泵与风机杨诗成第四版习题及答案(4)(8页).doc

-4-1 输送20清水的离心泵，在转速为1450r/min时，总扬程为25.8m, qv=170m3/h, P=15.7kW, v=0.92, m=0.90,求泵的流动效率h 。4-1 解：4-2 离心风机叶轮外径D2=460mm,转速n=1450r/min,流量qv=5.1m3/s,1u=0,2u=u2,(1+P)=1.176,流动效率h=0.90,气体密度=1.2kg/ m3。试求风机的全压及有效功率。4-2，解：pT=(u2v2u-u1 v1u)v1u=0pT=u2v2u=1.2×=1462.1（Pa）根据斯托道拉公式：， p= K·h·pT=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa）Pe=pqv/1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)4-3 离心风机n=2900r/min，流量qv=12800 m3/h，全压p=2630Pa，全压效率=0.86，求风机轴功率P为多少。4-3P= Pe=0.86×pqv/1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 离心泵转速为480r/min，扬程为136m，流量qv=5.7m3/s,轴功率P=9860kW。设容积效率、机械效率均为92%，=1000kg/m3，求流动效率。4-4解：4-5 若水泵流量qv=25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa，入口处真空表读数为40kPa，吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm，电动机功率表读数为12.6kW，电动机效率为0.90，传动效率为0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。4-5，解：有效功率Pe=g·qv·H=36.69+=36.69mPe=g·qv·H/1000=9810×0.025×36.69/1000=9.0(kw)轴功率：P=电机输入功率Pg´ · g·d=12.6×0.90×0.97=11.0(kw)泵的总效率：4-6 离心风机转速n=1450r/min，流量qv=1.5m3/min，风机的全压p=1.2kPa，=1.2kg/m3。今用它输送密度=0.9kg/m3的烟气，风压不变，则它的转速应为多少？实际流量为若干？4-6，解：1.转速n2（1）求出转速不变，仅密度变化后，风压的变化值。根据相似定律，在转速不变时（同为1450r/min时），p1/p2=1/2因此，假定转速不变，只是气体密度发生变化（变为2=0.9kg/m3），则风压为： p2=p1×2/1=1.2×103×0.9/1.2=900（Pa）（2）同一台风机，其它条件不变，仅仅转速变化，符合相似定律：p1/p2=（n1/n2）2n2=n1=1450=1674（r/min）2.流量根据相似定律：q1/q2=n1/n2 q2= q1×n2/n1=1.5×1674/1450=17.32（m3/min）4-7 有一只可把15冷空气加热到170热空气的空气预热器，当它的流量qm=2.957×103kg/h时，预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa，如果在该系统中装一只离心风机，问从节能的角度考虑，是把它装在预热器前，还是预热器后（设风机效率=70%）4-7解：计算：装在预热器前消耗的功率Pe1Pe1=pqv/1000装在预热器前时（t=15），输送同样质量流量（qm=2.957×103kg/h）的气体，体积流量为：（查的t=15时的气体密度为1=1.226kg/m3）qv1=qm/1=2.957×103/1.226=2.412×103（m3/h）=0.67 m3/sPe1=pqv=150×0.67=100.5（W）消耗轴功率P= Pe1/=100.5/0.7=143.6（W）计算：装在预热器后消耗的功率Pe2（查的t=170时的气体密度为1=0.797kg/m3）qv1=qm/1=2.957×103/0.797=3.710×103（m3/h）=1.03 m3/sPe1=pqv=150×1.03=154.6（W）消耗轴功率P2= Pe2/=154.6/0.7=220.9（W）对比得出装在预热器前面消耗功率小，节能。