課后習(xí)題答案

1、1 泵與風(fēng)機可分為哪幾大類？發(fā)電廠主要采用哪種型式的泵與風(fēng)機？ 為什么？答：泵按產(chǎn)生壓力的大小分：低壓泵、中壓泵、高壓泵 風(fēng)機按產(chǎn)生全壓得大小分：通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓氣機 泵按工作原理分：葉片式：離心泵、軸流泵、斜流泵、旋渦泵容積式：往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵 其他類型：真空泵、噴射泵、水錘泵 風(fēng)機按工作原理分：葉片式：離心式風(fēng)機、軸流式風(fēng)機 容積式：往復(fù)式風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式風(fēng)機 發(fā)電廠主要采用葉片式泵與風(fēng)機。其中離心式泵與風(fēng)機性能范圍廣、效 率高、體積小、重量輕，能與高速原動機直聯(lián)，所以應(yīng)用最廣泛。軸流式泵 與風(fēng)機與離心式相比， 其流量大、壓力小。故一般用于大流量低揚程的場合。 目前，大容量機組多作為循環(huán)水泵及

2、引送風(fēng)機。2 泵與風(fēng)機有哪些主要的性能參數(shù)？銘牌上標(biāo)出的是指哪個工況下的 參數(shù)？答：泵與風(fēng)機的主要性能參數(shù)有：流量、揚程（全壓） 、功率、轉(zhuǎn)速、效率 和汽蝕余量。在銘牌上標(biāo)出的是：額定工況下的各參數(shù)3 離心式泵與風(fēng)機有哪些主要部件？各有何作用？答：離心泵葉輪：將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能吸入室： 以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進入葉輪， 并使葉輪進口處 的液體流速分布均勻。壓出室： 收集從葉輪流出的高速流體， 然后以最小的阻力損失引入壓水管或次級葉輪進口，同時還將液體的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?dǎo)葉： 匯集前一級葉輪流出的液體， 并在損失最小的條件下引入次級葉輪的進口或壓出室

3、，同時在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。密封裝置： 密封環(huán)：防止高壓流體通過葉輪進口與泵殼之間的間隙泄露 至吸入口。軸端密封：防止高壓流體從泵內(nèi)通過轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之 間的間隙泄漏到泵外。離心風(fēng)機葉輪：將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能蝸殼：匯集從葉輪流出的氣體并引向風(fēng)機的出口， 同時將氣體的部分動 能轉(zhuǎn)化為壓力能。集流器：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。 進氣箱：改善氣流的進氣條件，減少氣流分布不均而引起的阻力損失。4 軸流式泵與風(fēng)機有哪些主要部件？各有何作用？答：葉輪：把原動機的機械能轉(zhuǎn)化為流體的壓力能和動能的主要部件。導(dǎo)葉：使通過葉輪的前后的流體具有一定的流動

4、方向，并使其阻力損失 最小。吸入室（泵）：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進入葉輪，并使葉輪進口處的液體流速分布均勻。集流器（風(fēng)機）：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口擴壓筒：將后導(dǎo)葉流出氣流的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。5 軸端密封的方式有幾種？各有何特點？用在哪種場合？ 答：填料密封：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但使用壽命短，廣泛應(yīng)用于中低壓水 泵上。機械密封：使用壽命長，密封效果好，摩擦耗功小，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制 造精度與安裝技術(shù)要求高，造價貴。適用于高溫高壓泵。浮動環(huán)密封：相對與機械密封結(jié)構(gòu)較簡單，運行可靠，密封效果好，多 用于高溫高壓鍋爐給水泵上。第一章思考題1 流體在旋轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)是如何運動的？各

5、用什么速度表示？其速度矢量可組成怎樣的圖形？ 答：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪中某一流體質(zhì)點將隨葉輪一起做旋轉(zhuǎn)運動。同時該 質(zhì)點在離心力的作用下，又沿葉輪流道向外緣流出。因此，流體在葉輪 中的運動是一種復(fù)合運動。葉輪帶動流體的旋轉(zhuǎn)運動，稱牽連運動，其速度用圓周速度 u 表示； 流體相對于葉輪的運動稱相對運動，其速度用相對速度 w 表示； 流體相對于靜止機殼的運動稱絕對運動，其速度用絕對速度 v 表示。 以上三個速度矢量組成的矢量圖，稱為速度三角形。2 當(dāng)流量大于或小于設(shè)計流量時，葉輪進、出口速度三角形怎樣變化？ 答：進口速度三角形的變化：當(dāng)流量小于設(shè)計流量時：軸面速度 v1m v1m ， 1 90， 1

