泵與風(fēng)機(jī)何川主編第四版課后習(xí)題+思考題(全7章)答案

1、緒論思考題1 在火力發(fā)電廠中有那些主要的泵與風(fēng)機(jī)？其各自的作用是什么？答：給水泵：向鍋爐連續(xù)供給具有一定壓力和溫度的給水。循環(huán)水泵：從冷卻水源取水后向汽輪機(jī)凝汽器、冷油器、發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器供給冷卻水。凝結(jié)水泵：抽出汽輪機(jī)凝汽器中的凝結(jié)水，經(jīng)低壓加熱器將水送往除氧器。疏水泵：排送熱力系統(tǒng)中各處疏水。補(bǔ)給水泵：補(bǔ)充管路系統(tǒng)的汽水損失?；以茫簩㈠仩t燃燒后排出的灰渣與水的混合物輸送到貯灰場(chǎng)。送風(fēng)機(jī)：向鍋爐爐膛輸送燃料燃燒所必需的空氣量。引風(fēng)機(jī)：把燃料燃燒后所生成的煙氣從鍋爐中抽出，并排入大氣。2 泵與風(fēng)機(jī)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(jī)？為什么？答：泵按產(chǎn)生壓力的大小分：低壓泵、中

2、壓泵、高壓泵風(fēng)機(jī)按產(chǎn)生全壓得大小分：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)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(jī)按工作原理分：葉片式：離心式風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)機(jī) 容積式：往復(fù)式風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī) 發(fā)電廠主要采用葉片式泵與風(fēng)機(jī)。其中離心式泵與風(fēng)機(jī)性能范圍廣、效率高、體積小、重量輕，能與高速原動(dòng)機(jī)直聯(lián)，所以應(yīng)用最廣泛。軸流式泵與風(fēng)機(jī)與離心式相比，其流量大、壓力小。故一般用于大流量低揚(yáng)程的場(chǎng)合。目前，大容量機(jī)組多作為循環(huán)水泵及引送風(fēng)機(jī)。3 泵與風(fēng)機(jī)有哪些主要的性能參數(shù)？銘牌上標(biāo)出的是指哪個(gè)工況下的參數(shù)？答：泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)有：流量、揚(yáng)程（

3、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)4 水泵的揚(yáng)程和風(fēng)機(jī)的全壓二者有何區(qū)別和聯(lián)系？答：?jiǎn)挝恢亓恳后w通過泵時(shí)所獲得的能量增加值稱為揚(yáng)程；單位體積的氣體通過風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量增加值稱為全壓聯(lián)系：二者都反映了能量的增加值。區(qū)別：揚(yáng)程是針對(duì)液體而言，以液柱高度表示能量，單位是m。全壓是針對(duì)氣體而言，以壓力的形式表示能量，單位是Pa。5 離心式泵與風(fēng)機(jī)有哪些主要部件？各有何作用？答：離心泵葉輪：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動(dòng)能。吸入室：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)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

4、小的阻力損失引入壓水管或次級(jí)葉輪進(jìn)口，同時(shí)還將液體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dǎo)葉：匯集前一級(jí)葉輪流出的液體，并在損失最小的條件下引入次級(jí)葉輪的進(jìn)口或壓出室，同時(shí)在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動(dòng)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(jìn)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(dòng)部件與靜止部件之間的間隙泄漏到泵外。離心風(fēng)機(jī)葉輪：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動(dòng)能蝸殼：匯集從葉輪流出的氣體并引向風(fēng)機(jī)的出口，同時(shí)將氣體的部分動(dòng)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(jìn)氣箱：改善氣流的進(jìn)氣條件，減少氣流分布不均而引起的阻力損失。6 軸流

5、式泵與風(fēng)機(jī)有哪些主要部件？各有何作用？答：葉輪：把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的壓力能和動(dòng)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(dòng)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(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的液體流速分布均勻。集流器（風(fēng)機(jī)）：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。擴(kuò)壓筒：將后導(dǎo)葉流出氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。7 軸端密封的方式有幾種？各有何特點(diǎn)？用在哪種場(chǎng)合？答：填料密封：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但使用壽命短，廣泛應(yīng)用于中低壓水泵上。 機(jī)械密封：使用壽命長(zhǎng)，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(jià)貴。適用于高溫高壓泵。

