1泵与风机1.有一离心式水泵,其叶轮外径2D=220mm,转速n=2980r/min,叶片出口安装角2a=45°,出口处的轴面速度2mv=3.6m/s。设流体径向流入叶轮,试计算无限多叶片叶轮的理论扬程TH,又若环流系数K=0.8,流动效率h=0.9时,泵的实际扬程H是多少?解:2u=2D60n=0.22298060=34.3(m/s)∵2mV=3.6m/s2a=45°∴2w=22sinmav=5.09(m/s)2uV=2u-2mVctg2a=34.31-3.6ctg45°=30.71(m/s)∵1=90°TH=22uuVg=34.3130.719.8=107.5(m)实际扬程H=KTH=KhTH=0.80.9107.5=77.41(m)2.有一离心式水泵,叶轮外径2D=360mm,出口过流断面面积2A=0.0232m,叶片出口安装角2a=30°,流体径向流入叶轮,求转速n=1480r/min,流量,VTq=86.8L/s时的理论扬程TH。设环流系数K=0.82。解:流体径向流入叶轮1=90°2u=2D60n=0.36148060=27.88(m/s)2mv=,VTqA=383.8100.023=3.64(m/s)2uv=2u-2mv2actg=27.88-3.643=21.58(m/s)TH=22uuVg=27.8821.589.8=61.39(m)TH=KTH=0.8261.39=50.34(m)3.有一离心式风机,转速n=1500r/min,叶轮外径2D=600mm,内径1D=480mm,叶片2进、出口处空气的相对速度为1w=25m/s及2w=22m/s,它们与相应的圆周速度的夹角分别为1=60°,2=120°,空气密度=1.2kg/3m。求无限多叶片叶轮所产生的理论全压Tp。解:1u=1n60D=0.48150060=37.68(m/s)2u=2D60n=0.6150060=47.1(m/s)1mv=11sinaw=25sin60=21.65(m/s)2mv=22sinaw=22sin120=19.05(m/s)18.2560cos2568.37cos2111auwuv(m/s)2uv=2u-2w2cosa=47.1-22cos120=58.1(m/s)27.214518.2568.371.581.472.11122uuTvuvup(Pa)4.有一离心式风机,叶轮外径2D=600mm,叶轮出口宽度2b=150mm,叶片出口安装角2a=30°,转速n=1450r/min。设空气在叶轮进口处无预旋,空气密度=1.2kg/3m,试求:(1)当理论流量,VTq=100003m/h时,叶轮出口的相对速度2w和绝对速度2v;(2)叶片无限多时的理论全压Tp;(3)叶片无限多时的反作用度;(4)环流系数K和有限叶片理论全压Tp(设叶片数z=12)解:(1)2u=2D60n=0.6145060=45.53(m/s)由,VTq=2D2b2mV得2mV=,22VTqDb=1000036000.60.15=9.83(m/s)2w=22sinmaV=9.83sin30=19.66(m/s)2V=22222222cosawuwu=2219.6645.53219.6645.53cos30=30.15(m/s)(2)∵2u=45.53m/s2mV=9.83m/s∴2uV=2u2mVctg2a=45.53-9.83ctg30°=28.5(m/s)3Tp=2u2uV=1.245.5328.5=1557.3(Pa)(3)=1222uVu=128.5245.53=0.687(4)由风机的斯托道拉公式:K122,2222sin()aVTauqzuDbtgK145.53sin301000012(45.53)360000.60.1530tg=0.79∴Tp=KTp=0.791557.3=1230.3(Pa)5.用一台水泵从吸水池液面向50m高的水池输送Vq=0.33m/s的常温清水(t=20℃,=1000kg/3m),设水管的内径为d=300mm,管道长度L=300m,管道阻力系数=0.028,求泵所需的有效功率。解:根据伯努利方程1z+1pg+212vg+H=2z+2pg+222vg+wh由题知:1z2z=50;1p=2p=0;1v=2v1v=2v=24Vqd=20.30.34=4.246(m/s)wh=ld22vg=76.258.92246.43.0300028.02m代入方程得H=75.76(m)eP=1000VgqH=7.222100076.753.08.91000(kW)6.设一台水泵流量Vq=25L/s,出口压力表读数为323730Pa,入口真空表读数为39240Pa,两表位差为0.8m,(压力表高,真空表低),吸水管和排水管直径为1000mm和750mm,电动机功率表读数为12.5kW,电动机效率g=0.95,求轴功率、有效功率、泵的总功率(泵与电动机用联轴器直接连接)。解:由题知:2eP=323730Pa,1vP=39240Pa,1eP=1vP=39240Pa12zz=0.8m,1d=1000mm=1m,2d=750mm=0.75m4'gP=12.5kW,g=0.95,tm=0.98032.0114.3100025442211dqvvm/s057.075.014.3100025442222dqvvm/s1z+1pg+212vg+H=2z+2pg+222vg得:H=12zz+21ppg+22212vvg=0.8+323730(39240)10009.88.92032.0057.022=37.84meP=1000VgqH=310009.8251037.841000=9.27(KW)P='gPtmg=12.50.980.95=11.64(KW)=ePP100%=9.311.64100%=79.6%7.