水泵与水泵站计算题

1、一、基本方程式14.已知：Ci=4m/s,Di=160mm,也 i=75°,n=1450r/min,也 2=12°, C2=24m/s,D2=350mm,试求 离心泵所产生的理论水头。15已知离心泵转速 n=1450rpm ,工作轮外径 D2=300mm，水力效率门r=85%，叶片为有 限数目时的反馈系数 P=0.25,水流径向进入叶片，出口的绝对速度 C2=20m/s,夹角a 2=150, 试求水泵所产生的实际水头 Ho,并绘出其出口速度三角形。16.水泵工作轮的内径 D1=180mm，外径 D2=280mm，转速 n=960rpm，进口 C1=2.5m/s, a 1=6

2、00,出口 a 2=200, C2=16m/s，当水流径向流入叶片（a 2=900）时。试问理论水头如何变二、基本性能参数1.如图在水泵进、出口处按装水银差压计。进、出口断面高差为乙 Z=0.5m,差压计的读数为hp= 1 m,求水泵的扬程H。（设吸水管口径D 1等于压水口径D 2）解：水泵的扬程为：H；2 +四 +区1'；1 +I+EL12.6hpI 丫 2g J I 丫 2g I= 12.6 1 =12.6 mX O' h s 、hd = H STS1Q2 S2Q23.已知水泵供水系统静扬程HST=13m，流量Q=360L/s，配用电机功率N79KW电机效率门电=92%,

3、水泵与电机直接连接，传动效率为10明，吸水管路阻抗S 1=6.173 S/m5 ,压水管路阻抗S 2=17.98 S2/m5,求解水泵H、N和22-1S1S2 Q =13，16.173 17.980.36o解:总扬程为：H =Hst=16.13 m=H ST水泵轴功率即电机输出功率：N =N电哽=79乂0.92 =72.68 KWN”依H9.81X0.36X16.13 叫曰一 =78. 472.68水泵效率为：N N72 685.如图所示取水泵站，水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa的高地密闭水箱中。已知水泵流量Q =160L/s ,吸水管：直径D 1=400mm管长L 1=30m ,摩阻

4、系数入1=0.028;压水管：直径D2=350mm 管长L2=200m，摩阻系数入2=0.029。假设吸、压水管路局部水头损失各为1m,水泵的效率可 =70%,其他标高见图。试计算水泵扬程H及轴功率N。表压196KPa密闭水箱,/ 74.50水泵、135.0032.00 心- 一解：吸水管计算:4Q 4 0.16v 1 =T =1.27 m / s兀 D123.14X0.42l1 v12301.272hf1 =入 1 =0. 028 xx = 0.17mD1 2g0.4 2 9.81压水管计算：4 0.16 2 =1.66 m / s 3.14 0.3522 一 2V222 001.66 2=

5、0.029 =2.33m0.35 2 9.814QV2 =2l2h f 2 =人 2ttD22D2 2g总水头损失为.寸 h =hfi hf2 2 =0. 17 2.33 2 =4.5mHst =74.50 -32.00 20.00 = 62.50mH = H ST ' h = 62.50 4.50 = 67.00mNu = QH =9.81 0.16 67.00 =105.16KWN =性=105.16 =150.23KW0.712.离心泵的输水量Q=75m3/h，在压水管接头上的压力表读数为p=17.2个大气压，吸水管上真空表读数为 H=150mm汞柱,压力表与真空表接点间的垂直距

6、离为 Z=0.3m。读得电力表上电动机输入功率为 P=54Kw，设电动机的效率 门电=95%。试求：水泵所产生的水头、轴 功率和水泵的效率。13.水泵机组采用直接传动，水泵的流量Q=2.5m3/h,几何扬程 Hr=25m,管道的水头损失hw=6m ,水泵和电动机的效率分别为70%和95%。取机组每天工作小时数为 T=20h/d ,电价为0.15¥ /Kw h。试求电动机的输入功率每天的电费。三、离心泵调速运行11.某变速运行离心水泵其转速为n1=950r/min时的(Q - H)i曲线如图，其管道系统特性曲线方程为H =10+17500Q2(Q以 希/s计)。试问(1).该水泵装置工

