泵與風機課后習題答案以及課后思考題答案完整版

1、新浪微博：孟得明揚程：單位重量液體從泵進口截面到泵出口截面所獲得的機械能。流量qv：單位時間內通過風機進口的氣體的體積。全壓p：單位體積氣體從風機進口截面到風機出口截面所獲得的機械能。軸向渦流的定義：容器轉了一周，流體微團相對于容器也轉了一周，其旋轉角速度和容器的旋轉角速度大小相等而方向相反，這種旋轉運動就稱軸向渦流。影響：使流線發(fā)生偏移從而使進出口速度三角形發(fā)生變化。使出口圓周速度減小。葉片式泵與風機的損失：（一）機械損失：指葉輪旋轉時，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：部分已經從葉輪獲得能量的流體從高壓側通過間隙向低壓側流動造成能量損失。泵的葉輪入口處的容積損失

2、，為了減小這部分損失，一般在入口處都裝有密封環(huán)。（三），流動損失：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、適當選取n和D2的搭配。2、降低葉輪蓋板外表面和殼腔內表面的粗糙度可以降低Pm2。3、適當選取葉輪和殼體的間隙。軸流式泵與風機應在全開閥門的情況下啟動，而離心式泵與風機應在關閉閥門的情況下啟動。泵與風機（課后習題答案）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°。設流體徑向流入葉輪，如n

3、=1450r/min，試畫出出口速度三角形，并計算理論流量和在該流量時的無限多葉片的理論揚程。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）=-ctgctg20°=18.52 （m/s）=54.63 （m）1-2有一離心式水泵，其葉輪外徑=220mm,轉速n=2980r/min，葉片出口安裝角=45°，出口處的軸面速度=3.6m/s。設流體徑向流入葉輪，試按比例畫出出口速度三角形，并計算無

4、限多葉片葉輪的理論揚程，又若環(huán)流系數K=0.8，流動效率=0.9時，泵的實際揚程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=-ctgctg45°=30.71 （m/s）=90°=107.5 (m)實際揚程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，求轉速n=1480r/min，流量=86.8L/s時的理論揚程。設環(huán)流系數K=0.82。解：流體徑向流入葉輪 =90

5、6;=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的離心式風機，當轉速為2890r/min時。無限多葉片葉輪的理論全壓是多少？設葉輪入口氣體沿徑向流入，葉輪出口的相對速度，設為半徑方向。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有一離心式風機，轉速n=1500r/min，葉輪外徑=600mm，內

6、徑=480mm，葉片進、出口處空氣的相對速度為=25m/s及=22m/s，它們與相應的圓周速度的夾角分別為=60°，=120°，空氣密度=1.2kg/。繪制進口及出口速度三角形，并求無限多葉片葉輪所產生的理論全壓。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，在轉速n=1480r/min時，流量=89L/s，揚程H=23m，水以徑向流入葉輪，葉輪內的軸面速度=3.6m/s。內、外徑比/=0.5，葉輪出口寬度=0

7、.12，若不計葉輪內的損失和葉片厚度的影響，并設葉輪進口葉片的寬度=200mm，求葉輪外徑、出口寬度及葉片進、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=1.192 得=50°=6.04（m/s）=38.8（m/s）由=23 得=37.31（m/s）（數據有問題，離心泵出口安裝角應是銳角，即后彎式葉片）1-7 有一離心式風機，葉輪外徑=600mm，葉輪出口寬度=150mm，葉片出口安裝角=30°，轉速n=1450r/min。設空氣在葉輪進口處無預旋，空氣密度=1.2k

8、g/，試求：（1）當理論流量=10000/h時，葉輪出口的相對速度和絕對速度； （2）葉片無限多時的理論全壓；（3）葉片無限多時的反作用度；（4）環(huán)流系數K和有限葉片理論全壓（設葉片數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 =ctgctg30°=28.5（m/s）=1.245.5328.5=1557.3（Pa）（3）=1=1=0.687由風機的斯托道拉公式： =0.79=0.791557.3=1230.3（Pa） 1-8有一軸流式風機，在葉輪半徑380mm處。

