課后習(xí)題答案

1、緒論1 泵與風(fēng)機可分為哪幾大類？發(fā)電廠主要采用哪種型式的泵與風(fēng)機？為什么？ 答：泵按產(chǎn)生壓力的大小分：低壓泵、中壓泵、高壓泵 風(fēng)機按產(chǎn)生全壓得大小分：通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓氣機 泵按工作原理分：葉片式：離心泵、軸流泵、斜流泵、旋渦泵容積式：往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵 其他類型：真空泵、噴射泵、水錘泵 風(fēng)機按工作原理分：葉片式：離心式風(fēng)機、軸流式風(fēng)機容積式：往復(fù)式風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式風(fēng)機發(fā)電廠主要采用葉片式泵與風(fēng)機。其中離心式泵與風(fēng)機性能范圍廣、效率高、體積小、 重量輕， 能與高速原動機直聯(lián)， 所以應(yīng)用最廣泛。 軸流式泵與風(fēng)機與離心式相比， 其流量大、 壓力小。故一般用于大流量低揚程的場合。目前，大容量機組多作為循環(huán)水

2、泵及引送風(fēng)機。 2 泵與風(fēng)機有哪些主要的性能參數(shù)？銘牌上標(biāo)出的是指哪個工況下的參數(shù)？ 答：泵與風(fēng)機的主要性能參數(shù)有：流量、揚程全壓 、功率、轉(zhuǎn)速、效率和汽蝕余量。在銘牌上標(biāo)出的是：額定工況下的各參數(shù)3 離心式泵與風(fēng)機有哪些主要部件？各有何作用？ 答：離心泵葉輪：將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能。吸入室：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的液體流速分 布均勻。壓出室：收集從葉輪流出的高速流體，然后以最小的阻力損失引入壓水管或次級葉輪 進(jìn)口，同時還將液體的局部動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dǎo)葉：聚集前一級葉輪流出的液體，并在損失最小的條件下引入次級葉輪的進(jìn)口或壓 出室，同

3、時在導(dǎo)葉內(nèi)把局部動能轉(zhuǎn)化為壓力能。密封裝置：密封環(huán)：防止高壓流體通過葉輪進(jìn)口與泵殼之間的間隙泄露至吸入口。 軸端密封：防止高壓流體從泵內(nèi)通過轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間的間隙泄漏 到泵外。離心風(fēng)機葉輪：將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能 蝸殼：聚集從葉輪流出的氣體并引向風(fēng)機的出口，同時將氣體的局部動能轉(zhuǎn)化為壓力 能。集流器：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。 進(jìn)氣箱：改善氣流的進(jìn)氣條件，減少氣流分布不均而引起的阻力損失。4 軸流式泵與風(fēng)機有哪些主要部件？各有何作用？ 答：葉輪：把原動機的機械能轉(zhuǎn)化為流體的壓力能和動能的主要部件。導(dǎo)葉：使通過葉輪的前后的流體具有一定的流動方向

4、，并使其阻力損失最小。吸入室泵 ：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的液體流 速分布均勻。集流器風(fēng)機 ：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。 擴壓筒：將后導(dǎo)葉流出氣流的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。5 軸端密封的方式有幾種？各有何特點？用在哪種場合？ 答：填料密封：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但使用壽命短，廣泛應(yīng)用于中低壓水泵上。機械密封：使用壽命長，密封效果好，摩擦耗功小，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度與安裝技術(shù)要求高，造價貴。適用于高溫高壓泵。浮動環(huán)密封：相對與機械密封結(jié)構(gòu)較簡單，運行可靠，密封效果好，多用于高溫高壓鍋 爐給水泵上。第一章思考題1. 流體在旋轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)是如何運動的？各用什么

5、速度表示？其速度矢量可組成怎樣的圖 形？答:當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪中某一流體質(zhì)點將隨葉輪一起做旋轉(zhuǎn)運動。同時該質(zhì)點在離心力的作用下，又沿葉輪流道向外緣流出。因此，流體在葉輪中的運動是一種復(fù)合運動。葉輪帶動流體的旋轉(zhuǎn)運動，稱牽連運動，其速度用圓周速度u表示；流體相對于葉輪的運動稱相對運動，其速度用相對速度w表示；流體相對于靜止機殼的運動稱絕對運動，其速度用絕對速度v表示。以上三個速度矢量組成的矢量圖，稱為速度三角形。2. 當(dāng)流量大于或小于設(shè)計流量時，葉輪進(jìn)、出口速度三角形怎樣變化？ 答：進(jìn)口速度三角形的變化：當(dāng)流量小于設(shè)計流量時：軸面速度 v1m v v1m , -i v 90 °, t

