泵与风机 杨诗成 第四版第二章计算题及答案.doc

1、2-1，某离心水泵叶轮 b1=3.2cm，b 2=1.8cm。叶片进口边内切圆圆心距轴心线的距离R1c=8.6cm，叶片出口边处 R2=19cm。 1g =17， 2g =21，n=2950r/min，设流体无预旋流入叶轮。绘制叶轮进、出口速度三角形，并计算通过叶轮的流量（不计叶片厚度）及扬程 HT 。2-1 解：1. 首先计算叶轮进口速度三角形：（1）：u 1= )/(5.26608.295602951 smRDnc （2 ）： 7g（3 ）流体无预旋， 91根据以上条件可画出进口速度三角形：并计算出 v1、v 1m、 1：v1=v1m=u1tg1g=26.55tg17=8.12m/s1=

2、u1/cos1g=26.55/cos17=27.76m/s2. 根据进口轴面速度 v1m 及进口半径 R1c 计算出流量：qvt=2R1cb1 v1m =20.0860.0328.12=0.1403 m3/s3. 计算叶轮出口速度三角形（1 ）：u 2= )/(67.586019.29560295 sRDnc（2 ）： 1g（3 ）计算 v2m，即出口速度三角形的高：根据连续性方程：进口过流断面面积（2R 1c） b18.12=出口过流断面面积（2 R2）b 2v2m即：20.0860.032 8.12=20.190.018v2m计算得：v2m=6.53m/s由此可画出出口速度三角形：并计算出

3、 v2、 2：v2u=u2-v2mctg2g=58.67-6.53ctg21=41.66m/s17.453.6.412muv2= v2m/sin2g=6.53/sin21=18.22m/s注意：按比例画出三角形。4. 流量 qvT：qvT=进口过流断面面积（2R 1c）b 1v1m=出口过流断面面积（2 R2）b 2v2m=2R1cb1v1m=20.0860.0328.12=0.1403m3/s5. 扬程 HT：HT= ,因径向流入，v 1u=0)(112ugHT= =vu2 8.9)215367(.5)(2 ctggctmHT=249.15（m ）2-2，离心式风机的叶轮外径 D2=400m

4、m，转速 n=2985r/min，叶轮入口处流体无预旋，v2u =0.8u2，空气密度 =1.2 kg/m3，试计算 pT 。2-2解：p T=(u2v2u-u1 v1u)叶轮入口处流体无预旋，v 1u=0pT=u2v2uu2= smDn/49.6209856根据题意：v 2u=0.8 u2=0.862.49=49.99m/sp T=u2v2u=1.262.4949.99=3748.6(Pa)3，欲将某管路系统的低位水箱的水提高 30m，然后送入高位水箱。低位水箱容器液面上的压力为 105Pa，高位水箱容器液面上的压力为 4000kPa。整个管路系统的流动阻力27.6m，求选择泵时至少应保证的

5、扬程。2-3选择泵时至少应保证的扬程为：H= ,代入数据：whgvpZ2)(11212H= m38.416.27081.9043532-4，离心式风机叶轮外径 D2=600mm，叶轮出口宽度 b2=150mm，叶片出口几何角 2g =30，转速 n=1450r/min。设叶轮进口无预旋，空气密度 =1.2kg/m 3。求当流量为 10103m3/h 时，叶轮的相对速度 w2 和绝对速度 v2；叶片无限多时的理论全压 pT ；叶片无限多时的反作用度 ；设叶片数 Z=12，滑移系数及理论全压 pT2-4解：（1）u 2= smDn/53.460152g=30v2m= bqt /8.9./32由此可

