泵与泵站第二章课后习题答案

1、泵与泵站第二章课后习题答案【1】.(1)已知，出水水箱内绝对压强 Pl = ,进水水箱绝对压强 P2=以泵轴为0-0线，大气压 Pa=1atm出水水箱测压管水头：H1P1Pa 10 3 1 10 20m I a进水水箱测压管水头: H2P2 Pa100.8 1 10 2m ( “-”表示在泵轴以下)HST H1 H220 ( 2) 22m(2)泵的吸水地形高度：Hss H2 2m(3)泵的压水地形高度：Hsd H1 20m【2】.解答：如图(a), Hss(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：ZbHAb水泵吸水池测压管水柱

2、高度：h 0.5 1 10 5mb水泵吸水池测压管水头：H测 Zb h HA 5 mb水泵 Hss”)0 H测 0 HA 55 HA 3m解得：HA 2m(2) c水泵位置水头：Zc 5m (在泵轴以下)c水泵吸水池测压管水柱高度：h PC 1 10 10Pc 10c水泵吸水池测压管水头：H测 Zc h 5 10Pc 10 10Pc 15(m)c 水泵 H ss(c) 0 H 测 0 10Pc 15 15 10Pc 3mH解得：Pc 1.2atm【3】.解答：(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i15.7%。压水管沿程水头损失系数i111.6%。真空

3、表读数：Hv Hsdhs2V12g(见 P24,公式 2-30 )真空表安装在泵轴处,则：Hv Hsshs计算水泵的吸水管流速:2V12gQA1QD：(才0.162- 1.27m/s(3.14 0.42)4泵吸水地形高度:Hss35 32 3m吸水管水头损失:hsi1 l1 1 0.0057 30 1 1.17m则：真空表读数Hv1.2721.1712 9.84.25mH2O.1 1atm 10mH 2O760mmHg则：4.25mH2O 4.25 76 323mmHg %一、 P真空度=PPaPv10mH 2O 4.25mH2O .v 100%22 100% 57.5%10mH2。(2)泵的

4、静扬程：Hst74.5 322 1 10 52.5m压水管水头损失:hdi2 l21 0.0116 2001 3.32m管道总水头损失:hshd1.17 3.324.49m总扬程：H H STh 52.54.49 56.99m(3)轴功率：N -gQH10001000 9.8 0.16 56.99127.66kw【4】.解答：以吸水池水面为基准面0-0断面:E01-1断面:2-2断面:E23-3断面:吸水管水头损失:hs E0 EiPaP11000 0.72V0P00 0旦2ggg2V1P1(Hssz、2V1P2gc )2gg2g2P22P2V2(HssT)V22gg2gg2V3P3H ST2

5、V3PL2gg2gg3-3断面能量方程如下:Z0Z3乙Z2ss2gHvss2g得：H vhsss2 Vi2g压水管水头损失:hd E2E3P2PaHss2V2Hd hd Hss.泵装置总扬程2丫32gST H d H ss22V2 V3Hst 得:2V22gH STHv Hd22g2V3则：H HvHdhsH ss 22 上 2ghd H ss 一222V2 V3句H SThshd2 2V1V22g2V3 H H ST2g(总水头损失hshd)H st2V3忽略流速差，即V2 ，2V2 2g0；压力表和真空表沿泵轴安装,0则最后：HH ST h2V32g【5】.解答：泵的基本方程式:Ht1U2

6、 /C2u U2(U2gg12(u2 gu2c2rCtg 2)叶轮出口牵连速度:U260n D21450 3.14600 28028 21.25(m/s)2 2V1 V22g叶轮出口面积:D2 b2 3.14 0.28 0.04 0.035(m2)径向流速：C2r母 Q 38.57QT(m/s)F20.035代入基本方程式,得理论特性曲线:1Ht (21.259.82 21.25 38.57Qt ctg 30 ) 40.08 144.86Qt【6】.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倍。因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度p被消掉了，因此，水泵的理论扬

7、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Hr和Q关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的,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QH不变。水泵的轴功率和液体密度p有关，N 血,N和成正比，当10001.3水时，则功率变为原来的倍。(2)压力表读数变为原来的倍。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Hd不变，泵的压力表读数：PdgHd(MPa),和密度成正比，当1.3水时，则Pd变为原来的倍。Z 48m(3)以吸水池水面为基准面，吸水池和高位水池的高度差:P P 1 013 1052 11.3 水 g高

8、位水池的测压管内液柱高度：h 匚上 1.013 10-j 7.9m静扬程：H ST Z h 48 7.9 55.9m171 解答：测压管水头：H测 Z ghZ 位置水头gh 测压管内水柱高度（压强水头）管道水头损失：h H2 Hi （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

9、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2程H Hv Hd,真空表读数Hv Hsshs 、，闸阀关小时，流量减小，则hs减小，/减小，Hss2g不变，则Hv读数减小，而总扬程 H是增大的，因此Hd是增大白1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，hBD Sbd

10、Q2减小，H BD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，Hv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。【10.解答：（1） 一样。因为：总扬程H Hstho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.

