水泵与水泵站考试计算题

10. 已知某泵站水泵的特性曲线如图所示，其转数n1=2900r/min，后由于用户用水量的减少，工况点变为A2(40,40)，试求通过变速调节后其转数n2

11.已知某给水泵站，设有三台同型号泵，水泵特性曲线及管路特性曲线如图所示，已知给水泵站设计流量为QA=95L/S，试探讨水泵定调速配制方案

12. 已知某二级泵站，最高日设计流量为Qd=100m/s，清水池水面标高为32m，用户地形标高为58m，用户一般为6层，吸水管和压水管水头沿程水头损失为3.2m，局部水头损失为沿程15%，用户出流水头为2m。试求水泵的流量和扬程

一、 基本方程式

1.已知:C1=4m/s,D1=160mm,α1=750,n=1450r/min,α2=120, C2=24m/s,D2=350mm,试求离心泵所产生的理论水头。

2.已知离心泵转速n=1450rpm，工作轮外径D2=300mm，水力效率ηr=85%，叶片为有限数目时的反馈系数P=，水流径向进入叶片，出口的绝对速度C2=20m/s，夹角α2=150，试求水泵所产生的实际水头HO，并绘出其出口速度三角形。

3.水泵工作轮的内径D1=180mm，外径D2=280mm，转速n=960rpm，进口C1=2.5m/s,α1=600, 出口α2=200, C2=16m/s，当水流径向流入叶片（α2=900）时。试问理论水头如何变化

二、 基本性能参数

1. 如图在水泵进、出口处按装水银差压计。 进、出口断面高差为△Z=0.5m，差压计的 读数为hp=１m,求水泵的扬程H。

（设吸水管口径Ｄ1等于压水口径Ｄ2）

[解]: 水泵的扬程为：

?p2v22H???z2?γ?2g???p1v12???z1????γ2g??3. 已知水泵供水系统静扬程ＨST=13m ，流量Ｑ=360L/s ，配用电机功率Ｎ电=79KW ，电机效率η电=92％，水泵与电机直

接连接，传动效率为100％，吸水管路阻抗Ｓ1= S2/m5 ，压水管路阻抗Ｓ2= S2/m5，求解水泵Ｈ、Ｎ和η 。 [解]:总扬程为：

?12.6?1?12.6 m

???12.6hp??

H?HST??h??hsd22?HST?S1Q?S2Q

22?????H?S?SQ?13?6.173?17.98?0.3612ST

?16.13 m 。 水泵轴功率即电机输出功率： N?N电η电?79?0.92?72.68 KW 水泵效率为： 5.如图所示取水泵站，水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa的高地密闭水箱中。已知水泵流量Ｑ=160 L/s ，吸水管：

直径Ｄ1=400mm ，管长Ｌ1=30m ，摩阻系数λ1=；压水管：直径Ｄ2=350mm ，管长Ｌ2=200m ，摩阻系数λ2= 。假设吸、压水管路局部水头损失各为1m ，水泵的效率η=70％，其他标高见图。试计算水泵扬程Ｈ及轴功率Ｎ。 表压196KPa密闭水箱74.50 水泵35.00 32.00 Pa 吸水井 [解]:吸水管计算： η?NuγQH9.81?0.36?16.13???78.4??NN72.68 v1?hf14Q4?0.16??1.27 m/sπD123.14?0.42 l1v12301.272?λ 1?0.028???0.17mD12g0.42?9.81 压水管计算： v2?hf24Q4?0.16??1.66 m/sπD223.14?0.352 l2v222001.662?λ2?0.029???2.33mD22g0.352?9.81 总水头损失为： ?h?hf1?hf2?2?0.17?2.33?2?4.5m H?HST??h?62.50?4.50?67.00mN?Nu?105.16?150.23KW0.7

HST?74.50?32.00?20.00?62.50m

Nu??QH?9.81?0.16?67.00?105.16KW?12.离心泵的输水量Q=75m3/h,在压水管接头上的压力表读数为p=个大气压,吸水管上真空表读数为

H=150mm汞柱,压力表与真空表接点间的垂直距离为ΔZ=0.3m。读得电力表上电动机输入功率为P=54Kw，设电动机的效率η电=95%。试求：水泵所产生的水头、轴功率和水泵的效率。

