泵與風(fēng)機(jī)楊詩(shī)成第四版習(xí)題及標(biāo)準(zhǔn)答案

1、34-1 輸送 20清水的離心泵，在轉(zhuǎn)速為1450r/min 時(shí)，總揚(yáng)程為 25.8m, qv=170m3/h,P=15.7kW, v=0.92, m=0.90,求泵的流動(dòng)效率 h 。4-1 解：Pegqv HPPmvh0.760.90 0.921000 9.81 170/3600 25.8/1000 0.7615.70.9234-2 離心風(fēng)機(jī)葉輪外徑D2=460mm, 轉(zhuǎn)速 n=1450r/min, 流量 qv=5.1m3/s, 1u =0, 2u=u2,(1+P)=1.176,流動(dòng)效率 h=0.90,氣體密度 =1.2kg/ m 3。試求風(fēng)機(jī)的全壓及有效功率。4-2，解： pT=(u2v2

2、u-u1 v1u) v1u =0 pT=u2v2u=1.21450 0.46 1450 0.46 =1462.1(Pa)60 60根據(jù)斯托道拉公式：1 ， 1 K 1 ， K 0.8551 P1.17 p= KhpT=0.855 0.901462.1=1124.7(Pa) Pe=pqv/1000=1124.75.1/1000=5.74 (kw)34-3 離心風(fēng)機(jī) n=2900r/min ，流量 qv=12800 m3/h ，全壓 p=2630Pa，全壓效率 =0.86， 求風(fēng)機(jī)軸功率 P 為多少。4-3P= Pe=0.86pqv/1000=0.86263012800/3600/1000=8.0

3、4 (kw)34-4 離心泵轉(zhuǎn)速為 480r/min ，揚(yáng)程為 136m ，流量 qv=5.7m3/s,軸功率 P=9860kW。設(shè)容 積效率、機(jī)械效率均為 92%， =1000kg/m 3，求流動(dòng)效率。0.774-4 解：0.770.91PegqvH 1000 9.81 5.7 136 / 1000P P 9860m v 0.92 0.924-5 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(dòng)機(jī)功率表讀數(shù)為 12.6kW ，電動(dòng)機(jī)效率為 0.90，傳動(dòng)效率為 0.97。試求泵的軸功

4、率、有效功率及泵的總效率。4-5，解： 有效功率 Pe=gqv HH g 2g22v2 v1Z2 Z1 hwqvd2220.0250.0250.75212320000 4000044pBpmg42g0 hw9810 2g0 0 =36.69+ 0.0032 0.001 =36.69m19.6Pe=gqvH/1000=98100.02536.69/1000=9.0（kw） 軸功率：P=電機(jī)輸入功率 Pgg d=12.60.90 0.97=11.0（kw）泵的總效率：Pe9.0e 100% 100% 81.82%p11.0334-6 離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1450r/min ，流量 qv=1.5m3/

5、min ，風(fēng)機(jī)的全壓 p=1.2kPa， =1.2kg/m 3。 今用它輸送密度 =0.9kg/m 3 的煙氣，風(fēng)壓不變，則它的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？實(shí)際流量為若干？4-6，解： 1.轉(zhuǎn)速 n2（ 1）求出轉(zhuǎn)速不變，僅密度變化后，風(fēng)壓的變化值。 根據(jù)相似定律，在轉(zhuǎn)速不變時(shí)（同為 1450r/min 時(shí)），p1/p 2=1/ 2 因此，假定轉(zhuǎn)速不變，只是氣體密度發(fā)生變化（變?yōu)?=0.9kg/m 3），則風(fēng)壓為：p2=p12/1=1.21030.9/1.2=900（Pa） （2）同一臺(tái)風(fēng)機(jī)，其它條件不變，僅僅轉(zhuǎn)速變化，符合相似定律： p1/p2=（n1/n2）2n2=n1 p1/ p2 =1450 1.2

6、/ 0.9 =1674（r/min ）2.流量 根據(jù)相似定律： q1/q2=n1/n 23q2= q1n2/n1=1.51674/1450=17.32 （ m 3/min ）4-7 有一只可把 15冷空氣加熱到 170熱空氣的空氣預(yù)熱器，當(dāng)它的流量qm=2.957103kg/h 時(shí)，預(yù)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(fēng) 機(jī)，問(wèn)從節(jié)能的角度考慮，是把它裝在預(yù)熱器前，還是預(yù)熱器后（設(shè)風(fēng)機(jī)效率 =70%）4-7 解： 計(jì)算：裝在預(yù)熱器前消耗的功率Pe1Pe1=pqv/1000 裝在預(yù)熱器前時(shí)（ t=15），輸送同樣質(zhì)量流量（ qm=2.957103kg/h ）的氣

7、體，體積流 量為：（查的 t=15時(shí)的氣體密度為 1=1.226kg/m 3） qv1=qm/1=2.957103/1.226=2.412103（m3/h）=0.67 m3/s Pe1=pqv=1500.67=100.5（W） 消耗軸功率 P= Pe1/ =100.5/0.7=143.6（W）計(jì)算：裝在預(yù)熱器后消耗的功率 Pe2（查的 t=170 時(shí)的氣體密度為 1=0.797kg/m 3）3 3 3 3 qv1=qm/1=2.957103/0.797=3.710103（m3/h）=1.03 m3/s Pe1=pqv=1501.03=154.6（W） 消耗軸功率 P2= Pe2/ =154.6