9、空氣以=33.5m/s的速度沿軸向流入葉輪，當轉速n=1450r/min時，其全壓=692.8Pa，空氣密度=1.2kg/，求該半徑處的平均相對速度的大小和方向。解：=（m/s） =33.5（m/s）=（m/s） 由題知軸向進入，所以。(m/s)m/s1-9有一單級軸流式水泵，轉速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=1°。解：=（m/s） （m/s）由題知軸向進入，所以。(m/s)1-10有一后置導葉型軸流式風機，在外徑=0.47m處，空氣從軸向流入，=30m/s，在轉速n=200

10、0r/min時，圓周分速=5.9m/s，求。設=1°。解：=（m/s） （m/s）由題知軸向進入，所以。(m/s)1-11有一單級軸流式水泵，轉速為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=4.48m/s的速度流出。試求葉輪進出口相對速度的角度變化值（）。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有一單級軸流式風機，轉速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速度之間偏

11、轉20°，求此時的理論全壓?？諝饷芏?1.2kg/。解：=（m/s） Pa第二章2-1有一葉輪外徑為460mm的離心式風機，在轉速為1450r/min時，其流量為5.1/s，試求風機的全壓與有效功率。設空氣徑向流入葉輪，在葉輪出口處的相對速度方向為半徑方向，設其/=0.85，=1.2kg/。解：=34.9（m/s）葉輪出口處的相對速度為半徑方向=90°=1.234.934.9=1462.14（Pa）=0.85=0.851462.1=1242.82（Pa）=6.34（kW）2-2有一單級軸流式水泵，轉速為375r/min，入口直徑為980mm，水以=4.01m/s的速度沿軸向

12、流入葉輪，以=4.48m/s的速度由葉輪流出，總揚程為H=3.7m，求該水泵的流動效率。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，轉速為480r/min，總揚程為136m時，流量=5.7/s，軸功率為=9860KW，其容積效率與機械效率均為92%，求流動效率。設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/），設水管的內徑為=300mm，管道長度=300m，管道阻力系

13、數=0.028，求泵所需的有效功率。解：根據伯努利方程 +=+由題知：=50； =0； = =4.246（m/s） =m 代入方程得=75.76(m) =（kW）2-5設一臺水泵流量=25/s，出口壓力表讀數為323730Pa，入口真空表讀數為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，電動機功率表讀數為12.5kW，電動機效率=0.95，求軸功率、有效功率、泵的總功率（泵與電動機用聯軸器直接連接）。解：由題知：=323730Pa，=39240Pa，=39240Pa =0.8m，=1000mm=1m ，=750mm=0.75m =1

14、2.5kW， =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有一送風機，其全壓是1962Pa時，產生=40/min的風量，其全壓效率為50%，試求其軸功率。解：=（kW）2-7要選擇一臺多級鍋爐給水泵，初選該泵轉速n=1441r/min，葉輪外徑300mm，流動效率=0.92，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=961，要求滿足揚程=176m，流量=81.6/h，試確定該泵所需要的級數和軸功率各為多少（設流體徑向流入，并不

15、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)kW2-8一臺G4-73型離心式風機，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）下運行，問該風機在哪種工況下運行較為經濟？解：工況1：= 100%=83.78% 工況2：=100%=84.26% 在工況2下運行更經濟。第三章 相似理論3-1有一離心式送風機，轉速n=1450r/min，流量=1.5/min，全壓=1200Pa，輸送空氣的密度為=

