泵与泵站第五版课后答案.pdf

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1、.1/10 无需财富值下载 P107 习题 1 1 已知,出水水箱内绝对压强 P1=3.0atm,进水水箱绝对压强 P2=0.8atm 以泵轴为 0-0 线,大气压 Pa=1atm 出水水箱测压管水头：mPPHa2010131011 进水水箱测压管水头：mPPHa21018.01022-表示在泵轴以下 2泵的吸水地形高度：mHHss22 3泵的压水地形高度：mHHsd201 2解答：如图a,mHass3)(据题意：mHHHassCssbss3)()()(以泵轴为基准面 1b 水泵位置水头：AbHZ b 水泵吸水池测压管水柱高度：mh51015.0 b 水泵吸水池测压管水头：mHhZHAb5测

2、b 水泵mHHHHAAbss35500)(测 解得：mHA2 2c 水泵位置水头：mZc5在泵轴以下 c 水泵吸水池测压管水柱高度：1010101ccPPh c 水泵吸水池测压管水头：)(151010105mPPhZHccc测.2/10 c 水泵mPPHHcccss31015151000)(测H 解得：atmPc2.1 1根据给定的流量和管径,查给水排水设计手册第一册,得：吸水管沿程水头损失系数7.51i 压水管沿程水头损失系数6.111i 真空表读数：2z221gvhHHssdv见 P24,公式 2-30 真空表安装在泵轴处,02z 则：gvhHHsssv221 计算水泵的吸水管流速：smD

3、QAQvs/27.1)44.014.3(16.0)4(2211 泵吸水地形高度：mHss33235 吸水管水头损失：mlihs17.11300057.0111 则：真空表读数OH25.48.9227.1171.1322mHv 760mmHgOH1012matm 则：mmHg2337625.4OH25.42m%真空度=%5.57100%OH10OH25.4OH10100%222mmmPPPava 2泵的静扬程：mHST5.521012325.74 压水管水头损失：mlihd32.312000116.0122 管道总水头损失：mhhhds49.432.317.1 总扬程：mhHHST99.5649

4、.45.52 3轴功率：kw66.1277.0100099.5616.08.910001000gQHN 4解答：以吸水池水面为基准面 列 0-0,1-1,2-2,3-3 断面能量方程如下：0-0 断面：gPgPgvZEa00202000 1-1 断面：gPgvzHgPgvZEss121121112)2(2.3/10 2-2 断面：gPgvzHgPgvZEss222222222)2(2 3-3 断面：gPgvHgPgvZEaST222332333 吸水管水头损失：得：gvzHhHsssv2221 压水管水头损失：STssdSTssadHgvvzHHHgvvzHgPPEEh222223222322

5、232 得：STssddHgvvzHhH222322 泵装置总扬程dvHHH 则：STssdsssdvHgvvzHhgvzHhHHH2222232221 STdsHgvgvvzhh22232221总水头损失dshhh 忽略流速差,即21vv,022221gvv；压力表和真空表沿泵轴安装,即0z 则最后：gvhHHST223 5解答：泵的基本方程式：)(1)(12222222222ctgCuugctgCuguuCgHrruT 叶轮出口牵连速度：）（s/m25.216028.014.314506022Dnu 叶轮出口面积：）（2222m035.004.028.014.3bDF 径向流速：）（s/m

6、57.38035.02T2TTrQQFQC 代入基本方程式,得理论特性曲线：1Q-H 关系曲线不变；相同工况下,需要的功率增加为原来的 1.3 倍.因为：在泵的基本方程式的推导过程中,液体密度 被消掉了,因此,水泵的理论扬程和液体密度无关,水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程 HT和 QT关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的,液体的其他物理特性和水相同,则,其在水泵内部的各种损失和输送水时一样,因此,水泵的特性曲线 Q-H 不变.4/10 水泵的轴功率和液体密度 有关,1000gQHN,N 和成正比,当水3.1时,则功率变为原来的 1.3 倍.2压力表读数变为原来的 1.3 倍.因为：如问

