泵与风机课后习题答案(全)复习题.pdf
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1、泵与风机(课后习题答案)第一章1T 有一离心式水泵,其叶轮尺寸如下:/?=35mm,b-,=19mm,D,=178mm,),=381m m,仇,=18,/7,4=2O。设流体径向流入叶轮,如 n=1450r/min,试画出出口速度三角形,并计算理论流量为了和在该流量时的无限多叶片的理论扬程”8。解:由题知:流 体 径 向 流 入 叶 轮 a,=9 0 贝 ij:ui=jrD.n X178X10-3X1450,、1 =-=13.51(m/s)6060K=%“=u jg g =13.51Xfg 18。=4.39(m/s),/=瓦 Vbn X0.178X4.39X0.035=0.086(m3/s)q
2、.v 0.086=-=3.78兀 D力2 x0.381x0.019(m/s)7rD2n-X381X103X145060 60-=28.91(m/s)匕“8 =u2-V2m ctg4 a=28.91-3.78Xctg20=18.52(m/s)28.91x18.52(m)1-2 有一离心式水泵,其叶轮外径2=220mm,转 速 n=2980r/min,叶片出口安装角四 =45,出口处的轴面速度彩,“=3.6m/s。设流体径向流入叶轮,试按比例画出出口速度三角形,并计算无限多叶片叶轮的理论扬程“J,又若环流系数K=0.8,流 动 效 率%=0.9时,泵的实际扬程H 是多少?解:=万 -x 0.22x
3、2980,、=-=34.3(m/s)6060V2m=3.6 m/s 4,=45.%=-侬一=5.09sin 夕 2a(m/s)画出出口速度三角形匕“8 =u 2-V2m ctg 氏=34.3 l-3.6Xctg45 =30.71(m/s)。M u 34.31X30.71,/0 =90 HT1 2=-=107.5(m)实际扬程H=K,产 K%”入=0.8x0.9x107.5=77.41(m)1-3有一离心式水泵,叶轮外径2=3 6 0 m m,出口过流断面面积为=0.023机?,叶片出口安装角尾“=30,流体径向流入叶轮,求转速n=1480r/min,流量金尸 86.8喋 时 的 理 论 扬 程
4、/。设环流系数K=0.82。解:流 体 径 向 流 入 叶 轮 a,=907rD2n60%x0.36xl480-=27.88(m/s)83.8x10-3一才-0.023=3.64(m/s)v21/oo=u2 v2m c吆夕24=27.883.64x 6=21.58(m/s)27.88x21.58,-=61.39(m)HT/=K/W 87.=0.82X61.39=50.34(m)1-4有一叶轮外径为300mm的离心式风机,当转速为2890r/min时。无限多叶片叶轮的理论全压外是多少?设叶轮入口气体沿径向流入,叶轮出口的相对速度,设为半径方向。空气密度P=1.2kg/n?。解:气体沿径向流入%=
5、90又叶轮出口相对速度沿半径方向瓦=90九u2=-=-2 60%X0.3X298060=46.79(m/s)由图知 U2=%“8=46.79m/s P L。/、=12X46.79X46.79=2626.7(P a)1-5有一离心式风机,转速n=1500r/min,叶轮外径。2=600mm,内径D|=480m m,叶片进、出口处空气的相对速度为“=25m/s及 W2=22m/s,它们与相应的圆周速度的夹角分别为g=60,为=120,空气密度0=1.2kg/广。绘制进口及出口速度三角形,并求无限多叶片叶轮所产生的理论全压p78。解:兀D、nu.=60)x0.48x150060=37.68(m/s)
6、u,=-2 60 xOL6xl50060=47.1(m/s)v,m=w,sin/?1“=25x sin 60=21.65(m/s)v2m=w2 sin/32 2=0 6,叶轮出口宽度4=0.1 2 3,若不计叶轮内的损失和叶片厚度的影响,并设叶轮进口叶片的宽度仇=2 0 0 m m,求叶轮外径片?、出口宽度用及叶片进、出口安装角缘 和 色解:由 =4 D|/?!得。=0.0 3 9(m)=3 9 m mv 1 1 l m 1 仲%0.2 x3.6由 2/。2 =0$得 4=2 A=2 X 3 9 0=7 8(m m)b2=0.1 2 D2=9.3 6 m mu 产TvD.n 乃X 0.0 3
