泵與泵站(第五版)課后答案全二章

1、P107習(xí)題】 11 (1)已知，出水水箱內(nèi)絕對壓強(qiáng)Pi=3. Oatm,進(jìn)水水箱絕對壓 強(qiáng)?2=0. 8atm 以泵軸為0-0線，大氣壓=latm 出水水箱測壓管水頭：H. =(P-Pa)X 10 =(3 - l)x 10 = 20,H 進(jìn)水水箱測壓管水頭：H2 =(P2Pa )x 10 =(0.8- l)x 10 = -2m ( “-” 表示在泵軸以下) H 寸=H-H2 =20-(-2) = 22m (2) 泵的吸水地形高度：H“ = H2 = -2m (3) 泵的壓水地形高度： H 必=比=20/n 【2】解答:如圖(a), Hu(a) = 3m 據(jù)題意：H sub、= H a(c、=

2、 3? 以泵軸為基準(zhǔn)面 (1) b水泵位置水頭：Z廠比 b水泵吸水池測壓管水柱高度：力=(0.5-l)x 10 = -5/n b水泵吸水池測壓管水頭：H測=Zh+h = Ha +(-5加 b 水泵 Hm=O-H=O- (Ha-5)= 5-Ha= 3m 解得：Ha= 2m (2) C水泵位置水頭：Zt.=-5,H (在泵軸以下) C水泵吸水池測壓管水柱高度：力=( -1)x10= 10匕-10 C 水泵吸水池測壓管水頭： H；u = Zt +/z = -5 +10.-10 = 10氏.一 15(/n) C 水泵=0 /測=0-(10-15)=15-10. =3wH 解得： Pc = 1.2atn

3、i 31解答: 1 / 1 （1）根據(jù)給定的流量和管徑，査給水排水設(shè)計(jì)手冊第一冊, 得： 吸水管沿程水頭損失系數(shù)A =5.7%。 壓水管沿程水頭損失系數(shù)，嚴(yán)11.6 %。 真空表讀數(shù)：比=磕+糾+單-豐 （見P24,公式2-30） 2g 2 真空表安裝在泵軸處，鋁=0 2 2 則：比=比$+工心+學(xué) 2g 計(jì)算水泵的吸水管流速：“纟=耳=彎，=1.27$ 嚴(yán)）（34x04 44 泵吸水地形高度： H xx = 35 32 = 3m 吸水管水頭損失：S/.v =人+1 = 0.0057 x 30 +1 = 1.17加 貝!）：真空表讀數(shù)/v=3 + 1.171 + -h- = 4.25/nH,O

4、 2x9.8 V atm = 10wH2O = 760mmHg 貝!): 4.25wH2O = 4.25 x76 = 323mmHg % 真空M=xl00%=比如比。xl(x)%= 57 5% Pa10/z/H2O (2)泵的靜揚(yáng)程:=(74.5-32)+(2-1)x10 = 52.5 壓水管水頭損失： Xhd =/2./2 +1= 0.0116x200 + 1= 3.32m （3）軸功率: 朋QH 1000 管道總水頭損失：工/心工人+工島=1.17 + 3.32 = 449加 總揚(yáng)程:H = Hw+h = 52.5 + 4.49 = 56.99 1Q0Qx9-8x016x56-=127.6

5、6kw 1000 x 0.7 （41解答：以吸水池水面為基準(zhǔn)面 列0-0, 1-1, 2-2, 3-3斷面能量方程如下: 0-0斷面: E廠乙）V， IT斷面: 2-2斷面: 3-3斷面: + - 2g -一: pg X 亠 _L_ 4- A = I I 2g pg 4- J p、 -r.: 2g pg +吃+ A = 2g PK E=Z e2=z2 九+豐）+學(xué)+空 2 2g pg a PS 吸水管水頭損失: Az |_2L 2g S3 SX z T 壓水管水頭損失： Pg 2 丿 2gV 2 丿 2g 得：Hd=d-（弘+劄-孚產(chǎn)+ % 泵裝置總揚(yáng)程H = HV+ Hd 則: 5+勿7+守

6、+金+（總水頭損失 = Xh + HST+ 土二 2g I 2g 忽略流速差，即力- = 0； 2g 壓力表和真空表沿泵軸安裝，即7 = 0 2 貝U最后：H = Hy+m +學(xué) 2g 解答：泵的基本方程式： Ht = C% “2 = (“2 卩)=(“;ii=C”cig0J g -g g 葉輪出口牽連速度： it2 = 45x3.1x().28 = 21 25(m/s) 60 60 葉輪出口面積：F2 =D2 b2 =3.14x0.28x0.04 = 0.035(m2) 徑向流速:c“-夕-急 = 38.57Qr(m/s) F2 0.035 代入基本方程式，得理論特性曲線： Ht=-(2.2