16、1.2。今用該風機輸送密度=0.9的煙氣，要求全壓與輸送空氣時相同，問此時轉速應變?yōu)槎嗌?？流量又為多少？解：由題知：=1 ；各效率相等，=根據全壓相似關系 =1得=1450=1674.32( r/min)流量與密度無關，根據相似關系= 得=1.73(/min)3-2有一泵轉速n=2900r/min，揚程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，當轉速n=1450r/min時，流量為多少？解：由題知：=2 ，由于兩泵相似 根據流量相似關系= 得：=0.68（/s）3-3有一泵轉速n=2900r/min，其揚程H=100m，流量=0.17/s，軸功率=183.8?，F用

17、一出口直徑為該泵2倍的泵，當轉速n=1450r/min時，保持運動狀態(tài)相似，問其軸功率應是多少？解：由于兩泵相似 且=2根據功率相似關系：= =得：=4=4183.8=735.2（）3-4 G4-73型離心風機在轉速n=1450r/min和=1200mm時，全壓=4609Pa，流量=71100/h，軸功率=99.8，若轉速變到n=730r/min時，葉輪直徑和氣體密度不變，試計算轉速變化后的全壓、流量和軸功率。解：由題可知：=1；=1根據比例定律：=3.945 得 =1168.3（Pa） =1.9863 得=35795.2（） =7.837 得=12.73（）3-5 G4-73型離心風機在轉速

18、n=1450r/min和=1200mm時，全壓=4609Pa，流量=71100，軸功率=99.8，空氣密度=1.2，若轉速和直徑不變，但改為輸送鍋爐煙氣，煙氣溫度t=200，當地大氣壓=0.1MPa，試計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 所以流量不變，m3/hkg/m3全壓=Pa 軸功率=kW3-6葉輪外徑=600mm的風機，當葉輪出口處的圓周速度為60m/s，風量=300。有一與它相似的風機=1200mm，以相同的圓周速度運轉，求其風量為多少？解：由題知：圓周速度相同 可得 =60得=2 根據相似流量關系=2=所以得=4=4300=1200（）3-7有

19、一風機，其流量=20，全壓=460Pa，用電動機由皮帶拖動，因皮帶滑動，測得轉速n=1420r/min，此時所需軸功率為13。如改善傳動情況后，轉速提高到n=1450r/min，問風機的流量、全壓、軸功率將是多少？解：由于是同一風機，所以滿足相似由題知：=1 =1根據比例定律 = 得 =20=20.42（） = 得=460=479.58（Pa） = 得=13=13.84（）3-8已知某鍋爐給水泵，最佳工況點參數為：=270，=1490m，=2980r/min，=10級。求其比轉數。解：=69.853-9某單級雙吸泵的最佳工況點參數為=18000，=20m，=375r/min。求其比轉數。解：由

20、于是單級雙吸泵=228.833-10 G4-73-11No18型鍋爐送風機，當轉速=960r/min時的運行參數為：送風量=19000，全壓=4276Pa；同一系列的No8型風機，當轉速=1450r/min時的送風量=25200，全壓=1992Pa，它們的比轉數是否相等？為什么？解：兩臺風機的比轉數分別為=4.17 =12.87比轉數不相等，因為一臺風機在不同工況下有不同的比轉數，一般用最高效率點的比轉數，作為相似準則的比轉數。所以題中的兩臺風機（同一系列）在最高效率點的比轉數是相同的，但題中給出的工況不同，所以比轉數不同。第四章 泵的汽蝕4-1除氧器內液面壓力為117.6Pa，水溫為該壓力下

21、的飽和溫度104，用一臺六級離心式給水泵，該泵的允許汽蝕余量h=5m，吸水管路流動損失水頭約為1.5m，求該水泵應裝在除氧器內液面下多少米？解：= 倒灌高度=51.56.5（m）4-2有一臺單級離心泵，在轉速n=1450r/min時，流量為2.6，該泵的汽蝕比轉數c=700?，F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：水面壓力為98066.5Pa，水溫為80（80時水的密度=971.4），吸水管內流動損失水頭為1m。解： 得3.255（m）由于發(fā)生汽蝕條件為3.255（m）根據 t80，971.4 查表4-2知4.97m4.973.25511.076（m）4-3有一吸

