(chǎn)生=40/mi

14、n的風(fēng)量，其全壓效率為50%，試求其軸功率。解：=（kW）2-7要選擇一臺(tái)多級(jí)鍋爐給水泵，初選該泵轉(zhuǎn)速n=1441r/min，葉輪外徑300mm，流動(dòng)效率=0.92，流體出口絕對(duì)速度的圓周分速為出口圓周速度的55%，泵的總效率為90%，輸送流體密度=961，要求滿足揚(yáng)程=176m，流量=81.6/h，試確定該泵所需要的級(jí)數(shù)和軸功率各為多少（設(shè)流體徑向流入，并不考慮軸向渦流的影響）?解：=22.62（m/s） 由題知：=0.55=0.5522.62=12.44（m/s） =28.7（m） (m) (級(jí))kW2-8一臺(tái)G4-73型離心式風(fēng)機(jī)，在工況1（流量=70300/h，全壓=1441.6Pa，

15、軸功率=33.6k）及工況2（流量=37800/h，全壓=2038.4Pa，軸功率=25.4k）下運(yùn)行，問該風(fēng)機(jī)在哪種工況下運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)？解：工況1：= 100%=83.78% 工況2：=100%=84.26% 在工況2下運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)。第三章 相似理論3-1有一離心式送風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，流量=1.5/min，全壓=1200Pa，輸送空氣的密度為=1.2。今用該風(fēng)機(jī)輸送密度=0.9的煙氣，要求全壓與輸送空氣時(shí)相同，問此時(shí)轉(zhuǎn)速應(yīng)變?yōu)槎嗌?？流量又為多少？解：由題知：=1 ；各效率相等，=根據(jù)全壓相似關(guān)系 =1得=1450=1674.32( r/min)流量與密度無關(guān)，根據(jù)相似關(guān)系= 得

16、=1.73(/min)3-2有一泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min，揚(yáng)程H=100m，流量=0.17/s，若用和該泵相似但葉輪外徑為其2倍的泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1450r/min時(shí)，流量為多少？解：由題知：=2 ，由于兩泵相似 根據(jù)流量相似關(guān)系= 得：=0.68（/s）3-3有一泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min，其揚(yáng)程H=100m，流量=0.17/s，軸功率=183.8?，F(xiàn)用一出口直徑為該泵2倍的泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1450r/min時(shí)，保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相似，問其軸功率應(yīng)是多少？解：由于兩泵相似 且=2根據(jù)功率相似關(guān)系：= =得：=4=4183.8=735.2（）3-4 G4-73型離心風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速n=1450r/min

17、和=1200mm時(shí)，全壓=4609Pa，流量=71100/h，軸功率=99.8，若轉(zhuǎn)速變到n=730r/min時(shí)，葉輪直徑和氣體密度不變，試計(jì)算轉(zhuǎn)速變化后的全壓、流量和軸功率。解：由題可知：=1；=1根據(jù)比例定律：=3.945 得 =1168.3（Pa） =1.9863 得=35795.2（） =7.837 得=12.73（）3-5 G4-73型離心風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速n=1450r/min和=1200mm時(shí)，全壓=4609Pa，流量=71100，軸功率=99.8，空氣密度=1.2，若轉(zhuǎn)速和直徑不變，但改為輸送鍋爐煙氣，煙氣溫度t=200，當(dāng)?shù)卮髿鈮?0.1MPa，試計(jì)算密度變化后的全壓、流量和軸功率。

