泵与泵站第五版习题答案第二章

1、无需财富值下载【P107习题】【1】.(1)已知，出水水箱内绝对压强Pi=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：HiPa1033一110=20m进水水箱测压管水头：H2=2Pa/1。=(0.81尸10=2m(-“表示在泵轴以9Hst=H1-H2=20-(-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=3m据题意：Hss(b)=Hss(c)=Hss(a)=3m以泵轴为基准面(1) b水泵位置水头：Zb=HAb水泵吸水池测压管水柱高度：h=(0.

2、5-1y10=-5mb水泵吸水池测压管水头：H测=Zb+h=HA+(5mb水泵Hss(b)=0H测=0(Ha5)=5Ha=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-110=10Pc-10c水泵吸水池测压管水头：H测=Zc+h=5+10FC10=10FC-15(m)c水泵Hss(c)=0_H测=0_(10FC15)=1510PC=3mH解得：Pc=1.2atm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i1=5.7%。压水管沿程水头损失系数i1=11.6%。2.真空表读数：Hv=Hsd+Z

3、hs+幺一一z(见P24,公式2-30)2g2Lz(1) 安装在泵轴处，1=022则：Hv=Hss八1%v-vsss2g计算水泵的吸水管流速：v1uQ=-Q2-=-01J-1.27m/sA龙)(3.140.42)4T4泵吸水地形高度：Hss=35_32=3m吸水管水头损失：hs=i1111=0.0057301=1.17m1272则：真空表读数Hv=31.171L2L=4.25mH2。29.81atm=10mH2O=760mmHg则：4.25mH2O=4.2576=323mmHg%真空度=Pa-R100%=10mH2O-4.25mH2O100%=57.5%Pa10mH2O(2)泵的静扬程：HST

4、=74.5-32-2-110=52.5m压水管水头损失：hd=i2l21=0.01162001=3.32m管道总水头损失：xh=xhsvhd=1.173.32=4.49m总扬程：H=Hst%h=52.54.4956.99m(3)轴功率：N =:gQH _ 1000 9.8 0.16 56.9910001000 0.7= 127.66kw【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:E0=Z0 v0_ . _P_2g1-1断面:E12=Z1 vg2 .如2g旦:?g2-2断面:E22=Z2比2gF2z丁 =(Hss g222g3-3断面:E

5、3吸水管水头损失:“ hs =E。- EiHss；zv22 一 2gHss二 zv122 一 2gHsszv1I T22 2g压水管水头损失: hd =E2 g =P*Hss:g得：H d -hd - H ss - - 222zv2 -v3 一3 - H2 2g2- V3-3 Hst2gST = Hd + H22.,: ZV2 - V3ss - 一 - H ST2 2g.泵装置总扬程 H=H v Hd则：H =Hv Hd - hs - Hssz V12- hd2 2g- Hss”2一 丫33 Hst2g222=(hs+hd)Az+v二咚+HsT(总水头损失h=hs+hd)2g2g= h H S

6、T2匕2g/ 221 22gzz22VV9忽略流速差，即Vi电V2,2=0；2g压力表和真空表沿泵轴安装,则最后：H=HST 、hSI2V32【5】.解答：泵的基本方程式:1H T C2ugu21,2-、U2=一(U2-C2rCtg1,)=一(U2-U2c2rCtg-2)ggn二D214503.140.28/叶轮出口牵连速度：u2=2=21.25(m/s)6060叶轮出口面积：F2-D2b2=3.140.280.04=0.035(m2)径向流速：C2r=QT=QL=38.57QT(m/s)2rF20.035T代入基本方程式，得理论特性曲线:1_2_HT=(21.252-21.2538.57QT

7、ctg30)=40.08-144.86QTT9.8TT【6】.解答：(2) 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p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。水泵的轴功率和液体密度p有关，N=fgQH,N和P成正比，当P=1.3P水时,1000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

