泵與泵站課后答案解析全二章

1、【P107習題】，進水水箱絕【1 J. （1）已知，出水水箱內絕對壓強Pi=3.0atm對壓強P2=0.8atm以泵軸為0-0線，大氣壓Pa=1atm出水水箱測壓管水頭：進水水箱測壓管水頭：H1H2R 巳 103 110P2 Fa 100.8 110示在泵軸以下）Hst H1 H220( 2)22m（2）泵的吸水地形高度：HssH22m（3）泵的壓水地形高度：HsdH120m20m2m “ - ” 表【2J.解答：如圖（a）, Hss（a） 3m據(jù)題意:H ss(b) H ss(C)H ss(a)3m以泵軸為基準面（1）b水泵位置水頭：Zb Hab水泵吸水池測壓管水柱高度：h 0.5 1 10

2、b水泵吸水池測壓管水頭:H 測 Zb h H A5m5 mb 水泵 Hss(b)0 H測 0 Ha 55 Ha 3m(2 ) C水泵位置水頭：乙 5m (在泵軸以下)c水泵吸水池測壓管水柱高度：hFC 110 10Pc 10C 水泵吸管水頭H 測 Zc h 5 10Fc1010FC 15(m)c水泵H ss(c) 0 H測10FC 151510Fc3m H解得：Pc 1.2atm【3】解答:(1) 根據(jù)給定的流量和管徑,查給水排水設計手冊第一冊,得:吸水管沿程水頭損失系數(shù)i15.7 %o壓水管沿程水頭損失系數(shù)11.6 %o真空表讀數(shù)：Hv Hsd2V12g(見 P24，公式 2-30 )真空表

3、安裝在泵軸處,2則：趴 Hsshs jg0.16計算水泵的吸水管流速:A1廠 1.27m/s3.14 0.42(;)泵吸水地形高度：Hss35 32 3m吸水管水頭損失：hsi1 l110.0057 30 11.17m則：真空表讀數(shù)Hv 31.171 丘2 9.8.°1atm 10mH2O 760mmHg貝心 4.25mH 2O 4.25 76 323mmHg %真空度=_?go%巳10嘰。阿嘰。100%57.5%10mH2O(2)泵的靜揚程：Hst 74.5 322 1 10 52.5m壓水管水頭損失：hdi2 I2 1 0.0116 200 1 3.32mh 52.5 4.495

4、6.99m管道總水頭損失：h hshd 1.17 3.32 4.49m(3 )軸功率：N gQH 1000 98 °16 56.99 127.66kw 10001000 0.7總揚程：H Hst【4】.解答：以吸水池水面為基準面列0-0，1-1，2-2，3-3斷面能量方程如下:0-0斷面：E。z。V02gP0g0 0Pag1-1斷面：E1乙2V1P(HssZ)2V1R2gg22gg2-2斷面：E2Z22V2P(HssZ)2 匕P22gg22gg3-3斷面：E3Z3P3H STvfPa2gg2gg吸水管水頭損失:Farz2v1-Hvz2v1hsE0E1a1HssHssg22g22g得:

5、HvhsHss壓水管水頭損失:hd E2得：Hd匚P2PaE3gsshdss22g2 2V2V32gSTH ST H dHss22V2V32gSTT泵裝置總揚程HHv Hd,z2V1H sshd22g2 22V|v2V3zH ST2g2g則：H 比HdhshshdH ssV2V3H ST22g2 2（總水頭損失hhshd )h H st2g2g22忽略流速差即V V2 ,罟0 ；壓力表和真空表沿泵軸安裝，即z 02則最后：H Hst h 冬2g泵的基本方程式：U2u2(U2 C2rCtg ) g12(U2 U2C2rCtg 2) g葉輪出口牽連速度：U2 n D21450 3" &#

6、176;2821.25(m/s)60 60葉輪出口面積：F2D2 b23.14 0.28 0.040.035(m2)徑向流速：C2r QT05 38.57Q(m/s)代入基本方程式，得理論特性曲線1 2Ht(21.252 21.25 38.57QT ctg30 ) 40.08 144.86Q9.8【6】.解答：(1) Q-H關系曲線不變；相同工況下，需要的功率增加為原來的1.3倍。因為：在泵的基本方程式的推導過程中，液體密度p被消掉了，因 此，水泵的理論揚程和液體密度無關， 水泵的實際特性曲線是在水泵 的理論揚程Ht和Qt關系曲線的基礎上減去各種泵內的損失繪制的， 液體的其他物理特性和水相同，

