《泵與泵站》第二章課后習(xí)題答案

《泵與泵站》其次章課后習(xí)題答案

[11.(1)已知，出水水箱內(nèi)肯定壓強(qiáng)P=3.0atm,進(jìn)水水箱肯定壓強(qiáng)P2=Q8atm

以泵軸為。-0線(xiàn)，大氣壓匕產(chǎn)latm

出水水箱測(cè)壓管水頭：=(6—K)xl0=(3—l)xl0=20〃z

進(jìn)水水箱測(cè)壓管水頭：“2=(鳥(niǎo)-與)X10=(0.8-1)X10=-2〃Z(“?”表示在泵軸以下)

HST=Hi-H2=20-(-2)=22W

(2)泵的吸水地形高度：Hv=H2=-2m

(3)泵的壓水地形高度：Hsd=H]=20m

[21.解答：如圖(a),HMG=3m

據(jù)題意：Hss==".⑷=3〃？

以泵軸為基準(zhǔn)面

(1)力水泵位置水頭：Zh=HA

b水泵吸水池測(cè)壓管水柱高度：h=(0.5-l)x10=—5m

b水泵吸水池測(cè)壓管水頭：〃泅=Zh+h=HA+(-5>〃

匕水泵“加⑹=0_”測(cè)=0_("A_5)=5_〃八=3m

解得：HA=2m

(2)。水泵位置水頭：Zr=-5m(在泵軸以下)

c水泵吸水池測(cè)壓管水柱高度：h=仍-l)x10=10^-10

c水泵吸水池測(cè)壓管水頭：H測(cè)=Z,+〃=一5+10^-10=IO^-15(/n)

c水泵=0-"測(cè)=0-(104-15)=15-106=3mH

解得：Pc=1.2atm

【3】.解答：(1)依據(jù)給定的流量和管徑，查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)，得：

吸水管沿程水頭損失系數(shù)%=5.7%。

壓水管沿程水頭損失系數(shù)i=11.6%

真空表讀數(shù)：兒+2—竺(見(jiàn)P24,公式2-30)

2g2

真空表安裝在泵軸處，—=0

2

2

貝ij：Hv=H+Z〃5+—

2g

計(jì)算水泵的吸水管流速：匕=2=—^廠=―016-=1.27m/s

A㈤、，3.14x0.42

(----)(-;----)

44

泵吸水地形高度：Hss=35-32=3/n

吸水管水頭損失:Yhs=I1-/,4-1=0.0057x30+1=1.17m

i272

則：真空表讀數(shù)=3+1.171--^―=4.25WH2O

,2x9.8

*.*\atnx-10/HH2O=760mmHg

貝I」：4.25WH2O=4.25x76=323mmHg%

真空度=空二”x100%=I。，用2°-生25〃汨2°x100%=57.

Pa10/r?H2O

（2）泵的靜揚(yáng)程：HST=（74.5-32）+（2-l）x10=52.5m

壓水管水頭損失：Xhd=i2/24-l=0.0116x200+l=3.32/n

管道總水頭損失：Zh=Z%+Zhd=1.17+3.32=4.49,〃

總揚(yáng)程：H=H^+Yh=52.5-F4.49=56.99m

⑶軸功率：《一蟲(chóng)」000x9.8x0.16x56.99_..66kw

10007；1000x0.7

[4].解答：以吸水池水面為基準(zhǔn)面

列0-0,1-1,2-2,3?3斷面能量方程如下:

0-0斷面：-ZQ4——4———0+0H——

2gPgPg

1一1斷面：石=4+工+乙=凡一年）+R

2gps22gpg

2-2斷面：E2=Zz+F+三=（月“+半）+4

2gP822gpg

22

Pq

3-3斷面：Ey=Z34——+——=//57+——+

2gpg2gPS

吸水管水頭損失：

z%=E「E^^A-（Hss-^\-^=i

Pg\2）2g

得：/=少,+（凡號(hào)卜1

壓水管水頭損失：

5ccP，_p0（口Az）V嚴(yán)_%=凡+.+卦與區(qū)死彳

ZhZE3=14+2）

2g<2J2g

Hd=Xhd-（Hss+弓+%

\2）2g

?泵裝置總揚(yáng)程，=

則：斤=%.+〃“=2；田+(“?一半］+察+￡e一(〃"+半］一?^^+〃

I2J2gI2J2g

=(Z4+￡hd)—AzH——=-+—^-+H打(總水頭損失Eh=￡h,+Z幻)