4-8 某系统中离心风机可在以下两种工况下工作：一种qv=20km3/h, p=1700Pa,P=60kW；另一种qv=100km3/h, p=980Pa,P=65kW。问在那种工况下工作经济？4-8 解：同一种风机，在不同工况下工作时，比较那种经济，既是比较拿个工况效率高。第一种工况第二种工况所以，第二种工况经济4-9 单级离心泵，性能参数n=1420r/min，qv=73.5L/s,H=14.7m,P=15.3kW。现若改用转速为2900r/min的电动机驱动，工况仍保持相似，则其各参数值将为多少？4-9 解：因为各工况保持相似，所以满足相似定律：即：流量： （L/s）扬程：（m）功率：（kW）4-10 有台离心风机在转速为n=1000r/min时，能输送0.3m3/min空气（=1.2kg/m3）,全压p=600Pa。今用它来输送燃气（=1.0kg/m3），在相同转速时，产生的流量不变，但全压却降为500Pa。试证之。4-10,解：证明一：流体流量不变根据相似定律，在转速不变时，风机输出流量与所输送的流体密度无关，所以流量不变；证明二：风压变化根据相似定律，在转速不变时p1/p2=1/2 p2=p1×2/1=600×1.0/1.2=500（Pa） 证毕。4-11 413.2(473)型离心通风机转速n=1450r/min，叶轮外径D2=1200mm时，全压p=4609Pa，流量qv=71 100m3/h,轴功率P=99.8kW，空气密度=1.2kg/m3。若风机的转速和直径都不变，但改为输送200的锅炉烟气，大气压力Pamb=1.013×105Pa，试计算密度变化后的风机全压，流量和轴功率。4-11,解：因为转速和直径都不变，只是密度发生变化，在一个大气压条件下，200烟气密度为：0.6162 kg/m3 q1/q2=1； p1/p2=1/2；P1/P2=1/2 q2=q1=71100m3/h;p2= p1×2 /1 =4609×0.616/1.2=2367（Pa） P2= P1×2 /1=99.8×0.616/1.2=51.23（kW）4-12 叶轮外径D2=600mm的通风机，当叶轮出口处的圆周速度60m/s，流量为300m3/min。有一与它相似的风机D2=1200mm，以相同圆周速度运转，求其风量为多少？4-12,解：叶轮外径D2=600mm，当叶轮出口处的圆周速度60m/s，其转速n为： u2= n=叶轮外径D2=1200mm，当叶轮出口处的圆周速度60m/s，其转速n为：n=根据相似定律： （m3/min）4-13 水泵转速n=2950r/min，H=128m，流量qv=1.23m3/min。为满足该流量拟采用ns=85133的多级泵，试计算要用几级叶轮。4-13 解：根据比转速定义： 当ns=85时，取整i=3当ns=133时，取整i=5根据计算得：要用35级离心泵。4-14 在泵吸水的情况下，当泵的安装几何高度Hg与吸入管路的阻力损失之和大于60kPa时，发现泵刚开始汽蚀。吸入液面压力为101.3kPa，水温为20，试求水泵装置的有效汽蚀余量为多少？4-14，解：根据有效汽蚀余量定义：ha= p0/g- p/g -Hg-hw根据题意：Hg+hw=60×103 Pa 20时水的p=2334 Paha= p0/g- p/g -Hg-hw=101.3×103/9810-2334/9810-60×103/9810=3.97（m）4-15 离心水泵在n=1450r/min下，扬程H=19.5m，流量qv=2.6m3/min。将该水泵装在地面抽水，问水面距泵中心线几米时泵发生汽蚀。设吸入液面压力为101.3kPa，水温为80，吸入管路阻力损失为104Pa。汽蚀比转速C=850。4-15,解：根据汽蚀比转速定义： ，可计算出:（m）当时发生汽蚀，所以：（m）（80时水的p=47.363×103 Pa，=971.8kg/m3） ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha =101.3×103/(971.8×9.81)- 47.363×103/(971.8×9.81)- 104/(971.8×9.81)-2.51=4.61-2.51=2.10（m）4-16 设除氧气内压力为11.76×104Pa，饱和水温为104，吸入管路阻力损失为15kPa，给水泵必需汽蚀余量NPSHr为5m，试求给水泵的倒灌高度。