6、浮動(dòng)環(huán)密封：相對(duì)與機(jī)械密封結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，密封效果好，多用于高溫高壓鍋爐給水泵上。8 目前火力發(fā)電廠對(duì)大容量、高參數(shù)機(jī)組的引、送風(fēng)機(jī)一般都采用軸流式風(fēng)機(jī)，循環(huán)水泵也越來越多采用斜流式（混流式）泵，為什么？答：軸流式泵與風(fēng)機(jī)與離心式相比，其流量大、壓力小。故一般用于大容量低揚(yáng)程的場(chǎng)合。因此，目前大容量機(jī)組的引、送風(fēng)機(jī)一般都采用軸流式風(fēng)機(jī)。 斜流式又稱混流式，是介于軸流式和離心式之間的一種葉片泵，斜流泵部分利用了離心力，部分利用了升力，在兩種力的共同作用下，輸送流體，并提高其壓力，流體軸向進(jìn)入葉輪后，沿圓錐面方向流出?？勺鳛榇笕萘繖C(jī)組的循環(huán)水泵。9 試簡(jiǎn)述活塞泵、齒輪泵及真空泵、噴射泵的作用

7、原理？答：活塞泵：利用工作容積周期性的改變來輸送液體，并提高其壓力。齒輪泵：利用一對(duì)或幾個(gè)特殊形狀的回轉(zhuǎn)體如齒輪、螺桿或其他形狀的轉(zhuǎn)子。在殼體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來輸送流體并提高其壓力。噴射泵：利用高速射流的抽吸作用來輸送流體。真空泵：利用葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空來輸送流體。第一章思考題1 試簡(jiǎn)述離心式與軸流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理。答：離心式：葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量，即流體通過葉輪后，壓能和動(dòng)能都得到提高，從而能夠被輸送到高處或遠(yuǎn)處。流體沿軸向流入葉輪并沿徑向流出。 軸流式：利用旋轉(zhuǎn)葉輪、葉片對(duì)流體作用的升力來輸送流體，并提高其壓力。流體沿軸向流入葉輪并沿軸向流出。2 流體在旋轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)是如

8、何運(yùn)動(dòng)的？各用什么速度表示？其速度矢量可組成怎樣的圖形？答：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪中某一流體質(zhì)點(diǎn)將隨葉輪一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)該質(zhì)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)是一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)。 葉輪帶動(dòng)流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱牽連運(yùn)動(dòng)，其速度用圓周速度u表示； 流體相對(duì)于葉輪的運(yùn)動(dòng)稱相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其速度用相對(duì)速度w表示； 流體相對(duì)于靜止機(jī)殼的運(yùn)動(dòng)稱絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，其速度用絕對(duì)速度v表示。 以上三個(gè)速度矢量組成的矢量圖，稱為速度三角形。3 當(dāng)流量大于或小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，葉輪進(jìn)、出口速度三角形怎樣變化？答：進(jìn)口速度三角形的變化： 當(dāng)流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)：軸面速度，90°，。（如圖a） 當(dāng)流量

9、大于設(shè)計(jì)流量時(shí)：軸面速度，90°，。（如圖b） 出口速度三角形 小于設(shè)計(jì)流量 大于設(shè)計(jì)流量4 離心式泵與風(fēng)機(jī)當(dāng)實(shí)際流量在有限葉片葉輪中流動(dòng)時(shí)，對(duì)揚(yáng)程（全壓）有何影響？如何修正？答：在有限葉片葉輪流道中，由于流體慣性出現(xiàn)了軸向渦流，使葉輪出口處流體的相對(duì)速度產(chǎn)生滑移，導(dǎo)致?lián)P程(全壓)下降。 一般采用環(huán)流系數(shù)k或滑移系數(shù)來修正。5 為了提高流體從葉輪獲得的能量，一般有哪幾種方法？最常采用哪種方法？為什么？答：1）徑向進(jìn)入，即；2）提高轉(zhuǎn)速；3）加大葉輪外徑；4）增大葉片出口安裝角。提高轉(zhuǎn)速最有利，因?yàn)榧哟笕~輪外徑將使損失增加，降低泵的效率；提高轉(zhuǎn)速則受汽蝕的限制，對(duì)風(fēng)機(jī)則受噪聲的限制。增