22、入口徑為600mm的雙吸單級泵，輸送20的清水時，=0.3，=970r/min，=47m，汽蝕比轉數=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 6.710.338.60.240.7524.4

23、6（m）4-4在泵吸水的情況下，當泵的幾何安裝高度與吸入管路的阻力損失之和大于6Pa時，發(fā)現泵剛開始汽化。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：=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數。解： m 9054-6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，是否能正常工作。解： m/s 所以不能正

24、常工作。4-7有一臺疏水泵，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）*例】 在海拔500m某地安裝一臺水泵，其輸水qV=135L/s，輸送水溫 t =30，該泵樣本上提供的允許吸上真空高度Hs =5.5m.吸水管內徑 d=250mm, 設吸入管路總損失hs=0.878m。求：Hg應為多少？ 【解】 由表查得海拔500m力時大氣壓強 pa= 9.51×104Pa，由附錄查得水溫為t =30時的飽和蒸汽壓強pV =4.2365kPa。查表得30水的密度r =995.6

25、/m3。修正后的吸上真空高度為：所以，泵的幾何安裝高度應為：泵與風機（課后習題答案）第五章5-1 水泵在n=1450r/min時的性能曲線繪于圖5-48中，問轉速為多少時水泵供給管路中的流量為Hc=10+17500qv2（qv單位以m3/s計算）？已知管路特性曲線方程Hc=10+8000qv2（qv單位以m3/s計算）?！窘狻扛鶕﨟c=10+8000qv2取點如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(L/s)01020304050qv(m3/s)00.010.020.030.040.05Hc（m）1010.813.217.222.830管路特性曲線與泵并聯前性能曲線交于M點（46L/s，27m）同一

26、水泵，且輸送流體不變，則根據相似定律得：5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲線方程Hc=20+2000qv2（qv單位以m3/s計算），水泵性能曲線如圖5-49所示，問水泵在管路中的供水量是多少？若再并聯一臺性能相同的水泵工作時，供水量如何變化？【解】繪出泵聯后性能曲線根據Hc=20+2000qv2取點如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(L/s)0102030405060qv(m3/s)00.010.020.030.040.050.06Hc（m）2020.220.821.823.22527.2管路特性曲線與泵并聯前性能曲線交于C點（33L/s，32m）管路特性曲線與泵并聯后性能曲線交于M點（

27、56L/s，25m）.5-3為了增加管路中的送風量，將No.2風機和No.1風機并聯工作，管路特性曲線方程為p=4 qv2（qv單位以m3/s計，p以pa計），No.1 及No.2風機的性能曲線繪于圖5-50中，問管路中的風量增加了多少？【解】根據p=4 qv2取點如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(103m3/h)0510152025qv(m3/s)01.42.84.25.67p（pa）07.8431.3670.56125.44196管路特性曲線與No.2風機和No.1風機并聯工作后性能曲線交于點M（33×103m3/h，700pa）于單獨使用No.1風機相比增加了33×

28、103-25×103=8 m3/h5-4 某鍋爐引風機，葉輪外徑為1.6m，qv-p性能曲線繪于圖5-51中，因鍋爐提高出力，需改風機在B點（qv=1.4×104m3/h，p=2452.5pa）工作，若采用加長葉片的方法達到此目的，問葉片應加長多少？【解】鍋爐引風機一般為離心式，可看作是低比轉速。求切割直線：描點做切割直線qv(104m3/h)2468101214qv(m3/s)5.5611.1116.6722.2227.7833.3638.89p（pa）350.6700.61051.21401.21751.82103.72452.4切割直線與泵性能曲線交于A（11 m3/

