2022年泵与风机杨诗成第四版习题及标准答案 .pdf

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1、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：76. 07.151000/8.253600/17081.91000PHgqPPvehvm92.092.090.076.0vmh4-2 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

2、=0 pT= u2v2u=1.26046.014506046.01450=1462.1（Pa）根据斯托道拉公式：PK11，855.017.11Kp= Kh pT=0.8550.901462.1=1124.7（Pa）Pe=pqv/1000=1124.75.1/1000=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。4-3 P=Pe=0.86 pqv/1000=0.86263012800/3600/1000=8.04 (kw) 4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m

3、，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：77.098601000/1367.581. 91000PHgqPPve91.092.092.077. 0vmh4-5 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 qvH wZgvvgppHhZ212212212精选学习资料

4、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页wvvmBgdqdqgppHh024422122200241025.0475.0025.09810400003200002222gH=36.69+6.19001.00032. 0=36.69m Pe= g qvH/1000=98100.02536.69/1000=9.0(kw) 轴功率：P=电机输入功率Pg g d=12.60.900.97=11.0(kw) 泵的总效率：%82.81%1000.110. 9%100pPe4-6 离 心风 机转速n=1450r/min ， 流量qv=1.5m3/mi

5、n ， 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=p12/1=1.21030.9/1.2=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=n121/ pp=14509.0/2.1=1674（r/min ）2

6、.流量根据相似定律：q1/q2=n1/n2q2= q1n2/n1=1.51674/1450=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=2.957103kg/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Pe1 Pe1=pqv/1000 装在预热器前时（t=15），输送同样质量流量（qm=2.957103kg/h）的气体，体积流量为：（查的t=15时的气体密度为1=1.226kg/m3）

7、qv1=qm/1=2.957103/1.226=2.412103（m3/h）=0.67 m3/s Pe1=pqv=1500.67=100.5（W）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页消耗轴功率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=2.957103/0.797=3.710103（m3/h）=1.03 m3/s Pe1=pqv=1501.03=154.6（W）消耗轴功率P2= Pe2/=154.6/0

8、.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%74.15%100106017003600/1020%100331111PpqPPve第二种工况%88.41%10010659803600/10100%100331222PpqPPve所以，第二种工况经济4-

9、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：2121nnqq1.150142029005.731212nnqq（L/s）扬程：22121nnHH31.61142029007.14221212nnHH（m）功率：32121nnPP3.130142029003.15331212nnPP（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（ =1.2

10、kg/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，所以流量不精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页变；证明二：风压变化根据相似定律，在转速不变时p1/p2=1/2p2=p12/1=6001.0/1.2=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=4609

11、Pa，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=1.013105Pa，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/m3q1/q2=1； p1/p2=1/2；P1/P2=1/2 q2=q1=71100m3/h。p2= p12 /1 =46090.616 /1.2=2367（Pa ）P2=P12 /1=99.80.616/1.2=51.23（kW）4-12 叶轮外径D2=

12、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=602Dnn=min/19106.060606022rDu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=min/9552 . 160606022rDu根据相似定律：1231212nnDDqq12001910955600120030031231212nnDDqq（m3/min ）4-13 水泵转速n=295

13、0r/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：4/365. 3iHqnnvs3/45.065.3vsqnnHi当 ns=85 时，69.260/23.1295065.3851283/45. 0i，取整 i=3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页当 ns=133 时，88.460/23.1295065.31331283/45.0i，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

14、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=60103 Pa 20时水的p=2334 Pa ha= p0/g- p/g -Hg-hw=101.3103/9810-2334/9810-60103/9810 =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M 时泵发生汽蚀。设吸入

15、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：4/362.5rvhqnC，可计算出 : 51.285060/6.2145062.562.53/43/4Cqnhvr（m）当rahh时发生汽蚀，所以：51.2ah（ m）（ 80时水的p=47.363103 Pa，=971.8kg/m3） ha= p0/g- p/g -Hg-hw Hg= p0/g- p/g -hw-ha =101.3103/(971.8 9.81)- 47.363103/(971.8 9.81)- 104/(971.8 9.81)-2.51 =4.61

16、-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-hw Hg= p0/g- p/g -hw-ha =11.76104/(958.1 9.81)- 101.3103/(958.1 9.81)- 15103/(971.8 9.81)-5 =1.3-5 =-3.7（m）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

17、- - - -第 5 页，共 8 页此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5m Hg=-3.7-0.5=4.1m 4-17 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：4/3262.5rvhqnC，可计算出 : 12. 390023 .0970

18、62.5262.53/43/4Cqnhvr（m）20时水的p=2334 Pa， =1000kg/m3 ha= p0/g- p/g -Hg-hw Hg= p0/g- p/g -hw-ha =101.3103/(1000 9.81)- 2.334103/(10009.81)- 8103/(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，0.5m Hg=6.15-0.5=5.65m 40时水的p=7375 Pa， =992.2kg/m3 ha= p0/g- p/g -Hg-hw Hg= p0/g- p/g -hw-h

19、a =86103/(992.2 9.81)- 7.375103/(992.2 9.81)- 8103/(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，0.5m Hg=4.14-0.5=3.64m 4-18 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：4/362.5rvhqnC，可计算出 : 25.37

20、0060/6. 2145062.562.53/43/4Cqnhvr（m）又已知：（ 80时水的 p=47.363103 Pa，=971.8kg/m3）Hg= p0/g- p/g -hw-ha =98103/(971.8 9.81)- 47.363103/(971.8 9.81)- 10103/(971.89.81)-3.25 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页=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

21、，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：4/3262.5rvhqnC，可计算出 : 08.49502/5. 097062.5262.53/43/4Cqnhvr（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=

22、0.5m3/s，可计算出泵入口水流速度s：s=)/(77. 16.045. 0422smdqv刚好发生汽蚀时的吸上真空高度为：HS= （p0- p）/ g+s2/2g-hr =（101.3103-2.334103）/(1000 9.81)+1.772/(29.81)-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=9.5811103 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 =（90103-9.5811103）/(990.2 9.81)+1.7

23、72/(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？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页4-20,解：根据定义：4/362.5rvhqnC当刚好发生汽蚀时，rahh，因此需要求出ahha= p0/g- p/g -Hg-hw 35时水的p=5.619103 Pa，=994.0kg/m3ha=（101.3103-5.619103）/(994.0 9.81)-（-2）-6103/(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5. 0rahh，取 0.5 则：mhr69.105.019.1194169.10449562.562.54/34/3rvhqnC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页