泵与风机-计算题参考资料

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=34.31-3.6ctg45°=30.71（m/s）∵1=90°TH=22uuVg=34.3130.719.8=107.5(m)实际扬程H=KTH=KhTH=0.80.9107.5=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=27.88－3.643=21.58（m/s）TH=22uuVg=27.8821.589.8=61.39（m）TH=KTH=0.8261.39=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=25sin60=21.65（m/s）2mv=22sinaw=22sin120=19.05（m/s）18.2560cos2568.37cos2111auwuv（m/s）2uv=2u-2w2cosa=47.1-22cos120=58.1（m/s）27.214518.2568.371.581.472.11122uuTvuvup(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=2u2mVctg2a=45.53-9.83ctg30°=28.5（m/s）3Tp=2u2uV=1.245.5328.5=1557.3（Pa）（3）=1222uVu=128.5245.53=0.687（4）由风机的斯托道拉公式：K122,2222sin()aVTauqzuDbtgK145.53sin301000012(45.53)360000.60.1530tg=0.79∴Tp=KTp=0.791557.3=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：1z2z=50；1p=2p=0；1v=2v1v=2v=24Vqd=20.30.34=4.246（m/s）wh=ld22vg=76.258.92246.43.0300028.02m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=0.98032.0114.3100025442211dqvvm/s057.075.014.3100025442222dqvvm/s1z+1pg+212vg+H=2z+2pg+222vg得：H=12zz+21ppg+22212vvg=0.8+323730(39240)10009.88.92032.0057.022=37.84meP=1000VgqH=310009.8251037.841000=9.27（KW）P='gPtmg=12.50.980.95=11.64（KW）=ePP100%=9.311.64100%=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=0.5522.62=12.44（m/s）TH=22uuvg=22.6212.449.8=28.7（m）42.2692.07.281hTHH(m)5766.642.261761HHi(级)7.419.0360010001766.818.996110001000HgqPPVekW9.一台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=6.33360010006.144170300100%=83.78%工况2：2=ePP=1000VqpP=4.25360010004.203837800100%=84.26%∵21∴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()229001450=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=4183.8=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()12002=14所以得Vmq=4Vpq=4300=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=2014501420=20.42（3/ms）7pmpp=2()pmnn得mp=pp2()mpnn=46021450()1420=479.58（Pa）pmPP=3()pmnn得mP=pP3()mpnn=1331450()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