6、 v1m ， 1 90， 1 1。（如圖 b）出口速度三角形小于設(shè)計流量大于設(shè)計流量3 泵與風(fēng)機的能量方程式有哪幾種形式？并分析影響理論揚程（全壓） 的因素有哪些？答：泵： H T = （u2v2u u1v1u ）g風(fēng)機 ： pTu2v2u u1v1u因素：轉(zhuǎn)速 n ；葉輪外徑 D2；密度（影響全壓）、葉片出口安裝角 2a ；進口絕對速度角 1 。4 離心式泵與風(fēng)機有哪幾種葉片形式？各對性能有何影響？為什么離心泵均采用后彎式葉片？ 答：后彎式、徑向式、前彎式2u2 。 。g后彎式： 2a 90時， cot 2a為負值， 2a越大， cot 2a越小， HT 則越大即隨 2a不斷增大， HT 亦

7、不斷增大。當(dāng) 2a 增加到等于最大角 2a,max時，2u22g以上分析表明，隨葉片出口安裝角2a的增加，流體從葉輪獲得的能量越大。因此，前彎式葉片所產(chǎn)生的揚程最大，徑向式葉片次之，后彎式葉片最 小。當(dāng)三種不同的葉片在進、出口流道面積相等，葉片進口幾何角相等時， 后彎式葉片流道較長，彎曲度較小，且流體在葉輪出口絕對速度小。因此， 當(dāng)流體流經(jīng)葉輪及轉(zhuǎn)能裝置 （導(dǎo)葉或蝸殼 ）時，能量損失小，效率高，噪聲低。 但后彎式葉片產(chǎn)生的總揚程較低，所以在產(chǎn)生相同的揚程 （ 風(fēng)壓）時，需要較 大的葉輪外徑或較高的轉(zhuǎn)速。 為了高效率的要求， 離心泵均采用后彎式葉片， 通常 2a為 20 30。9. 軸流式泵與風(fēng)

8、機與離心式相比較，有何性能特點？使用于何種場合？ 答 : 軸流式泵與風(fēng)機的性能特點是流量大，揚程低，比轉(zhuǎn)數(shù)大，流體沿軸向 流入、流出葉輪。目前國內(nèi)外大型電站普遍采用軸流式風(fēng)機作為鍋爐的送引風(fēng)機、軸流式 水泵作為循環(huán)水泵。11. 軸流式泵與風(fēng)機的翼型、葉柵的幾何尺寸、形狀對流體獲得的理論揚程 （全壓）有何影響？并分析提高其揚程（全壓）的方法？答：泵：2b u w sinHT cyt va 2g cos風(fēng)機： PT cy b u w sint va 2 cos增加弦長 b ；增大葉柵中翼型的升力系數(shù) cy ；減小柵距 t ；增大 ；增加升力角 均可提高泵與風(fēng)機的揚程（全壓） 。1-1 有一離心式水

9、泵，其葉輪尺寸如下： b1 =35mm, b2 =19mm, D 1 =178mm, D2 =381mm, 1a =18， 2a =20。設(shè)流體徑向流入葉輪，如 n=1450r/min ，試畫出出口速度三角形， 并計算理論流量 qV,T 和在該流量時的無限多葉片的理論揚程 HT 。解：由題知：流體徑向流入葉輪 1=90 則：60178 10 3 1450=60m/s）V1=V1m=u1 tg 1a= tg= （m/s）3q1V= D1b1V1m=（m /s ）q1V0.086V2m = 1V =2mD2b20.381 0.019m/s）D 2n381 10 3 1450u2 =2 60 60m

10、/s）V2u =u2- V2mctg 2a= （m/s）u2V2u28.91 18.52H T =g 9.8m）1-2 有一離心式水泵，其葉輪外徑D2 =220mm轉(zhuǎn), 速 n=2980r/min ，葉片出口安裝角2a =45，出口處的軸面速度 v2m =s。設(shè)流體徑向流入葉輪，試按比例畫出出口速度三角 形，并計算無限多葉片葉輪的理論揚程 HT ，又若環(huán)流系數(shù) K=，流動效率 h =時，泵的 實際揚程 H 是多少？解：D2n0.22 2980u2 = 2 = （m/s）2 60 60V2m= m/s 2 a =45 w2 = v2m = （m/s） 畫出出口速度三角形 sin 2aV2u =u

