泵與風機-楊詩成-第四版計算題及答案

1、Ric=8.6cm，葉片出口邊處 R?=19cmo3 ig=17°,3 2g =21 °, n=2950r/min，設(shè)流體無預旋流 入葉輪。繪制葉輪進、出口速度三角形，并計算通過葉輪的流量(不計葉片厚度)及揚程Ha。2-1 解：1. 首先計算葉輪進口速度三角形:（1）： U1=!_D6029502 Rc6029502 0.0866026.55（m/s）（2）： 1g 17(3)流體無預旋，1 90根據(jù)以上條件可畫出進口速度三角形：并計算出V1=V1m=U1 tg 31g=26.55 x tg17 =8.12m/s31= ucos B1g=26.53cos17 =27.76m

2、/s2. 根據(jù)進口軸面速度 V1m及進口半徑R1c計算出流量:qvt«=2 nRicb1 V1m =2 nX 0.086 x 0.032 x 8.12=0.1403 m3/s3. 計算葉輪出口速度三角形（1）：U2=n D26029502 R2c6029502 0.196058.67（m/s）（2） ：2g 21（3）計算V2m，即出口速度三角形的高：根據(jù)連續(xù)性方程：進口過流斷面面積（2 nRic）X b1 X 8.12=出口過流斷面面積（2 uR2）X b2X v2m即：2 nX 0.086 X 0.032 X 8.12=2 nX 0.19 X 0.018 X v2m計算得：V2m

3、=6.53m/s由此可畫出出口速度三角形：并計算出V2、32：V2u=u2-V2m ctg 倫g=58.67-6.53 X ctg21 =41.66m/s2 2 : 22_. V2u V2mv 41.666.5342.1732= V2m/sin 倫g=6.53/sin21 =°18.22m/s4. 流量 qvTa：qvT=進口過流斷面面積(2 7tRlc)X blX vim=出口過流斷面面積(2 uR2)X b2X v2m=2 TtRicX bi X Vim=2 nX 0.086 X 0.032 X 8.12=0.1403m3/s5. 揚程Hw:1 、Ht«=(u2v2u

4、u1v1u),因徑向流入，viu=0 gHt8=u2v2u = U2(U2V2mCtg 2g )gg58.67 (58.67 6.53 ctg21 )9.81Ht«=249.15 (m)2-2,離心式風機的葉輪外徑D2=400mm ,轉(zhuǎn)速n=2985r/min，葉輪入口處流體無預旋,V2ua=0.8u2，空氣密度 p =1.2kg/m 3，試計算 Pw。2-2解：PTs= p(u2V2u8-u1 V1u a) 葉輪入口處流體無預旋，u2=60根據(jù)題意：29850.462.49 m/s60V2ua=0.8 u2=0.8X 62.49=49.99m/sV1u 8=0pTa= p2V2u

5、apt«= pj2V2u«=1.2 X 62.49 X 49.99=3748.6(Pa)3,欲將某管路系統(tǒng)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壓力為105Pa,高位水箱容器液面上的壓力為4000kPa。整個管路系統(tǒng)的流動阻力27.6m ,求選擇泵時至少應(yīng)保證的揚程。2-3選擇泵時至少應(yīng)保證的揚程為:H=(Z2 乙)P2P12ghw,代入數(shù)據(jù):H=304000 103 1051000 9.810 27.6414.38m2g2-4,離心式風機葉輪外徑D2=600mm，葉輪出口寬度 b2=150mm，葉片出口幾何角B=30°,轉(zhuǎn)速n=1450

6、r/min。設(shè)葉輪進口無預旋，空氣密度p=1.2kg/m3。求當流量為10 x 103m3/h時，葉輪的相對速度W2和絕對速度V2；葉片無限多時的理論全壓pg；葉片無限多時的反作用度Q;設(shè)葉片數(shù)Z=12，滑移系數(shù)及理論全壓pt2-4解：(1 ) U2=n D260陸=30 °V2m= qvtD2b214506045.53m/s310 10 /36009.83m/s0.6 0.152即：對于后彎式葉片，倫g<90 °32= V2m/sin 32g=9.83sin30 =19.66m/sV2=u2-V2m ctg 住g=45.53-9.83 x ctg30 =28.50m

