泵与泵站(第五版)习题答案第二章_

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）mHHHST22)2(2021（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（1）b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b水泵mHHHHAAbss35500)(测解得：mHA2（2）c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：1010101ccPPhc水泵吸水池测压管水头：)(151010105mPPhZHccc测c水泵mPPHHcccss31015151000)(测H解得：atmPc2.1【3】．解答：（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7.51i‰压水管沿程水头损失系数6.111i‰真空表读数：2z221gvhHHssdv（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：smDQAQvs/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∵760mmHgOH1012matm则：mmHg2337625.4OH25.42m%真空度=%5.57100%OH10OH25.4OH10100%222mmmPPPava（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：mhHHST99.5649.45.52（3）轴功率：kw66.1277.0100099.5616.08.910001000gQHN【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：gPgPgvZEa002020001-1断面：gPgvzHgPgvZEss121121112)2(22-2断面：gPgvzHgPgvZEss222222222)2(23-3断面：gPgvHgPgvZEaST222332333吸水管水头损失：gvzHHgvzHgPPEEhssvssas22222121110得：gvzHhHsssv2221压水管水头损失：STssdSTssadHgvvzHHHgvvzHgPPEEh222223222322232得：STssddHgvvzHhH222322∵泵装置总扬程dvHHH则：STssdsssdvHgvvzHhgvzHhHHH2222232221STdsHgvgvvzhh22232221（总水头损失dshhh）zgvvgvHhST22222123忽略流速差，即21vv，022221gvv；压力表和真空表沿泵轴安装，即0z则最后：gvhHHST223【5】．解答：泵的基本方程式：)(1)(12222222222ctgCuugctgCuguuCgHrruT叶轮出口牵连速度：）（s/m25.216028.014.314506022Dnu叶轮出口面积：）（2222m035.004.028.014.3bDF径向流速：）（s/m57.38035.02T2TTrQQFQC代入基本方程式，得理论特性曲线：TTTQctgQH86.14408.40)3057.3825.2125.21(8.912【6】．解答：（1）Q-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ρ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。水泵的轴功率和液体密度ρ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。（1）A、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。（2）A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。（3）C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范围。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）调速不能超过泵的额定转速，即一般不轻易调高。（3）为了节约投资，一般采用定速泵和调速泵并联工作。（4）泵的调速范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，22121nnHH比转速43111165.3HQnns比转速：14311123123221123243114321122112243222265.365.365.365.3ssnHQnnnnnHQnHnnQnnHQnn【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mnnHHmm22730419608.0222222实实【16】．解答：该水泵的比转速：min/10050032.0290065.365.34343rHQnns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0HHH0NNN【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(L/s)150175187.5200225250Q(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H19.120.921.923.025.428.1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B（171.6，20.6）点其等效率曲线系数：7001716.06.2022BBQHk（s2/m5）等效率曲线：22700QkQH绘制：等效率曲线2kQHQ(L/s)150175187.5200225250Q(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.25H15.821.424.628.035.443.82kQH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%100222DDDB05101520253035404550150200250300【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。（Q-H）hQ2kQHAQAHABQBHBB’'BQ'BH因此在描述水泵性能时，应该强调前提是在设计工况时，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