泵與風機楊詩成第四習題及答案

1、4-1 輸送20清水的離心泵，在轉速為1450r/min時，總揚程為25.8m, qv=170m3/h, P=15.7kW, v=0.92, m=0.90,求泵的流動效率h 。4-1 解：4-2 離心風機葉輪外徑D2=460mm,轉速n=1450r/min,流量qv=5.1m3/s,1u=0,2u=u2,(1+P)=1.176,流動效率h=0.90,氣體密度=1.2kg/ m3。試求風機的全壓及有效功率。4-2，解：pT=(u2v2u-u1 v1u)v1u=0pT=u2v2u=1.2×=1462.1（Pa）根據(jù)斯托道拉公式：， p= K·h·pT=0.855

2、15;0.90×1462.1=1124.7（Pa）Pe=pqv/1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)4-3 離心風機n=2900r/min，流量qv=12800 m3/h，全壓p=2630Pa，全壓效率=0.86，求風機軸功率P為多少。4-3P= Pe=0.86×pqv/1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 離心泵轉速為480r/min，揚程為136m，流量qv=5.7m3/s,軸功率P=9860kW。設容積效率、機械效率均為92%，=1000kg/m3，求流動效率。4-

3、4解：4-5 若水泵流量qv=25L/s,泵出口出壓力表讀數(shù)為320kPa，入口處真空表讀數(shù)為40kPa，吸入管路直徑d=100cm,出水管直徑為75cm，電動機功率表讀數(shù)為12.6kW，電動機效率為0.90，傳動效率為0.97。試求泵的軸功率、有效功率及泵的總效率。4-5，解：有效功率Pe=g·qv·H=36.69+=36.69mPe=g·qv·H/1000=9810×0.025×36.69/1000=9.0(kw)軸功率：P=電機輸入功率Pg´ · g·d=12.6×0.90×0.

4、97=11.0(kw)泵的總效率：4-6 離心風機轉速n=1450r/min，流量qv=1.5m3/min，風機的全壓p=1.2kPa，=1.2kg/m3。今用它輸送密度=0.9kg/m3的煙氣，風壓不變，則它的轉速應為多少？實際流量為若干？4-6，解：1.轉速n2（1）求出轉速不變，僅密度變化后，風壓的變化值。根據(jù)相似定律，在轉速不變時（同為1450r/min時），p1/p2=1/2因此，假定轉速不變，只是氣體密度發(fā)生變化（變?yōu)?=0.9kg/m3），則風壓為： p2=p1×2/1=1.2×103×0.9/1.2=900（Pa）（2）同一臺風機，其它條件不變，僅

5、僅轉速變化，符合相似定律：p1/p2=（n1/n2）2n2=n1=1450=1674（r/min）2.流量根據(jù)相似定律：q1/q2=n1/n2 q2= q1×n2/n1=1.5×1674/1450=17.32（m3/min）4-7 有一只可把15冷空氣加熱到170熱空氣的空氣預熱器，當它的流量qm=2.957×103kg/h時，預熱器及管道系統(tǒng)的全部阻力損失為150Pa，如果在該系統(tǒng)中裝一只離心風機，問從節(jié)能的角度考慮，是把它裝在預熱器前，還是預熱器后（設風機效率=70%）4-7解：計算：裝在預熱器前消耗的功率Pe1Pe1=pqv/1000裝在預熱器前時（t=15

6、），輸送同樣質量流量（qm=2.957×103kg/h）的氣體，體積流量為：（查的t=15時的氣體密度為1=1.226kg/m3）qv1=qm/1=2.957×103/1.226=2.412×103（m3/h）=0.67 m3/sPe1=pqv=150×0.67=100.5（W）消耗軸功率P= Pe1/=100.5/0.7=143.6（W）計算：裝在預熱器后消耗的功率Pe2（查的t=170時的氣體密度為1=0.797kg/m3）qv1=qm/1=2.957×103/0.797=3.710×103（m3/h）=1.03 m3/sPe1=

