泵與風(fēng)機(jī)楊詩成第四版習(xí)習(xí)題和答案(4)

1、4-1 輸送20清水的離心泵，在轉(zhuǎn)速為1450r/min時，總揚(yáng)程為, qv=170m3/h, P=, v=, m=,求泵的流動效率h 。4-1 解：4-2 離心風(fēng)機(jī)葉輪外徑D2=460mm,轉(zhuǎn)速n=1450r/min,流量qv=s,1u=0,2u=u2,(1+P)=,流動效率h=,氣體密度= m3。試求風(fēng)機(jī)的全壓及有效功率。4-2，解：pT=(u2v2u-u1 v1u)v1u=0pT=u2v2u=×=（Pa）根據(jù)斯托道拉公式：， p= K·h·pT=××=（Pa）Pe=pqv/1000=×1000= (kw)4-3 離心風(fēng)機(jī)n=29

2、00r/min，流量qv=12800 m3/h，全壓p=2630Pa，全壓效率=，求風(fēng)機(jī)軸功率P為多少。4-3P= Pe=×pqv/1000=×2630×12800/3600/1000= (kw)4-4 離心泵轉(zhuǎn)速為480r/min，揚(yáng)程為136m，流量qv=s,軸功率P=9860kW。設(shè)容積效率、機(jī)械效率均為92%，=1000kg/m3，求流動效率。4-4解：4-5 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，電動機(jī)功率表讀數(shù)為，電動機(jī)效率為，傳動效率為。試求泵的軸

3、功率、有效功率及泵的總效率。4-5，解：有效功率Pe=g·qv·H=+=Pe=g·qv·H/1000=9810××1000=(kw)軸功率：P=電機(jī)輸入功率Pg´ · g·d=××=(kw)泵的總效率：4-6 離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，流量qv=min，風(fēng)機(jī)的全壓p=，=m3。今用它輸送密度=m3的煙氣，風(fēng)壓不變，則它的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少實際流量為若干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（同為1450r/min時），p1

4、/p2=1/2因此，假定轉(zhuǎn)速不變，只是氣體密度發(fā)生變化（變?yōu)?=m3），則風(fēng)壓為： p2=p1×2/1=×103×=900（Pa）（2）同一臺風(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=1450=1674（r/min）2.流量根據(jù)相似定律：q1/q2=n1/n2 q2= q1×n2/n1=×1674/1450=（m3/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=×103kg/h時，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)

5、，問從節(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：計算：裝在預(yù)熱器前消耗的功率Pe1Pe1=pqv/1000裝在預(yù)熱器前時（t=15），輸送同樣質(zhì)量流量（qm=×103kg/h）的氣體，體積流量為：（查的t=15時的氣體密度為1=m3）qv1=qm/1=×103/=×103（m3/h）= m3/sPe1=pqv=150×=（W）消耗軸功率P= Pe1/=（W）計算：裝在預(yù)熱器后消耗的功率Pe2（查的t=170時的氣體密度為1=m3）qv1=qm/1=×103/=×103（m3/h）= m3/sPe1

6、=pqv=150×=（W）消耗軸功率P2= Pe2/=（W）對比得出裝在預(yù)熱器前面消耗功率小，節(jié)能。4-8 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。問在那種工況下工作經(jīng)濟(jì)4-8 解：同一種風(fēng)機(jī)，在不同工況下工作時，比較那種經(jīng)濟(jì)，既是比較拿個工況效率高。第一種工況第二種工況所以，第二種工況經(jīng)濟(jì)4-9 單級離心泵，性能參數(shù)n=1420r/min，qv=s,H=,P=。現(xiàn)若改用轉(zhuǎn)速為2900r/min的電動機(jī)驅(qū)動，工況仍保持相似，則其各參數(shù)值將為多少4-9 解：因為各工

7、況保持相似，所以滿足相似定律：即：流量： （L/s）揚(yáng)程：（m）功率：（kW）4-10 有臺離心風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為n=1000r/min時，能輸送min空氣（=m3）,全壓p=600Pa。今用它來輸送燃?xì)猓?m3），在相同轉(zhuǎn)速時，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，風(fēng)機(jī)輸出流量與所輸送的流體密度無關(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p1/p2=1/2 p2=p1×2/1=600×=500（Pa） 證畢。4-11 4(473)型離心通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，葉輪外徑D2=120