10、大葉片出口安裝角將使動(dòng)能頭顯著增加，降低泵與風(fēng)機(jī)的效率。比較之下，用提高轉(zhuǎn)速來提高理論能頭，仍是當(dāng)前普遍采用的主要方法。6 泵與風(fēng)機(jī)的能量方程式有哪幾種形式？并分析影響理論揚(yáng)程（全壓）的因素有哪些？答：泵： =風(fēng)機(jī)： 因素：轉(zhuǎn)速；葉輪外徑；密度（影響全壓）、葉片出口安裝角；進(jìn)口絕對(duì)速度角。7 離心式泵與風(fēng)機(jī)有哪幾種葉片形式？各對(duì)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、前彎式后彎式：90°時(shí)，cot為正值，越小，cot越大，則越小。即隨不斷減小，亦不斷下降。當(dāng)減小到等于最小角時(shí)，。徑向式：=90°時(shí)，cot =0，=。前彎式：90°時(shí)，cot

11、為負(fù)值，越大，cot越小，則越大即隨不斷增大，亦不斷增大。當(dāng)增加到等于最大角時(shí)，。以上分析表明，隨葉片出口安裝角的增加，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(yáng)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(jìn)、出口流道面積相等，葉片進(jìn)口幾何角相等時(shí)，后彎式葉片流道較長(zhǎng)，彎曲度較小，且流體在葉輪出口絕對(duì)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(shí)，能量損失小，效率高，噪聲低。但后彎式葉片產(chǎn)生的總揚(yáng)程較低，所以在產(chǎn)生相同的揚(yáng)程(風(fēng)壓)時(shí)，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，通常為20°30°。 8. 軸流葉

12、輪進(jìn)、出口速度三角形如何繪制？、如何確定？有何意義？答：速度三角形一般只需已知三個(gè)條件即可畫出，一般求出圓周速度、軸向速度、圓周分速即可按比例畫出三角形。軸流式和離心式泵與風(fēng)機(jī)速度三角形相比，具有以下特點(diǎn)：一是流面進(jìn)、出口處的圓周速度相同；二是流面進(jìn)、出口的軸向速度也相同，即 =；=因此，為研究方便起見，可以把葉柵進(jìn)、出口速度三角形繪在一起。如圖所示。 是葉柵前后相對(duì)速度和的幾何平均值，其大小和方向由葉柵進(jìn)、出口速度三角形的幾何關(guān)系來確定。= ； =意義：由于流體對(duì)孤立翼型的繞流，并不影響來流速度的大小和方向，而對(duì)葉柵翼型的繞流，則將影響來流速度的大小和方向，所以在繞流葉柵的流動(dòng)中，取葉柵的前

13、后相對(duì)速度和的幾何平均值作為無限遠(yuǎn)處的來流速度。9. 軸流式泵與風(fēng)機(jī)與離心式相比較，有何性能特點(diǎn)？使用于何種場(chǎng)合？答:軸流式泵與風(fēng)機(jī)的性能特點(diǎn)是流量大，揚(yáng)程低，比轉(zhuǎn)數(shù)大，流體沿軸向流入、流出葉輪。 目前國(guó)內(nèi)外大型電站普遍采用軸流式風(fēng)機(jī)作為鍋爐的送引風(fēng)機(jī)、軸流式水泵作為循環(huán)水泵。10. 軸流式泵與風(fēng)機(jī)的揚(yáng)程（全壓）為什么遠(yuǎn)低于離心式？答：因?yàn)檩S流式泵與風(fēng)機(jī)的能量方程式是：= 離心式泵與風(fēng)機(jī)的能量方程式是:= 因?yàn)槭街? 故流體在軸流式葉輪中獲得的總能量遠(yuǎn)小于離心式。11. 軸流式泵與風(fēng)機(jī)的翼型、葉柵的幾何尺寸、形狀對(duì)流體獲得的理論揚(yáng)程（全壓）有何影響？并分析提高其揚(yáng)程（全壓）的方法？答：泵：風(fēng)機(jī)

14、：增加弦長(zhǎng)；增大葉柵中翼型的升力系數(shù)；減小柵距 ；增大；增加升力角均可提高泵與風(fēng)機(jī)的揚(yáng)程（全壓）。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

15、.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°

16、=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）=61.39 （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