29、h，2000 pa）A點與B點為對應工況點，則由切割定律得則應加長1.8-1.6=0.2m5.5 略5-6 8BA-18型水泵的葉輪直徑為268mm，車削后的8BA-18a型水泵的葉輪直徑為250mm，設效率不變，按切割定律計算qv、H、P。如果把8BA-18a型水泵的轉速減至1200r/min，假設效率不變，其qv、H、P各為多少？8BA-18型水泵額定工況點的參數為：n=1450r/min，qv=7.9L/s，H=18m，P=16.6kW，=84%?！窘狻扛鶕降茫嚎芍摫脼榈捅绒D速，可用如下切割定律求出切割后的qv、H、P，其值如下：對8BA-18a型水泵只改變轉速，可根據相似定律計算

30、泵的qv、H、P，其值如下：5-7有兩臺性能相同的離心式水泵（其中一臺的性能曲線繪于圖5-12上），并聯在管路上工作，管路特性曲線方程Hc=0.65qv2（qv單位以m3/s計算）。問當一臺水泵停止工作時，管路中的流量減少了多少？【解】根據Hc=0.65qv2取點如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(m3/h)010×10320×10330×10340×103qv(m3/s)02.785.568.3311.12Hc（m）05.0220.0945.1080.38同時繪出兩臺性能相同的泵并聯后的性能曲線畫圖得管路特性曲線與泵并聯后性能曲線交于M點（36

31、5;103 m3/h，65m）.與單獨一臺泵運行時的交于C點（28×103 m3/h，40m）管路中的流量減少了36×103-28×103=8×103 m3/h5-8 n1=950r/min時，水泵的特性曲線繪于圖5-53上，試問當水泵轉速減少到n2=750r/min時，管路中的流量減少多少？管路特性曲線方程為Hc=10+17500qv2（qv單位以m3/s計算）?！窘狻扛鶕﨟c=10+17500qv2取點如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(L/s)01020304050qv(m3/s)00.010.020.030.040.05Hc（m）1011.751

32、725.753853.75管路特性曲線與泵性能曲線交于M點（39.8L/s，37m）.同一臺泵，輸送相同流體有減少量為：39.8-31.4=8.4（L/s）5-9在轉速n1=2900r/min時，ISI25-100-135型離心水泵的qv-H性能曲線繪于圖5-54所示。管路性能曲線方程式Hc=60+9000qv2（qv單位以m3/s計算）。若采用變速調節(jié)，離心泵向管路系統供給的流量qv=200m3/h，這時轉速n2為多少？【解】根據Hc=60+9000qv2取點如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(m3/h)04080120160200240280qv(m3/s)00.0110.0220.033

33、0.0440.0550.0660.077Hc（m）6061.1164.44777.7887.78100114.44管路特性曲線與泵性能曲線交于M點（246.7 m3/h，101.7m）采用變速調節(jié)，可根據相似定律5-11 4-13-11No.6型風機在n=1250r/min時的實測參數如下表所示：（1）求各測點效率。（2）繪制性能曲線。（3）寫出該風機最高效率點的參數?！窘狻浚?）根據公式， 求得各測點效率如下表所示。qv(m3/h)5290664073608100880095001025011000qv(m3/s)1.471.842.042.252.442.642.853.06p(pa)84

34、3.4823.8814794.3755.1696.3637.4578.6P(kW)169017701860196020302080212021500.73330.85840.89470.91180.90930.88340.85600.8223（2）繪制性能曲線如圖1所示（3）最高效率為0.9118，對應各參數為紅色標記數值。5-12 由上題已知n=1250r/min，D2=0.6m時的性能曲線，試繪出4-13-11系列風機的無因次性能曲線。【解】根據公式 得A2=0.2826m2根據公式 得u2=39.25根據無因次系數公式得出、和填入下表中：qv(m3/h)52906640736081008