6、出口画出速度三角形：根据三角形计算 2、v 22= v2m/sin2g=9.83/sin30=19.66m/sv2=u2-v2mctg2g=45.53-9.83ctg30=28.50m/s（2）p T= pT=(u2v2u-u1 v1u)叶轮入口处流体无预旋，v 1u=0pT=u2v2upT= 1.245.5328.50=1557.1Pa（3 ）根据定义：离心泵： = TdstH1总 扬 程静 扬 程 风机：= TdTstp1 pd= )(35.4872)05.(2)( Pav = =1-Tdst16.13487（4 ）根据斯托道拉修正公式：即：对于后弯式叶片， 2g90gmctuZK21si

7、n 791.06353.4890si2tp T=KpT=0.7911557.1=1231.3Pa2-5，离心水泵在转速 n=2950r/min 时，流量为 89L/s，H=13m。水以径向进入叶轮（=90 ） ，叶轮内的轴面速度 v1m=3.6m/s。内外径比 D1/D2=0.4，叶轮出口宽度b2=0.12D2，若不计叶轮内的损失和叶片厚度的影响，并设叶轮进口叶片的宽度 b1=20cm，求叶轮外径 D2，出口宽度 b2 及叶片进出口角 1g 和 2g。2-5解：(1)根据已知流量 为 89L/s 及叶轮内的轴面速度 v1m=3.6m/s，可求出几口直径 D1:即：q v=（D 1）b 1v1m

8、D1= mm039.62.8由此可计算出：D 2=D1/0.4=0.039/0.4=0.098mb2=0.12D2=0.120.098=0.0118mu2= sn/19.508.u1= mD26396sbqvm/.418.2(2)画出速度三角形，确定其它参数：根据已知 H=13m 得：HT= ,因径向流入， v1u=0)(112uvgsmTu/43.85.92根据进口速度三角形，得： 598.02.631uvtgm8.301gt根据出口速度三角形，得： 658.34.15222 umgvt71.41gt2-6，离心泵叶轮直径 D2=360mm，出口有效截面积 A2=0.023m2，叶轮出口几何

9、角 2g =30，若不计叶轮进口的预旋（v 1u=0） ，求转速 n=1480r/min，流量为 83.8L/s 时的理论扬程 HT。设 K=0.82。2-6解：H T= ,因径向流入，v 1u=0)(112ugHT= ， HT=K HT)uvu 2= smDn/8.27603.48又已知流量及出口截面面积，可求出 v2m:即：v 2m= Aqbvtt /4.2又已知 2g=30可画出出口速度三角形： smctgctgvum /57.213064.82722 H T= K =0.82)(1u 8)(1.92-7，叶轮外径 D2=450mm 的离心风机，气流无预旋进入叶轮，叶轮出口的绝对速度圆周

10、分速 v2u=0.85u2，空气密度 =1.2kg/m 3。求风机转速 n=2950r/min 时，风机所产生的全压 pT。2-7 解：pT=(u2v2u-u1 v1u)叶轮入口处流体无预旋，v 1u=0pT=u2v2uu2= smDn/47.6905.96v2u=0.85u2=0.8569.47=59.05m/sp T=u2v2u=1.269.4759.05=4922.8(Pa)由于题中未提到是否为无限多叶片,因此不计有限叶片时的损失,即:pT= pT=u2v2u=4922.8(Pa)2-8，离心泵叶轮叶片出口角 2g =45，出口截面排挤系数 =0.92，在转速n=1450r/min 时，

11、流量 qv=150L/s，扬程 H=19.8m。液流径向进入叶轮，v 1m=v2m=1.8m/s，叶轮出口能量的 40%可转化成扬程。求叶轮所需的外径 D2 和出口宽度 b2。2-8:解:.(1)8.192.0522bDbvvm根据题意:叶轮出口动能的 40%可转化为扬程：HT/40%= = = =)(112uvg)(2ug)(22gmct)(122gmctu即：H T= 40%602gmctn代入数据得：19.8= 40%)458.160145145(8.922 ctgD234.79 -54.64 -19.8=02D2解方程： acb/)4(22 )79.234/()8.19(7.36.5. D2=0.429m根据式(1)得 : 22.0.589.01bbD得 b2=0.0672m=67.2mm