2g2g

=Xh+HST

忽視流速差，即匕2嗎，

壓力表和真空表沿泵軸安裝，即Az=O則最終：H=HST+Xh+^-

2g

【5】.解答：泵的基本方程式：HT=—C2u-u2=—(w2-C2rctgfi)=—_u^C^.ctgfi-,)

g-gg

葉輪出口牽連速度：電=幽1450x3.14x0.28

=21.25(m/s)

6060

葉輪出口面積：7s=^>2^2=3.14x0.28X0.04=0.035(m2)

徑向流速：Gr="=-^-=38.57。7(01人)

F20.035

代入基本方程式，得理論特性曲線(xiàn)：

1、2

Hr=—(21.25-21.25x38.57。7?ctg3O0)=40.08—144.86Q7

[6].解答：(1)Q-H關(guān)系曲線(xiàn)不變；相同工況下，須要的功率增加為原來(lái)的1.3倍。

因?yàn)椋涸诒玫幕痉匠淌降耐茖?dǎo)過(guò)程中，液體密度〃被消掉了，因此，水泵的理論揚(yáng)程和液體密度無(wú)

關(guān)，水泵的實(shí)際特性曲線(xiàn)是在水泵的理論揚(yáng)程HT和0關(guān)系曲線(xiàn)的基礎(chǔ)上減去各種泵內(nèi)的損失繪制的，液

體的其他物理特性和水相同，則，其在水泵內(nèi)部的各種損失和輸送水時(shí)一樣，因此，水泵的特性曲線(xiàn)

不變.

水泵的軸功率和液體密度〃有關(guān)，N二N和0成正比，當(dāng)0=1.3P水時(shí)，則功率變?yōu)?/p>

原來(lái)的1.3倍。

(2)壓力表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的1.3倍。

因?yàn)椋喝鐔?wèn)題(1)所示，輸送液體的密度變更，揚(yáng)程不變，則其壓力表讀數(shù)不變，泵的壓力表讀

數(shù)：^=/^HJ(MPa),和密度成正比，當(dāng)夕=1.32水時(shí)，則巴變?yōu)樵瓉?lái)的1.3倍。

(3)以吸水池水面為基準(zhǔn)面，吸水池和高位水池的高度差：Z=48m

高位水池的測(cè)壓管內(nèi)液柱高度：,二上之，“"HQ_1)=7gm

PgL32水g

靜揚(yáng)程：H=Z+〃=48+7.9=55.9m

[7].解答：測(cè)壓管水頭：〃測(cè)=Z+gg〃

Z——位置水頭

pgA——測(cè)壓管內(nèi)水柱高度（壓強(qiáng)水頭）

管道水頭損失：=（計(jì)算段前后測(cè)壓管水頭差）=SQ2

測(cè)壓管水頭線(xiàn)：沿程測(cè)壓管水頭的連線(xiàn)，以管道長(zhǎng)度為橫坐標(biāo)，測(cè)壓管水頭高度為縱坐標(biāo)，繪