8、0mm時，全壓p=4609Pa，流量qv=71 100m3/h,軸功率P=，空氣密度=m3。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=×105Pa，試計算密度變化后的風(fēng)機(jī)全壓，流量和軸功率。4-11,解：因為轉(zhuǎn)速和直徑都不變，只是密度發(fā)生變化，在一個大氣壓條件下，200煙氣密度為： kg/m3 q1/q2=1； p1/p2=1/2；P1/P2=1/2 q2=q1=71100m3/h;p2= p1×2 /1 =4609×=2367（Pa） P2= P1×2 /1=×=（kW）4-12 葉輪外徑D2=600mm的通風(fēng)機(jī)

9、，當(dāng)葉輪出口處的圓周速度60m/s，流量為300m3/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n為： u2= n=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=根據(jù)相似定律： （m3/min）4-13 水泵轉(zhuǎn)速n=2950r/min，H=128m，流量qv=min。為滿足該流量擬采用ns=85133的多級泵，試計算要用幾級葉輪。4-13 解：根據(jù)比轉(zhuǎn)速定義： 當(dāng)ns=85時，取整i=3當(dāng)ns=133時，取整i=5根據(jù)計算得：要用35級離心泵。4

10、-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，發(fā)現(xiàn)泵剛開始汽蝕。吸入液面壓力為，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=60×103 Pa 20時水的p=2334 Paha= p0/g- p/g -Hg-hw=×103/9810-2334/9810-60×103/9810=（m）4-15 離心水泵在n=1450r/min下，揚(yáng)程H=，流量qv=min。將該水泵裝在地面抽水，問水面距泵中心線幾米時泵發(fā)生汽蝕。設(shè)吸入液面壓力

11、為，水溫為80，吸入管路阻力損失為104Pa。汽蝕比轉(zhuǎn)速C=850。4-15,解：根據(jù)汽蝕比轉(zhuǎn)速定義： ，可計算出:（m）當(dāng)時發(fā)生汽蝕，所以：（m）（80時水的p=×103 Pa，=m3） ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha =×103/×- ×103/×- 104/×=（m）4-16 設(shè)除氧氣內(nèi)壓力為×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。4-16,解：（100時水的p=×103 Pa，=

12、m3） ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=×104/×- ×103/×- 15×103/×-5=（m）此時剛好發(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，Hg= 單級雙吸式泵的吸入口徑d=600m，輸送20的清水，在n=970r/min，qv=s，H=47m，C=900，吸入管路阻力損失ghw=8000Pa，試求：吸入液面壓力為時，泵的安裝幾何高度Hg；在吸入液面壓力為86kPa，水溫為40時，泵的安裝幾何高度Hg。4-17因為是雙吸式泵，兩個吸入口，所以：，可計算出:（m）2

13、0時水的p=2334 Pa，=1000kg/m3 ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=×103/(1000×- ×103/(1000×- 8×103/(1000×=（m）此時剛好發(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，Hg=時水的p=7375 Pa，=m3 ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=86×103/×- ×103/×- 8×103/×=（m）此時剛好發(fā)生汽蝕，為了

14、使給水泵不發(fā)生汽蝕，應(yīng)提供一定的富余量，Hg= 一單級離心泵，轉(zhuǎn)速n=1450r/min時，流量qv=min，該泵的汽蝕比轉(zhuǎn)速C=700,?，F(xiàn)將這臺泵安裝在地面上抽水，求吸水距地面多少距離時發(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：，可計算出:（m）又已知：（80時水的p=×103 Pa，=m3）Hg= p0/g- p/g -hw-ha=98×103/×- ×103/×- 10×103/×=（m）此時剛好發(fā)生汽蝕4-19 單級雙吸泵吸入口徑d=600mm，輸送20清水時，q

15、v=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，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，泵的允許吸上真空高度Hs為多少4-19，解：因為是雙吸式泵，兩個吸入口，所以：，可計算出:（m）20時水的p=2334 Pa，=1000kg/m3由ha=（ps/g+s2/2g）- p/g 及HS= （pamb- ps）/g可得出：HS= （p0- p）/g+s2/2g-ha根據(jù)已知：單級雙吸泵吸入口徑d=600mm，qv=s，可計算出泵入口水流速度s：s=剛好發(fā)生汽蝕時的吸上真空高度為：HS= （p0- p）/g+s2/2g-hr =（××103）/(1000×+(2×=（m）HS= HS= 45時水的p=×103 Pa，=m3剛好發(fā)生汽蝕時的吸上真空高度為：HS= （p0- p）/g+s2/2g-hr =（90××103）