7、52 21.25x38.570 cg30) = 40.08 144.860 61解答： (1) Q-H關(guān)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?yàn)椋涸诒玫幕痉匠淌降耐茖?dǎo)過程中，液體密度Q被消掉了， 因此，水泵的理論揚(yáng)程和液體密度無關(guān)，水泵的實(shí)際特性曲線是在水 泵的理論揚(yáng)程禺和Q關(guān)系曲線的基礎(chǔ)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，貝!I，其在水泵內(nèi)部的各種損失和輸送 水時一樣，因此，水泵的特性曲線不變。 水泵的軸功率和液體密度p有關(guān)，N = 騁，N和p成正比, 當(dāng)1.3水時，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?yàn)椋?/p>

8、如問題(1)所示，輸送液體的密度改變，揚(yáng)程不變，則其 壓力表讀數(shù)巧不變，泵的壓力表讀數(shù)：巴=朋(耐&),和密度成正 比，當(dāng)1.3水時，則幾變?yōu)樵瓉淼?3倍。 (3) 以吸水池水面為基準(zhǔn)面 吸水池和高位水池的高度差： Z=48m 高位水池的測壓管內(nèi)液柱高度：心口）覚（）心I）” P&13。水g 靜揚(yáng)程： 丹打=Z + = 48 + 7.9 = 55.9加 71解答：測壓管水頭：=Z + M Z位置水頭 思h測壓管內(nèi)水柱高度（壓強(qiáng)水頭） 管道水頭損失： = h2-hx （計(jì)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(biāo)，測壓管水頭高度為縱坐標(biāo)，繪制測壓

9、管水頭線，曲線趨勢是下降。 管道水頭損失特性曲線：以流量為橫坐標(biāo)，管道水頭損失 為縱坐標(biāo)，繪制曲線，曲線的趨勢為上升。 81解答： 如圖，貝!J, 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(diǎn)顯示為閘閥后的壓力表讀數(shù)。 （1）A、B讀數(shù)一樣，測壓管水面高度一樣。 因?yàn)椋洪l閥全開，閥門前后的水頭損失不計(jì)，則A、B點(diǎn)壓力 相同。 （2）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?yàn)椋洪l閥關(guān)小，流量減小。水泵的工況點(diǎn)向流量0減小，揚(yáng) 程增大的方向移動。水泵的總揚(yáng)程H=Hv+Hdf真空表讀數(shù) 閘閥關(guān)小時，流量減小，則工久減小，人減小，嘰 不變，則/讀數(shù)

10、減小，而總揚(yáng)程H是增大的，因此/是增大的，即 A表讀數(shù)增大。 閘閥關(guān)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(diǎn)的壓力表讀數(shù)亦可表示為 H加+肋，閘閥關(guān)小，流量減小，”加=$蟲2減小,%不變，則B 點(diǎn)的壓力表讀數(shù)減小，對應(yīng)的測壓管水面高度減小。 (3) C表讀數(shù)減小，C比壓管水面高度增加。 因?yàn)椋喝?1)問中，/讀數(shù)減小，即C表讀數(shù)減小。又因?yàn)?C表處為負(fù)壓，C表讀數(shù)減小，對應(yīng)的測壓管水面高度增加。 【9】解答: (1)不一定。因?yàn)榭赡苷{(diào)節(jié)出水泵的高效段，則，水泵的效率降 低。 101.解答： (1) 一樣。 因?yàn)椋嚎倱P(yáng)程H = Hs.r+Xho兩種

11、情況，靜揚(yáng)程比7樣，水頭 損失一樣，則總揚(yáng)程一樣。 (2)水泵裝置的總揚(yáng)程增加，則水泵的工況點(diǎn)向流量減小、揚(yáng)程 增加的方向移動，水泵的軸功率降低，電耗減小。 因?yàn)椋红o揚(yáng)程比丁增加，則總揚(yáng)程增加。其管道特性曲線變化 如圖。 121解答: 意義:，和定速運(yùn)行時水泵工作的高效段相比，通過調(diào)速運(yùn)行，水 泵形成了一系列的 刊曲線，對應(yīng)著一系列的高效段，從而將一個泵 的高效工作段擴(kuò)展為一個高效區(qū)，大大擴(kuò)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。 13.解答： 優(yōu)點(diǎn)：(1)保持管網(wǎng)等壓供水(即靜揚(yáng)程不變)；(2)節(jié)能 注意：(1)調(diào)速后的轉(zhuǎn)速和水

12、泵的臨界轉(zhuǎn)速不能重合、接近或成 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(yīng)該保證調(diào)速泵和定速泵的工況都在高效 段運(yùn)行。 141解答：比轉(zhuǎn)速不變。 因?yàn)檎{(diào)速后滿足比例率：學(xué)=乞，務(wù) Q1 n2 H 工 n2 比轉(zhuǎn)速譏嚴(yán)竺車_ 比轉(zhuǎn)速： f3.65/ .365川2_2 3. 3 -22-3 -2 2 33 151解答: 據(jù)已知：比例尺久 =斎= , Hm =0.8/?, Q, =HL/5, nm =730/7min 實(shí)際泵燈實(shí)=960/7 min 根據(jù)相似律：字=才如，4=2彳仏 s實(shí)71實(shí)H買I實(shí)丿