制測(cè)壓管水頭線(xiàn)，曲線(xiàn)趨勢(shì)是下降。

管道水頭損失特性曲線(xiàn)：以流量為橫坐標(biāo)，管道水頭損失為縱坐標(biāo)，繪制曲線(xiàn)，曲線(xiàn)的趨勢(shì)為

上升c

[8].解答：如圖，則，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(diǎn)顯示為閘閥后

的壓力表讀數(shù)。

（1）A、B讀數(shù)一樣，測(cè)壓管水面高度一樣。

因?yàn)椋洪l閥全開(kāi)，閥門(mén)前后的水頭損失不計(jì)，則A、B點(diǎn)壓力相同c

（2）A表讀數(shù)增大，B表讀數(shù)減小，A測(cè)壓管水面高度增加，B測(cè)壓管水面高度減小。

因?yàn)椋洪l閥關(guān)小，流量減小。水泵的工況點(diǎn)向流量Q減小，揚(yáng)程，增大的方向移動(dòng)。水泵的總

揚(yáng)程H=真空表讀數(shù)二生，閘閥關(guān)小時(shí)，流量減G,則工久減小，匕減小，Hss

2g

不變，則修，讀數(shù)減小，而總揚(yáng)程”是增大的，因此”〃是增大的，即A表讀數(shù)增大。

閘閥關(guān)小，閘閥段的水頭損失增大，則A、B壓力表（或測(cè)壓管高度）之差即為閘閥段的水頭損

失。B點(diǎn)的壓力表讀數(shù)亦可表示為閘閥關(guān)小，流量減小，Z力3/>=SQQ2減小，不變,

則B點(diǎn)的壓力表讀數(shù)減小，對(duì)應(yīng)的測(cè)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?yàn)椋喝纾?）問(wèn)中，乩,讀數(shù)減小，即C表讀數(shù)減小。又因?yàn)镃表處為負(fù)壓，C表讀數(shù)減小，對(duì)

應(yīng)的測(cè)壓管水面高度增加。

[9].解答：（1）不肯定。因?yàn)榭赡苷{(diào)整出水泵的高效段，貝IJ,水泵的效率降低。

[10].解答：（1）一樣。

因?yàn)椋嚎倱P(yáng)程〃=。兩種狀況，靜揚(yáng)程一樣，水頭損失一樣，則總揚(yáng)程一樣。

（2）水泵裝置的總揚(yáng)程增加，則水泵的工況點(diǎn)向流量減小、揚(yáng)程增加的方向移動(dòng)，水泵的軸功率降

低，電耗減小。

因?yàn)椋红o揚(yáng)程”訂增加，則總揚(yáng)程增加。其管道特性曲線(xiàn)變更如圖。

[12].解答：意義：，和定速運(yùn)行時(shí)水泵工作的高效段相比，通過(guò)調(diào)速運(yùn)行，水泵形成了一系列的。-H曲

線(xiàn)，對(duì)應(yīng)著一系列的高效段，從而將一個(gè)泵的高效工作段擴(kuò)展為一個(gè)高效區(qū)，大大擴(kuò)展了水泵的高效工作

范圍c從而有效的解決了供水過(guò)程中，水量逐時(shí)變更狀況下，水泵的高效、節(jié)能工作的問(wèn)題。

[131.解答：

優(yōu)點(diǎn)：（1）保持管網(wǎng)等壓供水（即靜揚(yáng)程不變）；（2）節(jié)能

留意：（1）調(diào)速后的轉(zhuǎn)速和水泵的臨界轉(zhuǎn)速不能重合、接近或成倍數(shù)。

（2）調(diào)速不能超過(guò)泵的額定轉(zhuǎn)速，即一般不輕易調(diào)高。

（3）為了節(jié)約投資，一般采納定速泵和調(diào)速泵并聯(lián)工作。

（4）泵的調(diào)速范圍應(yīng)當(dāng)保證調(diào)速泵和定速泵的工況都在高效段運(yùn)行。

[141.解答：比轉(zhuǎn)速不變。

一旦MJ-Y

因?yàn)檎{(diào)速后滿(mǎn)意比例率：-

JnJH~[nj

Q2

比轉(zhuǎn)速=-----要1

即

比轉(zhuǎn)速：

回」「

?—3.65〃

_3.65〃2JQ_2\n}_3.6570^n；3.65勺

ns2-3一3一333-3

叼（n-f即后?廉/

[15].解答：

據(jù)已知：比例尺/1=3"=,，

H加=0.8"7,Q,=UL/5,w,=730r/min

。頭4Nn

實(shí)際泵〃實(shí)=960/7min

依據(jù)相像律：?「牙工工2nm

2實(shí)〃實(shí)H

則：實(shí)際泵流量：以=冬儂:

=_HX960_=926L/5

2,nm（力、73。

2

H_/,噓=0,8x960

人屋CY7

.7x7;

