泵與風(fēng)機(jī)楊詩(shī)成第四版第二章簡(jiǎn)答題及答案

1、1 試述離心泵與風(fēng)機(jī)的工作原理通過(guò)入口管道將流體引入泵與風(fēng)機(jī)葉輪入口，然后在葉輪旋轉(zhuǎn)力的作用下，流體隨葉輪一同旋轉(zhuǎn)，由此就產(chǎn)生了離心力，使流體沿著葉輪流道不斷前進(jìn)， 同時(shí)使其壓力能和動(dòng)能均有所提高，到達(dá)葉輪出口以后，再由泵殼將液體匯集起 來(lái)并接到壓出管中，完成流體的輸送，這就是離心泵與風(fēng)機(jī)的工作原理。2-2離心泵啟動(dòng)前為何一定要將液體先灌入泵內(nèi)？離心泵是靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力工作的， 如啟動(dòng)前不向泵內(nèi)灌滿液體，則葉 輪只能帶動(dòng)空氣旋轉(zhuǎn)。而空氣的質(zhì)量約是液體（水）質(zhì)量的千分之一，它所形成 的真空不足以吸入比它重700多倍的液體（水），所以，離心泵啟動(dòng)前一定要將 液體先灌入泵內(nèi)。2-3提高鍋爐給水泵

2、的轉(zhuǎn)速，有什么優(yōu)缺點(diǎn)?泵與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高：（1）它們所輸送的流量、揚(yáng)程、全壓亦越大；（2）轉(zhuǎn)速增高可使葉輪級(jí)數(shù)減少，泵軸長(zhǎng)度縮短。（3）泵轉(zhuǎn)速的增加還可以使葉輪的直徑相對(duì)地減小，能使泵的質(zhì)量、體積 大為降低。所以國(guó)內(nèi)、外普遍使用高轉(zhuǎn)速的鍋?zhàn)o(hù)給水泵。但高轉(zhuǎn)速受到材料強(qiáng)度、泵汽蝕、泵效率等因素的制約。2-4如何繪制速度三角形？預(yù)旋與軸向旋渦對(duì)速度三角形有什么影響?1如何繪制速度三角形?速度三角形一般只需已知三個(gè)條件即可畫出：(1) 圓周速度u(2) 軸向速度vm(3) 葉輪結(jié)構(gòu)角飭角即可按比例畫出三角形。(1) 計(jì)算圓周速度u兀Dnu 二60在已知和葉輪轉(zhuǎn)速n和葉輪直徑D(計(jì)算出口圓周速度U2時(shí)，

3、使用出口直徑, 反之，使用入口直徑，以此類推)以后，即可以求出圓周速度U；(2) 葉輪結(jié)構(gòu)角飭通常是已知的值，因?yàn)樗侨~輪的結(jié)構(gòu)角，分為入口和出口。(3) 軸向速度Vm因?yàn)檫^(guò)流斷面面積(m2)與軸向速度Vm (m/s)的乘積，就是從葉輪流過(guò)的流 體的體積流量(m3/s),因此，只要已知體積流量，并計(jì)算出過(guò)流斷面的面積， 即可得出軸向速度vm/s),由此既可以繪制出速度三角形。2.預(yù)旋與軸向旋渦對(duì)速度三角形有什么影響?(1) 預(yù)旋對(duì)速度三角形的影響?流體在實(shí)際流動(dòng)中，由于在進(jìn)入葉輪之前在吸入管中已經(jīng)存在一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，這個(gè)預(yù)先的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為預(yù)旋。當(dāng)流體進(jìn)入葉輪前的絕對(duì)速度與圓周速度間 的夾角是銳

4、角，且絕對(duì)速度的圓周分速與圓周速度同向，此時(shí)的預(yù)旋稱為正預(yù)旋； 反之，流體進(jìn)入葉輪前的絕對(duì)速度與圓周速度間的夾角是鈍角，則絕對(duì)速度的圓周分速與圓周速度異向，此時(shí)的預(yù)旋稱為負(fù)預(yù)旋。由此可見(jiàn)，當(dāng)無(wú)預(yù)旋時(shí)，流體流入角 ai為900，此時(shí)葉輪進(jìn)口速度三角形 為直角三角形，如圖1所示；當(dāng)正預(yù)旋時(shí)，流體流入角ai90o，此 時(shí)葉輪進(jìn)口速度三角形為鈍角三角形，如圖 3所示。(2) 軸向漩渦對(duì)速度三角形的影響?非匸柞面圖4軸向漩渦圖葉片有限時(shí)，出現(xiàn)軸向滾渦后 出【1速度三和形變化如圖4所示，葉輪內(nèi)流體從進(jìn)口流向出口、同時(shí)在流道內(nèi)一產(chǎn)生一個(gè)與葉輪 轉(zhuǎn)向相反的軸向旋渦，當(dāng)葉輪內(nèi)流體從進(jìn)口流向出口時(shí)，流道內(nèi)均勻的相

