泵与风机杨诗成第四版习题及答案(4).doc

1、4-1 输送 20 清水的离心泵，在转速为 1450r/min 时，总扬程为 25.8m, qv=170m3/h, P=15.7kW, v=0.92, m=0.90,求泵的流动效率 h 。4-1 解： 76.07.15/8.2360/8.90PHgqvehm .v4-2 离心风机叶轮外径 D2=460mm,转速 n=1450r/min,流量qv=5.1m3/s, 1u =0, 2u =u2,(1+P)=1.176,流动效率 h=0.90,气体密度 =1.2kg/ m3。试求风机的全压及有效功率。4-2，解：pT=(u2v2u-u1 v1u)v 1u=0p T=u2v2u=1.2 =1462.1

2、（Pa）604.15604.5根据斯托道拉公式： ，PK8.7p= K hpT=0.8550.901462.1=1124.7（Pa）Pe=pqv/1000=1124.75.1/1000=5.74 (kw)4-3 离心风机 n=2900r/min，流量 qv=12800 m3/h，全压 p=2630Pa，全压效率=0.86 ，求风机轴功率 P 为多少。4-3P= Pe=0.86pqv/1000=0.86263012800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 离心泵转速为 480r/min，扬程为 136m，流量 qv=5.7m3/s,轴功率 P=9860kW。设容积效率、机械效率均为

3、92%，=1000kg/m 3，求流动效率。4-4 解： 7.09861/7.510PHgqve.2.vmh4-5 若水泵流量 qv=25L/s,泵出口出压力表读数为 320kPa，入口处真空表读数为40kPa，吸入管路直径 d=100cm,出水管直径为 75cm，电动机功率表读数为 12.6kW，电动机效率为 0.90，传动效率为 0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。4-5，解：有效功率P e=gqvH wZgpHh21212wvvmBgdqgpHh024212=36.69+ =36.69m02415.7.981043222g6.19032P e=gqvH/1000=98100.

4、02536.69/1000=9.0(kw)轴功率：P=电机输入功率 Pg g d=12.60.900.97=11.0(kw)泵的总效率： %82.10.19pe4-6 离心风机转速 n=1450r/min，流量 qv=1.5m3/min，风机的全压p=1.2kPa，=1.2kg/m 3。今用它输送密度 =0.9kg/m 3 的烟气，风压不变，则它的转速应为多少？实际流量为若干？4-6，解： 1.转速 n2（1 ）求出转速不变，仅密度变化后，风压的变化值。根据相似定律，在转速不变时（同为 1450r/min 时） ，p 1/p2= 1/ 2因此，假定转速不变，只是气体密度发生变化（变为 2=0.

5、9kg/m3） ，则风压为：p2=p1 2/ 1=1.21030.9/1.2=900（Pa）（2 ）同一台风机，其它条件不变，仅仅转速变化，符合相似定律：p1/p2=（n 1/n2） 2n 2=n1 =1450 =1674（r/min ）/p9.0/2.流量根据相似定律：q 1/q2=n1/n2q 2= q1n2/n1=1.51674/1450=17.32（m 3/min）4-7 有一只可把 15冷空气加热到 170热空气的空气预热器，当它的流量qm=2.957103kg/h 时，预热器及管道系统的全部阻力损失为 150Pa，如果在该系统中装一只离心风机，问从节能的角度考虑，是把它装在预热器前

6、，还是预热器后（设风机效率=70% ）4-7 解：计算：装在预热器前消耗的功率 Pe1Pe1=pqv/1000装在预热器前时（t=15） ，输送同样质量流量（q m=2.957103kg/h）的气体，体积流量为：（查的 t=15时的气体密度为 1=1.226kg/m3）qv1=qm/ 1=2.957103/1.226=2.412103（m 3/h）=0.67 m3/s Pe1=pqv=1500.67=100.5（W）消耗轴功率 P= Pe1/=100.5/0.7=143.6（W）计算：装在预热器后消耗的功率 Pe2（查的 t=170 时的气体密度为 1=0.797kg/m3）qv1=qm/ 1

7、=2.957103/0.797=3.710103（m 3/h）=1.03 m3/s Pe1=pqv=1501.03=154.6（W）消耗轴功率 P2= Pe2/=154.6/0.7=220.9（W）对比得出装在预热器前面消耗功率小，节能。4-8 某系统中离心风机可在以下两种工况下工作：一种 qv=20km3/h, p=1700Pa,P=60kW；另一种 qv=100km3/h, p=980Pa,P=65kW。问在那种工况下工作经济？4-8 解：同一种风机，在不同工况下工作时，比较那种经济，既是比较拿个工况效率高。第一种工况 %74.1501673/02%11 Ppqve第二种工况 8.59/3