35、80095001025011000qv(m3/s)1.471.842.042.252.442.642.853.06p(pa)843.4823.8814794.3755.1696.3637.4578.6P(kW)16901770186019602030208021202150流量系數/0.1320.1660.1840.2030.2200.2380.2570.275全壓系數/0.4560.4460.4400.4300.4080.3770.3450.313功率系數/0.08240.08630.09070.09560.09890.1020.1030.105效率系數/0.7330.8590.8950.9

36、120.9090.8830.8560.822以流量為橫坐標繪制無因次性能曲線如下圖所示：5-13由4-13-11系列風機的無因次性能曲線查得最高效率點的參數為：=91.4%，無因次參數為：=0.212，=0.416，=0.0965，求當風機的葉輪直徑D2=0.4m，n=2900r/min時，該風機的比轉速ny為多少？【解】將參數D2=0.4m，n=2900r/min，=0.212，=0.416帶入下述公式：，求得最高效率點時的流量qv=1.62m3/s，全壓p=1841.35pa根據公式：，帶入n，qv，和p得出：ny=13.13思考題答案緒論思考題1 在火力發(fā)電廠中有那些主要的泵與風機？其各

37、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凝汽器、冷油器、發(fā)電機的空氣冷卻器供給冷卻水。凝結水泵：抽出汽輪機凝汽器中的凝結水，經低壓加熱器將水送往除氧器。疏水泵：排送熱力系統中各處疏水。補給水泵：補充管路系統的汽水損失?；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。送風機：向鍋爐爐膛輸送燃料燃燒所必需的空氣量。引風機：把燃料燃燒后所生成的煙氣從鍋爐中抽出，并排入大氣。2 泵與風機可分為哪幾大類？發(fā)電廠主要采用哪種型式的泵與風機？為什么？答：泵按產生壓力的大小分：低壓泵、中壓泵、高壓泵風機按產生全壓得大小分：通風機、鼓風機、壓

38、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：往復泵、回轉泵 其他類型：真空泵、噴射泵、水錘泵風機按工作原理分：葉片式：離心式風機、軸流式風機 容積式：往復式風機、回轉式風機 發(fā)電廠主要采用葉片式泵與風機。其中離心式泵與風機性能范圍廣、效率高、體積小、重量輕，能與高速原動機直聯，所以應用最廣泛。軸流式泵與風機與離心式相比，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)水泵及引送風機。3 泵與風機有哪些主要的性能參數？銘牌上標出的是指哪個工況下的參數？答：泵與風機的主要性能參數有：流量、揚程（全壓）、功率、轉速、效率和汽蝕余量。在銘牌上標出的是：

39、額定工況下的各參數4 水泵的揚程和風機的全壓二者有何區(qū)別和聯系？答：單位重量液體通過泵時所獲得的能量增加值稱為揚程；單位體積的氣體通過風機時所獲得的能量增加值稱為全壓聯系：二者都反映了能量的增加值。區(qū)別：揚程是針對液體而言，以液柱高度表示能量，單位是m。全壓是針對氣體而言，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

40、分動能轉變?yōu)閴毫δ?。導葉：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，同時在導葉內把部分動能轉化為壓力能。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通過轉動部件與靜止部件之間的間隙泄漏到泵外。離心風機葉輪：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機的出口，同時將氣體的部分動能轉化為壓力能。集流器：以最小的阻力損失引導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。6 軸流式泵與風機有哪些主要部件？各有何作用？答：葉輪：把原動

41、機的機械能轉化為流體的壓力能和動能的主要部件。導葉：使通過葉輪的前后的流體具有一定的流動方向，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（風機）：以最小的阻力損失引導氣流均勻的充滿葉輪入口。擴壓筒：將后導葉流出氣流的動能轉化為壓力能。7 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：結構簡單，工作可靠，但使用壽命短，廣泛應用于中低壓水泵上。 機械密封：使用壽命長，密封效果好，摩擦耗功小，但其結構復雜，制造精度與安裝技術要求高，造價貴。適用于高溫高壓泵。 浮動環(huán)密封：相對與機械密封結構較簡單，運行可靠，密封效

