泵与泵站第五版课后答案

1、无需财富值下载【 P107 习题】【 1】（ 1） 已知，出水水箱内绝对压强P1=3.0atm，进水水箱绝对压强 P2=0.8atm 以泵轴为 0-0 线，大气压 Pa=1atm出水水箱测压管水头：H 1P1Pa103 11020m进水水箱测压管水头：H2PP100.8 1102m （ “”表示在泵轴以2a-下）HST H1 H2 20( 2)22m（ 2）泵的吸水地形高度：H ssH 22m（ 3）泵的压水地形高度：H sdH 120m【2】解答：如图（a）， H ss(a )3m据题意： H ss( b)H ss( C )H ss( a )3m以泵轴为基准面（1） b 水泵位置水头：Z b

2、H Ab 水泵吸水池测压管水柱高度：h0.51105mb 水泵吸水池测压管水头：H 测Z bhH A5 mb 水泵 H ss( b)0 H 测0H A55H A3m解得： HA2m（2） c 水泵位置水头： Z c5m （在泵轴以下）c 水泵吸水池测压管水柱高度：hPc11010 Pc 10c 水泵吸水池测压管水头：H 测Z ch5 10Pc10 10Pc 15(m)c 水泵 H ss(c)0 H 测010Pc151510Pc3m H解得： Pc1.2atm（ 1）根据给定的流量和管径，查给水排水设计手册第一册，得：吸水管沿程水头损失系数 i1 5.7 压水管沿程水头损失系数 i1 11.6

3、真空表读数： H v H sdhsv12z2g（见 P24，公式 2-30）2真空表安装在泵轴处，z02则： H v H sshsv122 g计算水泵的吸水管流速：v1QQ0.161.27m / sA1Ds23.140.42()44泵吸水地形高度：H ss35323m吸水管水头损失：hsi1l1 10.005730 11.17m则：真空表读数H v 31.2721.1714.25mH 2O29.8 1atm 10mH 2O 760mmHg则： 4.25mH 2 O 4.2576323mmHg %PaPv100%10mH 2O4.25mH 2 O100% 57.5%真空度 =10mH 2 OPa

4、（ 2）泵的静扬程：H ST74.53221 1052.5m压水管水头损失：hdi2l 210.0116200 1 3.32m管道总水头损失：hhshd1.17 3.32 4.49m总扬程： HH STh52.5 4.49 56.99m（ 3）轴功率： NgQH10009.80.16 56.99127.66kw100010000.7【 4】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： E0Z 0v02P000Pa2ggg1-1 断面： E1Z1v12P1( H ssz)v12P12 gg2 gg22-2 断面： E2Z 2v22P2( H

5、 ssz v22P22gg)2gg23-3 断面： E3Z3v32P3H STv32Pa2ggg2g吸水管水头损失：hsE0E1PaP1H sszv12H vH sszv12g22g22g得： H vhsH sszv1222g压水管水头损失：hdE2P2PaH ssz v22v32H STH dH ssz v22v32E3g22g2H ST2g得： H dhdH sszv22v32H ST22g泵装置总扬程HH vH d则： H H vH dhsH sszv12hdH sszv22v32H ST22 g22ghshdv12v22v32（总水头损失hhshd ）z2gH ST2ghH STv32

6、v12v22z2 g2g忽略流速差，即v1v2 ， v12v220 ；2g压力表和真空表沿泵轴安装，即z0则最后： HH SThv322g【5】解答：泵的基本方程式：H T1u2(u 2C2r ctg )12u2C2 r ctg 2 )C2u u 2g( u2gg叶轮出口牵连速度：u2n D214503.140.28606021.25（m / s）叶轮出口面积：F2D2b23.14 0.28 0.042（）0.035 m径向流速： C2 rQTQT38.57Q（m / s）F20.035T代入基本方程式，得理论特性曲线：H1 (21.25221.2538.57Q ctg30 )40.08 14

7、4.86QTTT9.8（ 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HT 和 QT 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，则，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Q-H 不变。gQH水泵的轴功率和液体密度有关，N1000，N和成正比， 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：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

8、H d不变，泵的压力表读数：PdgH d( MPa)，和密度成正比，当1.3 水 时，则Pd变为原来的1.3 倍。（ 3）以吸水池水面为基准面吸水池和高位水池的高度差：Z48 m高位水池的测压管内液柱高度：P Pa1.013 1052 1h1.3 水 g7.9mg静扬程： H ST Z h 487.955.9m【7】解答：测压管水头：H 测ZghZ 位置水头gh 测压管内水柱高度（压强水头）管道水头损失：hH 2H 1 （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，绘制测压管水头线，曲线趋势是下降。管道水头损失特性曲线：以流

