泵與風(fēng)機(jī) 楊詩成 第四版第二章計算題及答案

1、2-1，某離心水泵葉輪b1=3.2cm，b2=1.8cm。葉片進(jìn)口邊內(nèi)切圓圓心距軸心線的距離R1c=8.6cm，葉片出口邊處R2=19cm。1g =17°，2g =21°，n=2950r/min，設(shè)流體無預(yù)旋流入葉輪。繪制葉輪進(jìn)、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(yáng)程HT。2-1解：1. 首先計算葉輪進(jìn)口速度三角形： （1）：u1=（2）：（3）流體無預(yù)旋，根據(jù)以上條件可畫出進(jìn)口速度三角形：并計算出v1、v1m、1： v1=v1m=u1·tg1g=26.55×tg17°=8.12m/s 1= u1/cos1g=26.55/c

2、os17°=27.76m/s2. 根據(jù)進(jìn)口軸面速度v1m及進(jìn)口半徑R1c計算出流量：qvt=2R1cb1 v1m =2×0.086×0.032×8.12=0.1403 m3/s3. 計算葉輪出口速度三角形（1）：u2=（2）：（3）計算v2m，即出口速度三角形的高：根據(jù)連續(xù)性方程：進(jìn)口過流斷面面積（2R1c）×b1×8.12=出口過流斷面面積（2R2）×b2×v2m即：2×0.086×0.032×8.12=2×0.19×0.018×v2m計算得：v2m=6

3、.53m/s由此可畫出出口速度三角形：并計算出v2、2： v2u=u2-v2m·ctg2g=58.67-6.53×ctg21°=41.66m/s 2= v2m/sin2g=6.53/sin21°=18.22m/s 注意：按比例畫出三角形。4. 流量qvT：qvT=進(jìn)口過流斷面面積（2R1c）×b1×v1m=出口過流斷面面積（2R2）×b2×v2m =2R1c×b1×v1m=2×0.086×0.032×8.12=0.1403m3/s5. 揚(yáng)程HT：HT=,因徑向流入，

4、v1u=0HT=HT=249.15（m）2-2，離心式風(fēng)機(jī)的葉輪外徑D2=400mm，轉(zhuǎn)速n=2985r/min，葉輪入口處流體無預(yù)旋，v2u=0.8u2，空氣密度=1.2kg/m3，試計算pT。2-2解：pT=(u2v2u-u1 v1u)葉輪入口處流體無預(yù)旋，v1u=0pT=u2v2uu2=根據(jù)題意：v2u=0.8 u2=0.8×62.49=49.99m/spT=u2v2u=1.2×62.49×49.99=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4000kP

5、a。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(yáng)程。2-3選擇泵時至少應(yīng)保證的揚(yáng)程為：H=,代入數(shù)據(jù)：H=2-4，離心式風(fēng)機(jī)葉輪外徑D2=600mm，葉輪出口寬度b2=150mm，葉片出口幾何角2g =30°，轉(zhuǎn)速n=1450r/min。設(shè)葉輪進(jìn)口無預(yù)旋，空氣密度=1.2kg/m3。求當(dāng)流量為10×103m3/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pT；葉片無限多時的反作用度；設(shè)葉片數(shù)Z=12，滑移系數(shù)及理論全壓pT2-4解：（1）u2= 2g=30° v2m=由此可出口畫出速度三角形：根據(jù)三角形計算2、v2 2= v2m/s

6、in2g=9.83/sin30°=19.66m/sv2=u2-v2m·ctg2g=45.53-9.83×ctg30°=28.50m/s （2）pT= pT=(u2v2u-u1 v1u)葉輪入口處流體無預(yù)旋，v1u=0pT=u2v2upT= 1.2×45.53×28.50=1557.1Pa（3）根據(jù)定義：離心泵：= 風(fēng)機(jī)：=pd=1-（4）根據(jù)斯托道拉修正公式： 即：對于后彎式葉片，2g<90° pT=KpT=0.791×1557.1=1231.3Pa2-5，離心水泵在轉(zhuǎn)速n=2950r/min時，流量為89L

7、/s，H=13m。水以徑向進(jìn)入葉輪（=90°），葉輪內(nèi)的軸面速度v1m=3.6m/s。內(nèi)外徑比D1/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(jìn)口葉片的寬度b1=20cm，求葉輪外徑D2，出口寬度b2及葉片進(jìn)出口角1g 和2g。2-5解：(1)根據(jù)已知流量為89L/s及葉輪內(nèi)的軸面速度v1m=3.6m/s，可求出幾口直徑D1:即：qv=（D1）×b1×v1mD1=由此可計算出：D2=D1/0.4=0.039/0.4=0.098m b2=0.12D2=0.12×0.098=0.0118m u2= u1= (2

8、)畫出速度三角形，確定其它參數(shù)：根據(jù)已知H=13m得： HT=,因徑向流入，v1u=0 根據(jù)進(jìn)口速度三角形，得： 根據(jù)出口速度三角形，得： 2-6，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2g =30°，若不計葉輪進(jìn)口的預(yù)旋（v1u=0），求轉(zhuǎn)速n=1480r/min，流量為83.8L/s時的理論揚(yáng)程HT。設(shè)K=0.82。2-6解：HT=,因徑向流入，v1u=0HT=，HT=K HTu2=又已知流量及出口截面面積，可求出v2m:即：v2m=又已知2g=30° 可畫出出口速度三角形：HT= K =0.82×2-7，葉輪外徑D

9、2=450mm的離心風(fēng)機(jī)，氣流無預(yù)旋進(jìn)入葉輪，葉輪出口的絕對速度圓周分速v2u=0.85u2，空氣密度=1.2kg/m3。求風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=2950r/min時，風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的全壓pT。2-7 解：pT=(u2v2u-u1 v1u)葉輪入口處流體無預(yù)旋，v1u=0pT=u2v2uu2= v2u=0.85u2=0.85×69.47=59.05m/spT=u2v2u=1.2×69.47×59.05=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= pT=u2v2u=4922.8(Pa)2-8，離心泵葉輪葉片出口角2g =45°，出口截面排擠系數(shù)=0.92，在轉(zhuǎn)速n=1450r/min時，流量qv=150L/s，揚(yáng)程H=19.8m。液流徑向進(jìn)入葉輪，v1m=v2m=1.8m/s，葉輪出口能量的40%可轉(zhuǎn)化成揚(yáng)程。求葉輪