7、pqv=150×1.03=154.6（W）消耗軸功率P2= Pe2/=154.6/0.7=220.9（W）對比得出裝在預熱器前面消耗功率小，節(jié)能。4-8 某系統(tǒng)中離心風機可在以下兩種工況下工作：一種qv=20km3/h, p=1700Pa,P=60kW；另一種qv=100km3/h, p=980Pa,P=65kW。問在那種工況下工作經濟？4-8 解：同一種風機，在不同工況下工作時，比較那種經濟，既是比較拿個工況效率高。第一種工況第二種工況所以，第二種工況經濟4-9 單級離心泵，性能參數(shù)n=1420r/min，qv=73.5L/s,H=14.7m,P=15.3kW?，F(xiàn)若改用轉速為290

8、0r/min的電動機驅動，工況仍保持相似，則其各參數(shù)值將為多少？4-9 解：因為各工況保持相似，所以滿足相似定律：即：流量： （L/s）揚程：（m）功率：（kW）4-10 有臺離心風機在轉速為n=1000r/min時，能輸送0.3m3/min空氣（=1.2kg/m3）,全壓p=600Pa。今用它來輸送燃氣（=1.0kg/m3），在相同轉速時，產生的流量不變，但全壓卻降為500Pa。試證之。4-10,解：證明一：流體流量不變根據(jù)相似定律，在轉速不變時，風機輸出流量與所輸送的流體密度無關，所以流量不變；證明二：風壓變化根據(jù)相似定律，在轉速不變時p1/p2=1/2 p2=p1×2/1=60

9、0×1.0/1.2=500（Pa） 證畢。4-11 413.2(473)型離心通風機轉速n=1450r/min，葉輪外徑D2=1200mm時，全壓p=4609Pa，流量qv=71 100m3/h,軸功率P=99.8kW，空氣密度=1.2kg/m3。若風機的轉速和直徑都不變，但改為輸送200的鍋爐煙氣，大氣壓力Pamb=1.013×105Pa，試計算密度變化后的風機全壓，流量和軸功率。4-11,解：因為轉速和直徑都不變，只是密度發(fā)生變化，在一個大氣壓條件下，200煙氣密度為：0.6162 kg/m3 q1/q2=1； p1/p2=1/2；P1/P2=1/2 q2=q1=711

10、00m3/h;p2= p1×2 /1 =4609×0.616/1.2=2367（Pa） P2= P1×2 /1=99.8×0.616/1.2=51.23（kW）4-12 葉輪外徑D2=600mm的通風機，當葉輪出口處的圓周速度60m/s，流量為300m3/min。有一與它相似的風機D2=1200mm，以相同圓周速度運轉，求其風量為多少？4-12,解：葉輪外徑D2=600mm，當葉輪出口處的圓周速度60m/s，其轉速n為： u2= n=葉輪外徑D2=1200mm，當葉輪出口處的圓周速度60m/s，其轉速n為：n=根據(jù)相似定律： （m3/min）4-13 水

11、泵轉速n=2950r/min，H=128m，流量qv=1.23m3/min。為滿足該流量擬采用ns=85133的多級泵，試計算要用幾級葉輪。4-13 解：根據(jù)比轉速定義： 當ns=85時，取整i=3當ns=133時，取整i=5根據(jù)計算得：要用35級離心泵。4-14 在泵吸水的情況下，當泵的安裝幾何高度Hg與吸入管路的阻力損失之和大于60kPa時，發(fā)現(xiàn)泵剛開始汽蝕。吸入液面壓力為101.3kPa，水溫為20，試求水泵裝置的有效汽蝕余量為多少？4-14，解：根據(jù)有效汽蝕余量定義：ha= p0/g- p/g -Hg-hw根據(jù)題意：Hg+hw=60×103 Pa 20時水的p=2334 Pa

12、ha= p0/g- p/g -Hg-hw=101.3×103/9810-2334/9810-60×103/9810=3.97（m）4-15 離心水泵在n=1450r/min下，揚程H=19.5m，流量qv=2.6m3/min。將該水泵裝在地面抽水，問水面距泵中心線幾米時泵發(fā)生汽蝕。設吸入液面壓力為101.3kPa，水溫為80，吸入管路阻力損失為104Pa。汽蝕比轉速C=850。4-15,解：根據(jù)汽蝕比轉速定義： ，可計算出:（m）當時發(fā)生汽蝕，所以：（m）（80時水的p=47.363×103 Pa，=971.8kg/m3） ha= p0/g- p/g -Hg-hw