6、< 1。如圖a當(dāng)流量大于設(shè)計流量時：軸面速度 v1m > v1m , t > 90 °, tt。如圖b出口速度三角形小于設(shè)計流量大于設(shè)計流量3. 泵與風(fēng)機的能量方程式有哪幾種形式？并分析影響理論揚程全壓的因素有哪些?1答：泵： Ht =(U2V2Uuyiu )gHt22v2V 12 2U2U12 21 22g2g2g風(fēng)機：pTU2V2UU1V1U因素：轉(zhuǎn)速n ；葉輪外徑D2 ；密度影響全壓、葉片出口安裝角2a ；進(jìn)口絕對速度角1。4. 離心式泵與風(fēng)機有哪幾種葉片形式？各對性能有何影響？為什么離心泵均采用后彎式 葉片？2a減小到等于最小角答：后彎式、徑向式、前彎式徑向

7、式:2a =90 ° 時，COt2a =0，V2U =U2。Ht2U2。g前彎式:2a >90° 時，cot2a為負(fù)值， 2a越大，cot2a越小，Ht那么越大即隨2a不斷增大，Ht亦不斷增大。當(dāng)2a增加到等于最大角2a,max時，Ht2U22。g后彎式：2a v 90°時，cot 2a為正值，2a越小，cot 2a越大，Ht那么越小。即隨2a不斷減小，Ht亦不斷下降。當(dāng)2a ,min 時，H T以上分析說明，隨葉片出口安裝角2a的增加，流體從葉輪獲得的能量越大。因此，前彎式葉片所產(chǎn)生的揚程最大，徑向式葉片次之，后彎式葉片最小。當(dāng)三種不同的葉片在進(jìn)、出口流道

8、面積相等，葉片進(jìn)口幾何角相等時，后彎式葉片流道較長，彎曲度較小，且流體在葉輪出口絕對速度小。因此，當(dāng)流體流經(jīng)葉輪及轉(zhuǎn)能裝置導(dǎo)葉或蝸殼時，能量損失小，效率高，噪聲低。但后彎式葉片產(chǎn)生的總揚程較低，所以在產(chǎn) 生相同的揚程風(fēng)壓時，需要較大的葉輪外徑或較高的轉(zhuǎn)速。為了高效率的要求，離心泵均采用后彎式葉片，通常2a為20 °30°。9.軸流式泵與風(fēng)機與離心式相比擬，有何性能特點？使用于何種場合？答：軸流式泵與風(fēng)機的性能特點是流量大，揚程低，比轉(zhuǎn)數(shù)大，流體沿軸向流入、流出葉輪。目前國內(nèi)外大型電站普遍采用軸流式風(fēng)機作為鍋爐的送引風(fēng)機、軸流式水泵作為循環(huán)水 泵。11.軸流式泵與風(fēng)機的翼型、

9、葉柵的幾何尺寸、形狀對流體獲得的理論揚程全壓有何影響？并分析提高其揚程全壓的方法？答：泵：htsinCy-t Va 2gcos.2.風(fēng)機：ptb u w sincy _t va2 cos增加弦長b ；增大葉柵中翼型的升力系數(shù) Cy ；減小柵距t ；增大 ；增加升力角 均 可提高泵與風(fēng)機的揚程全壓。1- 1 有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下：b =35mm, b=19mm. Di =178mm,D2=381mm, 1a=18°，2a=20 °。設(shè)流體徑向流入葉輪，女口n=1450r/mi n,試畫出出口速度三角形，并計算理論流量qv,T和在該流量時的無限多葉片的理論揚 程Ht解

10、：由題知：流體徑向流入葉輪1=90°那么:U1 =D1 n60 =178 10601450 =13.51m/sV-! =V1m = u-i tg 1a tg 18° =4.39 m/sq1V =D1V1m =0.035=0.086 m3/sq1V =D2b20.0860.381 0.019=3.78m/sU2 =D2n60 =381 10601450 =28.91m/sV2u = u2-V2mctg 2a ctg20° =18.52 m/sHt = U2V2U =g=28.91 18.52 =54.63 m9.81- 2有一離心式水泵，其葉輪外徑 D2=220mm