17、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） =

18、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)=39mm由/=0.5得 =2=2390=78(mm) =0.12=9.36mm= =3.02（m/s）tg=1.1

19、92 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（設(shè)葉片數(shù)z=12）解：（1）=45.53（m/s）由=得=9.83（m/s）=19.66（m

20、/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） =33.5（m/s）=（m/s） 由題知軸向進(jìn)入，所以。(m/s)

21、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，水以速度=4.01m/s軸向流入葉輪，在出口以=

22、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= =1.32°1-12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第二章思考題1 在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)有哪幾種機(jī)械能損失？試分析損失的原因以及如何減小這些損失。答：（1）機(jī)械損失：主要包括軸端密封與軸承的摩擦損失及葉輪前后蓋板外表面與流

23、體之間的圓盤摩擦損失兩部分。軸端密封和軸承的摩擦損失與軸端密封和軸承的結(jié)構(gòu)形式以及輸送流體的密度有關(guān)。這項(xiàng)損失的功率約為軸功率的15，大中型泵多采用機(jī)械密封、浮動(dòng)密封等結(jié)構(gòu)，軸端密封的摩擦損失就更小。圓盤摩擦損失是因?yàn)槿~輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩側(cè)的流體，由于受離心力的作用，形成回流運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失。這項(xiàng)損失的功率約為軸功率的2-10，是機(jī)械損失的主要部分。提高轉(zhuǎn)速，葉輪外徑可以相應(yīng)減小，則圓盤摩擦損失增加較小，甚至不增加，從而可提高葉輪機(jī)械效率。（2）容積損失：泵與風(fēng)機(jī)由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間存在間隙，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在間隙兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，因而時(shí)部分由葉輪

24、獲得能量的流體從高壓側(cè)通過間隙向低壓側(cè)泄露，這種損失稱容積損失或泄露損失。容積損失主要發(fā)生在葉輪人口與外殼密封環(huán)之間及平衡裝置與外殼之間。如何減?。簽榱藴p少進(jìn)口的容積損失，一般在進(jìn)口都裝有密封環(huán)(承磨環(huán)或口環(huán))，在間隙兩側(cè)壓差相同的情況下，如間隙寬度減小，間隙長(zhǎng)度增加，或彎曲次數(shù)較多，則密封效果較好，容積損失也較小。（3）流動(dòng)損失：流動(dòng)損失發(fā)生在吸入室、葉輪流道、導(dǎo)葉與殼體中。流體和各部分流道壁面摩擦?xí)a(chǎn)生摩擦損失；流道斷面變化、轉(zhuǎn)彎等會(huì)使邊界層分離、產(chǎn)生二次流而引起擴(kuò)散損失；由于工況改變，流量偏離設(shè)計(jì)流量時(shí)，入口流動(dòng)角與葉片安裝角不一致，會(huì)引起沖擊損失。如何減小：減小流量可減小摩擦及擴(kuò)散損失

25、，當(dāng)流體相對(duì)速度沿葉片切線流入，則沒有沖擊損失，總之，流動(dòng)損失最小的點(diǎn)在設(shè)計(jì)流量的左邊。2 為什么圓盤摩擦損失屬于機(jī)械損失？答：因?yàn)槿~輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩側(cè)的流體，由于受離心力的作用，形成回流運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失。由于這種損失直接損失了泵與風(fēng)機(jī)的軸功率，因此歸屬于機(jī)械損失。3 功率分為哪幾種？它們之間有什么關(guān)系？答：常用功率分為原動(dòng)機(jī)功率、軸功率和有效功率=4.離心式葉輪的理論-曲線及-曲線為直線形式，而實(shí)驗(yàn)所得的-及-關(guān)系為曲線形式，原因何在？答：對(duì)于有限葉片的葉輪，由于軸向渦流的影響使其產(chǎn)生的揚(yáng)程降低，該葉輪的揚(yáng)程可用環(huán)流系數(shù)進(jìn)行修正。環(huán)流系數(shù)K恒小于