42、果好，多用于高溫高壓鍋爐給水泵上。8 目前火力發(fā)電廠對大容量、高參數機組的引、送風機一般都采用軸流式風機，循環(huán)水泵也越來越多采用斜流式（混流式）泵，為什么？答：軸流式泵與風機與離心式相比，其流量大、壓力小。故一般用于大容量低揚程的場合。因此，目前大容量機組的引、送風機一般都采用軸流式風機。 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，流體軸向進入葉輪后，沿圓錐面方向流出?？勺鳛榇笕萘繖C組的循環(huán)水泵。9 試簡述活塞泵、齒輪泵及真空泵、噴射泵的作用原理？答：活塞泵：利用工作容積周期性的改變來輸送液體，

43、并提高其壓力。齒輪泵：利用一對或幾個特殊形狀的回轉體如齒輪、螺桿或其他形狀的轉子。在殼體內作旋轉運動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：利用葉輪旋轉產生的真空來輸送流體。第一章思考題1 試簡述離心式與軸流式泵與風機的工作原理。答：離心式：葉輪高速旋轉時產生的離心力使流體獲得能量，即流體通過葉輪后，壓能和動能都得到提高，從而能夠被輸送到高處或遠處。流體沿軸向流入葉輪并沿徑向流出。 軸流式：利用旋轉葉輪、葉片對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 流體在旋轉的葉輪內是如何運動的？各用什么速度表示？其速度矢量可組成怎樣的圖形

44、？答：當葉輪旋轉時，葉輪中某一流體質點將隨葉輪一起做旋轉運動。同時該質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合運動。 葉輪帶動流體的旋轉運動，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。3 當流量大于或小于設計流量時，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： 當流量小于設計流量時：軸面速度，90°，。（如圖a） 當流量大于設計流量時：軸面速度，90°，。（如圖b

45、） 出口速度三角形 小于設計流量 大于設計流量4 離心式泵與風機當實際流量在有限葉片葉輪中流動時，對揚程（全壓）有何影響？如何修正？答：在有限葉片葉輪流道中，由于流體慣性出現了軸向渦流，使葉輪出口處流體的相對速度產生滑移，導致揚程(全壓)下降。 一般采用環(huán)流系數k或滑移系數來修正。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）徑向進入，即；2）提高轉速；3）加大葉輪外徑；4）增大葉片出口安裝角。提高轉速最有利，因為加大葉輪外徑將使損失增加，降低泵的效率；提高轉速則受汽蝕的限制，對風機則受噪聲的限制。增大葉片出口安裝角將使動能頭顯著增加，降低泵與風機的效率

46、。比較之下，用提高轉速來提高理論能頭，仍是當前普遍采用的主要方法。6 泵與風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： =風機： 因素：轉速；葉輪外徑；密度（影響全壓）、葉片出口安裝角；進口絕對速度角。7 離心式泵與風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、前彎式后彎式：90°時，cot為正值，越小，cot越大，則越小。即隨不斷減小，亦不斷下降。當減小到等于最小角時，。徑向式：=90°時，cot =0，=。前彎式：90°時，cot為負值，越大，cot越小，則越大即隨不斷增大，亦不斷增

47、大。當增加到等于最大角時，。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，前彎式葉片所產生的揚程最大，徑向式葉片次之，后彎式葉片最小。當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，當流體流經葉輪及轉能裝置(導葉或蝸殼)時，能量損失小，效率高，噪聲低。但后彎式葉片產生的總揚程較低，所以在產生相同的揚程(風壓)時，需要較大的葉輪外徑或較高的轉速。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. 軸流葉輪進、出口速度三角形如何繪制？、如何確定？有何意義？答

48、：速度三角形一般只需已知三個條件即可畫出，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機速度三角形相比，具有以下特點：一是流面進、出口處的圓周速度相同；二是流面進、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、出口速度三角形繪在一起。如圖所示。 是葉柵前后相對速度和的幾何平均值，其大小和方向由葉柵進、出口速度三角形的幾何關系來確定。= ； =意義：由于流體對孤立翼型的繞流，并不影響來流速度的大小和方向，而對葉柵翼型的繞流，則將影響來流速度的大小和方向，所以在繞流葉柵的流動中，取葉柵的前后相對速度和的幾何平均值作為無限遠處的來流速度。9.