8、12ve所以，第二种工况经济4-9 单级离心泵，性能参数 n=1420r/min，q v=73.5L/s,H=14.7m,P=15.3kW。现若改用转速为 2900r/min 的电动机驱动，工况仍保持相似，则其各参数值将为多少？4-9 解：因为各工况保持相似，所以满足相似定律：即： 流量： （L/s）21nq1.501429.7321nq扬程： （m）21H31.642097.212 nH功率： （kW）321nP3.104293.1521nP4-10 有台离心风机在转速为 n=1000r/min 时，能输送 0.3m3/min 空气（=1.2kg/m 3）,全压 p=600Pa。今用它来输送

9、燃气（ =1.0kg/m 3） ，在相同转速时，产生的流量不变，但全压却降为 500Pa。试证之。4-10,解：证明一：流体流量不变根据相似定律，在转速不变时，风机输出流量与所输送的流体密度无关，所以流量不变；证明二：风压变化根据相似定律，在转速不变时 p1/p2= 1/ 2p2=p1 2/ 1=6001.0/1.2=500（Pa）证毕。4-11 413.2(473)型离心通风机转速 n=1450r/min，叶轮外径 D2=1200mm 时，全压p=4609Pa，流量 qv=71 100m3/h,轴功率 P=99.8kW，空气密度 =1.2kg/m 3。若风机的转速和直径都不变，但改为输送 2

10、00的锅炉烟气，大气压力 Pamb=1.013105Pa，试计算密度变化后的风机全压，流量和轴功率。4-11,解：因为转速和直径都不变，只是密度发生变化，在一个大气压条件下，200烟气密度为：0.6162 kg/m3 q1/q2=1； p1/p2= 1/ 2；P 1/P2= 1/ 2 q2=q1=71100m3/h;p2= p1 2 / 1 =46090.616/1.2=2367（Pa ）P2= P1 2 / 1=99.80.616/1.2=51.23（kW）4-12 叶轮外径 D2=600mm 的通风机，当叶轮出口处的圆周速度 60m/s，流量为300m3/min。有一与它相似的风机 D2=

11、1200mm，以相同圆周速度运转，求其风量为多少？4-12,解：叶轮外径 D2=600mm，当叶轮出口处的圆周速度 60m/s，其转速 n 为： u2= n=60nmin/1906.2ru叶轮外径 D2=1200mm，当叶轮出口处的圆周速度 60m/s，其转速 n 为：n= in/95.1r根据相似定律： （m 3/min）12312nDq 12095601233121 nDq4-13 水泵转速 n=2950r/min，H=128m，流量 qv=1.23m3/min。为满足该流量拟采用ns=85133 的多级泵，试计算要用几级叶轮。4-13 解：根据比转速定义：4/365.iHqnvs3/45

12、.06.3vsqni当 ns=85 时， ，取整 i=369.260/23.195.81283/45.当 ns=133 时， ，取整 i=58./.6.33/45.0i根据计算得：要用 35 级离心泵。4-14 在泵吸水的情况下，当泵的安装几何高度 Hg 与吸入管路的阻力损失之和大于60kPa 时，发现泵刚开始汽蚀。吸入液面压力为 101.3kPa，水温为 20，试求水泵装置的有效汽蚀余量为多少？4-14，解：根据有效汽蚀余量定义：h a= p0/g- p /g -Hg-hw根据题意：H g+hw=60103 Pa20时水的 p =2334 Pah a= p0/g- p /g -Hg-hw=1

13、01.3103/9810-2334/9810-60103/9810=3.97（m）4-15 离心水泵在 n=1450r/min 下，扬程 H=19.5m，流量 qv=2.6m3/min。将该水泵装在地面抽水，问水面距泵中心线几米时泵发生汽蚀。设吸入液面压力为 101.3kPa，水温为80 ，吸入管路阻力损失为 104Pa。汽蚀比转速 C=850。4-15,解：根据汽蚀比转速定义：，可计算出:4/362.5rvhqnC（m）51.28506/.162.3/4/ hvr当 时发生汽蚀，所以：ra（m） （80时水的 p =47.363103 Pa，=971.8kg/m 3）51.2h h a= p

14、0/g- p /g -Hg-hwH g= p0/g- p /g -hw-h a=101.3103/(971.89.81)- 47.363103/(971.89.81)- 104/(971.89.81)-2.51=4.61-2.51=2.10（m）4-16 设除氧气内压力为 11.76104Pa，饱和水温为 104，吸入管路阻力损失为15kPa，给水泵必需汽蚀余量 NPSHr 为 5m，试求给水泵的倒灌高度。4-16,解：（100时水的 p =101.3103 Pa，=958.1kg/m 3） h a= p0/g- p /g -Hg-hwH g= p0/g- p /g -hw-h a=11.76