13.水泵机组采用直接传动，水泵的流量Q=2.5m3/h，几何扬程Hr=25m，管道的水头损失hw=6m，水泵和

电动机的效率分别为70%和95%。取机组每天工作小时数为T=20h/d，电价为￥/Kw h。试求电动机的输入功率每天的电费。

三、 离心泵调速运行

11.某变速运行离心水泵其转速为n1=950r/min时的(Ｑ-Ｈ)1曲线如图，其管道系统特性曲线方程为Ｈ３

=10+17500Ｑ2(Ｑ以m/s计)。试问 (1).该水泵装置工况点的ＱA与ＨA值，(2).若保持静扬程为10m，流（m）50量下降%时其转速应降为多少

[解]:(1)、根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线： 40

30图解得交点Ａ（，）即ＱＡ=40.5L/s ＨＡ=38.2m

(2)、流量下降%时，功况点移动到B点， 20ＱＢ=（）Ｑ=27L/s 由图中查得ＨＢ=23m，

(Q-H)23H?KQ?2Q?2Q2?0.0316 Q2QB27相似功况抛物线方程为 22HB100102030405060（L/S）(3)、绘制

H=KQ2曲线与（Q—H）曲线的交点为 A1（36，40）即ＱＡ１=36L/s，ＨＡ１=40m 则根据比例律有

H=KQ2曲线：

编号 流量Ｑ（L/s） 扬程Ｈ1 10 2 15 3 20 4 25 5 30 6 35 7 40 Qn2?B则n1QA1答： 12.已知某变速运行水泵装置的管道系统特性曲线H=HST+SQ2和水泵在转速为n=950r/min时的(Ｑ-Ｈ)曲线如图。试图解计算：(1).该水泵装置工况点的ＱA与ＨA值，(2).若保持静扬程不变，流量下降%时其转速应降为多少 （要求详细写出图解步骤，列出计算表，画出相应的曲线）（15分） （m）50 (Q-H) 40 30 20 10 03040501020四、 离心泵换轮运行 17. 4BA—12单级单吸式离心泵的性能如下表：n=2900rpm，D=174mm Q (l/s) H (m) N(KW) η (%) 0 0 10 55 18 72 25 78 28 36 17 70 Q27n2?Bn1??950?713 r/min（ m ） QA136

H=H +SQST260（L/S）扬水地形高度（静扬水高度）Hr=20m，管道特性曲线为H=Hr+SQ2，试求： ①.水泵的输水流量、水头、轴功率和效率； ②.用出水管闸阀调节使其流量减少15%时的水头、效率和轴功率； ③.叶轮直径车削10%时的流量和水头，并且绘出其特性曲线； ④.流量减少10%的转速和叶轮直径。

18．已知n=950rpm时，水泵的Q—H关系如下表所示： Q (l/s)H (m)04410452044304240385032管道曲线Q—hw方程式为①.工作点处的Q、H； ②.n1=720rpm时的Q、H；

H=HST+SQ2=10+。试求： ③.扬水高度HST=25m，将两台n1=720rpm的水泵串联时，每台的Q、H；

④.如果水塔水位上升ΔZ=5m，串联的流量不变，一台的转速仍为n1=720rpm，另一台的转速n2为

多少

19.具有不同静扬程的两台同型号水泵并联，已知n=950rpm时，水泵的Q—H性能为： Q (l/s)H (m)04410452044304240385032扬水高度如图所示，各管道阻力率为： SCA=（ms2/l），SDA=（ms2/l） SAB=（ms2/l）。 试用图解法确定每台水泵的工作点。

23.某离心泵的叶轮外径为D2=218mm，在Q=99m3/h，H=51.0m和η=%的工况下工作。当叶轮外径切削为D2′=200mm时（设此时水泵的效率近似不变），式求切削后水泵的性能参数Q、H和N各是多少

五、 离心泵并、串联运行

20.两台不同型号的水泵串联，输水到两个水塔（如图所示），其性能见下表： Q (l/s) H1 (m) H2 (m) 0 40 44 20 35 40 37 60 21 32 80 12 100 2 20 各管道阻力率为：SAB=（ms2/l）， 22SBC=（ms/l），SBD=（ms/l）。

①.试用图解法求出水泵的工作点 及BD和BC管路的流量和流向。

②.若在B点另外输出流量Q=50 l/s， 试求每台水泵的流量及BC、BD管路的流量。 六、 离心泵吸水性能

1.已知某离心泵铭牌参数为Ｑ=220L/s ，[HS]=4.5m ，若将其安装在海拔1000m的地方，抽送40℃的温水，试计算其在

相应流量下的允许吸上真空高度[HS]′。（海拔1000m时，ha=9.2m ，水温40℃时，hva=0.75m）

???H??(10.33?h)?(h?0.24)??Hssava[解]:

答：

2.已知水泵装置流量Ｑ=0.12m3/s ，吸水管直径D1=0.25m ，抽水温度t=20℃ ，允许吸上真空高度为[Hs]=5m ，吸水井水面绝对标高为102m ，水面为大气压强，设吸水管水头损失为hs=0.79m ，试确定泵轴的最大安装标高。（海拔为102m时的大气压为ha=10.2m H2O）

[解]:

列吸水井水面（0—0）和水泵吸入口断面（1-1）能量方程：

?4.5?(10.33?9.2)?(0.75?0.24)?2.86m?Hs????Hs??(10.33?ha)?5?(10.33?10.2)?4.87m

pap1v12?Hg???hsγγ2g

pvpa?p1v12??Hg??hsγγ2g v12??Hs??Hg??hs2g

???Hg?答：泵轴最大安装标高为。

-19A型离心水泵，流量Ｑ=220L/s时，在水泵样本中查得允许吸上真空高度[HS]=4.5m，装置吸水管的直径为Ｄ=300mm，吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40Co，试计算最大安装高度Hg. (海拔1000m时的大气压为

oha=，水温40C时的汽化压强为hva=

v12???Hs???hs?4.87?0.30?0.79?3.78m2g

102?Hg?102?3.78?105.78m??