流体机械--《泵与风机(第四版)》--课后习题答案及参考试题

概念1、流量：单位时间内泵与风机所输送的流体的量称为流量。2、扬程：流经泵的出口断面与进口断面单位重量流体所具有总能量之差称为泵的扬程。3、全压：流经风机出口断面与进口断面单位体积的气体具有的总能量之差称为风机的全压4、有效功率：有效功率表示在单位时间内流体从泵与风机中所获得的总能量。5、轴功率：原动机传递到泵与风机轴上的输入功率为轴功率6、泵与风机总效率：泵与风机的有效功率与轴功率之比为总效率7、绝对速度：是指运动物体相对于静止参照系的运动速度；8、相对速度：是指运动物体相对于运动参照系的速度；9、牵连速度：指运动参照系相对于静止参照系的速度。10、泵与风机的性能曲线：性能曲线通常是指在一定转速下，以流量qv作为基本变量，其他各参数（扬程或全压、功率、效率、汽蚀余量）随流量改变而变化的曲线。11、泵与风机的工况点：在给定的流量下，均有一个与之对应的扬程H或全压p，功率P及效率η值，这一组参数，称为一个工况点。12、比转速：在相似定律的基础上寻找一个包括流量、扬程、转速在内的综合相似特征量。13、通用性能曲线：由于泵与风机的转速是可以改变的，根据不同转速时的工况绘制出的性能和相应的等效曲线绘制在同一张图上的曲线组，称为通用性能曲线。14、泵的汽蚀：泵内反复出现液体的汽化与凝聚过程而引起对流道金属表面的机械剥蚀与氧化腐蚀的破坏现象称为汽蚀现象，简称汽蚀。15、吸上真空高度：液面静压与泵吸入口处的静压差。16、有效的汽蚀余量：按照吸人装置条件所确定的汽蚀余量称为有效的汽蚀余量或称装置汽蚀余量17、必需汽蚀余量：由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为必需汽蚀余量或泵的汽蚀余量（或液体从泵吸入口至压力最低k点的压力降。）18、泵的工作点：将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两条曲线相交于M点，M点即泵在管路中的工作点。填空1、１工程大气压等于98.07千帕，等于10m水柱高，等于735.6毫米汞柱高。2、根据流体的流动情况，可将泵和风机分为以下三种类别：离心式泵与风机；轴流式泵与风机；混流式泵与风机。3、风机的压头（全压）p是指单位体积气体通过风机所获的的能量增量。5、单位时间内泵或风机所输送的流体量称为流量。6、泵或风机的工作点是泵与风机的性能曲线与管路的性能曲线的交点。7、泵的扬程H的定义是：泵所输送的单位重量流量的流体从进口至出口的能量增值。8、安装角是指叶片进、出口处的切线与圆周速度反方向之间的交角。9、泵和风机的全效率等于容积效率，水力效率及机械效率的乘积。10、当泵的扬程一定时，增加叶轮转速可以相应的减少轮径。11、离心式泵与风机的流体离开叶轮时是沿径向流出。12、轴流式泵与风机的流体沿轴向方向流出叶轮。13、叶片式泵与风机按叶轮数目可以分为单级和多级泵与风机。14、叶片式泵与风机按转轴安装位置可以分为立式与卧式两种。15、泵与风机的性能参数包括：扬程（全风压）、流量、功率、效率、转速等。16、泵与风机的效率等于输出功率与输入功率之比。17、离心式泵与风机的叶轮按叶片出口安装角的不同，叶轮可分为前弯、后弯、径向叶片式三种叶轮。18、影响泵与风机效率的损失有：机械损失、容积损失、流动损失。19、泵与风机串联工作的目的是提高流体的扬程，输送流体。20、节流调节是通过改变阀门或档板的开度使管道特性曲线发生变化，改变泵与风机的工作点实现调节。22、节流调节调节方便，但存在节流损失，经济性差。23、离心泵启动前的充水目的是排出泵体内的空气，泵运行后在吸入口建立和保持一定的真空。24、离心泵的主要部件有叶轮、轴、吸入室、导叶、压水室、密封装置、轴向推力平衡装置。25、叶片出口安装角β2确定了叶片的型式，有以下三种：当β2a90°，这种叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，称为后弯式叶片。