11、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。因为调速后满

12、足比例率：QQ2niH12n1比转速nsi3.65nl Qi比转速：ns23.65n2 ,Q23H243.65nn2Q12 . n13.65. Q131n2 n2365nl. Qin2Hl2-R3HJ3n23HJns1【15.解答:据已知：比例尺DmDzHm0.8m,Qm11L/s,730r / min头际泵n实960r/min根据相似律：amQs实3 nmHmH实nm则：实际泵流量:Qm11 9603nm926L/s730Hm n|22nm0.8960221730222 m【16.解答：该水泵的比转速：ns3.65n . Q3.65 29003H735043 100r/min参考P54, n

13、s 100r/min的相对性能曲线,铭牌上参数即为：Q0 32L/s, H0 50m,N。22.9kw,0 68.5%根据公式：QQ Q0H H0N N0【17.解答：ns 0.0706 1800 127r/min我国的比转速为美国的倍，日本的倍。【18.解答：12Sh-19水泵的特性曲线见 P60,图2-50据题意，已知： HST 14m, S 225s2/m5, D2 290mm则其管道特性曲线为：H Hst h Hst SQ2 14 225Q2绘制：管道特性曲线 Q hQ (L/s)150175200225250Q (m3/s)HQ h曲线交 Q H曲线于A点，A点即为水泵的工况点， 对

14、应流量为 Q=195L/s ,扬程H=22.8m。流量减少12%,则减少后流量为 Q= (1-12%) x 196= 171.6L/s ,扬程为H 14 225Q2 20.6m, BB其工况点移动到 B (,)点其等效率曲线系数：k H420.6 9 700 (S2/R5)Q20.17162BH kQ2等效率曲线：H kQ2 700Q2Q (L/s)150175200225250Q (m3/s)H绘制：等效率曲线曲线于B点,一 . 、一 B点即为水泵对应 B点的相似工况点，对应流量为H kQ2曲线过B点，交QD2D2BQb=185L/S,扬程 HB=24.0m。QR 根据切削律：QB Q171

15、 6切削后叶轮直径：D - D 290 267mm2B Q 2185B切削量： D-DB 100% 290 267 100% 7.9%D2290【19.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。【21.解答：（1）相当于水泵和水箱联合供水的工作方式2H kQ14SA-10泵特性曲线见 P32。H ,BHA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 1003.5 1 10 48mcB点测压管水头为：Hb 120 10012 2 4 40m水泵特性曲线折引到 B点，折

16、引后：H HhAB H SABQ2 H 200Q2水池供水特性曲线折引到B点：Hc Hc hBC Hc SbcQ2 48 130Q2绘制：水泵折引后特性曲线Q HQ (L/s)080160240320400Q (m3/s)0H727776736959hAB0H72绘制：高位水池供水折引后特性曲线 Q HcQ (L/s)080160240320400Q (m3/s)0Hc484848484848hBC0H48绘制：Hb 40直线，交Q Hc于C点，则C点对应的流量 Q=245L/s为高位水箱的出流流量，、 、 、 ，, 、 _ _ _ 、 . 、一 交Q H 于A点，过A点做纵轴平仃线，交 Q

17、H于A点，A点即为水泵的工况点，对应流重为Q=350L/s ,扬程 H=65moB 点的流量：QB QA QC 245 350 595L/S（图1）（2）相当于水泵同时向两个水箱供水的问题。 一 , 如上图，却H：）水泵折S性曲线_Q_旧A |（Q-HD绘制：H B 40直线，交 Q H 于A点，过A点做纵轴平行线，交 Q H于A点，AI点即为水泵的工况点，对应流量为Q=350L/s ,扬程HA=65mo（啬泵至1水池 C的流量： Qc QA QB 350 401 Aj0L/sHB=40I|（Q-H）I （图 2）【22.解答：（1）不是。|（Q-Hc）因为： 丽吸上真空高度为真空表述数Hv的极限侑A要求满X H v Hs,能够保证水泵不产生气蚀。I（Q-H）水泵的允许吸上真空高度受的提升液体的水温7实际地点的气压影响。水泵铭牌上的参数 H s =2.5m是水呆在标准状态卜（即水温工作时，Hv Hs即 Hv 2.5mH2。，20&,气压为 Qatm）的允许吸上真空图度。当水泵在标准状态卜 1即能保证不产生气蚀A但是当水泵不在标准状态吓工作时，需要对Hb=40(Q-H)Hs 进行修正，h s H s 10.33 hahva 0.