11、2- V2mctg 2a= （m/s）1 =90HT=u2V2u = 34.31 30.719.8= （m）實際揚程 H=KHT =K h H T(m)1-3 有一離心式水泵，葉輪外徑 D2 =360mm，出口過流斷面面積 A2=m2 ，葉片出口安裝角2a =30，流體徑向流入葉輪，求轉(zhuǎn)速 n=1480r/min ，流量 qV ,T =s時的理論揚程 HT 。設(shè) 環(huán)流系數(shù) K=。解：流體徑向流入葉輪1=90u2= D2n= 0.36 14802 60 60m/s)v2m=qV,T =83.8 102m A 0.023m/s)v2u =u2v2m ctg 2a= 3= (m/s)=u2V2u =

12、 27.88 21.58HT = =T g 9.8m）HT =K HT = (m)1-6 有一離心式水泵， 在轉(zhuǎn)速 n=1480r/min 時，流量 qV =89L/s ，揚程 H=23m，水以徑向流入葉輪，葉輪內(nèi)的軸面速度 v1m =s。內(nèi)、外徑比 D1/ D2 =，葉輪出口寬度 b2 =D2 ，若不計葉輪內(nèi)的損失和葉片厚度的影響，并設(shè)葉輪進口葉片的寬度b1 =200mm，求葉輪外徑 D2、出口寬度 b2及葉片進、出口安裝角 1a 和 2a。解 ：由 qV =D1 b1 V1m 得 D1=3qV89 10V = =(m)=39mm b1v1m0.2 3.6由D1/ D2=得 D2 =2D1

13、=2 390=78(mm) b2=D2 =600.039 148060=（m/s）tg 1a=vu11m =33.062= 得 1a=50u2=D2n600.078 148060=（m/s）qVv2m=D2b289 100.078 0.009=（m/s）由 HT =u2V2u g=23 得 V2u =（m/s）2a128.85 （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- 9 有一單級軸流式水泵，轉(zhuǎn)速 n=580r/min ，在葉輪直徑 700mm處，水以 v1=s 的速度沿 軸向流入葉輪，又以圓周分速 v2u =s從葉輪流出，試求 cy b為多少？設(shè) =1。2u y tDn 3

14、.14 0.7 580解： u =21.25 （m/s）60 60v1 wa va 5.8 （ m/s）由題知軸向進入 v1u 0，所以 w1u u 。 w2u u v2u 21.25 2.3 18.95 （m/s）1- 11 有一單級軸流式水泵， 轉(zhuǎn)速為 375r/min ，在直徑為 980mm處，水以速度 v1=s 軸向流 入葉輪，在出口以 v2=s 的速度流出。試求葉輪進出口相對速度的角度變化值（2 1）。Dn0.98 375解： u = =（ m/s）60 60水軸向流入 v1u =0v2u = v22 va2 = v22 v12 = 4.482 4.012 2 （m/s） 由速度三角

15、形可知： tg 1=va =v1 = 4.01 = 得 1=11.781 u u 19.23 1vav14.01由 tg 2 = a = 1 = 0.2327 得 2 =13.10u v2u u v2u 19.23 22 1=13.10 11.78 第二章思考題4.離心式葉輪的理論 qV,T-HT 曲線及qV,T - pT 曲線為直線形式，而實驗所得的 qV - H 及qV - p關(guān)系為曲線形式，原因何在？答：對于有限葉片的葉輪，由于軸向渦流的影響使其產(chǎn)生的揚程降低，該葉輪的揚程可用環(huán)流系數(shù)進行修正。環(huán)流系數(shù) K 恒小于 1，且基本與流量 無關(guān)。因此，有限葉片葉輪的 qV,T H T 曲 線，

16、也是一條向下傾斜的直線，且位于 無限多葉片所對應(yīng)的 qV,T H T 曲線下 方。如圖中 b 線所示?？紤]實際流體粘 性的影響，還要在 qV,T H 曲線上減去因摩擦、擴散和沖擊而損失的揚程。因為摩擦及擴散損失隨流量的平方增加， 在減去各流量下因摩擦及擴散而損失的揚程后即得圖中的 c 線。沖擊損失在 設(shè)計工況下為零，在偏離設(shè)計工況時則按拋物線增加，在對應(yīng)流量下再從 c 曲線上減去因沖擊而損失的揚程后即得 d 線。除此之外，還需考慮容積損失 對性能曲線的影響。因此，還需在 d 線的各點減去相應(yīng)的泄漏量 q，即得到 流量與揚程的實際 qV H 性能曲線，如圖中 e 線所示。對風(fēng)機的 qVH 曲線分