15、104/(958.19.81)- 101.3103/(958.19.81)- 15103/(971.89.81)-5=1.3-5=-3.7（m）此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5mH g=-3.7-0.5=4.1m4-17 单级双吸式泵的吸入口径 d=600m，输送 20的清水，在n=970r/min，q v=0.3m3/s，H=47m，C=900，吸入管路阻力损失 gh w=8000Pa，试求：吸入液面压力为 101.3kPa 时，泵的安装几何高度 Hg；在吸入液面压力为 86kPa，水温为 40时，泵的安装几何高度 Hg。4-17 因为是双吸式泵，两个吸入

16、口，所以：，可计算出:4/326.5rvhqnC（m ）12.390.762.5. /43/4 vr20 时水的 p =2334 Pa，=1000kg/m 3 h a= p0/g- p /g -Hg-hwH g= p0/g- p /g -hw-h a=101.3103/(10009.81)- 2.334103/(10009.81)- 8103/(10009.81)-3.12=9.27-3.12=6.15（m）此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5mH g=6.15-0.5=5.65m40 时水的 p =7375 Pa，=992.2kg/m 3 h a= p0/g-

17、 p /g -Hg-hwH g= p0/g- p /g -hw-h a=86103/(992.29.81)- 7.375103/(992.29.81)- 8103/(992.29.81)-3.12=7.26-3.12=4.14（m）此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5mH g=4.14-0.5=3.64m4-18 一单级离心泵，转速 n=1450r/min 时，流量 qv=2.6m3/min，该泵的汽蚀比转速C=700,。现将这台泵安装在地面上抽水，求吸水距地面多少距离时发生汽蚀。设吸水面压力为 98kPa，水温 t=80，吸入管路阻力损失为 104Pa。4-1

18、8，解： ，可计算出:4/362.5rvhqnC （m）25.3706/.21456./43/4 vr又已知：（80时水的 p =47.363103 Pa，=971.8kg/m 3）Hg= p0/ g- p /g -hw-h a=98103/(971.89.81)- 47.363103/(971.89.81)- 10103/(971.89.81)-3.25=4.26-3.25=1.01（m）此时刚好发生汽蚀4-19 单级双吸泵吸入口径 d=600mm，输送 20清水时，qv=0.5m3/s,n=970r/min，H=45m，汽蚀比转速 C=950。试求：在吸入液面压力为大气压力时，泵的允许吸上

19、真空高度H S为多少？吸入液面压力为 90kPa,输送 45清水时，泵的允许吸上真空高度H s为多少？4-19，解：因为是双吸式泵，两个吸入口，所以：，可计算出:4/326.5rvhqnC （m）08.49502/.76. 33/4 vr20 时水的 p =2334 Pa，=1000kg/m 3由h a=（p s/g+ s2/2g）- p /g 及 HS= （p amb- ps）/ g可得出：H S= （ p0- p） /g+s2/2g-ha根据已知：单级双吸泵吸入口径 d=600mm，q v=0.5m3/s，可计算出泵入口水流速度s：s= )/(7.16045.22 smdqv刚好发生汽蚀时

20、的吸上真空高度为：HS= （ p0- p） /g+s2/2g-hr=（101.310 3-2.334103）/(10009.81)+1.77 2/(29.81)-4.08=10.09-0.16-4.08=5.85（m）HS= HS-0.3=5.85-0.3=5.55(m) 45 时水的 p =9.5811103 Pa，=990.2kg/m 3刚好发生汽蚀时的吸上真空高度为：HS= （ p0- p） /g+s2/2g-hr=（9010 3-9.5811103）/(990.29.81)+1.77 2/(29.81)-4.08=8.28-0.16-4.08=4.04（m）HS= HS-0.3=4.0

21、4-0.3=3.74(m)4-20 离心泵 qv=4000L/s,n=495r/min,倒灌高度 2m，吸入管路阻力损失 6kPa 吸入液面压力为 101.3kPa，水温 35。试求水泵的汽蚀比转速 C 为多少？4-20,解：根据定义： 4/362.5rvhnC当刚好发生汽蚀时， ，因此需要求出ra ahh a= p0/g- p /g -Hg-hw35 时水的 p =5.619103 Pa，=994.0kg/m 3h a=（101.310 3-5.619103）/(994.09.81)-（-2）-610 3/(994.09.81)=9.81+2-0.62=11.19（m）为了保证不发生汽蚀，应该保证 ，取 0.55.0rah则： mhr69.105. 4.26/34/3rvqnC