26、1，且基本與流量無關(guān)。因此，有限葉片葉輪的曲線，也是一條向下傾斜的直線，且位于無限多葉片所對(duì)應(yīng)的曲線下方。如圖中b線所示?？紤]實(shí)際流體粘性的影響，還要在曲線上減去因摩擦、擴(kuò)散和沖擊而損失的揚(yáng)程。因?yàn)槟Σ良皵U(kuò)散損失隨流量的平方增加，在減去各流量下因摩擦及擴(kuò)散而損失的揚(yáng)程后即得圖中的c線。沖擊損失在設(shè)計(jì)工況下為零，在偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)則按拋物線增加，在對(duì)應(yīng)流量下再從c曲線上減去因沖擊而損失的揚(yáng)程后即得d線。除此之外，還需考慮容積損失對(duì)性能曲線的影響。因此，還需在d線的各點(diǎn)減去相應(yīng)的泄漏量q，即得到流量與揚(yáng)程的實(shí)際性能曲線，如圖中e線所示。對(duì)風(fēng)機(jī)的曲線分析與泵的曲線分析相同。5為什么前彎式葉片的風(fēng)機(jī)容易

27、超載？在對(duì)前彎式葉片風(fēng)機(jī)選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么問題？答：前彎式葉輪隨流量的增加，功率急劇上升，原動(dòng)機(jī)容易超載。所以，對(duì)前彎式葉輪的風(fēng)機(jī)在選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)，容量富裕系數(shù)K值應(yīng)取得大些。6離心式和軸流式泵與風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)方式上有何不同？答：離心式泵與風(fēng)機(jī)，在空載時(shí)，所需軸功率（空載功率）最小，一般為設(shè)計(jì)軸功率的30%左右。在這種狀態(tài)下啟動(dòng)，可避免啟動(dòng)電流過大，原動(dòng)機(jī)過載。所以離心式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動(dòng)。軸流式泵與風(fēng)機(jī)，功率P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)（=0）時(shí)最大，隨流量增加而減小，為避免原動(dòng)機(jī)過載，對(duì)軸流式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全開狀態(tài)下啟動(dòng)。7軸流式泵與風(fēng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，功率為什么不為零？答：由于存在機(jī)械損失和二

28、次回流損失。8軸流式泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線有何特點(diǎn)？其-及-曲線為什么出現(xiàn)拐點(diǎn)？答：軸流式泵與風(fēng)機(jī)的 ()性能曲線具有如下特點(diǎn)：當(dāng)在設(shè)計(jì)工況時(shí)，對(duì)應(yīng)曲線上的d點(diǎn)，此時(shí)沿葉片各截面的流線分布均勻，效率最高。當(dāng)<時(shí)來流速度的流動(dòng)角減小，沖角增大。由翼型的空氣動(dòng)力特性可知，沖角增大時(shí)，翼型的升力系數(shù)也增加，因而揚(yáng)程(全壓)上升；當(dāng)流量達(dá)到時(shí)沖角已增加到使翼型上產(chǎn)生附面層分離，出現(xiàn)失速現(xiàn)象，因而升力系數(shù)降低，揚(yáng)程(全壓)也隨之下降，當(dāng)流量減小到時(shí)，揚(yáng)程(全壓)最低；當(dāng)<時(shí)，沿葉片各截面揚(yáng)程(全壓)不相等，出現(xiàn)二次回流，此時(shí)，由葉輪流出的流體一部分重新返回葉輪，再次獲得能量，從而揚(yáng)程又開始升高，

29、直到=0時(shí)，揚(yáng)程(全壓)達(dá)到最大值。由于二次回流伴有較大的能量損失，因此，效率也隨之下降。9熱力學(xué)法測(cè)效率是基于什么原理？有什么特點(diǎn)？答：原理：對(duì)于高溫高壓泵，由于不能忽略流體受到壓縮而導(dǎo)致密度和比熱的變化，因此熱力學(xué)原理奠定了熱力學(xué)測(cè)試方法的基礎(chǔ)。泵葉輪旋轉(zhuǎn)對(duì)流體做功，除了使流體獲得有用功率之外，尚有各種損失轉(zhuǎn)化為熱能，使水溫升高；同時(shí)流體從泵進(jìn)口到出口的等熵壓縮過程，也會(huì)使水溫升高。形成泵進(jìn)出口的溫差，因此只需測(cè)出泵進(jìn)、出口的溫度和壓力，即可求得泵效率。特點(diǎn)：熱力學(xué)法測(cè)效率，揚(yáng)程越高，溫差越大，其相對(duì)測(cè)量誤差越小，測(cè)量精度很高，因而適用于100m以上的高揚(yáng)程泵。并可在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件下進(jìn)行測(cè)試

