1、 泵与风机答案扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。流量 qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。全压 p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损
2、失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取 n 和 D2 的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。泵与风机（课后习题答案）第一章1-1 有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下： =35mm, =19mm, 1b2b=178mm, =381mm, =18， =20。设流体径向流1D21a2
3、a入叶轮，如 n=1450r/min，试画出出口速度三角形，并计算理论流量 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程 。,VTq TH解：由题知：流体径向流入叶轮 =90 则：1= = =13.51 （m/s）1un60D31780456= = =13.51 18=4.39 （m/s）1Vm1tgatg = = 0.178 4.39 0.035=0.086 （ /s）qb3m = = =3.78 （m/s）2m12VD0.86319= = =28.91 （m/s）2u60n4560= - ctg =28.91-3.78 ctg20=18.52 2uV2m2a（m/s）= = =54.63 （m）TH
4、2ug8.91.51-2 有一离心式水泵，其叶轮外径 =220mm,转速2Dn=2980r/min，叶片出口安装角 =45，出口处的轴面速2a度 =3.6m/s。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速2mv度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程 ，又若环TH流系数 K=0.8，流动效率 =0.9 时，泵的实际扬程 H 是多少？h解： = = =34.3 （m/s）2uD60n.2980 =3.6 m/s =45 = =5.09 （m/s） 画出出2mV2a2w2sinmav口速度三角形= - ctg =34.31-3.6 ctg45=30.71 （m/s）2u2m2a =90 = = =10
5、7.5 (m)1THuVg34.10.798实际扬程 H=K =K =0.8 0.9 107.5=77.41 (m)ThT1-3 有一离心式水泵，叶轮外径 =360mm，出口过流断面2D面积 =0.023 ，叶片出口安装角 =30，流体径向流入2A2ma叶轮，求转速 n=1480r/min，流量 =86.8L/s 时的理论扬程,VTq。设环流系数 K=0.82。TH解：流体径向流入叶轮 =901= = =27.88 （m/s） 2uD60n.36480= = =3.64 （m/s）2mv,VTqA.12= =27.883.64 =21.58 （m/s ）2umvactg3= = =61.39
6、（m）TH2u7.1.59= =0.82 61.39=50.34 （m）THK1-4 有一叶轮外径为 300mm 的离心式风机，当转速为2890r/min 时。无限多叶片叶轮的理论全压 是多少？设叶Tp轮入口气体沿径向流入，叶轮出口的相对速度，设为半径方向。空气密度 =1.2kg/ 。3m解：气体沿径向流入 =901又叶轮出口相对速度沿半径方向 =902a= = =46.79（m/s） 2uD60n.32980由图知 = =46.79m/s2uV = =1.2 46.79 46.79=2626.7（Pa）Tp1-5 有一离心式风机，转速 n=1500r/min，叶轮外径=600mm，内径 =4
7、80mm，叶片进、出口处空气的相对2D1D速度为 =25m/s 及 =22m/s，它们与相应的圆周速度的夹1w2角分别为 =60， =120，空气密度 =1.2kg/ 。绘制 3m进口及出口速度三角形，并求无限多叶片叶轮所产生的理论全压 。Tp解： = = =37.68（m/s）1un60D.48150= = =47.1（m/s）2= =25 =21.65（m/s）1mv1sinawsin60= =22 =19.05（m/s）222知 、 、 可得速度三角形umv（m/s）18.2560cos258.37cos211 auwv= - =47.1-22 =58.1（ m/s）2 (Pa)27.1
8、45.371.4.12 uuTvp1-6 有一离心式水泵，在转速 n=1480r/min 时，流量=89L/s，扬程 H=23m，水以径向流入叶轮，叶轮内的轴Vq面速度 =3.6m/s。内、外径比 / =0.5，叶轮出口宽度1mv 1D2=0.12 ，若不计叶轮内的损失和叶片厚度的影响，并设2b2D叶轮进口叶片的宽度 =200mm，求叶轮外径 、出口宽度1b2D及叶片进、出口安装角 和 。2 a2解：由 = 得 = = =0.039(m)=39mmVq1Dbm1Vmqbv38910.6由 / =0.5 得 =2 =2 390=78(mm) 12 2D1=0.12 =9.36mm2b= = =3