7、9 X 1 4 8 0 八,、-1=-=3.0 2 (m/s)6 0 6 0t g 4 十 二 *9 2 得 瓦=5。万 D/u 产,一2 6 0万 x0.0 7 8 xl 4 8 06 0=6.0 4 (m/s)7rD2b28 9 x1 0-3万 x 0.0 7 8 x0.0 0 9%=3 8.8 (m/s)由 HT=必d=2 3 得%,8 =3 7.3 1(m/s)gc tgP2u=(M2-v2 1 I O O)/v2 m=(6.0 4-3 7.3 1)/3 8.8 =-0.8 0 6/2 =1 2 8.8 5 (数据有问题,离心泵出口安装角应是锐角,即后弯式叶片)1-7 有一离心式风机,
8、叶轮外径。2=6 0 0 m m,叶轮出口宽度仇=1 5 0 m m,叶片出口安装角尾0 =3 0 ,转速n=1 4 5 0 r/m i n o 设空气在叶轮进口处无预旋,空气密度p =l.2 k g/m3,试求:(1)当理论流量为T=10000m3/h 时,叶轮出口的相对速度叫和绝对速度为;(2)叶片无限多时的理论全压力8;(3)叶片无限多时的反作用度T;(4)环流系数K和有限叶片理论全压pT(设叶片数z=1 2)解:u 若%x0.6 xl 4 5 06 0=4 5.5 3 (m/s)由人-,“得仁嬴1 0 0 0 03600X/FX0.6X0.15=9.8 3 (m/s)V 9 8 3=1
9、 9.6 6 (m/s)s i n 瓦 s i n 3 0 V2=yw;+-2W2M2COS(32a=/1 9.6 62+4 5.5 32-2 xl 9.6 6 x4 5.5 3 xc o s 3 0=3 0.1 5 (m/s)(2)V u2=4 5.5 3 m/s V2m=9.8 3 m/sA V2um=u2-V2m c t g/32a=4 5.5 3-9.8 3 X c t g 3 0 =2 8.5 (m/s)pT m=p u2 KU=1.2 X 4 5.5 3 X 2 8.5=1 5 5 7.3 (P a)7 O Q C(3)T=l-=1-:=0.6 8 72%2x 45.5 3由风机的
10、斯托道拉公式:K=1-U 7 sg4一z(2法一丁)-7c D2b2tg/32aK=l-12(45.5 3-45.5 3x%sin 301000036 000 x x 0.6 x 0.15 x r g 3O 0-=0.7 9)pr=K P r e =0.7 9 X 15 5 7.3=1230.3(P a)L8有一轴流式风机,在叶轮半径3 8 0mm处。空气以 =33.5 m/s的速度沿轴向流入叶轮,当转速n=145 0r/min 时,其全压p =6 9 2.8 P a,空气密度p=l.2kg/机工 求该半径处的平均相对速度4的大小和方向。行 TTDH 3.14X0.38X2X1450 R,、解
11、:u=-:-=5 7.6 7 (m/s)6 06 0V 1=%=33.5 (m/s)_p 6 9 2.8”一万-1.2x 5 7.6 7=10.01(m/s)由题知轴向进入匕“=0,所以 wl)(=o 卬 2“=一 匕=5 7.6 7-10.01=47.6 6 (m/s)W.2叼“丫 3 3 S+(5 7-6 7 +47.6 62=6 2.42 in/s3 =a rc tg2vj=a rc tg2x 33.355 7.6 7 +47.6 6=32.341-9有一单级轴流式水泵,转 速n=5 8 0r/min,在叶轮直径7 0 0 m m处,水以匕=5.8 m/s的速度沿轴向流入叶轮,又以h圆周
12、分速彩“=2.3m/s从叶轮流出,试求为多少?设7 =1。t兀D n 3.14x 0.7 x 5 8 0,、解:u=-=-=21.25 (m/s)6 06 0V =wa va 5.8 (m/s)由题知轴向进入?“=0,所以卬“=。w21(=w -v2ll=21.25-2.3=18.9 5(m/s)&=a rc tg2%(卬1“+卬2“Ja rc tg2x 5.821.25 +18.9 5=16.09 rb_2(v2 u-v j s i n&_2 x(2.3-0)c -匕 1+吆2/火仪5.81-10有一后置导叶型轴流式风机,在外径Z)2=047 m处,空气从轴向流入,v(,=30m/s,在转速