9、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。【8】解答：如图，则， 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Q 减小，扬程H 增大的方向移动。水泵的总扬程H H vH d ，真空表读数 H v H sshsv21 ，闸阀关小时，流量减2g小，则hs 减小， v1 减小， H ss

10、 不变，则 H v 读数减小，而总扬程H 是增大的，因此 H d 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 BDhBD ，闸阀关小，流量减小，hS Q2减小， HBD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。BDBD（ 3）C 表读数减小， C 比压管水面高度增加。因为：如（ 1）问中， H v 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。【

11、 10】解答：（ 1）一样。因为：总扬程HH STh 。两种情况，静扬程H ST 一样，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 H ST 增加，则总扬程增加。其管道特性曲线变化如图。【 12】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Q-H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

12、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。【 14】解答：比转速不变。2因为调速后满足比例率：Q1n1 ，H 1n1Q2n2H 2n2比转速 ns13.65n1 Q13H14比转速：3.65nn2Q1313.65n 2Q2n13.65 Q1n22n123.65n1Q12ns2333333ns1H 2 4n22 H 14H 1 4n22n12H 14n12【15】

13、解答：据已知：比例尺Dm1 ， Hm0.8m，Qm11L / s， n 730r / minD4m实实际泵 n实 960r / minQm3 nm ， H mnm2根据相似律：2Qs实n实H 实n实则：实际泵流量：Q实Qmn实11960926L / s3nm137304H 实H mn实20.8960222m2nm21273024【16】解答：ns3.65n Q 3.65 29000.032该水泵的比转速：33100r / minH 450 4参考 P54， ns 100r / min 的相对性能曲线，铭牌上参数即为：Q032L / s ， H 050m ， N 022.9kw ， 0 68.5

14、%根据公式： QQ Q0HHH 0NNN 0【17】解答： ns0.07061800127r / min我国的比转速为美国的0.0706 倍，日本的0.47 倍。【18】解答：12Sh-19 水泵的特性曲线见P60，图 2-50据题意，已知： H ST14m ， S225s2 / m5 ， D290mm2则其管道特性曲线为：HH STh H ST SQ214 225Q 2绘制：管道特性曲线QhQ (L/s)150175187.5200225250Q (m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H19.120.921.923.025.428.1Qh 曲线交 QH 曲线于A

15、点，A 点即为水泵的工况点，对应流量为QA=195L/s ，扬程 H A=22.8m 。流 量 减 少12 ， 则 减 少 后 流 量 为QB= （ 1-12 ） × 196 171.6L/s ， 扬 程 为H 14225Q220.6m，其工况点移动到B （ 171.6， 20.6）点BB其等效率曲线系数：kH B20.62 5Q 20.17162700 （ s /m ）B等效率曲线： H kQ 2700Q2绘制：等效率曲线HkQ 2Q (L/s)150175187.5200225250Q (m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H15.821.424.62

16、8.035.443.8HkQ 2曲线过 B 点，交 QH 曲线于 B' 点， B' 点即为水泵对应B 点的相似工况点，对应流量为Q' =185L/s ，扬程 H'=24.0m。BBQB'D 2根据切削律：QBD 2 B切削后叶轮直径：DQ BD171.6290267mm2 BQ2185'B切削量：D2D 2 B100%290267100%7.9%D 2290504540H kQ2353025H B'BAQhH AH BB20（Q-H）151050Q' QAQB150B200250300【 19】解答：铭牌的参数为泵设计工况时的参数

17、，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。【 21】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 P32。以吸水池水面为基准面。密闭高位水箱的测压管水头为：H c123.01003.5 1 10 48mB 点测压管水头为：H B120100122 440m水泵特性曲线折引到B 点，折引后：H ' HhABHSABQ 2H200Q 2水池供水特性曲线折引到B 点： H c'H chBCH cSBCQ 248130Q2绘制：水泵折引后特性曲线QH 'Q (L/s)0801

18、60240320400Q (m3/s)00.080.160.240.320.40H727776736959hAB01.35.111.520.532.0H '7275.770.961.548.527.0Q'绘制：高位水池供水折引后特性曲线H cQ (L/s)080160240320400300.080.160.240.320.40Q (m /s)H c484848484848hBC00.83.37.513.320.8H '4847.244.740.534.727.2绘制： H B 40 直线，交 QH c'于 C 点，则 C 点对应的流量QC=245L/s 为高位

19、水箱的出流流量，交Q H'Q H 于A点，A于 A 点，过 A 点做纵轴平行线，交点即为水泵的工况点，对应流量为QA=350L/s ，扬程 H A=65m 。B 点的流量： QBQAQC245350 595L / s80（HA）A60（Q-H）CA（ HB）40HB=40（Q-H）（Q-H C）200QCQA080240400480160320（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QH '绘制：HB40 直线，交 Q'于 AH点，过 A 点做纵轴平行线， 交 Q 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 =6