17、析與泵的 qVH 曲線分析相同。 6離心式和軸流式泵與風(fēng)機在啟動方式上有何不同？ 答：離心式泵與風(fēng)機，在空載時，所需軸功率（空載功率）最小，一般為設(shè) 計軸功率的 30%左右。在這種狀態(tài)下啟動，可避免啟動電流過大，原動機過 載。所以離心式泵與風(fēng)機要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動。軸流式泵與風(fēng)機，功率 P 在空轉(zhuǎn)狀態(tài)（ qV =0）時最大，隨流量增加而減 小，為避免原動機過載，對軸流式泵與風(fēng)機要在閥門全開狀態(tài)下啟動。2- 2 有一單級軸流式水泵，轉(zhuǎn)速為 375r/min ，入口直徑為 980mm，水以 v1=s 的速度沿軸 向流入葉輪，以 v2=s 的速度由葉輪流出，總揚程為 H=，求該水泵的流動效率 h

18、 。解： u= Dn60980 10 3 375=（ m/s）60水沿軸向流入 V1u 0V1 =V1a =V2a =su19.23HT =V2u V1u1.998 0 3.9mg9.8v2u = v22 v22a = 4.482 4.012 =(m/s)hH HT3.73.9=%2-3 有一離心式水泵，轉(zhuǎn)速為 480r/min ，總揚程為 136m時，流量 qV =m3 s，軸功率為 P =9860KW，其容積效率與機械效率均為 92%，求流動效率。設(shè)輸入的水溫度及密度為： t=20 ， =1000kg/ m3 。解： =Pe= gqVH =1000 g 5.7 136P= 1000P =

19、1000 9860又= h V m= 0.77h=Vm=91%0.92 0.922-4 用一臺水泵從吸水池液面向 50m高的水池輸送 qV =m3s 的常溫清水（ t=20 ，=1000kg/ m3 ），設(shè)水管的內(nèi)徑為 d =300mm，管道長度 L =300m，管道阻力系數(shù) =，求泵 所需的有效功率。解： 根據(jù)伯努利方程z1+22 p1 + v1 +H =p2 v2+H =z2 +g 2gg +2g +hw由題知： z1 z2 =50； p1 =p2 =0； v1=v20.3=（m/s）4 d2 4 0.32l v = 0.028 d 2g300 4.24620.3 2 9.825.76 m

20、代入方程得 H =(m)222.7 (kW)gqV H 1000 9.8 0.3 75.76Pe =e 1000 10002- 5 設(shè)一臺水泵流量 qV =25 L /s ，出口壓力表讀數(shù)為323730Pa，入口真空表讀數(shù)為39240Pa，兩表位差為，（壓力表高，真空表低），吸水管和排水管直徑為 1000mm和 750mm，電動機功率表讀數(shù)為，電動機效率 g =，求軸功率、有效功率、泵的總功率（泵與電動機 用聯(lián)軸器直接連接） 。解：由題知： P2e =323730Pa， P1v =39240Pa， P1e= P1v = 39240Paz2 z1=， d1 =1000mm=1m， d 2 =75

21、0mm=tmPg =，4qvd124 2521000 3.14 120.032 m/sv24qvd224 2521000 3.14 0.7520.057 m/s22z1+ p1 +v1 +H=z2+ p2 +v2得：g 2g g 2gH=z z +p2 p1 +v22 v12 =+323730 ( 39240) H =z2 z1+ g + 2g =+ 1000 9.80.05720.032 2 =2 9.8Pe=KW )gqV H =1000 9.8 25 10 3 37.841000 1000P=Pg tm g= （ KW）P9.3= e 100%= 100%=%P11.642- 7 要選擇

22、一臺多級鍋爐給水泵，初選該泵轉(zhuǎn)速 n=1441r/min ，葉輪外徑 D2 300mm，流動效率 h =，流體出口絕對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 =961kg / m3 ，要求滿足揚程 H =176m，流量 qV =m3 h，試確定該泵所需要的級數(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：D2n u2= 2 600.3 144160=( m/s)由題知： v2u =u2 = （m/s）m）u2v2u = 22.62 12.44HT =g 9.8H1 H T h 28.7 0.92 26.42 (m)H i176 6.66 7（