11、,轉(zhuǎn)速n=2980r/min，葉片出口安裝角2a=45°,出口處的軸面速度V2m=3.6m/s。設(shè)流體徑向流入葉輪，試按比例畫出出口速度三角形，并計算無限多葉片葉輪的理論揚程Ht，又假設(shè)環(huán)流系數(shù)K=0.8，流動效率h =0.9時，泵的實際揚程H是多少?解:U2 =D2n6 =°22 2980 =34.360m/s V2m =3.6 m/s 2a=45°.W2= v =5.09m/s畫出出口速度三角形sin 2aV =U2-V2mCtg 2actg45° =30.71m/s,=90Htg= 34.31 30.719.8=107.5 (m)實際揚程 H=K

12、Ht=K h Ht 107.5=77.41 (m)1- 3有一離心式水泵，葉輪外徑 D2 =360mm,出口過流斷面面積 Am2，葉片出口安裝角2a=30°，流體徑向流入葉輪，求轉(zhuǎn)速n=1480r/min，流量qV,T HT。設(shè)環(huán)流系數(shù)K=0.82。解：流體徑向流入葉輪1=90°U2 =D2n =60 =0.36 148060=27.88m/s= qv,T83.8 10 30.023=3.64m/sv2u = u2 - v2m ctg 2a 、3=21.58 m/sHtU2V2ug= 27.88 21.589.8=61.39mHt = K Ht 61.39=50.34m1-

13、 6有一離心式水泵，在轉(zhuǎn)速 n=1480r/min時，流量cv =89L/s，揚程H=23m，水 以徑向流入葉輪，葉輪內(nèi)的軸面速度v1m =3.6m/s0內(nèi)、外徑比D1/D2 =0.5，葉輪出口寬度b2D2，假設(shè)不計葉輪內(nèi)的損失和葉片厚度的影響，并設(shè)葉輪進(jìn)口葉片 的寬度d=200mm,求葉輪外徑D?、出口寬度b?及葉片進(jìn)、出口安裝角 佃和2a。3解：由 qV = D1 b V1m 得 D1 = Cv= 89 10 =0.039(m)=39mmb|V1m0.2 3.6由 D1 /D2 =0.5 得 D2=2 D1 =2 390=78(mm)b2 D2D1n0.039 14801= 6060=3.

14、02 m/stg /汁益九192得心0U2 =D2n60 =0.078 148060=6.04 m/sV2m =qvD2b289 100.078 0.009=38.8 m/s由 比 =U2V=23 得V2u =37.31 m/s gctg 2a u2 v2u /v2m6.04 37.31 /38.80.8062a128.85數(shù)據(jù)有問題，離心泵出口安裝角應(yīng)是銳角，即后彎式葉片 1-9有一單級軸流式水泵，轉(zhuǎn)速n=580r/min,在葉輪直徑700mm處，水以v1=5.8m/s 的速度沿軸向流入葉輪，又以圓周分速 v2u =2.3m/s從葉輪流出，試求cy b為多 少？設(shè)=1°。Dn 3.

15、14 0.7 580解：u= =21.25 m/s60 60v1 wa va 5.8 m/s由題知軸向進(jìn)入 v1u 0，所以 Wu u。W2uu v2u 21.25 2.3 18.95(m/s)arctg2v1W1uW2uarctg2 5.821.25 18.9516.092 v2uv1u sin1 tg /tgNd0.2075.81 tg1 /tg16.091-11有一單級軸流式水泵，轉(zhuǎn)速為375r/min，在直徑為980mm處，水以速度v1 =4.01m/s軸向流入葉輪,在出口以v2=4.48m/s的速度流出。試求葉輪進(jìn)出口相對速度的角度變化值21Dn0.98 375解：u= =19.23

16、 m/s60 60水軸向流入v1u=0由速度三角形可知：tg 1 = Va = Vl = 4.01 =0.2085得 4 = 11.78u u 19.23由 tg 2 = Va = V1= 4010.2327得 2 = 13.10u v2u u v2u 19.23221 = 13.1011.78°第二章思考題qv,T- Ht曲線及qv,T- Pt曲線為直線形式，而實驗所得的cv - H及qv - p關(guān)系為曲線形式，原因何在？答：對于有限葉片的葉輪，由于軸向渦流的影響使其產(chǎn)生的揚程降低，該葉輪的揚程可用環(huán)流系數(shù)進(jìn)行修正。HtKH環(huán)流系數(shù)K恒小于1，且根本與流量無 關(guān)。因此，有限葉片葉輪

