泵与风机课件(13)-习题分析

华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans泵与风机主编：安连锁课件制作：吕玉坤华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans习题分析课一、存在的主要问题二、部分习题解华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans一、存在的主要问题1、对一些重要参数的单位不明确扬程H：(m)；有效功率：Pe＝gqVH/1000＝qVp/1000(kW)。2、工程概念不清楚，没进行题后思考1）1-7求流量减少20％后的转速，有部分同学求出的转速比原先的大，应该有明确的概念，流量减少后，转速应该是降低的；2）1-9求比转速ns。在计算比转速的时候，流量的单位应为m3/s，但题目中给出的单位是m3/h，这时需进行单位换算；3）表1-9中给出了叶片式泵的比转速范围是30~1000，部分同学的计算结果为5000。3、没有掌握课程的重点、难点相似工况点的概念、运行工况点的确定等。华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans0-1、试求输水量qV=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口压力表读数为255000Pa，泵入口真空表读数为33340Pa，表位差为0.6m，吸水管与压水管管径相同，离心泵的总效率=0.62。解：由于吸水管与压水管管径相同，因此21该泵的扬程为：300806.91000)33340(2550006.02212212ZggppHH（m）轴功率为：59.662.036001000004.3050806.91000eshHgqPPV（kW）二、部分习题解华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans1-4某前向式离心风机叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶片出口安装角2y=120，叶片出口处空气的相对速度w2＝20m/s。设空气以径向进入叶轮，空气的密度=1.2kg/m3，试求该风机叶轮产生的理论全压。18.365.02018.26120cos222uwu解：由题意得：圆周速度18.266010005.0π60π22nDu(m/s)绝对速度的周向分速度(m/s)速度三角形如图所示：u2w22理论全压为：pT＝u2u＝1.2×26.18×36.18＝1136.63（Pa）华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans1-7已知某离心泵在转速为n＝1450r/min时的参数见表1-10。qV（m3/h）07.214.421.628.83643.250.4H(m)11.010.810.510.09.28.47.46.0（％）015304560655530将此泵安装在静扬程Hst＝6m的管路系统中，已知管路的综合阻力系数＝0.00185h2/m5，试用图解法求运行工况点的参数。如果流量降低20％，试确定这时的水泵转速应为多少。设综合阻力系数不变。表1-10参数表解：1）管路系统能头Hc＝Hst＋，由题意可求出各流量点对应的管路系统能头如下表所示：2VqqV（m3/h）07.214.421.628.83643.250.4Hc(m)66.0966.3846.8637.5348.3989.45310.699华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans由以上数据可作出该泵的H－qV和Hc－qV曲线如下图所示。0246810120102030405060MqVHHc－qVH－qV图中Hc－qV曲线与H－qV曲线的交点M即为泵的运行工况点。从图中可以读出：qVM=36m3/h，HM=8.4m。2）流量降低20％后，qVB=(1-20％)qV=28.8（m3/h），此时的运行工况点位于Hc－qV上流量为28.8m3/h这一点，即图中的B点，从图中可读出该点的扬程为：HB=7.534m。BA但M点与B点不是相似工况点，需利用相似抛物线找出B点的相似工况点A。相似抛物线方程为：H=kqV2=22222BB009.08.22534.7VVVVqqqqH作相似抛物线交泵性能曲线于A点，则点A是点B的相似工况点。从图中可读出，HA=8.8m，qVA=31m3/h，且nA=nM=1450（r/min）华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans1-9火力发电厂中的DG520-230型锅炉给水泵，共有8级叶轮，当转速为n＝5050r/min，扬程H＝2523m，流量qV＝576m3/h，试计算该泵的比转速，并指出该叶轮的型式。