7、/s(2) pT8= pT8= pU2V2u8-U1 V1u切葉輪入口處流體無預旋，V1u -=0PT«= pJ2V2u aPT«= 1.2 x 45.53X 28.50=1557.1Pa(3)根據(jù)定義：離心泵：Q =靜揚程 仏 1 hi 總揚程 HtHtPtPt21.2 (28.500)487.35(Pa)2 2:Pda=_VJ2PtP = 1-487.35pT 1557.10.687(4)根據(jù)斯托道拉修正公式:K1Zsin2gsin 3011 輕 ctg3045.530.1310.6260.791二 PT=Kpr«=0.791 X 1557仁 1231.3Pa

8、2-5，離心水泵在轉(zhuǎn)速 n=2950r/min時，流量為89L/s, H=13m。水以徑向進入葉輪(a =90°),葉輪內(nèi)的軸面速度 v1m=3.6m/s。內(nèi)外徑比 D/D2=0.4，葉輪出口寬度 b2=0.12D2，若 不計葉輪內(nèi)的損失和葉片厚度的影響，并設(shè)葉輪進口葉片的寬度b1=20cm，求葉輪外徑D2,出口寬度b2及葉片進出口角B 1g和B 2g。2-5解：根據(jù)已知流量為89L/s及葉輪內(nèi)的軸面速度即：qv= ( dD1)X b1 X V1mv1m=3.6m/s，可求出幾口直徑 D1:D1=qvbWm0.0890.2 3.60.039m由此可計算出：D2=D1/0.4=0.03

9、9/0.4=0.098mb2=0.12D2=0.12 X 0.098=0.0118mU2= n D 26029500.0986015.19m/s=n D16029500.039606.02m/sqvD2 b20.0890.098 0.011824 .51m/s畫出速度三角形，確定其它參數(shù):根據(jù)已知H=13m得：HTs=(U2V2u UMu),因徑向流入，V1u=0“ggHTU29.81 138.43m/ s15.1330.88根據(jù)進口速度三角形，得：tg 1g 如 360 0.598 tg 1gu16.02根據(jù)出口速度三角形，得如u?t爲3備3-658/1Mu= B. n/stg 1g 74.

10、712-6,離心泵葉輪直徑D2=360mm,出口有效截面積A2=0.023m2，葉輪出口幾何角B2g=30°,若不計葉輪進口的預旋(viu=O)，求轉(zhuǎn)速n=1480r/min，流量為83.8L/S時的理論揚程 Ht。設(shè) K=0.82。2-6解：HTRgVzu U1V|u),因徑向流入，V1u=0g1HT8= ( U2V2U ) ， Ht = K HTn D26014800.366027.88m/s又已知流量及出口截面面積，可求出V2m:即：V2m= qvtqvtD2b2A20.08380.0233.64 m/s又已知血g=30可畫出出口速度三角形:七二 2T” 83 n/=：v2u

11、u2 v2mctg 2g 27.88 3.64 ctg30 21.57m/s1二 Ht= K !(u2v2u)=0.82X(27.88 21.57) 50.28m/sg 2 29.812-7，葉輪外徑 D2=450mm的離心風機，氣流無預旋進入葉輪，葉輪出口的絕對速度圓周分速V2u=0.85u2，空氣密度P =1.2kg/m3。求風機轉(zhuǎn)速n=2950r/min時，風機所產(chǎn)生的全壓PT。2-7 解：PT8= pu2V2u 8-u 1 V1uTViu 8=0葉輪入口處流體無預旋，PT«= p2V2u 8u2_n D229500.450u2=269.47m/s60 60V2u«=

12、0.85u 2=0.85 X 69.47=59.05m/spt«= pj2V2u«=1.2 X 69.47 X 59.05=4922.8(Pa)由于題中未提到是否為無限多葉片，因此不計有限葉片時的損失，即:pT= pT8= pj2v2u «=4922.8(Pa)2-8,離心泵葉輪葉片出口角B2g =45°，出口截面排擠系數(shù)“ =0.92，在轉(zhuǎn)速n=1450r/minVlm=V2m = 1.8m/S，葉輪出口能量的時，流量qv=150L/s，揚程H=19.8m。液流徑向進入葉輪，求葉輪所需的外徑D2和出口寬度b2。40%可轉(zhuǎn)化成揚程。2-8 :解：0.150.92D2b21.8(1)根據(jù)題意：葉輪出口動能的1HT8/40%=(u2V2u5V1u)=g40%可轉(zhuǎn)化為揚程：1 _ 1(u2V2u)=(氏(氏2mCtgg g_ 1 22g)= W2 u2 2mCtg 2g ) g即：Ht»= 1 (gn D2602n D2+、2mCtg 2g ) 60X 40%代入數(shù)據(jù)得:19.8=(1450