13、Hg= p0/g- p/g -hw-ha =101.3×103/(971.8×9.81)- 47.363×103/(971.8×9.81)- 104/(971.8×9.81)-2.51=2.10（m）4-16 設除氧氣內壓力為11.76×104Pa，飽和水溫為104，吸入管路阻力損失為15kPa，給水泵必需汽蝕余量NPSHr為5m，試求給水泵的倒灌高度。4-16,解：（100時水的p=101.3×103 Pa，=958.1kg/m3） ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=11.7

14、6×104/(958.1×9.81)- 101.3×103/(958.1×9.81)- 15×103/(971.8×9.81)-5=1.3-5=-3.7（m）此時剛好發(fā)生汽蝕，為了使給水泵不發(fā)生汽蝕，應提供一定的富余量，0.5mHg=-3.7-0.5=4.1m4-17 單級雙吸式泵的吸入口徑d=600m，輸送20的清水，在n=970r/min，qv=0.3m3/s，H=47m，C=900，吸入管路阻力損失ghw=8000Pa，試求：吸入液面壓力為101.3kPa時，泵的安裝幾何高度Hg；在吸入液面壓力為86kPa，水溫為40時，泵的安

15、裝幾何高度Hg。4-17因為是雙吸式泵，兩個吸入口，所以：，可計算出:（m）20時水的p=2334 Pa，=1000kg/m3 ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=101.3×103/(1000×9.81)- 2.334×103/(1000×9.81)- 8×103/(1000×9.81)-3.12=6.15（m）此時剛好發(fā)生汽蝕，為了使給水泵不發(fā)生汽蝕，應提供一定的富余量，0.5mHg=6.15-0.5=5.65m40時水的p=7375 Pa，=992.2kg/m3 ha= p0/g-

16、p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=86×103/(992.2×9.81)- 7.375×103/(992.2×9.81)- 8×103/(992.2×9.81)-3.12=4.14（m）此時剛好發(fā)生汽蝕，為了使給水泵不發(fā)生汽蝕，應提供一定的富余量，0.5mHg=4.14-0.5=3.64m4-18 一單級離心泵，轉速n=1450r/min時，流量qv=2.6m3/min，該泵的汽蝕比轉速C=700,?，F(xiàn)將這臺泵安裝在地面上抽水，求吸水距地面多少距離時發(fā)生汽蝕。設吸水面壓力為98kPa，水溫t=80，吸入管路

17、阻力損失為104Pa。4-18，解：，可計算出:（m）又已知：（80時水的p=47.363×103 Pa，=971.8kg/m3）Hg= p0/g- p/g -hw-ha=98×103/(971.8×9.81)- 47.363×103/(971.8×9.81)- 10×103/(971.8×9.81)-3.25=1.01（m）此時剛好發(fā)生汽蝕4-19 單級雙吸泵吸入口徑d=600mm，輸送20清水時，qv=0.5m3/s,n=970r/min，H=45m，汽蝕比轉速C=950。試求：在吸入液面壓力為大氣壓力時，泵的允許吸上真

18、空高度HS為多少？吸入液面壓力為90kPa,輸送45清水時，泵的允許吸上真空高度Hs為多少？4-19，解：因為是雙吸式泵，兩個吸入口，所以：，可計算出:（m）20時水的p=2334 Pa，=1000kg/m3由ha=（ps/g+s2/2g）- p/g 及HS= （pamb- ps）/g可得出：HS= （p0- p）/g+s2/2g-ha根據(jù)已知：單級雙吸泵吸入口徑d=600mm，qv=0.5m3/s，可計算出泵入口水流速度s：s=剛好發(fā)生汽蝕時的吸上真空高度為：HS= （p0- p）/g+s2/2g-hr =（101.3×103-2.334×103）/(1000×9.81)+1.772/(2×9.81)-4.08=5.85（m）HS= HS-0.3=5.55(m) 45時水的p=9.5811×103 Pa，=990.2kg/m3剛好發(fā)生汽蝕時的吸上真空高度為：HS= （p0- p）/g+s2/2g-hr =（90×103-9.5811×103）/(990.2×9.81)+1.772/(2×9.81)-4.08=4.04（m）HS= HS-0.3=3.74(m)