7、题1所示,输送液体的密度改变,扬程不变,则其压力表读数dH不变,泵的压力表读数：)MPa(ddgHP,和密度成正比,当水3.1时,则dP变为原来的 1.3 倍.3以吸水池水面为基准面 吸水池和高位水池的高度差：mZ48 高位水池的测压管内液柱高度：mggPPha9.73.11210013.15水 静扬程：mhZHST9.559.748 7解答：测压管水头：hZHg测 Z位置水头 hg测压管内水柱高度压强水头 管道水头损失：12HHh计算段前后测压管水头差=2SQ 测压管水头线：沿程测压管水头的连线,以管道长度为横坐标,测压管水头高度为纵坐标,绘制测压管水头线,曲线趋势是下降.管道水头损失特性曲

8、线：以流量为横坐标,管道水头损失为纵坐标,绘制曲线,曲线的趋势为上升.8解答：如图,则,A表显示的为水泵压力表读数,C表显示为水泵真空表读数,B点显示为闸阀后的压力表读数.1A、B 读数一样,测压管水面高度一样.因为：闸阀全开,阀门前后的水头损失不计,则 A、B 点压力相同.2A 表读数增大,B 表读数减小,A 测压管水面高度增加,B 测压管水面高度减小.因为：闸阀关小,流量减小.水泵的工况点向流量 Q 减小,扬程 H 增大的方向移动.水泵的总扬程dvHHH,真空表读数gvhHHsssv221,闸阀关小时,流量减小,则sh减小,1v减小,ssH不变,则vH读数减小,而总扬程H是增大的,因此dH

9、是增大的,即 A 表读数增大.闸阀关小,闸阀段的水头损失增大,则 A、B 压力表或测压管高度之差即为闸阀段 的 水 头 损 失.B 点 的 压 力 表 读 数 亦 可 表 示 为BDBDhH,闸 阀 关 小,流 量 减小,2QShBDBD减小,BDH不变,则 B 点的压力表读数减小,对应的测压管水面高度减小.5/10 3C 表读数减小,C 比压管水面高度增加.因为：如1问中,vH读数减小,即 C 表读数减小.又因为 C 表处为负压,C 表读数减小,对应的测压管水面高度增加.9解答：1不一定.因为可能调节出水泵的高效段,则,水泵的效率降低.10解答：1一样.因为：总扬程hHHST.两种情况,静扬

10、程STH一样,水头损失一样,则总扬程一样.2 水泵装置的总扬程增加,则水泵的工况点向流量减小、扬程增加的方向移动,水泵的轴功率降低,电耗减小.因为：静扬程STH增加,则总扬程增加.其管道特性曲线变化如图.12解答：意义：,和定速运行时水泵工作的高效段相比,通过调速运行,水泵形成了一系列的 Q-H 曲线,对应着一系列的高效段,从而将一个泵的高效工作段扩展为一个高效区,大大扩展了水泵的高效工作 X 围.从而有效的解决了供水过程中,水量逐时变化情况下,水泵的高效、节能工作的问题.13解答：优点：1保持管网等压供水即静扬程不变；2节能 注意：1调速后的转速和水泵的临界转速不能重合、接近或成倍数.2调速

11、不能超过泵的额定转速,即一般不轻易调高.6/10 3为了节约投资,一般采用定速泵和调速泵并联工作.4泵的调速 X 围应该保证调速泵和定速泵的工况都在高效段运行.14解答：比转速不变.因为调速后满足比例率：2121nnQQ,22121nnHH 比转速43111165.3HQnns 比转速：15解答：据已知：比例尺41实DDm,min/730/11Q8.0rnsLmHmmm，实际泵min/960rn实 根据相似律：实实nnQQmm3s,22实实nnHHmm 则：实际泵流量：sLnnQQmm/926730419601133实实 16解答：该水泵的比转速：min/10050032.0290065.36

12、5.34343rHQnns 参考 P54,min/100rns的相对性能曲线,铭牌上参数即为：sLQ/320,mH500,kwN9.220,%5.680 根据公式：0QQQ 17解答：min/12718000706.0rns 我国的比转速为美国的 0.0706 倍,日本的 0.47 倍.18解答：12Sh-19 水泵的特性曲线见 P60,图 2-50 据题意,已知：mHST14,52/225msS,mmD2902 则其管道特性曲线为：2222514QSQHhHHSTST 绘制：管道特性曲线hQ Q 150 175 187.5 200 225 250 Q 0.15 0.175 0.1875 0.