17、的qV,T Ht曲線， 也是一條向下傾斜的直線，且位于無限多葉 片所對應(yīng)的qV,T Ht曲線下方。如圖中b 線所示?？紤]實際流體粘性的影響，還要在 qV,T H曲線上減去因摩擦、擴散和沖擊 而損失的揚程。因為摩擦及擴散損失隨流量 的平方增加，在減去各流量下因摩擦及擴散而損失的揚程后即得圖中的c線。沖擊損失在設(shè)計工況下為零，在偏離設(shè)計工況時那么按拋物線增加，在對應(yīng)流量下再從 c曲線上減去因沖擊而損失的揚程后即得d線。除此之外，還需考慮容積損失對性能曲線的影響。因此，還需在d線的各點減去相應(yīng)的泄漏量 q，即得到流 量與揚程的實際CV H性能曲線，如圖中e線所示。對風(fēng)機的qv H曲線分析與泵的qv

18、H曲線分析相同。6.離心式和軸流式泵與風(fēng)機在啟動方式上有何不同？答：離心式泵與風(fēng)機，在空載時，所需軸功率空載功率最小，一般為設(shè)計軸功率的30%左右。在這種狀態(tài)下啟動，可防止啟動電流過大，原動機過載。所以離心式泵與風(fēng)機要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動。軸流式泵與風(fēng)機，功率 P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)qv =0時最大，隨流量增加而減小，為防止原 動機過載，對軸流式泵與風(fēng)機要在閥門全開狀態(tài)下啟動。2- 2有一單級軸流式水泵，轉(zhuǎn)速為375r/min,入口直徑為980mm,水以w=4.01m/s的速度沿軸向流入葉輪，以v2=4.48m/s的速度由葉輪流出，總揚程為 H=3.7m,求該水泵的流動效率解:Dn60 =980 10

19、60375 =19.23 m/s水沿軸向流入 二Viu0Vi =Via =V2av2u = v； v；a = 4.482 4.012 =1.998(m/s)HtV1u19.239.81.99803.9mH 37=0.949=94.9%Ht 3.92- 3有一離心式水泵，轉(zhuǎn)速為 480r/min，總揚程為136m時，流量 m3/s，軸功率為P =9860KW，其容積效率與機械效率均為 92%, 溫度及密度為：t=20C,=1000kg/m3。求流動效率。設(shè)輸入的水解:二巳二 gquH =1000 g 5.7 136:=P = 1000 P =1000 9860=TT 品=0.91=91%2- 4

20、用一臺水泵從吸水池液面向50m高的水池輸送qVm3/s的常溫清水t=20C ,=1000kg/m3，設(shè)水管的內(nèi)徑為d =300mm，管道長度L=300m,管道阻力系數(shù)=0.028,求泵所需的有效功率。2 2 解：根據(jù)伯努利方程乙+衛(wèi)+ + H =Z2 + +巴+ hwg 2gg 2g由題知： z1 Z2 =50;p1 = p2 =0; v1 = v2W = v2 = -q = 03=4.246 m/sd2 0.344hw =l v2d 2g= 0.02830024.2460.32 9.825.76 m代入方程得H =75.76(m)222.7kWgqVH _ 1000 9.8 0.3 75.7

21、6 P"e 1000 10002- 5設(shè)一臺水泵流量qV=25L/s，出口壓力表讀數(shù)為 323730Pa入口真空表讀數(shù)為39240PQ兩表位差為0.8m，壓力表高，真空表低，吸水管和排水管直徑為1000mm和750mm，電動機功率表讀數(shù)為12.5kW，電動機效率g=0.95,求軸功 率、有效功率、泵的總功率泵與電動機用聯(lián)軸器直接連接。解：由題知：P2e =323730Pa Pv=39240Pa Re= Pv = 39240Paz2 z-! =0.8m， d1 =1000mm=1m ， d2R=12.5kW，g=0.95，tmV14 251000 3.14 124qv0.032 m/s

22、d；4 251000 3.14 0.7520.057 m/s2Pl + g 2g+ H = z2 +2P2 丄 V2r g 2g得:H = z22 2z I P2 P1 , V2 V1 =0 8| 323730 ( 39240)1 g 2g = .1000 9.80.05720.03222 9.8Fe=gqvH1000 9.8 25 1010001000=9.27 KWP = Pg' tm g 0.95=11.64 : KWP9 3=100%=100%=79.6%P11.642-7要選擇一臺多級鍋爐給水泵，初選 該泵轉(zhuǎn)速n=1441r/min，葉輪外徑D2 300mm，流動效率h=0.