8、/0.7=220.9（ W）對(duì)比得出裝在預(yù)熱器前面消耗功率小，節(jié)能。34-8 某系統(tǒng)中離心風(fēng)機(jī)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(wèn)在那種工況下工作經(jīng)濟(jì)？4-8 解：1同一種風(fēng)機(jī)，在不同工況下工作時(shí)，比較那種經(jīng)濟(jì)，既是比較拿個(gè)工況效率高。360 103100% 20 103 /36003 1700 100% 15.74%3100%100 103 /3600 9803 100% 41.88%65 103所以，第二種工況經(jīng)濟(jì)4-9 單級(jí)離心泵， 性能參數(shù) n=1420r/min ，q

9、v=73.5L/s,H=14.7m,P=15.3kW ?，F(xiàn)若改用轉(zhuǎn)速 為 2900r/min 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工況仍保持相似，則其各參數(shù)值將為多少？4-9 解： 因?yàn)楦鞴r保持相似，所以滿足相似定律： 即：流量：q1 n1q2 n2q1n2 q2n173.5 29001420150.1（L/s）揚(yáng)程：H1H2n1n2 H 2 H12n214.7290061.31 （m）1420功率：PP1nn1 3P2P1P2n2 2115.3 n12900130.3 （kW）1420334-10 有臺(tái)離心風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為 n=1000r/min 時(shí)，能輸送 0.3m3/min 空氣（ =1.2kg/m 3） 全壓

10、 p=600Pa。今用它來(lái)輸送燃?xì)猓?=1.0kg/m 3），在相同轉(zhuǎn)速時(shí)，產(chǎn)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(zhuǎn)速不變時(shí)， 風(fēng)機(jī)輸出流量與所輸送的流體密度無(wú)關(guān)， 所以流量不變； 證明二：風(fēng)壓變化根據(jù)相似定律，在轉(zhuǎn)速不變時(shí) p1 /p 2= 1/2p2=p12/ 1=6001.0/1.2=500（Pa）證畢。4-11 4 13.2（4 73）型離心通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1450r/min ，葉輪外徑 D2=1200mm 時(shí)，全壓 p=4609Pa，流量 qv=71 100m3/h, 軸功率 P=99.8kW，空氣密度 =1.2k

11、g/m 3。若風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和 直徑都不變，但改為輸送 200的鍋爐煙氣，大氣壓力 Pamb=1.013105Pa，試計(jì)算密度變化 后的風(fēng)機(jī)全壓，流量和軸功率。4-11,解：因?yàn)檗D(zhuǎn)速和直徑都不變，只是密度發(fā)生變化， 在一個(gè)大氣壓條件下， 200煙氣密度為： 0.6162 kg/m 3 q1/q 2=1； p1/p 2=1/2；P1/P2=1/ 23 q2=q1=71100m3/h;p2= p12 /1 =46090.616/1.2=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(fēng)機(jī)，當(dāng)葉輪出口處的圓周速度 60m

12、/s ，流量為 3300m3/min 。有一與它相似的風(fēng)機(jī) D2=1200mm ，以相同圓周速度運(yùn)轉(zhuǎn)，求其風(fēng)量為多少？n 為：4-12,解：葉輪外徑 D2=600mm ，當(dāng)葉輪出口處的圓周速度 60m/s ，其轉(zhuǎn)速u(mài)2=n D260n=60 u2n=D260 600.61910r /min葉輪外徑 D2=1200mm ，當(dāng)葉輪出口處的圓周速度60m/s ，其轉(zhuǎn)速 n 為： n=60 u2D260 601.2955r / min根據(jù)相似定律：q2 D2 n2 q1 D1 n1 q2 q1D2 n2 300 1200 3 955 1200D1 n1600 19103m3/min )4-13 水泵轉(zhuǎn)

13、速 n=2950r/min ，H=128m，流量 qv=1.23m3/min 。為滿足該流量擬采用 ns=85 133 的多級(jí)泵，試計(jì)算要用幾級(jí)葉輪。4-13 解： 根據(jù)比轉(zhuǎn)速定義： i H當(dāng) ns=85 時(shí)，128ns3.65 n85q0.5v3.65 2950 1.23/ 60 0.52.69 ，取整 i=34/3當(dāng) ns=133 時(shí)，i 1281333.65 2950 1.23/ 60 0.54.88 ，取整 i=5根據(jù)計(jì)算得：要用 35 級(jí)離心泵。4-14 在泵吸水的情況下， 當(dāng)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(shí)，發(fā)現(xiàn)泵剛開(kāi)始汽蝕。吸入液面壓力為101