49、軸流式泵與風機與離心式相比較，有何性能特點？使用于何種場合？答:軸流式泵與風機的性能特點是流量大，揚程低，比轉數大，流體沿軸向流入、流出葉輪。 目前國內外大型電站普遍采用軸流式風機作為鍋爐的送引風機、軸流式水泵作為循環(huán)水泵。10. 軸流式泵與風機的揚程（全壓）為什么遠低于離心式？答：因為軸流式泵與風機的能量方程式是：= 離心式泵與風機的能量方程式是:= 因為式中= 故流體在軸流式葉輪中獲得的總能量遠小于離心式。11. 軸流式泵與風機的翼型、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：風機：增加弦長；增大葉柵中翼型的升力系數；減小柵距 ；增大

50、；增加升力角均可提高泵與風機的揚程（全壓）。第二章思考題1 在泵與風機內有哪幾種機械能損失？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構形式以及輸送流體的密度有關。這項損失的功率約為軸功率的15，大中型泵多采用機械密封、浮動密封等結構，軸端密封的摩擦損失就更小。圓盤摩擦損失是因為葉輪在殼體內的流體中旋轉，葉輪兩側的流體，由于受離心力的作用，形成回流運動，此時流體和旋轉的葉輪發(fā)生摩擦而產生能量損失。這項損失的功率約為軸功率的2-10，是機械損失的主要部分

51、。提高轉速，葉輪外徑可以相應減小，則圓盤摩擦損失增加較小，甚至不增加，從而可提高葉輪機械效率。（2）容積損失：泵與風機由于轉動部件與靜止部件之間存在間隙，當葉輪轉動時，在間隙兩側產生壓力差，因而時部分由葉輪獲得能量的流體從高壓側通過間隙向低壓側泄露，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少進口的容積損失，一般在進口都裝有密封環(huán)(承磨環(huán)或口環(huán))，在間隙兩側壓差相同的情況下，如間隙寬度減小，間隙長度增加，或彎曲次數較多，則密封效果較好，容積損失也較小。（3）流動損失：流動損失發(fā)生在吸入室、葉輪流道、導葉與殼體中。流體和各部分流

52、道壁面摩擦會產生摩擦損失；流道斷面變化、轉彎等會使邊界層分離、產生二次流而引起擴散損失；由于工況改變，流量偏離設計流量時，入口流動角與葉片安裝角不一致，會引起沖擊損失。如何減?。簻p小流量可減小摩擦及擴散損失，當流體相對速度沿葉片切線流入，則沒有沖擊損失，總之，流動損失最小的點在設計流量的左邊。2 為什么圓盤摩擦損失屬于機械損失？答：因為葉輪在殼體內的流體中旋轉，葉輪兩側的流體，由于受離心力的作用，形成回流運動，此時流體和旋轉的葉輪發(fā)生摩擦而產生能量損失。由于這種損失直接損失了泵與風機的軸功率，因此歸屬于機械損失。3 功率分為哪幾種？它們之間有什么關系？答：常用功率分為原動機功率、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，而實驗所得的-及-關系為曲線形式，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生的揚程降低，該葉輪的揚程可用環(huán)流系數進行修正。環(huán)流系數K恒小于1，且基本與流量無關。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應的曲線下方。如圖中b線所示。考慮實際流體粘性的影響，還要在曲線上減去因摩擦、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。沖擊損失在設計工況下為零，在偏離