23、92,流體出口絕對速度的圓周分速為出口圓周速度的55%，泵的總效率為90%，輸送流體密度=961 kg/m3，要求滿足揚程H =176m，流量q, m3/h，試確定該泵所需要的級數(shù)和軸功率各為多少設(shè)流體徑向流入，并不考慮軸向渦流的影響解:U2 =D2n0.3 14416060=22.62 m/s由題知：V2u U2 22.62=12.44 m/sH -U2V2UT g=22.62 12.449.8=28.7 mH1 Ht h 28.7 0.9226.42(m)HiHi応666 7(級)Pe1000gqVH1000961 9.8 81.6 1761000 3600 0.941.7 kW第三章思考

24、題1. 當(dāng)一臺泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時，其揚程、流量、功率將如何變化?答：根據(jù)比例定律可知：流量 qVp = qVm 土 揚程Hp = Hm Z2功率Pp = Pm 3nmnmHm2. 為什么說比轉(zhuǎn)數(shù)是一個相似特征數(shù)？無因次比轉(zhuǎn)數(shù)較有因次有何優(yōu)點？ 答：比轉(zhuǎn)數(shù)是由相似定律推導(dǎo)而得，因而它是一個相似準(zhǔn)那么數(shù)。優(yōu)點：有因次比轉(zhuǎn)數(shù)需要進(jìn)行單位換算。3. 為什么可以用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機進(jìn)行分類？答：比轉(zhuǎn)數(shù)反映了泵與風(fēng)機性能上及結(jié)構(gòu)上的特點。如當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)不變，對于揚程全壓高、流量小的泵與風(fēng)機，其比轉(zhuǎn)數(shù)小。反之，在流量增加，揚程全壓減小時，比轉(zhuǎn)數(shù)隨之增加，此時，葉輪的外緣直徑 D2及葉輪進(jìn)出口直徑的比值D2D0隨之減

25、小，而葉輪出口寬度b2那么隨之增加。當(dāng)葉輪外徑 D2和D D0減小到某一數(shù)值時，為了防止引起二次回流，致使能 量損失增加，為此，葉輪出口邊需作成傾斜的。此時，流動形態(tài)從離心式過渡到混流式。當(dāng) D2減小到極限D(zhuǎn)2.D0=1時，那么從混流式過渡到軸流式。由此可見，葉輪形式引起性能參 數(shù)改變，從而導(dǎo)致比轉(zhuǎn)數(shù)的改變。所以，可用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機進(jìn)行分類。6.隨比轉(zhuǎn)數(shù)增加，泵與風(fēng)機性能曲線的變化規(guī)律怎樣？答：在低比轉(zhuǎn)數(shù)時，揚程隨流量的增加，下降較為緩和。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)增大時，揚程曲線逐漸變 陡，因此軸流泵的揚程隨流量減小而變得最陡。在低比轉(zhuǎn)數(shù)時ns <200，功率隨流量的增加而增加，功率曲線呈上升狀。但隨

26、比轉(zhuǎn)數(shù)的增加ns =400，曲線就變得比擬平坦。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)再增加ns =700，那么功率隨流量的增加而減小，功率曲線呈下降狀。所以，離心式泵的功率是隨流量的增加而增加，而軸流式泵的功率卻是隨流量的增加而減少。比轉(zhuǎn)數(shù)低時，效率曲線平坦，高效率區(qū)域較寬，比轉(zhuǎn)數(shù)越大，效率曲線越陡，高效率區(qū)域變得越窄，這就是軸流式泵和風(fēng)機的主要缺點。為了克服功率變化急劇和高效率區(qū)窄的缺點，軸流式泵和風(fēng)機應(yīng)采用可調(diào)葉片，使其在工況改變時，仍保持較高的效率。3- 2有一泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min，揚程H=100m,流量cv m3/s，假設(shè)用和該泵相似但葉輪外徑D2為其2倍的泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1450r/min時，流量為多少？