13、n=2000r/min时,圆周分速 丫2“=5.9 m/s,求。,.一。设 7 =1。兀D n 3.14x 0.47 x 2000 ir K z、解:w=-=-=49.19 (m/s)6 06 0vx=wa=va=30(m/s)由题知轴向进入匕“=0,所以卬w2=M-V2=49.19-5.9 =43.29(m/s)&=a rc tg2V)、卬1“+卬2“=a rc tg2 x 3 049.19 +43.29=32.9 7,b 2(V2-V,J sin历 _ 2x(5.9-0)c-=-=-匕 l+f g 2/f g&301-11有一单级轴流式水泵,转速为37 5 r/min,在直径为9 8 0
14、m m处,水以速度匕=4.01 m/s轴向流入叶轮,在出口以彩m.48 m/s的速度流出。试求叶轮进出口相对速度的角度变化值(4一直)。如 兀D n 乃x 0.9 8 x 37 5 八,、解:“=-=-=19.23(m/s)6 06 0水轴向流入匕“=0v2=苑-v;=M-v;=V 4.482-4.012=2 (m/s)由速度三角形可知:吆/=%=工=乂L=0.208 51 u u 19.23得 =11.7 8 山火尾=一2匕 4.01U v,H 19.23 2=0.2327得 4 =13.10尾 一 片=13.10-11.7 8 =1.32。1-12有一单级轴流式风机,转速n=145 0r/
15、min,在半径为2 5 0 m m 处,空气沿轴向以24m/s的速度流入叶轮,并在叶轮入口和出口相对速度之间偏转20 ,求此时的理论全压外。空气密度P=1.2kg/机,解:7rDn 3.14x 0.25 x 2x 145 06 06 0u=37.9 4(m/s)y 24tgB.=-=0.6 3261 u 37.9 44 =32.32 h=20 =5 2.32pT=p M%(c吆 川-cf g A)=1.2x 37.9 4x 24x(cf g 32.32-cf g 5 2.32)=8 8 3.43P a第二章2-1有一叶轮外径为4 6 0 m m 的离心式风机,在转速为145 0r/min 时,
16、其流量为5.1m飞,试求风机的全压与有效功率。设空气径向流入叶轮,在叶轮出口处的相对速度方向为半径方向,设其p/%8=0.8 5,p=1.2kg/m3o解:%=兀 D、n%x 0.46 x 145 0、二=-=34.9 (m/s)6 06 0.叶轮出口处的相对速度为半径方向,42=9。匕 8 U2PT8=P 2 匕 8 =12X 34.9 X 34.9=146 2.14(P a)p=0.8 5 PT=0.8 5 x 146 2.1 =1242.8 2(P a)q.P10005.1x 1242.81000=6.34(kW)2-2有一单级轴流式水泵,转 速 为 37 5 r/min,入口直径为9
17、8 0 m m,水以斗=4.01m/s的速度沿轴向流入叶轮,以彩 48 松的速度由叶轮流出,总扬程为H=3.7 m,求该水泵的流动效率”。解:jrDnu=-6 0万义9 8 0(13x144160=2 2.62 (m/s)由题知:v2=0.5 5 w2=0.5 5 X 2 2.62=1 2.4 4 (m/s)g22.62x12.449.8=2 8.7 (m)H i=HTr/h=28.7 x 0.92=26.42(m)H 176,rm=-=6.66=7(级)Hx 26.42r=-P-e-=-p-g-q-v-H-=-9-6-1-x-9-.-8-x-8-1-.-6-x-1-7-6-=4 1./k W
18、100077 lOOOz7 1000 x3600 x0.92-8一台G 4-7 3 型离心式风机,在工况1 (流量外=7 0 3 0 0,”3/h,全压p=1 4 4 L 6P a,轴功率P =3 3.6k W)及工况2(流量,=3 7 8 0 0 J/h,全压p=2 0 3 8.4 P a,轴功率P =2 5.4 k W)下运行,问该风机在哪种工况下运行较为经济?解:工 况 1:7 1工况2:%P qvp 70300 x1441.6=(巴 竺)2=3.9 4 5 得 外产 名”=116 8.3 (P a)Pm n,73 0 3.9 4 5VpVm14 5 057=1.9 86 3 得心,产q
19、V p 711001.9 86 -1.9 86 3%=3 5 79 5.2(病 /h)M春殳*鬻)5 3 7得心翳X 7 3(KW)3-5 G 4-73 型离心风机在转速n=14 5 0r/m i n 和/)2=1200m m 时,全压p =4 6 09 P a,流量分=71100/力,轴功率P=9 9.8 K W,空气密度p=1.2依/,若转速和直径不变,但改为输送锅炉烟气,烟气温度1=200,当地大气压 P“皿=M P a,试计算密度变化后的全压、流量和轴功率。D”明,解:由题知*=1上=1D 2m山于流量与密度无关所以流量外不变,qV m=7 1 1 0 0 m3/hPm273 p 27
