水泵與水泵站計算題

1、一、基本方程式14.已知：Ci=4m/s,Di=160mm,也 i=75°,n=1450r/min,也 2=12°, C2=24m/s,D2=350mm,試求 離心泵所產(chǎn)生的理論水頭。15已知離心泵轉(zhuǎn)速 n=1450rpm ,工作輪外徑 D2=300mm，水力效率門r=85%，葉片為有 限數(shù)目時的反饋系數(shù) P=0.25,水流徑向進(jìn)入葉片，出口的絕對速度 C2=20m/s,夾角a 2=150, 試求水泵所產(chǎn)生的實際水頭 Ho,并繪出其出口速度三角形。16.水泵工作輪的內(nèi)徑 D1=180mm，外徑 D2=280mm，轉(zhuǎn)速 n=960rpm，進(jìn)口 C1=2.5m/s, a 1=6

2、00,出口 a 2=200, C2=16m/s，當(dāng)水流徑向流入葉片（a 2=900）時。試問理論水頭如何變二、基本性能參數(shù)1.如圖在水泵進(jìn)、出口處按裝水銀差壓計。進(jìn)、出口斷面高差為乙 Z=0.5m,差壓計的讀數(shù)為hp= 1 m,求水泵的揚程H。（設(shè)吸水管口徑D 1等于壓水口徑D 2）解：水泵的揚程為：H；2 +四 +區(qū)1'；1 +I+EL12.6hpI 丫 2g J I 丫 2g I= 12.6 1 =12.6 mX O' h s 、hd = H STS1Q2 S2Q23.已知水泵供水系統(tǒng)靜揚程HST=13m，流量Q=360L/s，配用電機功率N79KW電機效率門電=92%,

3、水泵與電機直接連接，傳動效率為10明，吸水管路阻抗S 1=6.173 S/m5 ,壓水管路阻抗S 2=17.98 S2/m5,求解水泵H、N和22-1S1S2 Q =13，16.173 17.980.36o解:總揚程為：H =Hst=16.13 m=H ST水泵軸功率即電機輸出功率：N =N電哽=79乂0.92 =72.68 KWN”依H9.81X0.36X16.13 叫曰一 =78. 472.68水泵效率為：N N72 685.如圖所示取水泵站，水泵由河中直接抽水輸入表壓為196KPa的高地密閉水箱中。已知水泵流量Q =160L/s ,吸水管：直徑D 1=400mm管長L 1=30m ,摩阻

4、系數(shù)入1=0.028;壓水管：直徑D2=350mm 管長L2=200m，摩阻系數(shù)入2=0.029。假設(shè)吸、壓水管路局部水頭損失各為1m,水泵的效率可 =70%,其他標(biāo)高見圖。試計算水泵揚程H及軸功率N。表壓196KPa密閉水箱,/ 74.50水泵、135.0032.00 心- 一解：吸水管計算:4Q 4 0.16v 1 =T =1.27 m / s兀 D123.14X0.42l1 v12301.272hf1 =入 1 =0. 028 xx = 0.17mD1 2g0.4 2 9.81壓水管計算：4 0.16 2 =1.66 m / s 3.14 0.3522 一 2V222 001.66 2=

5、0.029 =2.33m0.35 2 9.814QV2 =2l2h f 2 =人 2ttD22D2 2g總水頭損失為.寸 h =hfi hf2 2 =0. 17 2.33 2 =4.5mHst =74.50 -32.00 20.00 = 62.50mH = H ST ' h = 62.50 4.50 = 67.00mNu = QH =9.81 0.16 67.00 =105.16KWN =性=105.16 =150.23KW0.712.離心泵的輸水量Q=75m3/h，在壓水管接頭上的壓力表讀數(shù)為p=17.2個大氣壓，吸水管上真空表讀數(shù)為 H=150mm汞柱,壓力表與真空表接點間的垂直距

6、離為 Z=0.3m。讀得電力表上電動機輸入功率為 P=54Kw，設(shè)電動機的效率 門電=95%。試求：水泵所產(chǎn)生的水頭、軸 功率和水泵的效率。13.水泵機組采用直接傳動，水泵的流量Q=2.5m3/h,幾何揚程 Hr=25m,管道的水頭損失hw=6m ,水泵和電動機的效率分別為70%和95%。取機組每天工作小時數(shù)為 T=20h/d ,電價為0.15¥ /Kw h。試求電動機的輸入功率每天的電費。三、離心泵調(diào)速運行11.某變速運行離心水泵其轉(zhuǎn)速為n1=950r/min時的(Q - H)i曲線如圖，其管道系統(tǒng)特性曲線方程為H =10+17500Q2(Q以 希/s計)。試問(1).該水泵裝置工