27、解：由題知：D2m=2D2p ,由于兩泵相似根據(jù)流量相似關(guān)系 匹=(%)3巴=(丄)3空°=丄CvmD2m nm21450 4/口8 1450-3、得：Cvm=0.17 =0.68 m /s29003- 3有一泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min，其揚程 H=100m，流量qV m3/s，軸功率P KW。現(xiàn)用一出口直徑為該泵2倍的泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1450r/min時，保持運動狀態(tài)相似， 問其軸功率應(yīng)是多少？解：由于兩泵相似 且D2m=2D2p根據(jù)功率相似關(guān)系：空=(2)5(Pp)3=(!)5 (2900)3=1PmD2mnm214504得：Pm =4 P. =4 183.8=735.2 KW3

28、- 8某鍋爐給水泵，最正確工況點參數(shù)為：Cv =270m3/h，H =1490m，n =2980r/min， i =10 級。求其比轉(zhuǎn)數(shù) ns。解:3.65 n 俞7ns=S ()343.65 2980(1490)(10 )3- 9某單級雙吸泵的最正確工況點參數(shù)為cv =18000m3/h，H =20m，n =375r/min求其比轉(zhuǎn)數(shù)ns解：由于是單級雙吸泵3.65 37518000 2 36003(20) 4第四章思考題：1. 何謂汽蝕現(xiàn)象？它對泵的工作有何危害?答：汽泡的形成、開展和破裂以致材料受到破壞的全部過程，稱為汽蝕現(xiàn)象。 危害：1材料破壞 2噪聲和振動 3性能下降2. 何謂有效汽

29、蝕余量ha和必需汽蝕余量 hr，二者有何關(guān)系？答：有效汽蝕余量 ha ：指泵在吸入口處，單位重量液體所具有的超過汽化壓力飽和蒸汽 壓力的充裕能量。必需汽蝕余量：指液體在泵吸入口的能頭對壓力最低點處靜壓能頭的充裕能頭。二者關(guān)系：當(dāng)hr > ha時，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕；當(dāng)hr V ha =時，泵內(nèi)不會發(fā)生汽蝕；當(dāng)hr = ha = hc丨時，處于臨界狀態(tài)。3. 提高轉(zhuǎn)速后，對泵的汽蝕性能有何影響？ 答：對同一臺泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變化，即當(dāng)泵的轉(zhuǎn) 速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為惡化。4. 為什么說汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)也是一個相似特征數(shù)？使用無因次汽蝕比轉(zhuǎn)

30、數(shù)有何優(yōu)點？答：因為汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是由流量相似定律和汽蝕相似定律推導(dǎo)而來的。因此也是一個相似特征數(shù)。優(yōu)點：不需要進(jìn)行單位換算。5. 提高泵的抗汽蝕性能可采用那些措施？基于什么原理？ 答：一、提高泵本身的抗汽蝕性能(1) 降低葉輪入口局部流速。一般采用兩種方法：適當(dāng)增大葉輪入口直徑Do ；增大葉片入口邊寬度 0。也有同時采用既增大 D0又增大d的方法。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變， 均應(yīng) 有一定的限度，否那么將影響泵效率。(2) 采用雙吸式葉輪。雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸式葉輪的63，因而提高了泵的抗汽蝕性能。(3) 增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。這樣可以減小局部阻力損失。(4) 葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加長。即

31、向吸人方向延伸，并作成扭曲形。(5) 首級葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。如采用含鎳鉻的不銹鋼、鋁青銅、磷青銅等。二、提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量 ha可以采取如下措施：(1) 減小吸入管路的流動損失。即可適當(dāng)加大吸入管直徑，盡量減少管路附件，如彎頭、 閥門等，并使吸人管長最短。(2) 合理確定兩個高度。即幾何安裝高度及倒灌高度。(3) 采用誘導(dǎo)輪。主葉輪前裝誘導(dǎo)輪，使液體通過誘導(dǎo)輪升壓后流入主葉輪(多級泵為首級葉輪 )，因而提高了主葉輪的有效汽蝕余量，改善了泵的汽蝕性能。(4) 采用雙重翼葉輪。雙重翼葉輪由前置葉輪和后置離心葉輪組成，與誘導(dǎo)輪相比，其 主要優(yōu)點是軸向尺寸小， 結(jié)構(gòu)簡單， 且不存