14、.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=60103 Pa20 時(shí)水的 p=2334 Pa33ha= p0/g- p/g -Hg-hw=101.3103/9810-2334/9810-60103/9810=3.97（m）4-15 離心水泵在 n=1450r/min 下， 揚(yáng)程 H=19.5m ，流量 qv=2.6m3/min 。將該水泵裝在地 面抽水，問(wèn)水面距泵中心線幾米時(shí)泵發(fā)生汽蝕。設(shè)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(zhuǎn)

15、速 C=850。4-15,解： 根據(jù)汽蝕比轉(zhuǎn)速定義：C 5.62n 3q/v4 ，可計(jì)算出 :hr3/45.62 nqvC4/ 3 4 /35.62 1450 2.6/60（ m）hr2.51 （ ）850當(dāng) hahr 時(shí)發(fā)生汽蝕，所以：33ha 2.51（m）（80時(shí)水的 p=47.363103 Pa， =971.8kg/m 3） ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha3 3 4 =101.3103/（971.89.81）- 47.363103/（971.89.81）- 104/（971.8 9.81）-2.51=4.61-2.51=2.10（m）4

16、-16 設(shè)除氧氣內(nèi)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。334-16,解：（100時(shí)水的 p=101.3103 Pa，=958.1kg/m 3） ha= p0/ g- p/ g -Hg-hw Hg= p0/ g- p/g -hw- ha4 3 3=11.76104/（958.19.81）- 101.3103/（958.1 9.81）- 15103/（971.89.81）-5=1.3-5=-3.7（ m）此時(shí)剛好發(fā)生汽蝕，為了使給水泵不發(fā)生汽蝕，應(yīng)提供一定的富余量， 0.5m Hg=-

17、3.7-0.5=4.1m34-17 單級(jí)雙吸式泵的吸入口徑 d=600m，輸送 20的清水， 在 n=970r/min ，qv=0.3m 3/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(shí)，泵的安裝幾何高度 Hg；在吸入液面壓力為 86kPa，水溫為 40時(shí)，泵的安裝幾何高度 Hg。4-17 因?yàn)槭请p吸式泵，兩個(gè)吸入口，所以：v20時(shí)水的 p=2334 Pa， =1000kg/m 30.324/33.12m) ha= p0/g- p/g -Hg-hw Hg= p0/ g- p/g -hw- ha3 3 3=101.3103/

18、(1000 9.81)- 2.334103/(10009.81)- 8103/(10009.81)-3.12 =9.27-3.12 =6.15( m) 此時(shí)剛好發(fā)生汽蝕，為了使給水泵不發(fā)生汽蝕，應(yīng)提供一定的富余量， 0.5m Hg=6.15-0.5=5.65m40時(shí)水的 p=7375 Pa， =992.2kg/m 3 ha= p0/ g- p/ g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha3 3 3=86 103/(992.2 9.81)- 7.375103/(992.29.81)- 8 103/(992.2 9.81)-3.12 =7.26-3.12=4.14( m) 此時(shí)剛好發(fā)

19、生汽蝕，為了使給水泵不發(fā)生汽蝕，應(yīng)提供一定的富余量， 0.5m Hg=4.14-0.5=3.64m34-18 一單級(jí)離心泵，轉(zhuǎn)速 n=1450r/min 時(shí)，流量 qv=2.6m3/min ，該泵的汽蝕比轉(zhuǎn)速 C=700,?，F(xiàn)將這臺(tái)泵安裝在地面上抽水，求吸水距地面多少距離時(shí)發(fā)生汽蝕。設(shè)吸水面壓力 為 98kPa，水溫 t=80 ，吸入管路阻力損失為 104Pa。4-18，解：C 5.62n qv ，hr3/4可計(jì)算出 hr5.62 nC5.62 1450 2.6/60 3.25m)700又已知：(80時(shí)水的 p=47.363103 Pa，=971.8kg/m 3)Hg= p0/ g- p/ g

20、 -hw- ha3 3 3=98 103/(971.8 9.81)- 47.363 103/(971.8 9.81)- 10103/(971.89.81)-3.25=4.26-3.25=1.01( m) 此時(shí)剛好發(fā)生汽蝕34-19 單級(jí)雙吸泵吸入口徑 d=600mm ，輸送 20 清水時(shí)，qv=0.5m3/s,n=970r/min ，H=45m， 汽蝕比轉(zhuǎn)速 C=950。試求：在吸入液面壓力為大氣壓力時(shí)，泵的允許吸上真空高度HS為多少？吸入液面壓力為 90kPa,輸送 45清水時(shí)，泵的允許吸上真空高度 Hs 為多少？4-19，解：因?yàn)槭请p吸式泵，兩個(gè)吸入口，所以：可計(jì)算出hr5.62 n 2C5.62 970 0.5/29504.08m)20時(shí)水的 p=2334 Pa， =1000kg/m 32由 ha=( ps/ g+ s /2g) - p/g 及 HS= ( p amb- ps)/gs：可得出： HS= ( p0- p)/ g+s2/2g-ha根據(jù)已知： 單級(jí)雙吸泵吸入口徑 d=600mm ，qv=0.5m3/s，可計(jì)算出泵入口水流速度1.77(m/s)= qv0.5 4s= d 20.624 剛好發(fā)生汽蝕時(shí) 的吸上