泵與泵站第二章課后習(xí)題答案

1、 泵與泵站第二章 課后習(xí)題答案 【1】（1） 已知，出水水箱內(nèi)絕對壓強(qiáng)P1=3.0atm，進(jìn)水水箱絕對壓強(qiáng)P2=0.8atm 以泵軸為0-0線，大氣壓Pa=1atm 出水水箱測壓管水頭：?mPPHa2010131011? 進(jìn)水水箱測壓管水頭：?mPPHa21018.01022?（“-”表示在泵軸以下） mHHHST22)2(2021? （2）泵的吸水地形高度：mHHss22? （3）泵的壓水地形高度：mHHsd201? 【2】解答：如圖（a），mHass3)(? 據(jù)題意：mHHHassCssbss3)()()(? 以泵軸為基準(zhǔn)面 （1）b水泵位置水頭：AbHZ? b水泵吸水池測壓管水柱高度：?

2、mh51015.0? b水泵吸水池測壓管水頭：?mHhZHAb5?測 b水泵?mHHHHAAbss35500)(?測 解得：mHA2? （2）c水泵位置水頭：mZc5?（在泵軸以下） c水泵吸水池測壓管水柱高度：?1010101?ccPPh c水泵吸水池測壓管水頭：)(151010105mPPhZHccc?測 c水泵?mPPHHcccss31015151000)(?測H 解得：atmPc2.1? 【3】解答：（1）根據(jù)給定的流量和管徑，查給水排水設(shè)計手冊第一冊，得： 吸水管沿程水頭損失系數(shù)7.51?i 壓水管沿程水頭損失系數(shù)6.111?i 真空表讀數(shù)：2z221?gvhHHssdv （見P24

3、，公式2-30） 真空表安裝在泵軸處，02z? 則：gvhHHsssv221? 計算水泵的吸水管流速：smDQAQvs/27.1)44.014.3(16.0)4(2211? 泵吸水地形高度：mHss33235? 吸水管水頭損失：mlihs17.11300057.0111? 則：真空表讀數(shù)OH25.48.9227.1171.1322mHv? 760mmHgOH1012?matm 則：mmHg2337625.4OH25.42?m% 真空度 =%5.57100%OH10OH25.4OH10100%222?mmmPPPava （2）泵的靜揚(yáng)程：?mHST5.521012325.74? 壓水管水頭損失：

4、mlihd32.312000116.0122? 管道總水頭損失：mhhhds49.432.317.1? 總揚(yáng)程：mhHHST99.5649.45.52? （3 ）軸功率：kw66.1277.0100099.5616.08.910001000?gQHN 【4】解答：以吸水池水面為基準(zhǔn)面 列0-0，1-1，2-2，3-3斷面能量方程如下： 0-0 斷面：gPgPgvZEa?00202000 1-1 斷面：gPgvzHgPgvZEss?121121112)2(2? 2-2 斷面：gPgvzHgPgvZEss?222222222)2(2? 3-3 斷面：gPgvHgPgvZEaST?222332333

5、 吸水管水頭損失： gvzHHgvzHgPPEEhssvssas22222121110? 得：gvzHhHsssv2221? 壓水管水頭損失： STssdSTssadHgvvzHHHgvvzHgPPEEh?222223222322232? 得： STssddHgvvzHhH?222322 泵裝置總揚(yáng)程dvHHH? 則：STssdsssdvHgvvzHhgvzHhHHH?2222232221 ? ?STdsHgvgvvzhh?22232221（總水頭損失dshhh?） ?zgvvgvHhST22222123 忽略流速差，即21vv? ，022221?gvv； 壓力表和真空表沿泵軸安裝，即0?z

6、則最后：gvhHHST223? 【5】 解答：泵的基本方程式：)(1)(12222222222?ctgCuugctgCuguuCgHrruT? 葉輪出口牽連速度：）（s/m25.216028.014.314506022?Dnu? 葉輪出口面積：）（2222m035.004.028.014.3?bDF? 徑向流速：）（s/m57.38035.02T2TTrQQFQC? 代入基本方程式，得理論特性曲線： TTTQctgQH86.14408.40)3057.3825.2125.21(8.912? 【6】解答：（1）Q-H關(guān)系曲線不變；相同工況下，需要的功率增加為原來的1.3倍。 因?yàn)椋涸诒玫幕痉匠?/p>

7、式的推導(dǎo)過程中，液體密度被消掉了，因此，水泵的理論揚(yáng)程和液體密度無關(guān)，水泵的實(shí)際特性曲線是在水泵的理論揚(yáng)程HT和QT關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上減去各種泵內(nèi)的損失繪制的，液體的其他物理特性和水相同，則，其在水泵內(nèi)部的各種損失和輸送水時一樣，因此，水泵的特性曲線Q-H不變。 水泵的軸功率和液體密度 有關(guān)，?1000gQHN?，N和?成正比，當(dāng)水?3.1?時，則功率變?yōu)樵瓉淼?.3倍。 （2）壓力表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?.3倍。 因?yàn)椋喝鐔栴}（1）所示，輸送液體的密度改變，揚(yáng)程不變，則其壓力表讀數(shù)dH不變，泵的壓力表讀數(shù)：)MPa(ddgHP?，和密度成正比，當(dāng)水?3.1?時，則dP變?yōu)樵瓉淼?.3倍。 （3）以吸

