泵与风机-何川主编-第四版-课后习题+思考题(全7章)答案

Pe=

?gqVH1000=

1000?9.8?0.3?75.76?222.7（kW）

10002-5设一台水泵流量qV=25L/s，出口压力表读数为323730Pa，入口真空表读数为39240Pa，两表位差为0.8m，（压力表高，真空表低），吸水管和排水管直径为1000mm和750mm，电动机功率表读数为12.5kW，电动机效率?g=0.95，求轴功率、有效功率、泵的总功率（泵与电动机用联轴器直接连接）。 解：由题知：P2e=323730Pa，P1v=39240Pa，P1e=?P1v=?39240Pa z2?z1=0.8m，d1=1000mm=1m ，d2=750mm=0.75m Pg'=12.5kW， ?g=0.95， ?tm=0.98

v1?4qv4?25??0.032m/s 22?d11000?3.14?14qv4?25??0.057m/s ?d221000?3.14?0.752 v2?2p1v12p2v2z1+++H=z2++ 得：

?g2g?g2g2323730?(?39240)0.0572?0.0322p2?p1v2?v12?+=0.8+=37.84m H=z2?z1+

2?9.81000?9.8?g2g1000?9.8?25?10?3?37.84Pe===9.27（KW）

10001000?gqVHP=Pg'?tm?g=12.5?0.98?0.95=11.64（KW）

?=

Pe9.3?100%=?100%=79.6% P11.642-6有一送风机，其全压是1962Pa时，产生qV=40m3/min的风量，其全压效率为50%，试求其轴功率。 解：P=

qVp40?1962?2.62（kW） =

1000?60?1000?0.52-7要选择一台多级锅炉给水泵，初选该泵转速n=1441r/min，叶轮外径

D2?300mm，流动效率?h=0.92，流体出口绝对速度的圆周分速为出口圆周速度

的55%，泵的总效率为90%，输送流体密度?=961kg/m3，要求满足扬程

精选

H=176m，流量qV=81.6m3/h，试确定该泵所需要的级数和轴功率各为多少（设流体径向流入，并不考虑轴向涡流的影响）?

?D2n??0.3?1441解：u2===22.62（m/s）

6060 由题知：v2u=0.55u2=0.55?22.62=12.44（m/s） HT=

u2v2u22.62?12.44==28.7（m） g9.8 H1?HT?h?28.7?0.92?26.42(m) i?H176??6.66?7(级) H126.42P?Pe?gqVH961?9.8?81.6?176???41.7kW 1000?1000?1000?3600?0.92-8一台G4-73型离心式风机，在工况1（流量qV=70300m3/h，全压p=1441.6Pa，轴功率P=33.6kW）及工况2（流量qV=37800m3/h，全压p=2038.4Pa，轴功率

P=25.4kW）下运行，问该风机在哪种工况下运行较为经济？

Pqp70300?1441.6解：工况1：?1=e=V= ?100%=83.78%

P1000P1000?3600?33.6Pqp37800?2038.4?100%=84.26% 工况2：?2=e=V=

P1000P1000?3600?25.4 ∵?2??1 ∴在工况2下运行更经济。

第三章 思考题

1． 两台几何相似的泵与风机，在相似条件下，其性能参数如何按比例关系变化？

答：流量相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其流量之比与几何尺寸之比的三次方成正比、与转速比的一次方成正比，与容积效率比的一次方成正比。

扬程相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其扬程之比与几何尺寸比的平方成正比，与转速比的平方成正比，与流动效率比的一次方成正比。

功率相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其功率之比与几何尺寸比的五次方成正比，与转速比的三次方成正比，与密度比的一次方成正比，与机械效率比的一次方成正比。

2． 当一台泵的转速发生改变时，其扬程、流量、功率将如何变化？ 答：根据比例定律可知：流量qVp＝qVmnpnm 扬程Hp＝Hm(npnm)2 功率Pp＝Pm(npnm)3