9、.02（m/s）1un60D.3914806tg = = =1.192 得 =501amv.21a= = =6.04（m/s）2u60n.78406= = =38.8（m/s）2mv2VqDb391.由 = =23 得 =37.31（m/s）THug2uV806.3/1.704.6/22 muavct（数据有问题，离心泵出口安装角应是锐角，85.12即后弯式叶片）1-7 有一离心式风机，叶轮外径 =600mm，叶轮出口宽度2D=150mm，叶片出口安装角 =30，转速 n=1450r/min。2b a设空气在叶轮进口处无预旋，空气密度 =1.2kg/ ，试求：3m（1）当理论流量 =10000
10、 /h 时，叶轮出口的相对速度,VTq3m和绝对速度 ； （2）叶片无限多时的理论全压 ；2w2v Tp（3）叶片无限多时的反作用度 ；（4）环流系数 K 和有限叶片理论全压 （设叶片数Tpz=12）解：（1） = = =45.53（m/s）2uD60n.1450由 = 得,VTq2bm= = =9.83（m/s）2m,2b1360.5= = =19.66（m/s）w2sinma983i= =2V22cosau19.645.319.645.30=30.15（m/s）（2） =45.53m/s =9.83m/s 2u2mV = ctg =45.53-9.83 ctg30=28.5（m/s）V2a
11、= =1.2 45.53 28.5=1557.3（ Pa）Tpu（3） =1 =1 =0.68728.543由风机的斯托道拉公式： K12,2sin()aVTuqzDbtg=0.79K145.3sin012(. )6.53tg = =0.79 1557.3=1230.3（Pa） Tp1-8 有一轴流式风机，在叶轮半径 380mm 处。空气以=33.5m/s 的速度沿轴向流入叶轮，当转速 n=1450r/min 时，1v其全压 =692.8Pa，空气密度 =1.2kg/ ，求该半径处的平p3m均相对速度 的大小和方向。w解： = = （m/s）u60Dn67.56014238.14=33.5（m
12、/s）av1 = （m/s） 2up1.67.5289由题知轴向进入 ，所以 。01uvuw1(m/s).4.22uuvwm/s42.62.476.5.32221 uw3.721 arctgvarctgu1-9 有一单级轴流式水泵，转速 n=580r/min，在叶轮直径700mm 处，水以 =5.8m/s 的速度沿轴向流入叶轮，又以圆1v周分速 =2.3m/s 从叶轮流出，试求 为多少？设 =1。2uv ycbt解： = = （m/s ）60Dn25.807.43（m/s）.51avw由题知轴向进入 ，所以 。01uvuw1(m/s)95.83.25.22uuvw 09.16.121 arct
13、gwarctgu207./sin8.532/sin2 tgtvtbauy 1-10 有一后置导叶型轴流式风机，在外径 =0.47m 处，空2D气从轴向流入， =30m/s，在转速 n=2000r/min 时，圆周分av速 =5.9m/s，求 。设 =1。2uvybct解： = = （m/s）60Dn19.46027.143（m/s）1avw由题知轴向进入 ，所以 。1uuw1(m/s)29.43.59422uuv 97.32.1.021 arctgwarctgu208./1sin52/sin2 tgtvtbauy 1-11 有一单级轴流式水泵，转速为 375r/min，在直径为980mm 处，
14、水以速度 =4.01m/s 轴向流入叶轮，在出口以1v=4.48m/s 的速度流出。试求叶轮进出口相对速度的角度变2v化值（ ） 。21解： = = =19.23（m/s）u60Dn.98375水轴向流入 =01uv= = = （m/s）2uv2a2201.48.2由速度三角形可知： = = = =0.2085 1tgavu14.01923得 =178.由 = = = 得2tg2auv12u237.0.94=210.3= 1.322178.0.31-12 有一单级轴流式风机，转速 n=1450r/min，在半径为250mm 处，空气沿轴向以 24m/s 的速度流入叶轮，并在叶轮入口和出口相对速
15、度之间偏转 20，求此时的理论全压。空气密度 =1.2kg/ 。Tp3m解： = = （m/s）u60Dn94.760152.143.9.721vtg 32.132.5012Pa4.8.49.721 ctgctctgtupaT第二章2-1 有一叶轮外径为 460mm 的离心式风机，在转速为1450r/min 时，其流量为 5.1 /s，试求风机的全压与有效功3m率。设空气径向流入叶轮，在叶轮出口处的相对速度方向为半径方向，设其 / =0.85， =1.2kg/ 。pT3解： = = =34.9（m/s）2u60Dn.46150叶轮出口处的相对速度为半径方向 =90 =22uV= =1.2 34
16、.9 34.9=1462.14（Pa）Tp=0.85 =0.85 1462.1=1242.82（Pa）pT= = =6.34（kW）eP10vq5.24.802-2 有一单级轴流式水泵，转速为 375r/min，入口直径为980mm，水以 =4.01m/s 的速度沿轴向流入叶轮，以1v=4.48m/s 的速度由叶轮流出，总扬程为 H=3.7m，求该水2v泵的流动效率 。h解： = = =19.23（m/s）u60Dn39810756水沿轴向流入 1uV= = =4.01m/s1Va2= = =1.998(m/s)2uvav24.8.0= mTH9.3.1.9312 ug= = =0.949=94.9%hT3.72-3 有一离心式水泵，转速为 480r/min，总扬程为 136m 时，流量 =5.7 /s，轴功率为 =9860KW，其容积效率与机械Vq3mP效率均为 92%，求流动效率。设输入的水温度及密度为：t=20， =1000kg/ 。3解： = = = =0.77eP10VgqH5.716098g又 = hm = = =0.91=91%V.70922-4 用一台水泵从吸水池液面向 50m 高的水池输送