8、水池水面為基準(zhǔn)面，吸水池和高位水池的高度差：mZ48? 高位水池的測壓管內(nèi)液柱高度：? ?mggPPha9.73.11210013.15?水? 靜揚(yáng)程：mhZHST9.559.748? 【7】解答：測壓管水頭：hZHg?測 Z位置水頭 hg?測壓管內(nèi)水柱高度（壓強(qiáng)水頭） 管道水頭損失：12HHh?（計算段前后測壓管水頭差）=2SQ 測壓管水頭線：沿程測壓管水頭的連線，以管道長度為橫坐標(biāo)，測壓管水頭高度為縱坐標(biāo)，繪制測壓管水頭線，曲線趨勢是下降。 管道水頭損失特性曲線：以流量為橫坐標(biāo)，管道水頭損失為縱坐標(biāo)，繪制曲線，曲線的趨勢為上升。 【8】解答：如圖，則，A表顯示的為水泵壓力表讀數(shù)，C表顯示為

9、水泵真空表讀數(shù)，B點(diǎn)顯示為閘閥后的壓力表讀數(shù)。 （1）A、B讀數(shù)一樣，測壓管水面高度一樣。 因?yàn)椋洪l閥全開，閥門前后的水頭損失不計，則A、B點(diǎn)壓力相同。 （2）A表讀數(shù)增大，B表讀數(shù)減小，A測壓管水面高度增加，B測壓管水面高度減小。 因?yàn)椋洪l閥關(guān)小，流量減小。水泵的工況點(diǎn)向流量Q減小，揚(yáng)程H增大的方向移動。水泵的總揚(yáng)程dvHHH? ，真空表讀數(shù)gvhHHsssv221?，閘閥關(guān)小時，流量減小，則sh?減小，1v減小，ssH不變，則vH讀數(shù)減小，而總揚(yáng)程H是增大的，因此dH是增大的，即A表讀數(shù)增大。 閘閥關(guān)小，閘閥段的水頭損失增大，則A、B壓力表（或測壓管高度）之差即為閘閥段的水頭損失。B點(diǎn)的壓

10、力表讀數(shù)亦可表示為BDBDhH?，閘閥關(guān)小，流量減小，2QShBDBD?減小，BDH不變，則B點(diǎn)的壓力表讀數(shù)減小，對應(yīng)的測壓管水面高度減小。 （3）C表讀數(shù)減小，C比壓管水面高度增加。 因?yàn)椋喝纾?）問中，vH讀數(shù)減小，即C表讀數(shù)減小。又因?yàn)镃表處為負(fù)壓，C表讀數(shù)減小，對應(yīng)的測壓管水面高度增加。 【9】解答：（1）不一定。因?yàn)榭赡苷{(diào)節(jié)出水泵的高效段，則，水泵的效率降低。 【10】解答：（1）一樣。 因?yàn)椋嚎倱P(yáng)程hHHST?。兩種情況，靜揚(yáng)程STH一樣，水頭損失一樣，則總揚(yáng)程一樣。 （2）水泵裝置的總揚(yáng)程增加，則水泵的工況點(diǎn)向流量減小、揚(yáng)程增加的方向移動，水泵的軸功率降低，電耗減小。 因?yàn)椋红o揚(yáng)

11、程STH增加，則總揚(yáng)程增加。其管道特性曲線變化如圖。 【12】解答：意義：，和定速運(yùn)行時水泵工作的高效段相比，通過調(diào)速運(yùn)行，水泵形成了一系列的Q-H曲 線，對應(yīng)著一系列的高效段，從而將一個泵的高效工作段擴(kuò)展為一個高效區(qū)，大大擴(kuò)展了水泵的高效工作范圍。從而有效的解決了供水過程中，水量逐時變化情況下，水泵的高效、節(jié)能工作的問題。 【13】解答： 優(yōu)點(diǎn)：（1）保持管網(wǎng)等壓供水（即靜揚(yáng)程不變）；（2）節(jié)能 注意：（1）調(diào)速后的轉(zhuǎn)速和水泵的臨界轉(zhuǎn)速不能重合、接近或成倍數(shù)。 （2）調(diào)速不能超過泵的額定轉(zhuǎn)速，即一般不輕易調(diào)高。 （3）為了節(jié)約投資，一般采用定速泵和調(diào)速泵并聯(lián)工作。 （4）泵的調(diào)速范圍應(yīng)該保證