32、在誘導(dǎo)輪與主葉輪配合不好， 而導(dǎo)致效率下降的 問題。所以，雙重翼離心泵不會降低泵的性能，卻使泵的抗汽蝕性能大為改善。(5) 采用超汽蝕泵。在主葉輪之前裝一個類似軸流式的超汽蝕葉輪，其葉片采用了薄而尖的超汽蝕翼型，使其誘發(fā)一種固定型的汽泡，覆蓋整個翼型葉片反面，并擴展到后部，與 原來葉片的翼型和空穴組成了新的翼型。其優(yōu)點是汽泡保護(hù)了葉片，防止汽蝕并在葉片后部潰滅，因而不損壞葉片。(6) 設(shè)置前置泵。采用在給水泵前裝置低速前置泵，使給水經(jīng)前置泵升壓后再進(jìn)入給水泵，從而提高了泵的有效汽蝕余量，改善了給水泵的汽蝕性能；同時除氧器的安裝高度也大為降低。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡單而又可靠的一種方法。4-

33、 2m3/min，該泵的汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)c=700?，F(xiàn)將這臺泵安裝在地面上進(jìn)行抽水，求 吸水面在地面下多少米時發(fā)生汽蝕。設(shè)：水面壓力為98066.5PQ水溫為80C80C 時水的密度kg/m3丨，吸水管內(nèi)流動損失水頭為1m。解:hr =叫43 J62 1450700由于發(fā)生汽蝕條件為ha = hr = hcha = hr = 3.255 m根據(jù) t = 80C,kg/m3 查表 4-2 知 Hv, 鬼,98066.5一H g = Hv ha hw = mg971.4 9.84- 3有一吸入口徑為 600mm的雙吸單級泵，輸送 20C的清水時，cv m3/s ,n =970r/min， H =47m，

34、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) c=900。試求：在吸水池液面壓力為大氣壓力時，泵的允許吸上真空高度Hs為多少？該泵如用于在海拔1500m的地方抽送t=40°C的清水，泵的允許吸上真空高度 Hs又為多少？解：由題知：單級雙吸泵c =900 得 hr = 3.12 mhc = hr = 3.12h = hc+K = 3.12+0.m由qv = Avs得qLA0.3=1.06m/s-0.624查表 4-1 及 4-2 得 Hamb = 10.3 mHv = 0.238 mHs = P-Pv + 乞-h = 10.3 m g 2g海拔 1500m 查表 4-1 Hamb = 8.6t=40C 查表 4-2 H

35、v出=Hs T0.33 + Hamb4- Hv=6.7 10.33 + 4- 0.752= 4.46 m4- 4在泵吸水的情況下，當(dāng)泵的幾何安裝高度Hg與吸入管路的阻力損失之和大于 6 104 103Pa,水溫為20E，試求水泵裝置的有效汽蝕余量為多少? - (Hg + hw)g3101.3 101000 9.80.2386 1041000 9.83.976 m4- 6有一臺吸入口徑為 600mm的雙吸單級泵，輸送常溫水，其工作參數(shù)為： qv=880L/s，允許吸上真空高度為3.2m，吸水管路阻力損失為0.4m，試問該泵 裝在離吸水池液面高2.8m處時，是否能正常工作。解：Vs4qvD24 8

36、801000 3.14 0.623.11 m/sHgHs 詈 hw3.23.1122 9.80.42.3m 2.8m所以不能正常工作第五章思考題1. 如何繪制管路特性曲線?答：由泵的管路特性曲線方程Hc Hst2qv可知，當(dāng)流量發(fā)生變化時，裝置揚程Hc也隨之發(fā)生變化。對于風(fēng)機，因氣體密度很小，Ht形成的氣柱壓力可以忽略不計， 即Ht 為零，又因引風(fēng)機是將煙氣排入大氣，故該風(fēng)機的管路特性曲線方程可近似認(rèn)為2Pcqv因此可以看出，管路特性曲線是一條二次拋物線，此拋物線起點應(yīng)在縱坐標(biāo)靜揚程 Hst處；風(fēng)機為一條過原點的二次拋物線，如下列圖。2什么是泵與風(fēng)機的運行工況點？泵風(fēng)機的揚程全壓與泵風(fēng)機裝置揚

