泵與泵站第五版習題答案第二章

1、無需財富值下載【P107習題】【1】.(1)已知，出水水箱內(nèi)絕對壓強Pi=3.0atm,進水水箱絕對壓強P2=0.8atm以泵軸為0-0線，大氣壓Pa=1atm出水水箱測壓管水頭：HiPa1033一110=20m進水水箱測壓管水頭：H2=2Pa/1。=(0.81尸10=2m(-“表示在泵軸以9Hst=H1-H2=20-(-2)=22m(2)泵的吸水地形高度：Hss=H2-2m(3)泵的壓水地形高度：Hsd=H1=20m【2】.解答：如圖(a),Hss=3m據(jù)題意：Hss(b)=Hss(c)=Hss(a)=3m以泵軸為基準面(1) b水泵位置水頭：Zb=HAb水泵吸水池測壓管水柱高度：h=(0.

2、5-1y10=-5mb水泵吸水池測壓管水頭：H測=Zb+h=HA+(5mb水泵Hss(b)=0H測=0(Ha5)=5Ha=3m解得：HA=2m(2) c水泵位置水頭：Zc=-5m(在泵軸以下)c水泵吸水池測壓管水柱高度：h=PC-110=10Pc-10c水泵吸水池測壓管水頭：H測=Zc+h=5+10FC10=10FC-15(m)c水泵Hss(c)=0_H測=0_(10FC15)=1510PC=3mH解得：Pc=1.2atm解答：(1)根據(jù)給定的流量和管徑，查給水排水設計手冊第一冊，得：吸水管沿程水頭損失系數(shù)i1=5.7%。壓水管沿程水頭損失系數(shù)i1=11.6%。2.真空表讀數(shù)：Hv=Hsd+Z

3、hs+幺一一z(見P24,公式2-30)2g2Lz(1) 安裝在泵軸處，1=022則：Hv=Hss八1%v-vsss2g計算水泵的吸水管流速：v1uQ=-Q2-=-01J-1.27m/sA龍)(3.140.42)4T4泵吸水地形高度：Hss=35_32=3m吸水管水頭損失：hs=i1111=0.0057301=1.17m1272則：真空表讀數(shù)Hv=31.171L2L=4.25mH2。29.81atm=10mH2O=760mmHg則：4.25mH2O=4.2576=323mmHg%真空度=Pa-R100%=10mH2O-4.25mH2O100%=57.5%Pa10mH2O(2)泵的靜揚程：HST

4、=74.5-32-2-110=52.5m壓水管水頭損失：hd=i2l21=0.01162001=3.32m管道總水頭損失：xh=xhsvhd=1.173.32=4.49m總揚程：H=Hst%h=52.54.4956.99m(3)軸功率：N =:gQH _ 1000 9.8 0.16 56.9910001000 0.7= 127.66kw【4】.解答：以吸水池水面為基準面列0-0, 1-1, 2-2, 3-3斷面能量方程如下:0-0斷面:E0=Z0 v0_ . _P_2g1-1斷面:E12=Z1 vg2 .如2g旦:?g2-2斷面:E22=Z2比2gF2z丁 =(Hss g222g3-3斷面:E

5、3吸水管水頭損失:“ hs =E。- EiHss；zv22 一 2gHss二 zv122 一 2gHsszv1I T22 2g壓水管水頭損失: hd =E2 g =P*Hss:g得：H d -hd - H ss - - 222zv2 -v3 一3 - H2 2g2- V3-3 Hst2gST = Hd + H22.,: ZV2 - V3ss - 一 - H ST2 2g.泵裝置總揚程 H=H v Hd則：H =Hv Hd - hs - Hssz V12- hd2 2g- Hss”2一 丫33 Hst2g222=(hs+hd)Az+v二咚+HsT(總水頭損失h=hs+hd)2g2g= h H S

6、T2匕2g/ 221 22gzz22VV9忽略流速差，即Vi電V2,2=0；2g壓力表和真空表沿泵軸安裝,則最后：H=HST 、hSI2V32【5】.解答：泵的基本方程式:1H T C2ugu21,2-、U2=一(U2-C2rCtg1,)=一(U2-U2c2rCtg-2)ggn二D214503.140.28/葉輪出口牽連速度：u2=2=21.25(m/s)6060葉輪出口面積：F2-D2b2=3.140.280.04=0.035(m2)徑向流速：C2r=QT=QL=38.57QT(m/s)2rF20.035T代入基本方程式，得理論特性曲線:1_2_HT=(21.252-21.2538.57QT