13、 則：實(shí)際泵流量: 11x960 = 926L/s =22m =H決兒；_08x 96()2 =lr=m2x73o2 161解答: 該水泵的比轉(zhuǎn)速：“竺亞65x290。品=叫/間 H1507 參考P54, H5=100r/niin的相對性能曲線， 銘牌上參數(shù)即為： (20 = 32L/5 , Ho = 50m , Nq = 22.9曲, % = 68.5% 根據(jù)公式：Q = Q() H =H N = N Nq 17.解答： =0.0706x1800 = 127min 我國的比轉(zhuǎn)速為美國的0. 0706倍，日本的047倍。 181解答： 12Sh-19水泵的特性曲線見P60,圖2-50 據(jù)題意，

14、己知：= 14/ , S = 225s2/m59= 290mm 則其管道特性曲線為：H = H s+工h = Hst+SQ2 = 14 + 22502 繪制：管道特性曲線te-z/0 Q (L/s) 150 175 187.5 200 225 250 Q (m5/s) 0.15 0. 175 0.1875 0.2 0. 225 0. 25 H 19. 1 20.9 21.9 23.0 25.4 2& 1 te-EA)曲線交(Q-H)曲線于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為水泵的工況點(diǎn)，對應(yīng) 流量為 Qa=195L/s,揚(yáng)程 Ha=22. 8mo 流量減少12%,則減少后流量為05=(1-12%) X 196 =

15、171. 6L/s, 揚(yáng)程為比=14+225Q；=20.6加,其工況點(diǎn)移動到B (171.6, 20.6)點(diǎn) 其等效率曲線系數(shù)： = = - = 700 &/力) 2：01716- 等效率曲線：H=kQSQ2 繪制：等效率曲線H = kQ2 Q (L/s) 150 175 187.5 200 225 250 Q (m3/s) 0. 15 0. 175 0.1875 0.2 0. 225 0. 25 H 15.8 21.4 24.6 2&0 35.4 43.8 H=kQ2曲線過B點(diǎn)，交(Q-H)曲線于3點(diǎn)，3點(diǎn)即為水泵對應(yīng)B 點(diǎn)的相似工況點(diǎn)，對應(yīng)流量為e =185L/s,揚(yáng)程H =24. Omo

16、 BB Q D 根據(jù)切削律：予=于 切削后葉輪直徑：D= x290 = 267/Wn 2B Q 2185 191解答：銘牌的參數(shù)為泵設(shè)計(jì)工況時的參數(shù)，即水泵的水力效 率最高時的工作參數(shù)。因此在描述水泵性能時，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)前提是 在設(shè)計(jì)工況時，泵能打多少水，揚(yáng)程多高。 211.解答: (1)相當(dāng)于水泵和水箱聯(lián)合供水的工作方式。 14SA-10泵特性曲線見P32o 以吸水池水面為基準(zhǔn)面。 密閉高位水箱的測壓管水頭為：Hc = (123.0-100)+(3.5 - l)x 10 = B 點(diǎn)測壓管水頭為：Hh =(120- 100)+(12 + 2x4)=40加 水泵特性曲線折引到B點(diǎn)，折引后： H=H

17、-Y.hAli=H-SAliQ2 =H-2OOQ2 水池供水特性曲線折引到 B 點(diǎn)： H； = Hc -Dbc = Hc - SbcQ? =48-13002 繪制：水泵折引后特性曲線(0-H) Q (L/s) 0 80 160 240 320 400 Q (m3/s) 0 0. 08 0.16 0. 24 0. 32 0. 40 H 72 77 76 73 69 59 幾 0 1.3 5.1 11.5 20.5 32.0 H 72 75.7 70.9 61.5 4& 5 27.0 繪制：高位水池供水折引后特性曲線(Q-/) Q (L/s) 0 80 160 240 320 400 Q (m5/

18、s) 0 0. 08 0.16 0. 24 0. 32 0. 40 H, 48 48 48 48 48 48 bc 0 0.8 3.3 7.5 13.3 20.8 H 48 47.2 44.7 40.5 34.7 27.2 繪制：血=40直線，交(_氏)于C點(diǎn)，則C點(diǎn)對應(yīng)的流量 Qc=245L/S為高位水箱的出流流量，交te-H)于A點(diǎn)，過A點(diǎn)做 縱軸平行線，交 (0-H)于A點(diǎn),A點(diǎn)即為水泵的工況點(diǎn),對應(yīng)流量為Qa=350L/s, 揚(yáng)程 HA=65mo B 點(diǎn)的流量:Qb = Qa + Qc = 245 + 350 = 595厶/$ (圖1) (2)相當(dāng)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(0-H) 繪制：Hg=40直線，交(Q-H)于A點(diǎn)，過A點(diǎn)做縱軸 平行線，交(0-H)于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為水泵的工況點(diǎn)，對應(yīng)流量 為 Qa=350L/s,揚(yáng)程 HA=65mo 水泵到水池C的流量： Q( =Q-Qb =350-40=31QUs 80 60 40 2