37、程裝置 風(fēng)壓區(qū)別是什么？兩者又有什么聯(lián)系？答：將泵本身的性能曲線與管路特性曲線按同一比例繪在同一張圖上，那么這兩條曲線相交于一點，這點即泵在管路中的工作點。區(qū)別：泵風(fēng)機的揚程：是提供能量的，隨流量的增加揚程降低，曲線下降。裝置揚程：管路系統(tǒng)所消耗的能量，隨流量的增加，揚程增加，曲線上升。 關(guān)系：當(dāng)二者相等時，泵風(fēng)機穩(wěn)定工作。3. 試述泵與風(fēng)機的串聯(lián)工作和并聯(lián)工作的特點？答：并聯(lián)特點：揚程彼此相等，總流量為每臺泵風(fēng)機輸出流量之和。串聯(lián)特點：流量彼此相等，總揚程為每臺泵風(fēng)機揚程之和。4. 泵與風(fēng)機并聯(lián)工作的目的是什么？并聯(lián)后流量和揚程或全壓如何變化？并聯(lián)后為什么揚程會有所增加？答：1泵與風(fēng)機并聯(lián)工

38、作的目的是保證揚程相同時增加流量。2兩臺泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和， 與各泵單獨工作時相比，兩臺泵并聯(lián)后的 總流量小于各泵單獨工作時流量的二倍， 而大于一臺泵單獨工作時的流量。 并聯(lián)后每臺泵工 作流量較單獨工作時的較小。3因為輸送的管道仍是原有的，直徑也沒增大，而管道摩擦損失隨流量的增加而增 大了，從而導(dǎo)致總阻力增大， 這就需要每臺泵都提高它的揚程來克服增加的阻力， 故并聯(lián)后 揚程大于并聯(lián)前揚程。2. 泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是什么？串聯(lián)后流量和揚程或全壓如何變化？串聯(lián)后為什么流量會有所增加？答：1泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是提高揚程。2兩臺泵串聯(lián)工作時所產(chǎn)生的總揚程小于泵單獨工作時揚程的二倍，

39、而大于串聯(lián)前單獨運行的揚程。3因為揚程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的揚程促使流量增加。6 為什么說單憑泵或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟(jì)性上下是不恰當(dāng)?shù)?？答：因為只有?dāng)泵與風(fēng)機的工作點位于高效區(qū)時，經(jīng)濟(jì)性才高。因此單憑泵或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟(jì)性上下是不恰當(dāng)?shù)摹? 泵與風(fēng)機運行時有哪幾種調(diào)節(jié)方式？其原理是什么？各有何優(yōu)缺點？答：變速調(diào)節(jié)：原理是在管路特性曲線不變時，用變轉(zhuǎn)速改變泵與風(fēng)機的性能曲線，從而改 變工況點。優(yōu)點是大大減少附加的節(jié)流損失， 在很大變工況范圍內(nèi)保持較高的效率。 缺點是 投資昂貴。節(jié)流調(diào)節(jié)：原理是在管路中裝設(shè)節(jié)流部件，利用改變閥門開度，使管路的局部阻力發(fā)生 變化，來到達(dá)調(diào)節(jié)的目的。出口端節(jié)流：只改變管路特性曲線。優(yōu)點是方法可靠，簡單易 行。缺點是調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟(jì)，而且只能在小于設(shè)計流量一方調(diào)節(jié)。入口端節(jié)流：既改變管路特性曲線，也改變風(fēng)機本身的性能曲線。 同一流量下，入口端節(jié)流損失小于出口端節(jié)流損 失，但由于入口端調(diào)節(jié)會使進(jìn)口壓力下降，對于泵有引起汽蝕的危險，只能適用于風(fēng)機。入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)：原理是改變風(fēng)機本身性能曲線。優(yōu)點是節(jié)省功率。只適用于風(fēng)機。汽蝕調(diào)節(jié)：原理是利用泵的汽蝕特性來調(diào)節(jié)流量，改變泵本身的性能曲線。優(yōu)缺點：對通流部件損壞并不嚴(yán)重， 可使泵自動調(diào)節(jié)流量，減少運行人員，降低水泵耗電。如果汽輪機負(fù)荷常變，特別是長期在底負(fù)荷下時采用汽蝕