7、ctg30)=40.08-144.86QTT9.8TT【6】.解答：(2) Q-H關系曲線不變；相同工況下，需要的功率增加為原來的1.3倍。因為：在泵的基本方程式的推導過程中，液體密度p被消掉了，因此，水泵的理論揚程和液體密度無關，水泵的實際特性曲線是在水泵的理論揚程Ht和Qt關系曲線的基礎上減去各種泵內(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p有關，N=fgQH,N和P成正比，當P=1.3P水時,1000則功率變?yōu)樵瓉淼?.3倍。(2)壓力表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?.3倍。因為：如問題(1)所示，輸送液

8、體的密度改變，揚程不變，則其壓力表讀數(shù)Hd不變，泵的壓力表讀數(shù)：Pd=%Hd(MPa),和密度成正比，當P=1.3P水時，則Pd變?yōu)樵瓉淼?.3倍。(3)以吸水池水面為基準面吸水池和高位水池的高度差：Z=48m,P-Pa1.0131052-1高位水池的測壓管內(nèi)液柱高度：h=一/=：=7.9m為1.3P7Kg靜揚程:Hst=Zh=487.9=55.9m【7】.解答：測壓管水頭：H測=Z+%hZ位置水頭Pgh測壓管內(nèi)水柱高度(壓強水頭)管道水頭損失：，h=H2-H1(計算段前后測壓管水頭差)=SQ2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，測壓管水頭高度為縱坐標，繪制測壓管水頭線，曲

9、線趨勢是下降。管道水頭損失特性曲線：以流量為橫坐標，管道水頭損失為縱坐標，繪制曲線，曲線的趨勢為上升?！?】.解答：如圖，則，A表顯示的為水泵壓力表讀數(shù)，C表顯示為水泵真空表讀數(shù)，B點顯示為閘閥后的壓力表讀數(shù)。(3) A、B讀數(shù)一樣，測壓管水面高度一樣。因為：閘閥全開，閥門前后的水頭損失不計，則A、B點壓力相同。(4) 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。因為：閘閥關小，流量減小。水泵的工況點向流量Q減小，揚程H增大的方向移2動。水泵的總揚程H=Hv+Hd,真空表讀數(shù)Hv=Hss+hs+,閘閥關小時，流量減2g小，則hs減小，V1減小，Hss不變，則Hv讀數(shù)

10、減小，而總揚程H是增大的，因此Hd是增大的，即A表讀數(shù)增大。閘閥關小，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點的壓力表讀數(shù)亦可表示為Hbd+ZhBD,閘閥關小，流量減小，ZhBD=SbdQ2減小，Hbd不變，則B點的壓力表讀數(shù)減小，對應的測壓管水面高度減小。(5) C表讀數(shù)減小，C比壓管水面高度增加。因為：如(1)問中，Hv讀數(shù)減小，即C表讀數(shù)減小。又因為C表處為負壓，C表讀數(shù)減小，對應的測壓管水面高度增加。【9】.解答：(1)不一定。因為可能調(diào)節(jié)出水泵的高效段，則，水泵的效率降低。【10.解答：(1)一樣。因為：總揚程H=Hst+h。兩種情況，靜揚程

11、Hst一樣，水頭損失一樣，則總揚程一樣。(2)水泵裝置的總揚程增加，則水泵的工況點向流量減小、揚程增加的方向移動，水泵的軸功率降低，電耗減小。因為：靜揚程Hst增加，則總揚程增加。其管道特性曲線變化如圖?！?2.解答:意義：，和定速運行時水泵工作的高效段相比，通過調(diào)速運行，水泵形成了一系列的Q-H曲線，對應著一系列的高效段，從而將一個泵的高效工作段擴展為一個高效區(qū)，大大擴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?！?3.解答：優(yōu)點：(1)保持管網(wǎng)等壓供水(即靜揚程不變)；(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

12、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)速范圍應該保證調(diào)速泵和定速泵的工況都在高效段運行。【14.解答：比轉(zhuǎn)速不變。因為調(diào)速后滿足比例率:比轉(zhuǎn)速ns1=3.65nlQ1ns23.65n2. Q23 H24比轉(zhuǎn)速:31nn?3.65nl.Q1=n,333ns1n；2n12H1H14【15.解答:，一.一一一D1據(jù)已知：比例尺九二二,Hm=0.8m,Qm=11L/s,nm=730r/minD/III/III/III-4實實際泵n實=960r/min根據(jù)相似律:則：實際泵流量:11 960二926L/s22Hmn實0.