20、3 O.l xl O6p.-=1.3 4 x-x-273 +r 1013 25 273 +200 1013 25=0.76 3 k g/m3全压pm=-P=yYX460 9=29 3 0.5 6 P a轴功率夕 丝 虫 x 9 9.8=6 3.4 6 k WP P 1.23-6 叶轮外径)2=6 00m m 的风机,当叶轮出口处的圆周速度为6 0m/s,风量纵=3 00/m i n。有一与它相似的风机。2=1200m m,以相同的圆周速度运转,求其风量为多少?解:由题知:圆周速度相同可得=处 必=也/”=6 06 0 6 0得工久=幽=24%6 00根据相似流量关系组=(2)3 =(幽 )3
21、义2=,而 D2m nm 1200 4所以得为,“=4 X qV p=4 X 3 00=1200(m3/m i n )3-7有一风机,其流量%,=20机3/s,全压p=4 6 0P a,用电动机由皮带拖动,因皮带滑动,测得转速n=14 20r/m i n,此时所需轴功率为13 KW。如改善传动情况后,转速提高到n=14 5 0r/m i n,问风机的流量、全压、轴功率将是多少?解:由于是同一风机,所以满足相似由题知:2=1%=12.P,n根据比例定律 组=得qV n=qV p区=2O X 型=20.4 2(疝/$)%,n,%1420=()2 得 P,“=Pp(3?=4 6 0 X (黑 了=4
22、 79.5 8(P a)Pm%1420纥=()3 得 尸=p(Zk)3 =13 x(史 型)3 =13.84 (KW)P,n.n%14203-8已知某锅炉给水泵,最佳工况点参数为:%,=270疝/,H=14 9 0m,=29 80r/m i n,i=水级。求其比转数,。2703.65x2980 xV3600 4W%=69.85103-9某单级双吸泵的最佳工况点参数为分=18000n r/,H=20m,n=3 75 r/m i n 求其比转数.,。解:由于是单级双吸泵3-10G 4-73-11N O 18型锅炉送风机,当转速=9 6 0r/m i n 时的运行参数为:送 风 量%=19 000/
23、%,全压p =4 276 P a;同 一 系列的N o 8 型风机,当转速”=14 5 0r/m i n 时的送风量,=25 200机,人,全压p =i 9 9 2P a,它们的比转数是否相等?为什么?解:两台风机的比转数分别为nyn瓜=(P 2 0)y=960 x1900036003/42764=4.17比转数不相等,因为一台风机在不同工况下有不同的比转数,搬用最高效率点的比转数,作为相似准则的比转数。所以题中的两台风机(同系列)在最高效率点的比转数是相同的,但题中给出的工况不同,所以比转数不同。第四章泵的汽蚀4-1除氧器内液面压力为117.6 xl()3 p a,水温为该压力下的饱和温度1
24、04,用一台六级离心式给水泵,该泵的允许汽蚀余量 A h=5 m,吸水管路流动损失水头约为1.5 m,求该水泵应装在除氧器内液面下多少米?解:,=&-4/一鼠Pgpe=pv倒灌高度=-A/?-/ZM.=-5-1.5=-6.5(m)4-2有一台单级离心泵,在转速n=1 45 0 r/mi n B 寸,流量为2.6/mi n,该泵的汽蚀比转数c=70 0。现将这台泵安装在地面上进行抽水,求吸水面在地面下多少米时发生汽蚀。设:水面压力为9 8 0 6 6.5 Pa,水温为8 0 (8 0 时水的密度p=9 71.4kg/n?),吸水管内流动损失水头为1 m。5.6 2/1 7:C V(州)为=3.2
25、5 5 (m)由于发生汽蚀条件为%=%=/.=3.25 5 (m)根据 t =8 0,p =9 7 A kg/m3 查表 4-2 知”丁 =4.9 7m=旦 一 丫 -A A _ 98066 5-4.9 7-3.25 5-1 =1.0 76 (m)g p g v a w 9 71.4x 9.84-3有一吸入口径为6 0 0 m m 的双吸单级泵,输 送 20 的清水时,%,=0.3/5,n=9 70 r/mi n,H=4 7 m,汽蚀比转数C =9 0 0。试求:在吸水池液面压力为大气压力时,泵 的 允 许 吸 上 真 空 高 度 为 多 少?该泵如用于在海拔1 5 0 0 m的地方抽送=40
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