23、級）H126.42PePe1000gqV H 961 9.8 81.6 176V 41.7kW1000 1000 3600 0.9第三章思考題1 當(dāng)一臺泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時，其揚程、流量、功率將如何變化？答：根據(jù)比例定律可知：流量 qVp qVm np 揚程 HpHm (np)2 功率 Pp nmnmnp 3Pm ( p)3nm2 為什么說比轉(zhuǎn)數(shù)是一個相似特征數(shù)？無因次比轉(zhuǎn)數(shù)較有因次有何優(yōu) 點？答：比轉(zhuǎn)數(shù)是由相似定律推導(dǎo)而得，因而它是一個相似準(zhǔn)則數(shù)。 優(yōu)點：有因次比轉(zhuǎn)數(shù)需要進行單位換算。3 為什么可以用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機進行分類？ 答：比轉(zhuǎn)數(shù)反映了泵與風(fēng)機性能上及結(jié)構(gòu)上的特點。如當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)不變，對于揚

24、 程(全壓)高、流量小的泵與風(fēng)機， 其比轉(zhuǎn)數(shù)小。 反之，在流量增加， 揚程(全 壓) 減小時，比轉(zhuǎn)數(shù)隨之增加，此時，葉輪的外緣直徑 D 2及葉輪進出口直徑 的比值 D2 D 0隨之減小，而葉輪出口寬度 b2則隨之增加。當(dāng)葉輪外徑 D2 和 D 2 D 0減小到某一數(shù)值時，為了避免引起二次回流，致使能量損失增加，為 此，葉輪出口邊需作成傾斜的。此時，流動形態(tài)從離心式過渡到混流式。當(dāng) D2減小到極限 D2 D0=1 時，則從混流式過渡到軸流式。由此可見，葉輪形式 引起性能參數(shù)改變，從而導(dǎo)致比轉(zhuǎn)數(shù)的改變。所以，可用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機進行分類6隨比轉(zhuǎn)數(shù)增加，泵與風(fēng)機性能曲線的變化規(guī)律怎樣？ 答：在低比轉(zhuǎn)

25、數(shù)時，揚程隨流量的增加，下降較為緩和。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)增大時， 揚程曲線逐漸變陡，因此軸流泵的揚程隨流量減小而變得最陡。在低比轉(zhuǎn)數(shù)時 ( ns ha）時，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕；當(dāng)( hr ha時，泵內(nèi)不會發(fā)生汽蝕；當(dāng)( hr ha hc )時，處于臨界狀態(tài)。3 提高轉(zhuǎn)速后，對泵的汽蝕性能有何影響？ 答：對同一臺泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變 化，即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為 惡化。4 為什么說汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)也是一個相似特征數(shù)？使用無因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) 有何優(yōu)點？答：因為汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是由流量相似定律和汽蝕相似定律推導(dǎo)而來的。因此也 是一個相似特征數(shù)。優(yōu)點：不需要進

26、行單位換算。5 提高泵的抗汽蝕性能可采用那些措施？基于什么原理？ 答：一、提高泵本身的抗汽蝕性能(1) 降低葉輪入口部分流速。 一般采用兩種方法： 適當(dāng)增大葉輪入口直 徑D0 ；增大葉片入口邊寬度 b1 。也有同時采用既增大 D0又增大 b1的方法。 這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變，均應(yīng)有一定的限度，否則將影響泵效率。(2) 采用雙吸式葉輪。雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸式葉輪的 63， 因而提高了泵的抗汽蝕性能。(3) 增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。這樣可以減小局部阻力損失。(4) 葉片進口邊適當(dāng)加長。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。(5) 首級葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。 如采用含鎳鉻的不銹鋼、 鋁