30、，同時(shí)，不必測(cè)出水泵的流量，即可求得泵效率。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

31、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/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(zhǎng)度=300m，管道阻力系數(shù)=0.028，求泵所需的有效功率。解：

32、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

33、/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/min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（

34、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，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)。第三章思考題1 兩臺(tái)幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似條件下，其性能參數(shù)如何按比例關(guān)系變化？答：流量相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其流量之比與幾何尺寸之

35、比的三次方成正比、與轉(zhuǎn)速比的一次方成正比，與容積效率比的一次方成正比。揚(yáng)程相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其揚(yáng)程之比與幾何尺寸比的平方成正比，與轉(zhuǎn)速比的平方成正比，與流動(dòng)效率比的一次方成正比。功率相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其功率之比與幾何尺寸比的五次方成正比，與轉(zhuǎn)速比的三次方成正比，與密度比的一次方成正比，與機(jī)械效率比的一次方成正比。2 當(dāng)一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí)，其揚(yáng)程、流量、功率將如何變化？答：根據(jù)比例定律可知：流量 揚(yáng)程 功率3 當(dāng)某臺(tái)風(fēng)機(jī)所輸送空氣的溫度變化時(shí)其全壓、流量、功率將如何變化？答：溫度變化導(dǎo)致密度變化，流量與密度無關(guān)，因而流量

36、不變。全壓 功率 4 為什么說比轉(zhuǎn)數(shù)是一個(gè)相似特征數(shù)？無因次比轉(zhuǎn)數(shù)較有因次有何優(yōu)點(diǎn)？答：比轉(zhuǎn)數(shù)是由相似定律推導(dǎo)而得，因而它是一個(gè)相似準(zhǔn)則數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：有因次比轉(zhuǎn)數(shù)需要進(jìn)行單位換算。 5 為什么可以用比轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類？答：比轉(zhuǎn)數(shù)反映了泵與風(fēng)機(jī)性能上及結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。如當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)不變，對(duì)于揚(yáng)程(全壓)高、流量小的泵與風(fēng)機(jī)，其比轉(zhuǎn)數(shù)小。反之，在流量增加，揚(yáng)程(全壓)減小時(shí)，比轉(zhuǎn)數(shù)隨之增加，此時(shí)，葉輪的外緣直徑及葉輪進(jìn)出口直徑的比值隨之減小，而葉輪出口寬度則隨之增加。當(dāng)葉輪外徑和減小到某一數(shù)值時(shí)，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(shí)，流動(dòng)形態(tài)從離心式過渡到混流式。當(dāng)

37、減小到極限=1時(shí)，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(duì)泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類。6隨比轉(zhuǎn)數(shù)增加，泵與風(fēng)機(jī)性能曲線的變化規(guī)律怎樣？答：在低比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，揚(yáng)程隨流量的增加，下降較為緩和。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)增大時(shí)，揚(yáng)程曲線逐漸變陡，因此軸流泵的揚(yáng)程隨流量減小而變得最陡。在低比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(<200)，功率隨流量的增加而增加，功率曲線呈上升狀。但隨比轉(zhuǎn)數(shù)的增加(=400)，曲線就變得比較平坦。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)再增加(=700)，則功率隨流量的增加而減小，功率曲線呈下降狀。所以，離心式泵的功率是隨流量的增加而增加，而軸流式泵的功率卻是隨流量的增加而減少。比轉(zhuǎn)數(shù)低時(shí)，效率

38、曲線平坦，高效率區(qū)域較寬，比轉(zhuǎn)數(shù)越大，效率曲線越陡，高效率區(qū)域變得越窄，這就是軸流式泵和風(fēng)機(jī)的主要缺點(diǎn)。為了克服功率變化急劇和高效率區(qū)窄的缺點(diǎn)，軸流式泵和風(fēng)機(jī)應(yīng)采用可調(diào)葉片，使其在工況改變時(shí)，仍保持較高的效率。7無因次的性能曲線是如何繪制的？與有因次性能曲線相比有何優(yōu)點(diǎn)？答：凡幾何相似的泵或風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其無因次系數(shù)相同。用無因次系數(shù)，可以繪出無因次性能曲線。用無因次性能參數(shù)、，繪制無因次性能曲線時(shí)，首先要通過試驗(yàn)求得某一幾何形狀葉輪在固定轉(zhuǎn)速下不同工況時(shí)的、及，值，然后計(jì)算出相應(yīng)工況時(shí)的、，并繪制出以流量系數(shù)為橫坐標(biāo)，以壓力系數(shù)、功率系數(shù)及效率為縱坐標(biāo)的一組、及曲線。無因次性能曲