7、况点的Q a与Ha值，(2). 若保持静扬程为10m流量下降33.3%时其转速应降为多少编p123456流里Q(L/s)01020304050扬程H(m )1011. 751725. 83854图解得交点A ( 40.5 , 38.2)即。人=40.5L/sHa=38.2m(2)、流量下降33.3%寸，功况 点移动到B点，解:(1)、根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线：Qb = (1-0.333) Q=27L/s 由图中查得Hb =23mH =KQ2 =恶Q2 =-232Q2 =0.0316 Q2相似功况抛物线方程为Qb27（3）、绘制H=kQ曲线：H=kQ曲线与（CH HH曲线的交

8、点A （36, 40）即Q ai =36L/s , H ai=40m则根据比例律有编勺1234567流里Q(L/s)10152025303540扬程H(m )3.27.112.619.728.438.750.1QA1QB27.n2 =n =一 950 =713 r/minQA136答：12.已知某变速运行水泵装置的管道系统特性曲线H=出+SQ和水泵在转速为 n=950r/min时的（Q - H）曲线如图。试图解计算：（1）.该水泵装置工况点的Q a与H a值，（2）.若保持静 扬程不变，流量下降33.3%时其转速应降为多少？（要求详细写出图解步骤，列出计算表， 画出相应的曲线）（15分）四、离

9、心泵换轮运行17. 4BA 12单级单吸式离心泵的性能如下表：n=2900rpm , D=174mmQ (l/s)010182533.336H (m)36.538.537.734.62825.8N(KW)5.89.512.614.816.817门(%)055727874.570扬水地形高度（静扬水高度）Hr=20m，管道特性曲线为 H=Hr+SQ2,试求: .水泵的输水流量、水头、轴功率和效率； .用出水管闸阀调节使其流量减少15%时的水头、效率和轴功率； .叶轮直径车削10%时的流量和水头，并且绘出其特性曲线； .流量减少10%的转速和叶轮直径。18.已知n=950rpm时，水泵的Q H关系

10、如下表所示:Q (l/s)01020304050H (m)444544423832管道曲线Q hw方程式为H=H st+SQ2=10+0.0175Q2。试求:.工作点处的Q、H; .n=720rpm 时的 Q、H; .扬水高度HsT=25m，将两台n1=720rpm的水泵串联时，每台的 Q、H; .如果水塔水位上升 Z=5m，串联的流量不变， 一台的转速仍为n1=720rpm,另台的转速n2为多少？19.具有不同静扬程的两台同型号水泵并联，已知 n=950rpm时，水泵的CH性能为:Q (l/s)01020304050H (m门444544423832扬水高度如图所示，各管道阻力率为：Sca=

11、0.0012 (ms2/l), Sda=0.0025 ( ms2/l)2 .、Sab =0.0063 (ms/l)。试用图解法确定每台水泵的工作点。23.某离心泵的叶轮外径为 D2=218mm在Q=99Mh , H=51.0m和门=69.0%的工况下工作。 当叶轮外径切削为 D2' =200mm时(设此时水泵的效率近似不变)，式求切削后水泵的性能参 数Q H和N各是多少？五、离心泵并、串联运行20.两台不同型号的水泵串联，输水到两个水塔(如图所示)，其性能见下表:Q (l/s)020406080100H1 (m)403528.521122H2 (m)4441.5373226.520各管

12、道阻力率为:Sab =0.0004 (ms2/l),Sbc=0.0005 (ms2/l), Sbd=0.0009 ( ms2/l)。 .试用图解法求出水泵的工作点及BD和BC管路的流量和流向。 .若在B点另外输出流量 Q=50 l/s ,试求每台水泵的流量及BC、BD管路的流量。六、离心泵吸水性能1.已知某离心泵铭牌参数为Q=220L/s , Hs=4.5m，若将其安装在海拔1000研勺地方，抽送40C的 温水，试计算其在相应流量下的允许吸上真空高度Hs'。(海拔1000m寸，ha=9.2m ,水温40C 时，hva=0.75n) 解:Hs j = Hs 】(10.33ha) (hva