1347318.281450ABABVVqqnn13418.8534.71450ABABHHnn由相似定律可得：（r/min）（r/min）或（两种方法算出的转速有差别是因为用图解法作图和读数误差产生的）解：该泵的比转速为：52.988/25233600/576505065.3/65.34/34/3siHqnnV查表1－9可知该泵为中比转速泵，叶片形状为入口处扭曲，出口处柱形。华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans2-3设计一台双吸泵，n=2950r/min，流量qV=650m3/h，吸入液面压强pe等于汽化压强pV，c=1200，hs=0.5m，安全余量k=0.3m。假定设计的泵抽送密度为800kg/m3的液体，求几何安装高度，泵能抽吸的几何安装高度是否与密度有关？解：对双吸泵汽蚀比转速为：4/3rVNPSH2/62.5qnc则该泵的必需汽蚀余量为：671.612002/3600/650295062.52/62.53/43/4VrcqnNPSH(m)允许汽蚀余量为：[NPSH]=NPSHr+k=6.671+0.3=6.971(m)[Hg]=-[NPSH]-hs=-6.971-0.5=-7.471（m）由于吸入液面压强pe等于汽化压强pV，故,即该泵的允许几何安高度与密度无关，为：0gppVe计算结果[Hg]为负值，故该泵的叶轮进口中心应在容器液面以下7.471m。华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans4-1某风机在管路系统中工作。风机转速n1＝960r/min，风机的性能曲线如图4-39所示。管路性能曲线方程为pc＝20qV2,（式中qV的单位以m3/s计算）。若采用变速调节使风机向管路系统输送的风量为qV=25000m3/h，求这时风机的转速n2。解：取流量为0、4、6、8、10（m3/s），由pc＝20qV2可求出各流量对应的全压，如下表所示：qV（m3/s）046810qV（×103m3/h）014.421.628.836pc(Pa)032072012802000由于在图中流量的单位为×103m3/h，需对流量进行换算后才可在图中作出pc－qV性能曲线，如下图所示。华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFansP（Pa）0500100015002000250030003500051015202530354045qV（×103m3/h）p－qVpc－qVMM风机性能曲线p－qV与管路性能曲线pc－qV的交点M为运行工况点，从图可读出该点流量为：qV1=35×103m3/h。变速调节后风机的性能曲线要变化，但管路性能曲线不变，因此变速后新的运行工况点必在管路性能曲线上流量qV2=25000m3/h这一点，即M点。对风机管路性能曲线即为相似抛物线，即M点与M’点为相似工况点。由相似定律可得风机变速后的转速为：(r/min)68671.6853500025000960V1V212qqnn华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans4-3两台性能完全相同2DG-10型水泵并联运行，每台泵的H－qV性能曲线如图4-40所示。管路性能曲线方程为Hc＝1400＋13200qV2（式中qV的单位以m3/s计算）。求当一台水泵停止工作后，流量占并联运行时流量的百分比。解：1）对于两台性能完全相同的泵并联运行，按同一扬程下流量相加的原则，可得两台泵并联后的性能曲线H-qV。2）取流量为0m3/s、0.06m3/s、0.08m3/s、0.12m3/s、0.16m3/s，由Hc=1400+13200qV2，可求出各流量对应的管路系统能头，如下表所示：qV（m3/s）00.060.080.120.16qV（m3/h）0216288432576Hc(m)14001448148515901738由于在图中流量的单位为m3/h，需对流量进行换算后才可在图中作出Hc－qV性能曲线，如图所示。华北电力大学流体力学及泵与风机课程组泵与风机PumpsandFans1000120014001600180020000100200300400500600700H(m)Hc－qV图中H-qV与Hc-qV的交点M点即为并联后的联合运行工况点，从图中可读出：qVM=455m3/h。NMH-qVqV（m3/h）3）一台泵停止工作后，相当于一台泵单独运行，H-qV与Hc-qV的交点N点即为一台泵单独运行时的运行工况点，从图中可读出：qVN=285m3/h。则当一台水泵停止工作后，流量占并联运行时流量的百分比为：%63%100455285MNVVqq连接到下一课件返回到课程导航结束