8、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：Pd=%Hd(MPa),和密度成正比，当P=1.3P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：Z=48m,P-Pa1.0131052-1高位水池的测压管内液柱高度：h=一/=：=7.9m为1.3P7Kg静扬程:Hst=Zh=487.9=55.9m【7】.解答：测压管水头：H测=Z+%hZ位置水头Pgh测压管内水柱高度(压强水头)管道水头损失：，h=H2-H1(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

9、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。(3) 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。(4) 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2动。水泵的总扬程H=Hv+Hd,真空表读数Hv=Hss+hs+,闸阀关小时，流量减2g小，则hs减小，V1减小，Hss不变，则Hv读数

10、减小，而总扬程H是增大的，因此Hd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Hbd+ZhBD,闸阀关小，流量减小，ZhBD=SbdQ2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。(5) 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=Hst+h。两种情况，静扬程

11、Hst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Hst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

12、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。因为调速后满足比例率:比转速ns1=3.65nlQ1ns23.65n2. Q23 H24比转速:31nn?3.65nl.Q1=n,333ns1n；2n12H1H14【15.解答:，一.一一一D1据已知：比例尺九二二,Hm=0.8m,Qm=11L/s,nm=730r/minD/III/III/III-4实实际泵n实=960r/min根据相似律:则：实际泵流量:11 960二926L/s22Hmn实0.

13、89602H实=2=2=22m,nm173024【16.解答:该水泵的比转速:ns3.65n Q3H43.65 2900 .0.032 二100r/min350参考P54,ns=100r/min的相对性能曲线，铭牌上参数即为：Q0=32L/s,H0=50m,N0=22.9kw,0=68.5%根据公式：Q=QQ0H=HH0N=NN0【17.解答：ns=0.0706x1800=127r/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：Hst=14m,S=225s2/m5,D2=290mm则其管道特性曲线为：H=

14、Hst八h=HstSQ2=14225Q2绘制：管道特性曲线Q-xhQ(L/s)150175187.5200225250c3Q(m/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H19.120.921.923.025.428.1(Q-Zh附线交(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=22.8m。流量减少12%,则减少后流量为Qb=(1-12%)X196=171.6L/s,扬程为2Hr=14+225Qr=20.6m,其工况点移动到B(171.6,20.6)点BBH其等效率曲线系数：k =一Q20.62 5、二700 (s /m ) 0.171

15、62HB=24.0m0D2D2B切削后叶轮直径:D2B1716 290 = 267mm2185等效率曲线：H=kQ2=700Q2Q(L/s)150175187.5200225250Q(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H15.821.424.628.035.443.8绘制：等效率曲线H-kQ2H=kQ2曲线过B点，交（Q-H）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Qb=185L/S,扬程Q根据切削律：QB切削量：D2-D.100%=290-267100%=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

16、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：Hc=123.0-1003.5-110=48mB点测压管水头为：Hb=（120100）+（12+2M4）=40m水泵特性曲线折引到B点，折引后：H=H-ZhAB=HSABQ2=H-200Q2水池供水特性曲线折引到B点：H；=HchBc=HcSbcQ2=48-130Q2.绘制：水泵折引后特性曲线（Q-H）Q(L/s)080160240320400-3Q(m/s)00.080.16

17、0.240.320.40H727776736959ZhAB01.35.111.520.532.0H7275.770.961.548.527.0绘制：高位水池供水折引后特性曲线Q-HcQ(L/s)080160240320400一3Q(m/s)00.080.160.240.320.40Hc484848484848ZhBC00.83.37.513.320.8H4847.244.740.534.727.2绘制：hb=40直线，交（QHc）于C点，则C点对应的流量Qc=245L/s为高位、._一一一水箱的出流流量，交（Q-H）于A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=65m。B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。如上图，绘制：水泵折引后特性曲线（QH），.，、，、一绘制：HB=40直线，交（QH）于A点，过A点做纵轴平行线，交（QH）于A点，A点即为水泵的工