13、89602H實=2=2=22m,nm173024【16.解答:該水泵的比轉(zhuǎn)速:ns3.65n Q3H43.65 2900 .0.032 二100r/min350參考P54,ns=100r/min的相對性能曲線，銘牌上參數(shù)即為：Q0=32L/s,H0=50m,N0=22.9kw,0=68.5%根據(jù)公式：Q=QQ0H=HH0N=NN0【17.解答：ns=0.0706x1800=127r/min我國的比轉(zhuǎn)速為美國的0.0706倍，日本的0.47倍?！?8.解答：12Sh-19水泵的特性曲線見P60,圖2-50據(jù)題意，已知：Hst=14m,S=225s2/m5,D2=290mm則其管道特性曲線為：H=

14、Hst八h=HstSQ2=14225Q2繪制：管道特性曲線Q-xhQ(L/s)150175187.5200225250c3Q(m/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H19.120.921.923.025.428.1(Q-Zh附線交(Q-H)曲線于A點，A點即為水泵的工況點，對應流量為Qa=195L/s,揚程HA=22.8m。流量減少12%,則減少后流量為Qb=(1-12%)X196=171.6L/s,揚程為2Hr=14+225Qr=20.6m,其工況點移動到B(171.6,20.6)點BBH其等效率曲線系數(shù)：k =一Q20.62 5、二700 (s /m ) 0.171

15、62HB=24.0m0D2D2B切削后葉輪直徑:D2B1716 290 = 267mm2185等效率曲線：H=kQ2=700Q2Q(L/s)150175187.5200225250Q(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H15.821.424.628.035.443.8繪制：等效率曲線H-kQ2H=kQ2曲線過B點，交（Q-H）曲線于B點，B點即為水泵對應B點的相似工況點,對應流量為Qb=185L/S,揚程Q根據(jù)切削律：QB切削量：D2-D.100%=290-267100%=7.9%D2290【19.解答：銘牌的參數(shù)為泵設計工況時的參數(shù)，即水泵的水力效率最高時的工作

16、參數(shù)。因此在描述水泵性能時，應該強調(diào)前提是在設計工況時，泵能打多少水，揚程多高?！?1.解答：（1）相當于水泵和水箱聯(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面。密閉高位水箱的測壓管水頭為：Hc=123.0-1003.5-110=48mB點測壓管水頭為：Hb=（120100）+（12+2M4）=40m水泵特性曲線折引到B點，折引后：H=H-ZhAB=HSABQ2=H-200Q2水池供水特性曲線折引到B點：H；=HchBc=HcSbcQ2=48-130Q2.繪制：水泵折引后特性曲線（Q-H）Q(L/s)080160240320400-3Q(m/s)00.080.16

17、0.240.320.40H727776736959ZhAB01.35.111.520.532.0H7275.770.961.548.527.0繪制：高位水池供水折引后特性曲線Q-HcQ(L/s)080160240320400一3Q(m/s)00.080.160.240.320.40Hc484848484848ZhBC00.83.37.513.320.8H4847.244.740.534.727.2繪制：hb=40直線，交（QHc）于C點，則C點對應的流量Qc=245L/s為高位、._一一一水箱的出流流量，交（Q-H）于A點，過A點做縱軸平行線，交（Q-H）于A點，A點即為水泵的工況點，對應流量為Qa=350L/s,揚程HA=65m。B點的流量：Qb=Qa+Qc=245+350=595L/s（圖1）（2）相當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（QH），.，、，、一繪制：HB=40直線，交（QH）于A點，過A點做縱軸平行線，交（QH）于A點，A點即為水泵的工