7、況點的Q a與Ha值，(2). 若保持靜揚程為10m流量下降33.3%時其轉(zhuǎn)速應(yīng)降為多少編p123456流里Q(L/s)01020304050揚程H(m )1011. 751725. 83854圖解得交點A ( 40.5 , 38.2)即。人=40.5L/sHa=38.2m(2)、流量下降33.3%寸，功況 點移動到B點，解:(1)、根據(jù)管道系統(tǒng)特性曲線方程繪制管道系統(tǒng)特性曲線：Qb = (1-0.333) Q=27L/s 由圖中查得Hb =23mH =KQ2 =惡Q2 =-232Q2 =0.0316 Q2相似功況拋物線方程為Qb27（3）、繪制H=kQ曲線：H=kQ曲線與（CH HH曲線的交

8、點A （36, 40）即Q ai =36L/s , H ai=40m則根據(jù)比例律有編勺1234567流里Q(L/s)10152025303540揚程H(m )3.27.112.619.728.438.750.1QA1QB27.n2 =n =一 950 =713 r/minQA136答：12.已知某變速運行水泵裝置的管道系統(tǒng)特性曲線H=出+SQ和水泵在轉(zhuǎn)速為 n=950r/min時的（Q - H）曲線如圖。試圖解計算：（1）.該水泵裝置工況點的Q a與H a值，（2）.若保持靜 揚程不變，流量下降33.3%時其轉(zhuǎn)速應(yīng)降為多少？（要求詳細(xì)寫出圖解步驟，列出計算表， 畫出相應(yīng)的曲線）（15分）四、離

9、心泵換輪運行17. 4BA 12單級單吸式離心泵的性能如下表：n=2900rpm , D=174mmQ (l/s)010182533.336H (m)36.538.537.734.62825.8N(KW)5.89.512.614.816.817門(%)055727874.570揚水地形高度（靜揚水高度）Hr=20m，管道特性曲線為 H=Hr+SQ2,試求: .水泵的輸水流量、水頭、軸功率和效率； .用出水管閘閥調(diào)節(jié)使其流量減少15%時的水頭、效率和軸功率； .葉輪直徑車削10%時的流量和水頭，并且繪出其特性曲線； .流量減少10%的轉(zhuǎn)速和葉輪直徑。18.已知n=950rpm時，水泵的Q H關(guān)系

10、如下表所示:Q (l/s)01020304050H (m)444544423832管道曲線Q hw方程式為H=H st+SQ2=10+0.0175Q2。試求:.工作點處的Q、H; .n=720rpm 時的 Q、H; .揚水高度HsT=25m，將兩臺n1=720rpm的水泵串聯(lián)時，每臺的 Q、H; .如果水塔水位上升 Z=5m，串聯(lián)的流量不變， 一臺的轉(zhuǎn)速仍為n1=720rpm,另臺的轉(zhuǎn)速n2為多少？19.具有不同靜揚程的兩臺同型號水泵并聯(lián)，已知 n=950rpm時，水泵的CH性能為:Q (l/s)01020304050H (m門444544423832揚水高度如圖所示，各管道阻力率為：Sca=

11、0.0012 (ms2/l), Sda=0.0025 ( ms2/l)2 .、Sab =0.0063 (ms/l)。試用圖解法確定每臺水泵的工作點。23.某離心泵的葉輪外徑為 D2=218mm在Q=99Mh , H=51.0m和門=69.0%的工況下工作。 當(dāng)葉輪外徑切削為 D2' =200mm時(設(shè)此時水泵的效率近似不變)，式求切削后水泵的性能參 數(shù)Q H和N各是多少？五、離心泵并、串聯(lián)運行20.兩臺不同型號的水泵串聯(lián)，輸水到兩個水塔(如圖所示)，其性能見下表:Q (l/s)020406080100H1 (m)403528.521122H2 (m)4441.5373226.520各管

12、道阻力率為:Sab =0.0004 (ms2/l),Sbc=0.0005 (ms2/l), Sbd=0.0009 ( ms2/l)。 .試用圖解法求出水泵的工作點及BD和BC管路的流量和流向。 .若在B點另外輸出流量 Q=50 l/s ,試求每臺水泵的流量及BC、BD管路的流量。六、離心泵吸水性能1.已知某離心泵銘牌參數(shù)為Q=220L/s , Hs=4.5m，若將其安裝在海拔1000研勺地方，抽送40C的 溫水，試計算其在相應(yīng)流量下的允許吸上真空高度Hs'。(海拔1000m寸，ha=9.2m ,水溫40C 時，hva=0.75n) 解:Hs j = Hs 】(10.33ha) (hva