3． 当某台风机所输送空气的温度变化时其全压、流量、功率将如何变化？

精选

答：温度变化导致密度变化，流量与密度无关，因而流量不变。

全压

pppm?Pp?P?P 功率 ?Pm?m?m4． 为什么说比转数是一个相似特征数？无因次比转数较有因次有何优点？

答：比转数是由相似定律推导而得，因而它是一个相似准则数。

优点：有因次比转数需要进行单位换算。 5． 为什么可以用比转数对泵与风机进行分类？

答：比转数反映了泵与风机性能上及结构上的特点。如当转数不变，对于扬程(全压)高、流量小的泵与风机，其比转数小。反之，在流量增加，扬程(全压)减小时，比转数随之增加，此时，叶轮的外缘直径D2及叶轮进出口直径的比值D2D0随之减小，而叶轮出口宽度b2则随之增加。当叶轮外径D2和D2D0减小到某一数值时，为了避免引起二次回流，致使能量损失增加，为此，叶轮出口边需作成倾斜的。此时，流动形态从离心式过渡到混流式。当

D2减小到极限D2D0=1时，则从混流式过渡到轴流式。由此可见，叶轮形式引起性能参

数改变，从而导致比转数的改变。所以，可用比转数对泵与风机进行分类。 6．随比转数增加，泵与风机性能曲线的变化规律怎样？

答：在低比转数时，扬程随流量的增加，下降较为缓和。当比转数增大时，扬程曲线逐渐变陡，因此轴流泵的扬程随流量减小而变得最陡。

在低比转数时(ns<200)，功率随流量的增加而增加，功率曲线呈上升状。但随比转数的增加(ns=400)，曲线就变得比较平坦。当比转数再增加(ns=700)，则功率随流量的增加而减小，功率曲线呈下降状。所以，离心式泵的功率是随流量的增加而增加，而轴流式泵的功率却是随流量的增加而减少。

比转数低时，效率曲线平坦，高效率区域较宽，比转数越大，效率曲线越陡，高效率区域变得越窄，这就是轴流式泵和风机的主要缺点。为了克服功率变化急剧和高效率区窄的缺点，轴流式泵和风机应采用可调叶片，使其在工况改变时，仍保持较高的效率。 7．无因次的性能曲线是如何绘制的？与有因次性能曲线相比有何优点？

答：凡几何相似的泵或风机，在相似工况下运行时，其无因次系数相同。用无因次系数，可以绘出无因次性能曲线。

用无因次性能参数qV、p、P，?绘制无因次性能曲线时，首先要通过试验求得某一几何形状叶轮在固定转速下不同工况时的qV、P、p及，?值，然后计算出相应工况时的

qV、P、p、?，并绘制出以流量系数qV为横坐标，以压力系数p、功率系数P及效率

?为纵坐标的一组qV—p、qV—P及qV—?曲线。无因次性能曲线的特点是，由于同

类泵与风机都是相似的，同时没有计量单位，而只有比值关系，所以可代表一系列相似泵或风机的性能。因此，如把各类泵或风机的无因次性能曲线绘在同一张图上，在选型时可进行性能比较。

精选

8．通用性能曲线是如何绘制的？

答：通用性能曲线可以用试验方法得到，也可以用比例定律求得。

用比例定律可以进行性能参数间的换算，如已知转速为n1时的性能曲线，欲求转速为n2时的性能曲线，则可在转速为n1时的qV—H性能曲线上取任意点1、2、3…等的流量与扬程代入比例定律，由

qV2?n2?n?2qV H2???n??H1 n1?1?2可求得转速为n2时与转速为n1时相对应的工况点1?、2?、3?…。将这些点连成光滑的曲线，则得转速为n2时的qV—H性能曲线。

制造厂所提供的是通过性能试验所得到的通用性能曲线。

第三章 相似理论

3-1有一离心式送风机，转速n=1450r/min，流量qV=1.5m3/min，全压p=1200Pa，输送空气的密度为?=1.2kg/m3。今用该风机输送密度?=0.9kg/m3的烟气，要求全压与输送空气时相同，问此时转速应变为多少？流量又为多少？ 解：由题知：

DpDm=1 ；各效率相等，pp=pm

?pDp2np2?pnp2根据全压相似关系 =()()=()=1

?mnmpm?mDmnmpp得nm=np?p1.2=1450?=1674.32( r/min) ?m0.9qVpqVm=

流量与密度无关，根据相似关系

npnm 得

qVm=qVpnm1674.32=1.5?=1.73(m3/min)

1450np3-2有一泵转速n=2900r/min，扬程H=100m，流量qV=0.17m3/s，若用和该泵相似但叶轮外径D2为其2倍的泵，当转速n=1450r/min时，流量为多少？ 解：由题知：D2m=2D2p ，由于两泵相似

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