39、線的特點(diǎn)是，由于同類泵與風(fēng)機(jī)都是相似的，同時(shí)沒有計(jì)量單位，而只有比值關(guān)系，所以可代表一系列相似泵或風(fēng)機(jī)的性能。因此，如把各類泵或風(fēng)機(jī)的無因次性能曲線繪在同一張圖上，在選型時(shí)可進(jìn)行性能比較。8通用性能曲線是如何繪制的？答：通用性能曲線可以用試驗(yàn)方法得到，也可以用比例定律求得。用比例定律可以進(jìn)行性能參數(shù)間的換算，如已知轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能曲線，欲求轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能曲線，則可在轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能曲線上取任意點(diǎn)1、2、3等的流量與揚(yáng)程代入比例定律，由 可求得轉(zhuǎn)速為時(shí)與轉(zhuǎn)速為時(shí)相對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn)、。將這些點(diǎn)連成光滑的曲線，則得轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能曲線。制造廠所提供的是通過性能試驗(yàn)所得到的通用性能曲線。第三章 相似理論3-1有

40、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=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）

41、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） =

42、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。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

43、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(cè)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

44、.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=1992Pa，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

45、中給出的工況不同，所以比轉(zhuǎn)數(shù)不同。第四章思考題:1 何謂汽蝕現(xiàn)象？它對(duì)泵的工作有何危害？答：汽泡的形成、發(fā)展和破裂以致材料受到破壞的全部過程，稱為汽蝕現(xiàn)象。 危害：（1）材料破壞 （2）噪聲和振動(dòng)（3）性能下降2 為什么泵要求有一定的幾何安裝高度？在什么情況下出現(xiàn)倒灌高度？答：提高吸水性能，使泵在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)不發(fā)生汽蝕。當(dāng)吸水池液面壓力等于該溫度下液體所對(duì)應(yīng)的飽和壓力Pv時(shí)，出現(xiàn)倒灌高度。3 電廠的給水泵及凝結(jié)水泵為什么都安裝在給水容器的下面？答：給水泵的吸入容器是除氧器，凝結(jié)水泵的吸入容器是凝汽器，除氧器和凝汽器里都是飽和狀態(tài)，即液面壓力等于該溫度下水的飽和壓力。為了避免發(fā)生汽蝕，需采用

46、倒灌高度，因此給水泵及凝結(jié)水泵都安裝在水容器的下面。4 何謂有效汽蝕余量和必需汽蝕余量，二者有何關(guān)系？答：有效汽蝕余量：指泵在吸入口處，單位重量液體所具有的超過汽化壓力（飽和蒸汽壓力）的富余能量。必需汽蝕余量：指液體在泵吸入口的能頭對(duì)壓力最低點(diǎn)處靜壓能頭的富余能頭。二者關(guān)系：當(dāng)（）時(shí)，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（時(shí)，泵內(nèi)不會(huì)發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（）時(shí)，處于臨界狀態(tài)。5 產(chǎn)品樣品中提供的允許汽蝕余量是怎樣得到的？答：廠家通過汽蝕實(shí)驗(yàn)得到臨界汽蝕余量，為保證泵不發(fā)生汽蝕，加一安全量，得允許汽蝕余量。6 為什么目前多采用汽蝕余量來表示泵的汽蝕性能，而較少用吸上真空高度來表示？答：因?yàn)槭褂闷g余量時(shí)不需要進(jìn)行換算，

47、特別對(duì)電廠的鍋爐給水泵和凝結(jié)水泵，吸入液面都不是大氣壓力的情況下，尤為方便。同時(shí)汽蝕余量更能說明汽蝕的物理概念，因此，目前已較多使用汽蝕余量。7 提高轉(zhuǎn)速后，對(duì)泵的汽蝕性能有何影響？答：對(duì)同一臺(tái)泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，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。8 為什么說汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)也是一個(gè)相似特征數(shù)？使用無因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)有何優(yōu)點(diǎn)？答：因?yàn)槠g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(gè)相似特征數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：不需要進(jìn)行單位換算。 9 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