13、 0.24)= 4.5 -(10.33 -9.2) -(0.75 -0.24) = 2.86m2.已知水泵裝置流量Q=0.12m/s ,吸水管直徑D=0.25m ,抽水溫度t=20C ,允許吸上真空高度為 Hs=5m ,吸水井水面絕對標(biāo)高為102m ,水面為大氣壓強，設(shè)吸水管水頭損失為hs=0.79m，試確定泵軸的最大安裝標(biāo)高。(海拔為102湖寸的大氣壓為h=10.2m H。解: Hs=Hs -(10.33-ha) =5 (10.3310.2) = 4.87m列吸水井水面(0 0)和水泵吸入口斷面(1-1)能量方程:2四=pa * =Hg 工 hs丫 丫2gHs】=Hg"茶-hs2H

14、g 1= Hs I -d -hs =4.87 0.30 0.79 = 3. 78m2g答：泵軸最大安裝標(biāo)高為102 .、1 = 1°2.花二淄晰3.12SH-19A型離心水泵，流量Q=220L/s時，在水泵樣本中查得允許吸上真空高度Hs=4.5m,裝置 吸水管的直徑為D =300mm吸水管總水頭損失為習(xí)hS=1.0m,當(dāng)?shù)睾０胃叨葹?000m水溫為40C,試計 算最大安裝高度H.(海拔1000m寸的大氣壓為ha=9.2ml2Q水溫40C時的汽化壓強為hu0.75mHD)v_!=3.11 m/s解:吸水管流速為° 4X0.3Hs I = Hs 1-(10.33ha) -(hv

15、a -0.24)=4.5 - 10.33-9.2)0.75 -0.24 =2.86 m列吸水井水面(00)與水泵進(jìn)口斷面(1 1)能方程：PaP 1 V 2、-=Hg1 . hsYY 2g2HV =土史=Hg - hY2g,2H s I - Hg I 七 ' hs 2g2】=Hsl v2Hg3.112-hs =2.86 1.0 =1.37 m2g2 9.81答:Hg =1.37 米。4.水泵輸水流量Q =20h,安裝高度Hg=5.5m(見圖)，吸水管直徑D =100mi水管長度L =9M管道沿程阻力系數(shù)入=0.025,局部阻力系數(shù)底閥I e=5,彎頭I b =0.3,求水泵進(jìn)口 C-C

16、斷面的真空值p vC OQ Q4 20v =2= 0.71m /32d 23. 14 X0. 12 X360042g_ 0.7122 9.81-0.026m22v9、 0.71&0.025 '： -'-5 - 0.3) 2g0. 12 9.81Z hs =(入； d列吸水井水面(00)與水泵進(jìn)口斷面(C- C)能方程:2Jg pc vYY 2g'、hsuPa 一 PcH v =Y=Hg2W ' hs2g= 5.5 0.026 0.19 =5.72m(H2O)貝 U： pvc =t Hv =9810 5.72 =56113.2Pa5.已知某離心泵銘牌參數(shù)為

17、Q=220L/s , HS=4.5m ,若將其安裝在海拔1500W勺地方，抽送20C的 溫水，若裝置吸水管的直徑為D =300mm吸水管總水頭損失為工hS=1.0m,試計算其在相應(yīng)流量下的 允許安裝高度Hq (海拔1500m寸，ha=8.6m ;水溫20C時，hva=0.24nDQ2201000v =虧=3.11 m/s解:b"Hs I - Hs 1-（10.33-ha）= 4.5 - 10.33 -8.6 =2.77 m2Hs I - Hg 1 土 ' hs2g, v23.112Hg I- Hs -hs =2.77 1.0 =1.28 mg s 2g s2 9.81（2分）

18、（3分）（2分）（3分）6.已知水泵的供水量 Q=120 l/s，吸水管直徑為350mm，長度為40m,沿程阻力系數(shù)為 入=0.02, 吸水管上的管路附件有：底閥一個（ I底=6）,彎頭三個（I彎=0.3），大小頭一個（K =0.1）; 吸水池水面標(biāo)高為 120m，水泵樣本上查出最大允許真空高度 H=5m，水溫為30 C ,當(dāng)?shù)?海拔為2000m。試求水泵最大允許標(biāo)高。22. 12Sh-19型離心泵的輸水量為217 l/s時，允許吸上真空高度H=5.1m，吸水管直徑 D吸l=350mm,總阻力系數(shù)為 入D +' I =10,當(dāng)?shù)睾０螢?000m，水溫為t=40 C ,試求水泵的 最大安裝高度。7.鍋爐給水泵將除氧器內(nèi)的軟化水送入蒸汽鍋爐，如圖所示。設(shè)除氧器內(nèi)壓力為p）=117.6 KPa,相應(yīng)的水溫為飽和溫度（t=104C）,吸水管內(nèi)的水力損失為1.5m,所用給水泵為 六級離心泵，其允許汽蝕余量NPSH為5m其到