当β2a=90°，叶片的出口方向为径向，称径向式叶片。当β2a90°，叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相同，称为前弯式叶片。26、离心式泵和大型风机中，为了增加效率和降低噪声水平，几乎都采用后向叶型。27、为保证流体流动相似，必须具备几何相似、运动相似和动力相似三个条件，28、泵内汽蚀对泵工作的危害是：材料的破坏、噪声和振动加剧、性能下降29、确定泵的几伺安装高度是保证泵在设计工况下工作时不发生汽蚀的重要条件。计算题1．某一单吸单级泵，流量Q=45m3/h，扬程H=33.5m，转速n=2900r/min，试求其比转数nsp为多少？如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算值，则其比转数应为多少？当该泵设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬程计算值，则比转数为多少？[解]根据计算公式可得：8514.85)5.33/(290065.365.3434321360045HQnnsp双吸式：6095.59)5.33/(290065.365.3434336002452HnnQsp八级泵：405)/(290065.38/65.343432185.33360045HQnnsp2、某单吸单级离心泵Q=0.0735m3/h，H=14.65m，用电机皮带拖动，测得n=1420r/min，N=3.3kW；后因改为电机直接联动，n增大为1450r/min，试求此时泵的工作参数为多少？[解]以下脚“1”表示有滑动现象时的参数，无下脚为改善运转后的参数。则：smQnnQQ/0751.00735.031420145011mHnnHH28.15)(65.14)(214201450211KwNnnNN51.3)(3.3)(3142014503113、有一台多级锅炉给水泵，要求满足扬程H=176m，流量Q=81.6m3/h，试求该泵所需的级数和轴功率各为多少？计算中不考虑涡流修正系数。其余已知条件如下：叶轮外径D=254mm水力效率ηh=92%容积效率ηv=90%机械效率ηm=95%转速n=1440r/min流体出口绝对流速的切向分速度为出口圆周速度的55%[解]先求出出口圆周速度及出口速度的切向分速度，以便求出理论压头。smDnu/2.191000/25414.360144022smuvu/56.102.1955.0%5522当不计涡流损失时，每级压头为：mvuHugmvh17.1656.102.1995.090.092.081.91221满足扬程176m176/16.17=10.88≈11级轴功率：KwHQNmvh75.494、已知下列数据，试求泵所需要的扬程。水泵轴线标高130m，吸水面标高126m，上水池液面标高170m，吸人管段阻力0.81m，压力管段阻力1.91m。[解](130-126)+（170-130）+0.81+1.91=46.72m5、由泵样品中得知某台离心泵的汽蚀余量为【NPSH】=3.29m，欲安装在海拔500m高度的地方工作，该地区夏天最高水温为40℃，若吸水管路的流动损失为1m，速度水头为0.2m，求该泵的允许几何安装高度【Hg】(注：海拔500米大气压头为9.7m；水温40℃时水的饱和蒸汽压力为0.752m)解：mhNPSHgpgpHwvambg66.4129.3752.07.9泵与风机-学习指南一、填空题1、火力发电厂中泵与风机是重要的辅助设备，需要许多泵与风机配合主机工作才能使电厂正常运转生产电能。