7、貝幾其在水泵內部的各種損失和輸送 水時一樣，因此，水泵的特性曲線 Q-H不變。水泵的軸功率和液體密度p有關，N 常 ,N和 成正比， 當 1.3水時，則功率變?yōu)樵瓉淼?.3倍。(2 )壓力表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?.3倍。因為：如問題(1)所示，輸送液體的密度改變，揚程不變，則其壓力表讀數(shù)Hd不變，泵的壓力表讀數(shù)：Fd gHd(MPa),和密度成正比，當 1.3水時，則Pd變?yōu)樵瓉淼?.3倍(3 )以吸水池水面為基準面吸水池和高位水池的高度差：Z 48 m高位水池的測壓管內液柱高度:1.013 105 2 11.3 水 g7.9m靜揚程：Hst Z h 48 7.9 55.9m【7】.解答：測壓管水頭

8、：H測Z ghZ 位置水頭gh 測壓管內水柱高度(壓強水頭)管道水頭損失：h H2 Hi (計算段前后測壓管水頭差)=SQ2測壓管水頭線：沿程測壓管水頭的連線，以管道長度為橫坐標，測壓管水頭高度為縱坐標，繪制測壓管水頭線，曲線趨勢是下降。管道水頭損失特性曲線：以流量為橫坐標，管道水頭損失為縱坐標，繪制曲線，曲線的趨勢為上升?！?】.解答：如圖，貝打A表顯示的為水泵壓力表讀數(shù)，C表顯示為水泵真空 表讀數(shù)，B點顯示為閘閥后的壓力表讀數(shù)。(1 ) A、B讀數(shù)一樣，測壓管水面高度一樣。因為：閘閥全開，閥門前后的水頭損失不計，貝S A、B點壓力 相同。(2) A表讀數(shù)增大，B表讀數(shù)減小，A測壓管水面高度

9、增加，B 測壓管水面高度減小。因為：閘閥關小，流量減小。水泵的工況點向流量Q減小，揚程H增大的方向移動。水泵的總揚程 H Hv Hd，真空表讀數(shù)2Hv Hss hs巴，閘閥關小時，流量減小，則 hs減小，vi減小，Hss 2g不變，則Hv讀數(shù)減小，而總揚程H是增大的，因此Hd是增大的，即 A表讀數(shù)增大。閘閥關小，閘閥段的水頭損失增大，貝S A、B壓力表(或測壓 管高度)之差即為閘閥段的水頭損失。B點的壓力表讀數(shù)亦可表示為 H BD hBD，閘閥關小，流量減小，hBD SbdQ?減小，H BD不變，則B點的壓力表讀數(shù)減小，對應的測壓管水面高度減小。(3) C表讀數(shù)減小，C比壓管水面高度增加。因為

10、：如(1 )問中，Hv讀數(shù)減小，即C表讀數(shù)減小。又因為C表處為負壓，C表讀數(shù)減小，對應的測壓管水面高度增加。【9】.解答：(1 )不一定。因為可能調節(jié)出水泵的高效段，貝打水泵的效率降 低?！?0】.解答：(1) 一樣。因為：總揚程H Hst h。兩種情況，靜揚程Hst 一樣，水頭 損失一樣，則總揚程一樣。(2) 水泵裝置的總揚程增加，則水泵的工況點向流量減小、揚程 增加的方向移動，水泵的軸功率降低，電耗減小因為：靜揚程Hst增加，貝S總揚程增加。其管道特性曲線變化如圖?！?2】解答:意義：,和定速運行時水泵工作的高效段相比，通過調速運行，水 泵形成了一系列的Q-H曲線，對應著一系列的高效段，從

11、而將一個 泵的高效工作段擴展為一個高效區(qū)，大大擴展了水泵的高效工作范 圍。從而有效的解決了供水過程中，水量逐時變化情況下，水泵的高 效、節(jié)能工作的問題?！?3】解答:優(yōu)點：(1)保持管網(wǎng)等壓供水(即靜揚程不變)；(2)節(jié)能、亠"注意：(1)調速后的轉速和水泵的臨界轉速不能重合、接近或成倍數(shù)。(2) 調速不能超過泵的額定轉速，即一般不輕易調高。(3) 為了節(jié)約投資，一般采用定速泵和調速泵并聯(lián)工作。(4) 泵的調速范圍應該保證調速泵和定速泵的工況都在高效 段運行?！?4】.解答：比轉速不變。比轉速nsi3.65nQ3Hi4因為調速后滿足比例率:ni n2HiH2nn2比轉速:ns23.6