27、青銅、 磷青銅等。二、提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量 ha可以采取如下措施：(1) 減小吸入管路的流動損失。即可適當(dāng)加大吸入管直徑，盡量減少管路 附件，如彎頭、閥門等，并使吸人管長最短。(2) 合理確定兩個高度。即幾何安裝高度及倒灌高度。(3) 采用誘導(dǎo)輪。主葉輪前裝誘導(dǎo)輪，使液體通過誘導(dǎo)輪升壓后流入主葉 輪( 多級泵為首級葉輪 ) ，因而提高了主葉輪的有效汽蝕余量，改善了泵的汽 蝕性能。(4) 采用雙重翼葉輪。 雙重翼葉輪由前置葉輪和后置離心葉輪組成， 與誘 導(dǎo)輪相比，其主要優(yōu)點是軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，且不存在誘導(dǎo)輪與主葉輪 配合不好， 而導(dǎo)致效率下降的問題。 所以，雙重翼離心泵不會降低泵的

28、性能， 卻使泵的抗汽蝕性能大為改善。(5) 采用超汽蝕泵。在主葉輪之前裝一個類似軸流式的超汽蝕葉輪，其 葉片采用了薄而尖的超汽蝕翼型，使其誘發(fā)一種固定型的汽泡，覆蓋整個翼 型葉片背面，并擴展到后部，與原來葉片的翼型和空穴組成了新的翼型。其 優(yōu)點是汽泡保護了葉片，避免汽蝕并在葉片后部潰滅，因而不損壞葉片。(6) 設(shè)置前置泵。采用在給水泵前裝置低速前置泵，使給水經(jīng)前置泵升壓 后再進入給水泵， 從而提高了泵的有效汽蝕余量， 改善了給水泵的汽蝕性能； 同時除氧器的安裝高度也大為降低。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡單而又可 靠的一種方法。4- 2 有一臺單級離心泵，在轉(zhuǎn)速 n=1450r/min 時，流量為

29、 m3 /min ，該泵的汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) c=700?，F(xiàn)將這臺泵安裝在地面上進行抽水，求吸水面在地面下多少米時發(fā)生汽蝕。設(shè)： 水面壓力為，水溫為 80(80時水的密度 =kg / m3)，吸水管內(nèi)流動損失水頭為 1m。解： c 5.62n 3qV 得 hr (5.62n qV )43( hr) 4(（m）由于發(fā)生汽蝕條件為 ha hr hc根據(jù) t 80， kg /m3 查表 4-2 知HVha hr （m）1（m）3qV =m / s ，n =970r/min ，Hg PegHV hahw 98066.5 g g V a w 971.4 9.84- 3 有一吸入口徑為 600mm的雙吸單級泵，輸

30、送 20的清水時，H =47m，汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) c =900。試求： 在吸水池液面壓力為大氣壓力時，泵的允許吸上真空高度 Hs 為多少？ 該泵如用于在海拔 1500m的地方抽送 t =40的清水，泵的允許吸上真空高度 Hs 又為多少？解：由題知：單級雙吸泵5.62n cqV2 900 得 hr ( m) ( hr) 4hc hr hhc+K +（ m）由 qV Avs得q 0.3V (m/s)A 0.6240.3查表 4-1 及 4-2 得 Hambm） HV （ m）2 HsPe gPv 2vsg h （ m）海拔 1500m查表 4-1 Hamb t =40 查表 4-2 HV Hs Hs H

31、 amb HV（ m）4- 4 在泵吸水的情況下，當(dāng)泵的幾何安裝高度Hg 與吸入管路的阻力損失之和大于6 104 Pa時，發(fā)現(xiàn)泵剛開始汽化。吸入液面的壓力為103 ，水溫為 20，試求水泵裝置的有效汽蝕余量為多少？解： ha hc Pe Pv （ Hg hw） g34101.3 103 0.238 6 104 3.976 （m） 1000 9.8 1000 9.84- 6 有一臺吸入口徑為 600mm的雙吸單級泵，輸送常溫水，其工作參數(shù)為： qV =880L / s， 允許吸上真空高度為，吸水管路阻力損失為，試問該泵裝在離吸水池液面高處時，是否 能正常工作。解： Vs 4qV24 880 2

32、3.11m/ss D 2 1000 3.14 0.62 所以不能正常工作。1 如何繪制管路特性曲線？第五章 思考題答：由泵的管路特性曲線方程 H cHst qv2 可知，當(dāng)流量發(fā)生變化時，裝置 揚程 Hc 也隨之發(fā)生變化。對于風(fēng)機，因 氣體密度 很小，Ht 形成的氣柱壓力可以 忽略不計，即 Ht 為零，又因引風(fēng)機是將 煙氣排入大氣，故該風(fēng)機的管路特性曲線 方程可近似認為 pc qv2 因此可以看出，管路特性曲線是一條 二次拋物線，此拋物線起點應(yīng)在縱坐標(biāo)靜 揚程 H st處；風(fēng)機為一條過原點的二次拋物線，如圖所示。2. 什么是泵與風(fēng)機的運行工況點？泵（風(fēng)機）的揚程（全壓）與泵（風(fēng)機） 裝置揚程（