有一送风机,其全压是1962Pa时,产生Vq=403m/min的风量,其全压效率为50%,试求其轴功率。解:P=1000Vqp=62.25.0100060196240(kW)8.要选择一台多级锅炉给水泵,初选该泵转速n=1441r/min,叶轮外径2D300mm,流动效率h=0.92,流体出口绝对速度的圆周分速为出口圆周速度的55%,泵的总效率为90%,输送流体密度=9613/kgm,要求满足扬程H=176m,流量Vq=81.63m/h,试确定该泵所需要的级数和轴功率各为多少(设流体径向流入,并不考虑轴向涡流的影响)?解:2u=260Dn=0.3144160=22.62(m/s)由题知:2uv=0.552u=0.5522.62=12.44(m/s)TH=22uuvg=22.6212.449.8=28.7(m)42.2692.07.281hTHH(m)5766.642.261761HHi(级)7.419.0360010001766.818.996110001000HgqPPVekW9.一台G4-73型离心式风机,在工况1(流量Vq=703003m/h,全压p=1441.6Pa,轴功率P=33.6kW)及工况2(流量Vq=378003m/h,全压p=2038.4Pa,轴功率P=25.4kW)下运行,问该风机在哪种工况下运行较为经济?解:工况1:1=ePP=1000VqpP=6.33360010006.144170300100%=83.78%工况2:2=ePP=1000VqpP=4.25360010004.203837800100%=84.26%∵21∴在工况2下运行更经济。10.有一泵转速n=2900r/min,扬程H=100m,流量Vq=0.173m/s,若用和该泵相似但叶轮外径2D为其2倍的泵,当转速n=1450r/min时,流量为多少?解:由题知:2mD=22pD,由于两泵相似根据流量相似关系VpVmqq=232()pmDDpmnn=31()229001450=14得:Vmq=814500.172900=0.68(3m/s)11.有一泵转速n=2900r/min,其扬程H=100m,流量Vq=0.173m/s,轴功率P=183.8KW。现用一出口直径为该泵2倍的泵,当转速n=1450r/min时,保持运动状态相似,问其轴功率应是多少?解:由于两泵相似且2mD=22pD根据功率相似关系:pmPP=252()pmDD3()pmnn=51()232900()1450=14得:mP=4pP=4183.8=735.2(KW)612.G4-73型离心风机在转速n=1450r/min和2D=1200mm时,全压p=4609Pa,流量Vq=711003m/h,轴功率P=99.8KW,若转速变到n=730r/min时,叶轮直径和气体密度不变,试计算转速变化后的全压、流量和轴功率。解:由题可知:22pmDD=1;pm=1根据比例定律:pmpp=2()pmnn=21450()730=3.945得mp=46093.945=1168.3(Pa)VpVmqq=pmnn=1450730=1.9863得Vmq=1.986Vpq=9863.171100=35795.2(3/mh)pmPP=3()pmnn=31450()730=7.837得mP=99.87.837=12.73(KW)13.叶轮外径2D=600mm的风机,当叶轮出口处的圆周速度为60m/s,风量Vq=3003/minm。有一与它相似的风机2D=1200mm,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u=260ppDn=260mmDn=60得pmnn=22mpDD=1200600=2根据相似流量关系VpVmqq=232()pmDDpmnn=3600()12002=14所以得Vmq=4Vpq=4300=1200(3/minm)14.有一风机,其流量Vq=203/ms,全压p=460Pa,用电动机由皮带拖动,因皮带滑动,测得转速n=1420r/min,此时所需轴功率为13KW。如改善传动情况后,转速提高到n=1450r/min,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:pmDD=1pm=1根据比例定律VpVmqq=pmnn得Vmq=Vpqmpnn=2014501420=20.42(3/ms)7pmpp=2()pmnn得mp=pp2()mpnn=46021450()1420=479.58(Pa)pmPP=3()pmnn得mP=pP3()mpnn=1331450()1420=13.84(KW)15.已知某锅炉给水泵,最佳工况点参数为:Vq=2703/mh,H=1490m,n=2980r/min,i=10级。求其比转数sn。解:sn=343.65()VnqHi=342703.65298036001490()10=69.8516.G4-73-11No18型锅炉送风机,当转速n=960r/min时的运行参数为:送风量Vq=190003/mh,全压p=4276Pa;同一系列的No8型风机,当转速n=1450r/min时的送风量Vq=252003/mh,全压p=1992Pa,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yn=3420()Vnqp=434276360019000960=4.17yn=3420()Vnqp=342520014503600(1992)=12.87比转数不相等,因为一台风机在不同工况下有不同的比转