12、5n2. Q23H243.65n . n2Q12. n13 n；H1 刁2-3.65 Q3.65比.Q1【15】解答:據(jù)已知：比例尺Hm實際泵n實960r / min3H143322n2nsi0.8m, Qm11L/s,730r /min根據(jù)相似律：詈3 nmn實Hm則：實際泵流量:Qm3n實nm113960926L/s730Hm22n實2n m0.8142960222m7302【16】解答:該水泵的比轉速:ns3.65 n. Q3.65 2900、0.032350；100r /min參考P54 , ns 100r/min的相對性能曲線，銘牌上參數(shù)即為：Q0 32L/s , H0 50m ,

13、N0 22.9kw ,0 68.5%根據(jù)公式：Q Q Q0H H H0N N N0【17 .解答：ns 0.0706 1800 127r/min我國的比轉速為美國的0.0706倍，日本的0.47倍?！?8 .解答:12Sh-19 水泵的特性曲線見 P60，圖2-50據(jù)題意，已知： H ST 14m， S 225s2 / m5， D2290mm則其管道特性曲線為：H Hst h Hst SQ2 14 225Q2繪制：管道特性曲線Q hQ (L/s)150175187.5200225250Q(m 3/S)0.150.1750.18750.20.2250.25H19.120.921.923.025.

14、428.1Q h曲線交Q H曲線于A點，A點即為水泵的工況點，對應流量為 Qa=195L/s，揚程 HA=22.8m。流量減少12 %，則減少后流量為Qb= ( 1-12 %)x 196 =171.6L/S，揚程為Hb 14 22如：20.6m，其工況點移動到B( 171.6 ,20.6 )點其等效率曲線系數(shù)：k Qb 爲? 700 (S2/m5)B等效率曲線：H kQ2700Q2繪制：等效率曲線H kQ2Q(L/s)150175187.5200225250Q(m 3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H15.821.424.628.035.443.8H kQ2曲線過B

15、點，交Q H曲線于B'點，B'點即為水泵對應B點的相似工況點，對應流量為Qb'=185L/s，揚程HB'=24.0m。D2D2BQ '根據(jù)切削律：Qb切削后葉輪直徑:171.6D2BD2290267mm185B【19】解答:銘牌的參數(shù)為泵設計工況時的參數(shù)，即水泵的水力效率最高時的工作參數(shù)。因此在描述水泵性能時，應該強調前提是在設計工況時，泵能打多少水，揚程多高【21】.解答：(1 )相當于水泵和水箱聯(lián)合供水的工作方式。14SA-10 泵特性曲線見 P32。以吸水池水面為基準面。密閉高位水箱的測壓管水頭為：Hc 123.0 100 3.5 1 10 48

16、mB點測壓管水頭為：Hb 120 100 12 2 4 40m水泵特性曲線折引到 B 點，折引后：2 2H ' HhAB0( 水池供水特性曲線折引到 B 點：' 2 2Hc HchBc Hc SbcQ 48 130Q繪制：水泵折引后特性曲線Q HQ (L080160240320400Q(m 3/s)00.080.160.240.320.40H727776736959hAB01.35.111.520.532.01H7275.770.961.548.527.0繪制：高位水池供水折引后特性曲線 Q HQ (L/s)080160240320400Q(m 3/s)00.080.160.2

17、40.320.40He484848484848hBC00.83.37.513.320.81h4847.244.740.534.727.2繪制：Hb 40直線，交Q Hc '于C點，貝S C點對應的流量 Qc=245L/s為高位水箱的出流流量，交 Q H '于A'點，過A ' 點做縱軸平行線，交Q H于A點，A點即為水泵的工況點，對 應流量為Qa=350L/s，揚程HA=65m。B 點的流量： QB Qa Qc 245 350 595L/s(圖1)(2)相當于水泵同時向兩個水箱供水的問題。如上圖，繪制：水泵折引后特性曲線 Q H '繪制：Hb 40直線，交

18、Q H '于 A '點，過A '點做縱軸平行線，交Q h于A點，A點即為水泵的工況點，對應流量為 Qa=350L/s，揚程 HA=65m水泵到水池 C的流量：Qc Qa Qb 350 40 310L/s（圖2 ）【22】.解答：（1）不是。因為：允許吸上真空高度為真空表讀數(shù)Hv的極限值。要求滿足Hv Hs，能夠保證水泵不產(chǎn)生氣蝕。水泵的允許吸上真空高度受的提升液體的水溫、實際地點 的氣壓影響。水泵銘牌上的參數(shù)Hs=2.5m 是水泵在標準狀態(tài)下（即 水溫20 C,氣壓為1atm ）的允許吸上真空高度。當水泵在標準狀 態(tài)下工作時，Hv Hs即Hv 2.5mH2O，即能保證不產(chǎn)生氣蝕，但是當水泵不在標準狀態(tài)下工作時