13、 0.24)= 4.5 -(10.33 -9.2) -(0.75 -0.24) = 2.86m2.已知水泵装置流量Q=0.12m/s ,吸水管直径D=0.25m ,抽水温度t=20C ,允许吸上真空高度为 Hs=5m ,吸水井水面绝对标高为102m ,水面为大气压强，设吸水管水头损失为hs=0.79m，试确定泵轴的最大安装标高。(海拔为102湖寸的大气压为h=10.2m H。解: Hs=Hs -(10.33-ha) =5 (10.3310.2) = 4.87m列吸水井水面(0 0)和水泵吸入口断面(1-1)能量方程:2四=pa * =Hg 工 hs丫 丫2gHs】=Hg"茶-hs2H

14、g 1= Hs I -d -hs =4.87 0.30 0.79 = 3. 78m2g答：泵轴最大安装标高为102 .、1 = 1°2.花二淄晰3.12SH-19A型离心水泵，流量Q=220L/s时，在水泵样本中查得允许吸上真空高度Hs=4.5m,装置 吸水管的直径为D =300mm吸水管总水头损失为习hS=1.0m,当地海拔高度为1000m水温为40C,试计 算最大安装高度H.(海拔1000m寸的大气压为ha=9.2ml2Q水温40C时的汽化压强为hu0.75mHD)v_!=3.11 m/s解:吸水管流速为° 4X0.3Hs I = Hs 1-(10.33ha) -(hv

15、a -0.24)=4.5 - 10.33-9.2)0.75 -0.24 =2.86 m列吸水井水面(00)与水泵进口断面(1 1)能方程：PaP 1 V 2、-=Hg1 . hsYY 2g2HV =土史=Hg - hY2g,2H s I - Hg I 七 ' hs 2g2】=Hsl v2Hg3.112-hs =2.86 1.0 =1.37 m2g2 9.81答:Hg =1.37 米。4.水泵输水流量Q =20h,安装高度Hg=5.5m(见图)，吸水管直径D =100mi水管长度L =9M管道沿程阻力系数入=0.025,局部阻力系数底阀I e=5,弯头I b =0.3,求水泵进口 C-C

16、断面的真空值p vC OQ Q4 20v =2= 0.71m /32d 23. 14 X0. 12 X360042g_ 0.7122 9.81-0.026m22v9、 0.71&0.025 '： -'-5 - 0.3) 2g0. 12 9.81Z hs =(入； d列吸水井水面(00)与水泵进口断面(C- C)能方程:2Jg pc vYY 2g'、hsuPa 一 PcH v =Y=Hg2W ' hs2g= 5.5 0.026 0.19 =5.72m(H2O)贝 U： pvc =t Hv =9810 5.72 =56113.2Pa5.已知某离心泵铭牌参数为

17、Q=220L/s , HS=4.5m ,若将其安装在海拔1500W勺地方，抽送20C的 温水，若装置吸水管的直径为D =300mm吸水管总水头损失为工hS=1.0m,试计算其在相应流量下的 允许安装高度Hq (海拔1500m寸，ha=8.6m ;水温20C时，hva=0.24nDQ2201000v =亏=3.11 m/s解:b"Hs I - Hs 1-（10.33-ha）= 4.5 - 10.33 -8.6 =2.77 m2Hs I - Hg 1 土 ' hs2g, v23.112Hg I- Hs -hs =2.77 1.0 =1.28 mg s 2g s2 9.81（2分）

18、（3分）（2分）（3分）6.已知水泵的供水量 Q=120 l/s，吸水管直径为350mm，长度为40m,沿程阻力系数为 入=0.02, 吸水管上的管路附件有：底阀一个（ I底=6）,弯头三个（I弯=0.3），大小头一个（K =0.1）; 吸水池水面标高为 120m，水泵样本上查出最大允许真空高度 H=5m，水温为30 C ,当地 海拔为2000m。试求水泵最大允许标高。22. 12Sh-19型离心泵的输水量为217 l/s时，允许吸上真空高度H=5.1m，吸水管直径 D吸l=350mm,总阻力系数为 入D +' I =10,当地海拔为1000m，水温为t=40 C ,试求水泵的 最大安装高度。7.锅炉给水泵将除氧器内的软化水送入蒸汽锅炉，如图所示。设除氧器内压力为p）=117.6 KPa,相应的水温为饱和温度（t=104C）,吸水管内的水力损失为1.5m,所用给水泵为 六级离心泵，其允许汽蚀余量NPSH为5m其到