13、2 0.225 0.25.7/10 H 19.1 20.9 21.9 23.0 25.4 28.1 hQ曲线交HQ曲线于 A 点,A 点即为水泵的工况点,对应流量为 QA=195L/s,扬程HA=22.8m.流 量 减 少 12 ,则 减 少 后 流 量 为 QB=1-12 196 171.6L/s,扬 程 为mQHBB6.20225142,其工况点移动到 B171.6,20.6点 其等效率曲线系数：7001716.06.2022BBQHks2/m5 等效率曲线：22700QkQH 绘制：等效率曲线2kQH Q 150 175 187.5 200 225 250 Q 0.15 0.175 0.

14、1875 0.2 0.225 0.25 H 15.8 21.4 24.6 28.0 35.4 43.8 2kQH 曲线过 B 点,交HQ曲线于B点,B点即为水泵对应 B 点的相似工况点,对应流量为BQ=185L/s,扬程BH=24.0m.根据切削律：BBBDDQQ22 切削后叶轮直径：mmDQQDBBB2672901856.17122 切削量：%9.7%100290267290%100222DDDB.8/10 05101520253035404550150200250300 19解答：铭牌的参数为泵设计工况时的参数,即水泵的水力效率最高时的工作参数.因此在描述水泵性能时,应该强调前提是在设计工

15、况时,泵能打多少水,扬程多高.21解答：1相当于水泵和水箱联合供水的工作方式.14SA-10 泵特性曲线见 P32.以吸水池水面为基准面.密闭高位水箱的测压管水头为：mHc481015.31000.123 B 点测压管水头为：mHB404212100120 水泵特性曲线折引到 B 点,折引后：22200QHQSHhHHABAB 水池供水特性曲线折引到 B 点：2213048QQSHhHHBCcBCcc 绘制：水泵折引后特性曲线HQ Q 0 80 160 240 320 400 Q 0 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 H 72 77 76 73 69 59 ABh 0 1.3

16、5.1 11.5 20.5 32.0 H 72 75.7 70.9 61.5 48.5 27.0 绘制：高位水池供水折引后特性曲线cHQ Q 0 80 160 240 320 400 Q-H hQ 2kQH A QA HA B QB HB B BQ BH.9/10 Q 0 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 cH 48 48 48 48 48 48 BCh 0 0.8 3.3 7.5 13.3 20.8 H 48 47.2 44.7 40.5 34.7 27.2 绘制：40BH直线,交cHQ于 C 点,则 C 点对应的流量 QC=245L/s 为高位水箱的出流流量,交HQ 于 A

17、点,过 A点做纵轴平行线,交HQ于 A 点,A 点即为水泵的工况点,对应流量为 QA=350L/s,扬程 HA=65m.B 点的流量：sLQQQCAB/595350245 020406080080160240320400480 图 1 2相当于水泵同时向两个水箱供水的问题.如上图,绘制：水泵折引后特性曲线HQ 绘制：40BH直线,交HQ 于 A点,过 A点做纵轴平行线,交HQ于A 点,A 点即为水泵的工况点,对应流量为 QA=350L/s,扬程 HA=65m.水泵到水池 C 的流量：sLQQQBAC/31040350 Q-H Q-H Q-HC HB C A QC QA HB=40 A HA.1

18、0/10 020406080080160240320400480 图 2 22解答：1不是.因为：允许吸上真空高度为真空表读数vH的极限值.要求满足svHH,能够保证水泵不产生气蚀.水泵的允许吸上真空高度受的提升液体的水温、实际地点的气压影响.水泵铭牌上的参数sH=2.5m 是水泵在标准状态下即水温 20,气压为 1atm的允许吸上真空高度.当水泵在标准状态下工作时,svHH即OH5.22mHv,即能保证不产生气蚀,但是当水泵不在标准状态下工作时,需要对 Hs 进行修正,24.033.10vasshhaHH,当svHH时,才能保证不产生气蚀,此时mHs5.2.2不是.因为：根据泵内压力变化规律,P78,公式 2-146：叶轮绝对压力最小值：在标准状态下,mHgPsa83.75.233.10)22(85.7202120gWgvCgPK,式中)22(202120gWgvC表示水泵内部的压力降,其值大于 3m,因此,叶轮中的绝对压力最小值并不是 7.85m,而是更低.wanderer Q-H Q-H HB=40 A A QA HA