泵与泵站(第五版)课后答案全二章

1、P107习题】 11 (1)已知，出水水箱内绝对压强Pi=3. Oatm,进水水箱绝对压 强?2=0. 8atm 以泵轴为0-0线，大气压=latm 出水水箱测压管水头：H. =(P-Pa)X 10 =(3 - l)x 10 = 20,H 进水水箱测压管水头：H2 =(P2Pa )x 10 =(0.8- l)x 10 = -2m ( “-” 表示在泵轴以下) H 寸=H-H2 =20-(-2) = 22m (2) 泵的吸水地形高度：H“ = H2 = -2m (3) 泵的压水地形高度： H 必=比=20/n 【2】解答:如图(a), Hu(a) = 3m 据题意：H sub、= H a(c、=

2、 3? 以泵轴为基准面 (1) b水泵位置水头：Z厂比 b水泵吸水池测压管水柱高度：力=(0.5-l)x 10 = -5/n b水泵吸水池测压管水头：H测=Zh+h = Ha +(-5加 b 水泵 Hm=O-H=O- (Ha-5)= 5-Ha= 3m 解得：Ha= 2m (2) C水泵位置水头：Zt.=-5,H (在泵轴以下) C水泵吸水池测压管水柱高度：力=( -1)x10= 10匕-10 C 水泵吸水池测压管水头： H；u = Zt +/z = -5 +10.-10 = 10氏.一 15(/n) C 水泵=0 /测=0-(10-15)=15-10. =3wH 解得： Pc = 1.2atn

3、i 31解答: 1 / 1 （1）根据给定的流量和管径，査给水排水设计手册第一册, 得： 吸水管沿程水头损失系数A =5.7%。 压水管沿程水头损失系数，严11.6 %。 真空表读数：比=磕+纠+单-丰 （见P24,公式2-30） 2g 2 真空表安装在泵轴处，铝=0 2 2 则：比=比$+工心+学 2g 计算水泵的吸水管流速：“纟=耳=彎，=1.27$ 严）（34x04 44 泵吸水地形高度： H xx = 35 32 = 3m 吸水管水头损失：S/.v =人+1 = 0.0057 x 30 +1 = 1.17加 贝!）：真空表读数/v=3 + 1.171 + -h- = 4.25/nH,O

4、 2x9.8 V atm = 10wH2O = 760mmHg 贝!): 4.25wH2O = 4.25 x76 = 323mmHg % 真空M=xl00%=比如比。xl(x)%= 57 5% Pa10/z/H2O (2)泵的静扬程:=(74.5-32)+(2-1)x10 = 52.5 压水管水头损失： Xhd =/2./2 +1= 0.0116x200 + 1= 3.32m （3）轴功率: 朋QH 1000 管道总水头损失：工/心工人+工岛=1.17 + 3.32 = 449加 总扬程:H = Hw+h = 52.5 + 4.49 = 56.99 1Q0Qx9-8x016x56-=127.6

5、6kw 1000 x 0.7 （41解答：以吸水池水面为基准面 列0-0, 1-1, 2-2, 3-3断面能量方程如下: 0-0断面: E厂乙）V， IT断面: 2-2断面: 3-3断面: + - 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+丰）+学+空 2 2g pg a PS 吸水管水头损失: Az |_2L 2g S3 SX z T 压水管水头损失： Pg 2 丿 2gV 2 丿 2g 得：Hd=d-（弘+劄-孚产+ % 泵装置总扬程H = HV+ Hd 则: 5+勿7+守

6、+金+（总水头损失 = Xh + HST+ 土二 2g I 2g 忽略流速差，即力- = 0； 2g 压力表和真空表沿泵轴安装，即7 = 0 2 贝U最后：H = Hy+m +学 2g 解答：泵的基本方程式： Ht = C% “2 = (“2 卩)=(“;ii=C”cig0J g -g g 叶轮出口牵连速度： it2 = 45x3.1x().28 = 21 25(m/s) 60 60 叶轮出口面积：F2 =D2 b2 =3.14x0.28x0.04 = 0.035(m2) 径向流速:c“-夕-急 = 38.57Qr(m/s) F2 0.035 代入基本方程式，得理论特性曲线： Ht=-(2.2