3.65x2900-^0.032…,

[16].解答：該水泵的比轉(zhuǎn)速：&=3.65乎二--------------------------=1OOr/min

正50，

參考P54,%=lOOr/min的相對(duì)性能曲線(xiàn)，

銘牌上參數(shù)即為：Qo=32L/s,4=50〃?，No=22.Mw,70=68.5%

依據(jù)公式：Q=Q?Qo

H=H

N=N-N0

[17].解答：ns=0.0706x]800=127r/min

我國(guó)的比轉(zhuǎn)速為美國(guó)的0.0706倍，日本的0.47倍。

[181.解答：

12sh-19水泵的特性曲線(xiàn)見(jiàn)P60,圖2-50

25

據(jù)題意，已知：HST=14/7?,S=225s/m?D,=290mm

22

則其管道特性曲線(xiàn)為：H=HST+Xh=HST+SQ=14+225Q

繪制：管道特性曲線(xiàn)(Q-Z/z)

Q(LVs)150175187.5200225250

Q(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25

H19.120.921.923.025.428.1

(Q-E/?)曲線(xiàn)交(Q-H)曲線(xiàn)于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為水泵的工況點(diǎn)，對(duì)應(yīng)流量為QA=195L/S,揚(yáng)程

HA=22.8mo

流量削減12%,則削減后流量為QB=(1/2%)X196=171.6L/S,揚(yáng)程為14+22502=20.6帆，

BB

其工況點(diǎn)移動(dòng)到B(171.6,20.6)點(diǎn)

H206

其等效率曲線(xiàn)系數(shù)：k=T=、=700Q*向)

Q20.17162

上8

等效率曲線(xiàn)："=AQ2=7Q0Q2

繪制：等效率曲線(xiàn)

2(L/s)150175187.5200225250

Q(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25

H15.821.424.628.035.443.8

”二%。2曲線(xiàn)過(guò)B點(diǎn)，交曲線(xiàn)于?點(diǎn)，8點(diǎn)即為水泵對(duì)應(yīng)B點(diǎn)的相像工況點(diǎn)，對(duì)應(yīng)流量為

q=185L/s,揚(yáng)程%=24.0m。

QD

依據(jù)切削律：一幺=一

QB%

D=131^x290=267,72/71

切削后葉輪直徑:

川Q2185

上8

D-D290-267

切削量：一一^-xl00%=xl00%=7.9%

D290

[191.解答：銘牌的參數(shù)為泵設(shè)計(jì)工況時(shí)的參數(shù)，即水泵的水力效率最高時(shí)的工作參數(shù)。因此在描述水

泵性能時(shí)，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)前提是在設(shè)計(jì)工況時(shí)，泵能打多少水，揚(yáng)程多高。

[21].解答：（1）相當(dāng)于水泵和水箱聯(lián)合供水的工作方式。

14SA-10泵特性曲線(xiàn)見(jiàn)P32。

以吸水池水面為基準(zhǔn)面。

密閉高位水箱的測(cè)壓管水頭為：He=（123.0-100）+（3.5-l）x10=48w

B點(diǎn)測(cè)壓管水頭為：HR=（I20-100）+（12+2X4）=40W

22

水泵特性曲線(xiàn)折引到B點(diǎn)，折引后：H'=H-XhAli=H-SAliQ=H-200^

7

水池供水特性曲線(xiàn)折引到B點(diǎn)：=Hc-SBCQ=48-130。2

繪制：水泵折引后特性曲線(xiàn)

。（口S）080160240320400

g(m3/s)00.080.160.240.320.40

H727776736959

Z砥B01.35.111.520.532.0

H7275.770.961.548.527.0

繪制：高位水池供水折引后特性曲線(xiàn)（Q-

Q(Us)080160240320400

Q(m3/s)00.080.160.240.320.40

乩484848484848

00.83.37.513.320.8

H4847.244.740.534.727.2

繪制：“8=40直線(xiàn)，交（Q-Hj于C點(diǎn)，則C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量Qc=245L/s為高位水箱的出流流

量，交（Q-"）.于A點(diǎn)，過(guò)A.點(diǎn)做縱軸平行線(xiàn)，交（Q-〃）于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為水泵的工況點(diǎn)，對(duì)應(yīng)

流量為QA=350L/S,揚(yáng)程HA=65mo

B點(diǎn)的流量：QB=Q