33、裝置風(fēng)壓）區(qū)別是什么？兩者又有什么聯(lián)系？答：將泵本身的性能曲線與管路特性曲線按同一比例繪在同一張圖上，則這 兩條曲線相交于一點，這點即泵在管路中的工作點。區(qū)別：泵 （風(fēng)機）的揚程：是提供能量的 , 隨流量的增加揚程降低 ,曲線下降。 裝置揚程：管路系統(tǒng)所消耗的能量，隨流量的增加，揚程增加，曲線 上升。關(guān)系：當(dāng)二者相等時，泵（風(fēng)機）穩(wěn)定工作。3. 試述泵與風(fēng)機的串聯(lián)工作和并聯(lián)工作的特點？ 答：并聯(lián)特點：揚程彼此相等，總流量為每臺泵（風(fēng)機）輸出流量之和。串聯(lián)特點：流量彼此相等，總揚程為每臺泵（風(fēng)機）揚程之和。4. 泵與風(fēng)機并聯(lián)工作的目的是什么？并聯(lián)后流量和揚程（或全壓）如何變 化？并聯(lián)后為什么揚程

34、會有所增加？ 答：（1）泵與風(fēng)機并聯(lián)工作的目的是保證揚程相同時增加流量。（2）兩臺泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和，與各泵單獨工作時相比， 兩臺泵并聯(lián)后的總流量小于各泵單獨工作時流量的二倍， 而大于一臺泵單獨 工作時的流量。并聯(lián)后每臺泵工作流量較單獨工作時的較小。（3）因為輸送的管道仍是原有的，直徑也沒增大，而管道摩擦損失隨流 量的增加而增大了，從而導(dǎo)致總阻力增大，這就需要每臺泵都提高它的揚程 來克服增加的阻力，故并聯(lián)后揚程大于并聯(lián)前揚程。2 泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是什么？串聯(lián)后流量和揚程（或全壓）如何 變化？串聯(lián)后為什么流量會有所增加？答：（1）泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是提高揚程。（2）兩臺泵串

35、聯(lián)工作時所產(chǎn)生的總揚程小于泵單獨工作時揚程的二倍，而大于串聯(lián)前單獨運行的揚程（3）因為揚程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的揚程促使流量增 加。 6為什么說單憑泵或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟性高低是不恰當(dāng) 的？ 答：因為只有當(dāng)泵與風(fēng)機的工作點位于高效區(qū)時，經(jīng)濟性才高。因此單憑泵 或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟性高低是不恰當(dāng)?shù)摹?7泵與風(fēng)機運行時有哪幾種調(diào)節(jié)方式？其原理是什么？各有何優(yōu)缺點？ 答：變速調(diào)節(jié)：原理是在管路特性曲線不變時，用變轉(zhuǎn)速改變泵與風(fēng)機的性 能曲線，從而改變工況點。優(yōu)點是大大減少附加的節(jié)流損失，在很大變工況 范圍內(nèi)保持較高的效率。缺點是投資昂貴。節(jié)流調(diào)節(jié)：原理是在管路中裝設(shè)節(jié)流部件，利用改變閥門開度，使管路 的局部阻力發(fā)生變化，來達到調(diào)節(jié)的目的。出口端節(jié)流：只改變管路特性 曲線。優(yōu)點是方法可靠，簡單易行。缺點是調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟，而且只能在小 于設(shè)計流量一方調(diào)節(jié)。入口端節(jié)流：既改變管路特性曲線，也改變風(fēng)機本 身的性能曲線。同一流量下，入口端節(jié)流損失小于出口端節(jié)流損失，但由于 入口端調(diào)節(jié)會使進口壓力下降， 對于泵有引起汽蝕的危險， 只能適用于風(fēng)機入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)：原理是改變風(fēng)機本身性能曲線。優(yōu)點是節(jié)省功率。只 適用于風(fēng)機。汽蝕調(diào)節(jié)：原理是利用泵的汽蝕特性來調(diào)節(jié)流量，改變泵本身的性能曲 線。