7、52 21.25x38.570 cg30) = 40.08 144.860 61解答： (1) Q-H关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的 1.3 倍。 因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度Q被消掉了， 因此，水泵的理论扬程和液体密度无关，水泵的实际特性曲线是在水 泵的理论扬程禺和Q关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的, 液体的其他物理特性和水相同，贝!I，其在水泵内部的各种损失和输送 水时一样，因此，水泵的特性曲线不变。 水泵的轴功率和液体密度p有关，N = 騁，N和p成正比, 当1.3水时，则功率变为原来的1.3倍。 (2) 压力表读数变为原来的1. 3倍。 因为：

8、如问题(1)所示，输送液体的密度改变，扬程不变，则其 压力表读数巧不变，泵的压力表读数：巴=朋(耐&),和密度成正 比，当1.3水时，则几变为原来的13倍。 (3) 以吸水池水面为基准面 吸水池和高位水池的高度差： Z=48m 高位水池的测压管内液柱高度：心口）覚（）心I）” P&13。水g 静扬程： 丹打=Z + = 48 + 7.9 = 55.9加 71解答：测压管水头：=Z + M Z位置水头 思h测压管内水柱高度（压强水头） 管道水头损失： = h2-hx （计算段前后测压管水头差） = SQ2 测压管水头线：沿程测压管水头的连线，以管道长度为横坐 标，测压管水头高度为纵坐标，绘制测压

9、管水头线，曲线趋势是下降。 管道水头损失特性曲线：以流量为横坐标，管道水头损失 为纵坐标，绘制曲线，曲线的趋势为上升。 81解答： 如图，贝!J, A表显示的为水泵压力表读数，C表显示为水泵真空表 读数，B点显示为闸阀后的压力表读数。 （1）A、B读数一样，测压管水面高度一样。 因为：闸阀全开，阀门前后的水头损失不计，则A、B点压力 相同。 （2）A表读数增大，B表读数减小，A测压管水面高度增加，B 测压管水面高度减小。 因为：闸阀关小，流量减小。水泵的工况点向流量0减小，扬 程增大的方向移动。水泵的总扬程H=Hv+Hdf真空表读数 闸阀关小时，流量减小，则工久减小，人减小，叽 不变，则/读数

10、减小，而总扬程H是增大的，因此/是增大的，即 A表读数增大。 闸阀关小，闸阀段的水头损失增大，则A、B压力表(或测压 管高度)之差即为闸阀段的水头损失。B点的压力表读数亦可表示为 H加+肋，闸阀关小，流量减小，”加=$虫2减小,%不变，则B 点的压力表读数减小，对应的测压管水面高度减小。 (3) C表读数减小，C比压管水面高度增加。 因为：如(1)问中，/读数减小，即C表读数减小。又因为 C表处为负压，C表读数减小，对应的测压管水面高度增加。 【9】解答: (1)不一定。因为可能调节出水泵的高效段，则，水泵的效率降 低。 101.解答： (1) 一样。 因为：总扬程H = Hs.r+Xho两种

11、情况，静扬程比7样，水头 损失一样，则总扬程一样。 (2)水泵装置的总扬程增加，则水泵的工况点向流量减小、扬程 增加的方向移动，水泵的轴功率降低，电耗减小。 因为：静扬程比丁增加，则总扬程增加。其管道特性曲线变化 如图。 121解答: 意义:，和定速运行时水泵工作的高效段相比，通过调速运行，水 泵形成了一系列的 刊曲线，对应着一系列的高效段，从而将一个泵 的高效工作段扩展为一个高效区，大大扩展了水泵的高效工作范围。 从而有效的解决了供水过程中，水量逐时变化情况下，水泵的高效、 节能工作的问题。 13.解答： 优点：(1)保持管网等压供水(即静扬程不变)；(2)节能 注意：(1)调速后的转速和水