4-16,解：（100时水的p=101.3×103 Pa，=958.1kg/m3） ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=11.76×104/(958.1×9.81)- 101.3×103/(958.1×9.81)- 15×103/(971.8×9.81)-5=1.3-5=-3.7（m）此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5mHg=-3.7-0.5=4.1m4-17 单级双吸式泵的吸入口径d=600m，输送20的清水，在n=970r/min，qv=0.3m3/s，H=47m，C=900，吸入管路阻力损失ghw=8000Pa，试求：吸入液面压力为101.3kPa时，泵的安装几何高度Hg；在吸入液面压力为86kPa，水温为40时，泵的安装几何高度Hg。4-17因为是双吸式泵，两个吸入口，所以：，可计算出:（m）20时水的p=2334 Pa，=1000kg/m3 ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=101.3×103/(1000×9.81)- 2.334×103/(1000×9.81)- 8×103/(1000×9.81)-3.12=9.27-3.12=6.15（m）此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5mHg=6.15-0.5=5.65m40时水的p=7375 Pa，=992.2kg/m3 ha= p0/g- p/g -Hg-hwHg= p0/g- p/g -hw-ha=86×103/(992.2×9.81)- 7.375×103/(992.2×9.81)- 8×103/(992.2×9.81)-3.12=7.26-3.12=4.14（m）此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5mHg=4.14-0.5=3.64m4-18 一单级离心泵，转速n=1450r/min时，流量qv=2.6m3/min，该泵的汽蚀比转速C=700,。现将这台泵安装在地面上抽水，求吸水距地面多少距离时发生汽蚀。设吸水面压力为98kPa，水温t=80，吸入管路阻力损失为104Pa。4-18，解：，可计算出:（m）又已知：（80时水的p=47.363×103 Pa，=971.8kg/m3）Hg= p0/g- p/g -hw-ha=98×103/(971.8×9.81)- 47.363×103/(971.8×9.81)- 10×103/(971.8×9.81)-3.25=4.26-3.25=1.01（m）此时刚好发生汽蚀4-19 单级双吸泵吸入口径d=600mm，输送20清水时，qv=0.5m3/s,n=970r/min，H=45m，汽蚀比转速C=950。试求：在吸入液面压力为大气压力时，泵的允许吸上真空高度HS为多少？吸入液面压力为90kPa,输送45清水时，泵的允许吸上真空高度Hs为多少？4-19，解：因为是双吸式泵，两个吸入口，所以：，可计算出:（m）20时水的p=2334 Pa，=1000kg/m3由ha=（ps/g+s2/2g）- p/g 及HS= （pamb- ps）/g可得出：HS= （p0- p）/g+s2/2g-ha根据已知：单级双吸泵吸入口径d=600mm，qv=0.5m3/s，可计算出泵入口水流速度s：s=刚好发生汽蚀时的吸上真空高度为：HS= （p0- p）/g+s2/2g-hr =（101.3×103-2.334×103）/(1000×9.81)+1.772/(2×9.81)-4.08=10.09-0.16-4.08=5.85（m）HS= HS-0.3=5.85-0.3=5.55(m) 45时水的p=9.5811×103 Pa，=990.2kg/m3刚好发生汽蚀时的吸上真空高度为：HS= （p0- p）/g+s2/2g-hr =（90×103-9.5811×103）/(990.2×9.81)+1.772/(2×9.81)-4.08=8.28-0.16-4.08=4.04（m）HS= HS-0.3=4.04-0.3=3.74(m)4-20 离心泵qv=4000L/s,n=495r/min,倒灌高度2m，吸入管路阻力损失6kPa吸入液面压力为101.3kPa，水温35。试求水泵的汽蚀比转速C为多少？4-20,解：根据定义：当刚好发生汽蚀时，因此需要求出ha= p0/g- p/g -Hg-hw35时水的p=5.619×103 Pa，=994.0kg/m3ha=（101.3×103-5.619×103）/(994.0×9.81)-（-2）-6×103/(994.0×9.81)=9.81+2-0.62=11.19（m）为了保证不发生汽蚀，应该保证，取0.5则：-第 8 页-