48、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；增大葉片入口邊寬度。也有同時(shí)采用既增大又增大的方法。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(jìn)口邊適當(dāng)加長(zhǎng)。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。(5)首級(jí)葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。如采用含鎳鉻的不銹鋼、鋁青銅、磷青銅等。二、提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量可以采取如下措施：(1)減小吸入管路的流動(dòng)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

49、人管長(zhǎng)最短。(2)合理確定兩個(gè)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(jí)泵為首級(jí)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(diǎn)是軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(huì)降低泵的性能，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(gè)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(gè)翼型葉片背面，并擴(kuò)展到后部，與原來葉片

50、的翼型和空穴組成了新的翼型。其優(yōu)點(diǎn)是汽泡保護(hù)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(jìn)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(shí)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(jiǎn)單而又可靠的一種方法。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

51、/min時(shí)，流量為2.6，該泵的汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)c=700?，F(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

52、，泵的允許吸上真空高度又為多少？解：由題知：?jiǎn)渭?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）10.30.2380.0573.426.7（m）海拔1500m查表4-1 8.6 =40 查表4-2 0.75210.330.24 6.710.338.60.240.7524.46（m）4-4在泵吸水的情況下，當(dāng)泵的幾何安裝高度與吸入管路的阻力損失之和大于6Pa時(shí)，發(fā)現(xiàn)泵剛開始汽化。吸入液面的壓力為101.3Pa，水溫為20，試求水泵裝置的有效汽蝕余量為多少？解：() （m）4-5有一離心式水泵：

53、=4000，=495r/min，倒灌高度為2m，吸入管路阻力損失為6000Pa，吸水液面壓力為101.3Pa，水溫為35，試求水泵的汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)。解： m 9054-6有一臺(tái)吸入口徑為600mm的雙吸單級(jí)泵，輸送常溫水，其工作參數(shù)為：=880，允許吸上真空高度為3.2m，吸水管路阻力損失為0.4m，試問該泵裝在離吸水池液面高2.8m處時(shí)，是否能正常工作。解： m/s 所以不能正常工作。4-7有一臺(tái)疏水泵，疏水器液面壓力等于水的飽和蒸汽壓力，已知該泵的=0.7m，吸水管水力損失為0.2m，問該泵可安裝在疏水器液面下多少米？解：由題知： 所以=0.70.20.9（m）第五章思考題1 如何繪制管路特性

54、曲線？答：由泵的管路特性曲線方程可知，當(dāng)流量發(fā)生變化時(shí)，裝置揚(yáng)程也隨之發(fā)生變化。對(duì)于風(fēng)機(jī)，因氣體密度很小，形成的氣柱壓力可以忽略不計(jì)，即為零，又因引風(fēng)機(jī)是將煙氣排入大氣，故該風(fēng)機(jī)的管路特性曲線方程可近似認(rèn)為 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(diǎn)應(yīng)在縱坐標(biāo)靜揚(yáng)程處；風(fēng)機(jī)為一條過原點(diǎn)的二次拋物線，如圖所示。2.什么是泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)？泵（風(fēng)機(jī)）的揚(yáng)程（全壓）與泵（風(fēng)機(jī)）裝置揚(yáng)程（裝置風(fēng)壓）區(qū)別是什么？?jī)烧哂钟惺裁绰?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(diǎn)，這點(diǎn)即泵在管路中的工作點(diǎn)。區(qū)別：泵(風(fēng)機(jī))的揚(yáng)程：是提供能量的,隨流量的增加揚(yáng)程降低,曲線下降。裝置揚(yáng)程：管路系統(tǒng)所消耗的能量，隨流量的增加，揚(yáng)程增加，曲線上升。關(guān)系：當(dāng)二者相等時(shí)，泵（風(fēng)機(jī)）穩(wěn)定工作。3.試述泵與風(fēng)機(jī)的串聯(lián)工作和并聯(lián)工作的特點(diǎn)？答：并聯(lián)特點(diǎn)：揚(yáng)程彼此相等，總流量為每臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）輸出流量之和。串聯(lián)特點(diǎn)：流量彼此相等，總揚(yáng)程為每臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）揚(yáng)程之和。4.泵與風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作