12、泵的临界转速不能重合、接近或成 倍数。 (2) 调速不能超过泵的额定转速，即一般不轻易调高。 (3) 为了节约投资，一般采用定速泵和调速泵并联工作。 (4) 泵的调速范围应该保证调速泵和定速泵的工况都在高效 段运行。 141解答：比转速不变。 因为调速后满足比例率：学=乞，务 Q1 n2 H 工 n2 比转速讥严竺車_ 比转速： f3.65/ .365川2_2 3. 3 -22-3 -2 2 33 151解答: 据已知：比例尺久 =斎= , Hm =0.8/?, Q, =HL/5, nm =730/7min 实际泵灯实=960/7 min 根据相似律：字=才如，4=2彳仏 s实71实H买I实丿

13、 则：实际泵流量: 11x960 = 926L/s =22m =H决儿；_08x 96()2 =lr=m2x73o2 161解答: 该水泵的比转速：“竺亚65x290。品=叫/間 H1507 参考P54, H5=100r/niin的相对性能曲线， 铭牌上参数即为： (20 = 32L/5 , Ho = 50m , Nq = 22.9曲, % = 68.5% 根据公式：Q = Q() H =H N = N Nq 17.解答： =0.0706x1800 = 127min 我国的比转速为美国的0. 0706倍，日本的047倍。 181解答： 12Sh-19水泵的特性曲线见P60,图2-50 据题意，

14、己知：= 14/ , S = 225s2/m59= 290mm 则其管道特性曲线为：H = H s+工h = Hst+SQ2 = 14 + 22502 绘制：管道特性曲线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)曲线交(Q-H)曲线于A点，A点即为水泵的工况点，对应 流量为 Qa=195L/s,扬程 Ha=22. 8mo 流量减少12%,则减少后流量为05=(1-12%) X 196 =

15、171. 6L/s, 扬程为比=14+225Q；=20.6加,其工况点移动到B (171.6, 20.6)点 其等效率曲线系数： = = - = 700 &/力) 2：01716- 等效率曲线：H=kQSQ2 绘制：等效率曲线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曲线过B点，交(Q-H)曲线于3点，3点即为水泵对应B 点的相似工况点，对应流量为e =185L/s,扬程H =24. Omo

16、 BB Q D 根据切削律：予=于 切削后叶轮直径：D= x290 = 267/Wn 2B Q 2185 191解答：铭牌的参数为泵设计工况时的参数，即水泵的水力效 率最高时的工作参数。因此在描述水泵性能时，应该强调前提是 在设计工况时，泵能打多少水，扬程多高。 211.解答: (1)相当于水泵和水箱联合供水的工作方式。 14SA-10泵特性曲线见P32o 以吸水池水面为基准面。 密闭高位水箱的测压管水头为：Hc = (123.0-100)+(3.5 - l)x 10 = B 点测压管水头为：Hh =(120- 100)+(12 + 2x4)=40加 水泵特性曲线折引到B点，折引后： H=H

17、-Y.hAli=H-SAliQ2 =H-2OOQ2 水池供水特性曲线折引到 B 点： H； = Hc -Dbc = Hc - SbcQ? =48-13002 绘制：水泵折引后特性曲线(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 几 0 1.3 5.1 11.5 20.5 32.0 H 72 75.7 70.9 61.5 4& 5 27.0 绘制：高位水池供水折引后特性曲线(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 绘制：血=40直线，交(_氏)于C点，则C点对应的流量 Qc=245L/S为高位水箱的出流流量，交te-H)于A点，过A点做 纵轴平行线，交 (0-H)于A点,A点即为水泵的工况点,对应流量为Qa=350L/s, 扬程 HA=65mo B 点的流量:Qb = Qa + Qc = 245 + 350 = 595厶/$ (图1) (2)相当于水泵同时向两个水箱供水的问题。 如上图，绘制：水泵折引后特性曲线(0-H) 绘制：Hg=40直线，交(Q-H)于A点，过A点做纵轴 平行线，交(0-H)于A点，A点即为水泵的工况点，对应流量 为 Qa=350L/s,扬程 HA=65mo 水泵到水池C的流量： Q( =Q-Qb =350-40=31QUs 80 60 40 2