请写出电厂中用到的二种泵的名称：泵和泵，及二种风机的名称：风机和风机2、理想叶轮是指叶轮中叶片个数是，叶片厚度是，理想流体是指：粘性和压缩流体3、因工作原理和结构不同，可将泵与风机分为以下三类：式式和式的泵与风机4、泵与风机的性能曲线有三种类型：型，型和型5、3/43.65vsqnnH，式中sn的名称是，H是叶轮的，单位是，vq是叶轮的流量，单位是，n是，单位是sn值大的泵与风机，其n值大；相似的泵与风机其sn值相等6、泵与风机有以下几种效率：效率m，效率v效率h和效率，其间的关系是：7|、流体无旋地进入叶轮，是指叶片进口处液体的速度的方向角1=度8、发生汽蚀的条件是：体中某点处的压力p该温下的9、串联运行的泵与风机的台数越多，其扬程或全压增加的百分比，所以采用台以上泵与风机的串联运行三、计算题1、把温度为50℃的水，其密度为3998.5/kgm，提高到30m的容器，其液面上的表压力为490.5kPa，吸水池液面上的压力为大气压力Pa,输水管中的流动阻力损失为5m,泵的进出口管径相同，试确定泵的相程2221()2pwppvvHHhgg2、某电厂有一冷凝泵用转速为1450/minr的电动机拖动，当流量为335/mh时，扬程为62m,轴功率为7.6kw,试问电动机的转速改变多少时，才能使流量增加到370/mh，此时扬程，轴功率又为多少？3、在大气压力为90636Pa的高原的地方，用泵输送水温为45℃的热水，其密度为3990.2/kgm，该温度下的饱和蒸汽压力为0.99vHm，吸入管路阻力损失0.8whm，等直径吸入管路热水的流速4/vms，泵的允许吸上真空高度[]7.5sHm，求泵的允许安装高度[]gH为多少；如该泵的安装高度为5m，试问此泵能否不发生汽蚀的安全运行？2[][]2gswvHHhg,[][]10.330.24ssambvHHHH4、为提高能量，将Ⅰ、Ⅱ两台性能不同的泵串联于管道系统中运行，下图中，Ⅰ、Ⅱ为两台泵的性能曲线，DE为管路性能曲线，试求串联后总扬程为多少，此时泵工作点在何处，流量与扬程又是多少，而每台泵在这系统中单独工作时的工作点又在何处，流量与扬程又是多少？参考答案一、填空题1、给水，凝结水，送，引2、无限多，无限薄，无，不可3、叶片，容积，其他4、陡降，平坦，驼峰5、比转速，单级，扬程，m，单吸，m3/s，泵叶轮转速，r/min，不一定，相等6、机械，容积，流动，总,mvh7、绝对速度，908、液，等于，液，饱和蒸汽的压力9、越少，不宜，2三、计算题：1、解：490500300585998.59.81aappHm2、解：21217014502900/min35vvqnnrq2222112900()62()2481450nHHmn3322112900()7.6()60.81450nPPkwn3、解：[][]10.330.24906367.510.330.240.995.75990.29.81ssambvHHHHm224[][]5.750.84.13229.81gswvHHhmg∵5[]4.13,ggHmHm所以要发生汽蚀020406080100120140sLqvH(m)605040302010%50403020100vqvqH4、解：按照串联运行性能曲线绘制原则：vq不变而H相加得到串联运行的性能曲线如图示Ⅰ+Ⅱ，与其管道性能曲线DE的交点A点即串联运行的工作点查得：56/VAqLS，150AHm，此时泵Ⅰ的工作点为A，其,58vvAAqqHm泵Ⅱ的工作点为A，其,92vvAAqqHm泵Ⅰ单独运行的工作点为A单Ⅰ，其qv单Ⅰ=35L/S,H单Ⅰ=85m泵Ⅱ单独运行的工作点为A单Ⅱ，其qv单Ⅱ=43L/S,H单Ⅱ=104m一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.某台泵的转速由4500r/min上升到5000r/min，其比转速()A.增加B.降低C.不变D.有可能增加，也可能降低，不可能不变2.泵与风机是将原动机的()的机械。A.机械能转换成流体能量B.热能转换成流体能量C.机械能转换成流体内能D.机械能转换成流体动能3.若对轴流式泵采用出口端节流调节方式，则在节流调节中，随着流量的不断减小，其消耗的轴功率将()A.不断增大B.不断减小