12、調(diào)速泵和定速泵的工況都在高效段運(yùn)行。 【14】解答：比轉(zhuǎn)速不變。 因?yàn)檎{(diào)速后滿足比例率：2121nnQQ? ，22121?nnHH 比轉(zhuǎn)速43111165.3HQnns? 比轉(zhuǎn)速： 14311123123221123243114321122112243222265.365.365.365.3ssnHQnnnnnHQnHnnQnnHQnn? 【15】解答： 據(jù)已知：比例尺41?實(shí)DDm?，min/730/11Q8.0rnsLmHmmm?， 實(shí)際泵min/960rn?實(shí) 根據(jù)相似律：實(shí)實(shí)nnQQmm3s? ，22?實(shí)實(shí)nnHHmm? 則：實(shí)際泵流量：sLnnQQmm/926730419601133

13、?實(shí)實(shí) mnnHHmm22730419608.0222222?實(shí)實(shí) 【16】 解答：該水泵的比轉(zhuǎn)速：min/10050032.0290065.365.34343rHQnns? 參考P54，min/100rns?的相對性能曲線， 銘牌上參數(shù)即為：sLQ/320?，mH500?，kwN9.220?，%5.680? 根據(jù)公式：0QQQ? 0HHH? 0NNN? 【17】解答：min/12718000706.0rns? 我國的比轉(zhuǎn)速為美國的0.0706倍，日本的0.47倍。 【18】解答： 12Sh-19水泵的特性曲線見P60，圖2-50 據(jù)題意，已知：mHST14?，52/225msS?，mmD29

14、02? 則其管道特性曲線為：2222514QSQHhHHSTST? 繪制：管道特性曲線?hQ? 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 ?hQ?曲線交?HQ?曲線于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為水泵的工況點(diǎn)，對應(yīng)流量為QA=195L/s，揚(yáng)程HA=22.8m。 流量減少12，則減少后流量為QB=（1-12）×196171.6L/s，揚(yáng)程為mQHBB6.20225142?，其工況點(diǎn)移動到B（171.6，20.6）點(diǎn) 其等效率曲線系數(shù)

15、：7001716.06.2022?BBQHk（s2/m5） 等效率曲線：22700QkQH? 繪制：等效率曲線2kQH?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 2kQH?曲線過B點(diǎn)，交?HQ?曲線于'B點(diǎn)，'B點(diǎn)即為水泵對應(yīng)B點(diǎn)的相似工況點(diǎn)，對應(yīng)流量為'BQ=185L/s，揚(yáng)程'BH=24.0m。 根據(jù)切削律：BBBDDQQ22'? 切削后葉輪直徑：mmDQQDBBB267290185

16、6.17122'? 切削量：%9.7%100290267290%100222?DDDB Q(L/s) 0 80 160 240 320 400 Q(m3/s) 0 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 cH 48 48 48 48 48 48 05101520253035404550150200250300 【19】解答：銘牌的參數(shù)為泵設(shè)計工況時的參數(shù)，即水泵的水力效率最高時的工作參數(shù)。因此在描述水泵性能時，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)前提是在設(shè)計工況時，泵能打多少水，揚(yáng)程多高。 【21】解答：（1）相當(dāng)于水泵和水箱聯(lián)合供水的工作方式。 14SA-10泵特性曲線見P32。 以吸水池水面為基準(zhǔn)面

17、。 密閉高位水箱的測壓管水頭為：?mHc481015.31000.123? B點(diǎn)測壓管水頭為：?mHB404212100120? 水泵特性曲線折引到B點(diǎn)，折引后：22200'QHQSHhHHABAB? 水池供水特性曲線折引到B點(diǎn)：22'13048QQSHhHHBCcBCcc? 繪制：水泵折引后特性曲線?'HQ? 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 ABh? 0 1.3 5.1 11.5 20.5 32.0 'H 72 75.7 70.

18、9 61.5 48.5 27.0 繪制：高位水池供水折引后特性曲線?'cHQ? （Q-H） ?hQ? 2kQH? A QA B QB HB B' 'BQ 'BH BCh? 406080（Q-H） C A' A ） 0204060080160240320400480（Q-H）' （Q-H） HB=40 A' A QA （HA） 0 0.8 3.3 7.5 13.3 20.8 'H 48 8047.2 44.7 40.5 34.7 27.2 繪制：40?BH直線，交?'cHQ?于C點(diǎn)，則C點(diǎn)對應(yīng)的流量QC=245L/s為高位水箱的出流流量，交?'HQ?于A'點(diǎn)，過A'點(diǎn)做縱軸平行線，交?HQ?于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為水泵的工況點(diǎn)，對應(yīng)流量為QA=350L/s，揚(yáng)程HA=65m。 B點(diǎn)的流量：sLQQQCAB/595350245? 020080160240320400480 （圖1） （2）相當(dāng)于水泵同時向兩個水箱供水的問題。 如上圖，繪制：水泵折引后特性曲線?'HQ? 繪制：40?BH直線，交?'HQ?于A'點(diǎn)，過A'點(diǎn)做縱軸平行線，交?HQ?于