18、解：由題知=1 =1由于流量與密度無關(guān) 所以流量不變，m3/hkg/m3全壓=Pa 軸功率=kW3-6葉輪外徑=600mm的風(fēng)機(jī)，當(dāng)葉輪出口處的圓周速度為60m/s，風(fēng)量=300。有一與它相似的風(fēng)機(jī)=1200mm，以相同的圓周速度運(yùn)轉(zhuǎn)，求其風(fēng)量為多少？解：由題知：圓周速度相同 可得 =60得=2 根據(jù)相似流量關(guān)系=2=所以得=4=4300=1200（）3-7有一風(fēng)機(jī)，其流量=20，全壓=460Pa，用電動(dòng)機(jī)由皮帶拖動(dòng)，因皮帶滑動(dòng)，測得轉(zhuǎn)速n=1420r/min，此時(shí)所需軸功率為13。如改善傳動(dòng)情況后，轉(zhuǎn)速提高到n=1450r/min，問風(fēng)機(jī)的流量、全壓、軸功率將是多少？解：由于是同一風(fēng)機(jī)，所以

19、滿足相似由題知：=1 =1根據(jù)比例定律 = 得 =20=20.42（） = 得=460=479.58（Pa） = 得=13=13.84（）3-8已知某鍋爐給水泵，最佳工況點(diǎn)參數(shù)為：=270，=1490m，=2980r/min，=10級(jí)。求其比轉(zhuǎn)數(shù)。解：=69.853-9某單級(jí)雙吸泵的最佳工況點(diǎn)參數(shù)為=18000，=20m，=375r/min。求其比轉(zhuǎn)數(shù)。解：由于是單級(jí)雙吸泵=228.833-10 G4-73-11No18型鍋爐送風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速=960r/min時(shí)的運(yùn)行參數(shù)為：送風(fēng)量=19000，全壓=4276Pa；同一系列的No8型風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速=1450r/min時(shí)的送風(fēng)量=25200，全壓=1

20、992Pa，它們的比轉(zhuǎn)數(shù)是否相等？為什么？解：兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)分別為=4.17 =12.87比轉(zhuǎn)數(shù)不相等，因?yàn)橐慌_(tái)風(fēng)機(jī)在不同工況下有不同的比轉(zhuǎn)數(shù)，一般用最高效率點(diǎn)的比轉(zhuǎn)數(shù)，作為相似準(zhǔn)則的比轉(zhuǎn)數(shù)。所以題中的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)（同一系列）在最高效率點(diǎn)的比轉(zhuǎn)數(shù)是相同的，但題中給出的工況不同，所以比轉(zhuǎn)數(shù)不同。第四章 泵的汽蝕4-1除氧器內(nèi)液面壓力為117.6Pa，水溫為該壓力下的飽和溫度104，用一臺(tái)六級(jí)離心式給水泵，該泵的允許汽蝕余量h=5m，吸水管路流動(dòng)損失水頭約為1.5m，求該水泵應(yīng)裝在除氧器內(nèi)液面下多少米？解：= 倒灌高度=51.56.5（m）4-2有一臺(tái)單級(jí)離心泵，在轉(zhuǎn)速n=1450r/min時(shí)，流量

21、為2.6，該泵的汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)c=700。現(xiàn)將這臺(tái)泵安裝在地面上進(jìn)行抽水，求吸水面在地面下多少米時(shí)發(fā)生汽蝕。設(shè)：水面壓力為98066.5Pa，水溫為80（80時(shí)水的密度=971.4），吸水管內(nèi)流動(dòng)損失水頭為1m。解： 得3.255（m）由于發(fā)生汽蝕條件為3.255（m）根據(jù) t80，971.4 查表4-2知4.97m4.973.25511.076（m）4-3有一吸入口徑為600mm的雙吸單級(jí)泵，輸送20的清水時(shí)，=0.3，=970r/min，=47m，汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)=900。試求：在吸水池液面壓力為大氣壓力時(shí)，泵的允許吸上真空高度為多少？該泵如用于在海拔1500m的地方抽送=40的清水，泵的允許吸上真空高度又為多少？解：由題知：單級(jí)雙吸泵 900 得3.12（m）3.12 +3.12+0.33.42（m）由 得 1.06 （m/s）查表4-1及4-2得10.3（m）0.238（m）10.3