5、對(duì)速度 受到軸向旋渦的破壞。在葉片，工作面附近，相對(duì)速度的方向與軸向旋渦形成的 流動(dòng)速度方向相反，兩個(gè)速度疊加的結(jié)果，使合成的相對(duì)速度減小。而在葉片非 工作面附近，兩種速度的方向相同，速度疊加的結(jié)果使合成的相對(duì)流速增加。葉片數(shù)有限多時(shí),出流角度從 宦g降低至B 2后，V2u*就減小成V2u 了，如圖5 所示。這就是相對(duì)速度產(chǎn)生滑移，造成流體出口的旋轉(zhuǎn)不足。2-5 Ha、Ht及之間有何區(qū)別？為什么 HvHtVHt-?Ha是在假定泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)的流體為無(wú)黏性流體且葉輪上葉片厚度無(wú)限 薄，葉片數(shù)無(wú)窮多襯所以流道的寬度無(wú)限小， 那么流體完全沿著葉片的彎曲形狀 流動(dòng)時(shí)所得出的流體在泵與風(fēng)機(jī)中獲得的能量值

6、；HTH是對(duì)由于有限葉片數(shù)修正以后得出的流體在泵與風(fēng)機(jī)中獲得的能量值；H是針對(duì)有限葉片數(shù)量、實(shí)際的黏性流體所得出的流體在泵與風(fēng)機(jī)中獲得的能量值。由于對(duì)于有限多葉片，流體在流道內(nèi)存在回流運(yùn)動(dòng)，造成能量損失，因此，HtvHt*;再有實(shí)際流體幾乎都是黏性流體，黏性流體在運(yùn)轉(zhuǎn)的泵與風(fēng)機(jī)中流動(dòng)時(shí)， 存 在沿程阻力、局部阻力及沖擊阻力損失，使泵與風(fēng)機(jī)的揚(yáng)程或全壓下降，因此 ， HH t，最終，HvHtvHt*。2-6計(jì)算泵與風(fēng)機(jī)的揚(yáng)程、全壓公式有哪些？它們間有什么區(qū)別？1.泵的揚(yáng)程計(jì)算公式(1)理想流體、無(wú)限多葉片時(shí)，通過(guò)流體在葉輪中流動(dòng)的速度三角形計(jì)算 的理論揚(yáng)程HtV22COS： 2： 一 WCOS：

7、 1一g(2) 黏性流體、有限葉片時(shí)，通過(guò)流體在葉輪中流動(dòng)的速度三角形計(jì)算的理論揚(yáng)程的修正公式H = K h HT:;式中H黏性流體、有限葉片時(shí)流體經(jīng)過(guò)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程;K滑移系數(shù)；n h流動(dòng)效率；(3) 安裝于系統(tǒng)中的泵與選擇泵時(shí)所需要的揚(yáng)程公式(控制面在泵的出入 口，不必考慮阻力損失)PbPm：g2g12(ZbZ)式中H 選擇泵時(shí)所需要的揚(yáng)程，m；Pb壓力表讀數(shù)，Pa；Pm真空表讀數(shù)，Pa；V2 水泵出口截面管路中流體的流動(dòng)速度， m/s ； vi 水泵進(jìn)口截面管路中流體的流動(dòng)速度， m/s； Zb水泵進(jìn)口斷面壓力表安裝高度， m;Zm水泵進(jìn)口斷面真空表安裝咼度， m。2.風(fēng)機(jī)全壓計(jì)算公式(

8、1)理想流體、無(wú)限多葉片時(shí)，通過(guò)流體在葉輪中流動(dòng)的速度三角形計(jì)算 的理論風(fēng)機(jī)全壓5二=心 U2V2u=-UMu：(2) 黏性流體、有限葉片時(shí)，通過(guò)流體在葉輪中流動(dòng)的速度三角形計(jì)算的 理論風(fēng)機(jī)的全壓的修正公式P = Pr： h H：式中p黏性流體、有限葉片時(shí)氣體經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)葉輪產(chǎn)生的風(fēng)壓；K滑移系數(shù)； n流動(dòng)效率；(3) 安裝于系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)與選擇風(fēng)機(jī)時(shí)所需要的全壓公式p = ( p - p )ghw式中p風(fēng)機(jī)的全壓，Pa；p壓力表讀數(shù)，Pa；P真空表讀數(shù)，Pa；hw流動(dòng)的阻力損失；(4) 對(duì)于鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)與選擇風(fēng)機(jī)時(shí)所需要的全壓公式p = : ghw式中p風(fēng)機(jī)的全壓，Pa；hw流動(dòng)的阻力損失；2.泵的揚(yáng)程計(jì)算與風(fēng)機(jī)全壓計(jì)算公式的區(qū)別通過(guò)上述公式可以看出，泵的揚(yáng)程計(jì)算與風(fēng)機(jī)全壓計(jì)算公式的區(qū)別在于：Pa（1）泵所