泵与泵站习题三_secret

习题一

1-1 泵有哪些用途？它在国民经济中的地位和作用如何？

1-2 常用的泵有哪几种分类法？按工作原理分类，水泵有哪几种型式？叶片式水泵主要指哪几种？其作用原理如何？

1-3 离心泵、混流泵、轴流泵叶轮的进、出水水流方向有何区别？

1-4 水泵的填料函由哪几部分组成？有什么作用？来自水封管的压力水起什么作用？若泵运行中填料函发热，应从哪些方面检查？双吸式离心泵如果填料压盖过松，在水泵工作时是进气还是漏水？为什么？ 1-5 叶片泵的过流部件包括叶轮、吸水室和压水室。不同型式、不同用途的泵，其过流部件也不同，试分别说明它们的种类和型式？

16 抽水装置由哪些部分组成？其备部分的作用如何（绘出抽水装置简图说明〉？具有正值吸水的叶片泵有哪几种充水方式？为满足这些充水条件，需要添置哪些设备？每种充水方式有什么优缺点？

1-7 单级单吸悬臂式离心泵叶轮上的轴向力是怎样产生的？平衡该力通常应用什么措施？多级泵叶轮上的轴向力有哪几种平衡方式，作用原理如何？

1-8 试用能量的观点解释，泵用在农田排灌、电厂锅炉给水、水力采媒、消防以及流体输送管路加压时，水泵为装置提供的能量主要表现为哪几种形式？

1-9 水泵的基本性能参数有哪几个？它们是如何定义的？互相间的关系怎样？ 1-10 水泵扬程H是怎样定义的？它同水泵单位质量能Y有何区别？ 1-11 区分下述个物理量的概念及其相互关系。 （1）水泵的工作扬程，装置扬程，泵站扬程；

（2）水泵的轴功率，水泵的有效功率，电动机的输入功率、输出功率； （3〉水泵效率，传动效率，机组效率，电动机效率，装置效率，泵站效率。 1-12 试说明下列水泵型号的意义。

①IS 10-80-125；②24Sh-19A；③20HL-50；④4DA-8×9；⑤56ZLB-70；⑥36ZW-82。

2MtMsv2?v121-13根据水泵扬程计算公式H?????Z，有人认为，在水泵允许的吸上范围内，水泵

9.89.82g安装得越高，Ms的读数就越大，水泵扬程H就越高。这种说法对吗？为什么？

1-14 根据泵把原动机的能量传递给被抽送的液体，使液体能量得到增加的定义，有人认为，泵总是把液体

由低处抽升到高处。这种说法对吗？为什么？

1-15 水泵效率包括哪三种？它们的意义是什么？根据其能量损失的原因，试述提高水泵效率的途径。 ⒈16 抽水装置中的管路分吸水管及出水管两部分，依水泵扬程计算公式，一般抽水装置对吸水管有些什么特殊要求？

⒈17 试计算下列情况的水泵扬程。

（1）水泵基准面高于吸水池水面，低于出水池水面，真空表测点高于水泵基准面d1/4（m），压力表中心高于基准面d2/2?0.3(m)。如图1-2（a）所示。

图1-2 水泵装置示意图（水泵出水口直径是进水口直径的3／4）

（2）水泵基淮面均高于吸水池和出水池水面，吸水侧表计测点高于水泵基淮面d1/4（m），出水侧表计中心在水泵基淮面以上d2/2?0.3(m)处，如图1-2（b）所示。

（3）水泵基淮面均低于吸水池水面和出水池水面，吸水侧表计中心在水泵基淮面，出水侧表计中心高于基淮面d2/2?0.3(m)。如图1-2（c）所示。

⒈18 图1-3为一轴流泵抽水装置，试写出水泵扬程的表达式（吸水池行近流速忽略不计）。

图1-3 轴流泵抽水装置图

1-19 如图1-4所示的三种离心泵抽水装置，水泵型号相同，泵轴线都位于同一平面内，其中（b）、（c）装置从密闭容器中吸水，（a）装置从开敞吸水池吸水。3台泵装置吸水管路的管材、管径、管长、管路附仵均相同，流量也相等。试问，要使（a）、（b）、（c）3台泵装置的水泵进口真空度相同，则图中Hb＝？ pc=？

图1-4 离心泵抽水装置图

1-20 某抽水装置如图1-5所示。已知水泵进、出口直径相同。为测定水泵扬程，在泵进、出口处接有水银压差计。当水银面平衡时，水银面至水泵轴心线的距离为a；当水泵运转后，测得两支水银柱液面高差为

h(?汞/?水?13.6)。试写出水泵扬程的表达式。

图1-5 某抽水装置图

1-21 某抽水装置如图1-6所示。已知进水箱液面压强为p0/?g（m），出水箱液面压强为pt/?g（m），两液面至泵轴心线的几何高度分别为H1和H2。水泵在额定转速运行时进、出水管的水头损失分别为hs和

hd。

（1）写出水泵进、出口断面的能量表达式（提示：水泵进出口断面能量应以泵轴心线为基准面）； （2）试根据水泵扬程的定义，写出水泵扬程的表达式，说明其意义。

图1-6 某抽水装置示意图

1-22 已测得一台型号为32Sh-19的水泵抽水时流量为1530L／s，扬程为32.5m，轴功率为580kW，试求这台泵的有效功率Pe和效率?？如该泵用来抽送媒油（

，质量流量为?油?0.8?103kg/m3）

Q??1435kg/s2，扬程为25.4m，效率为80.5％，求此时泵的轴功率P。

1-23 某抽水装置，测得水泵流量Q＝18L／s，泵出口压力表读数为pd＝323.7kPa，进口真空表读数为ps＝39.24kPa，表位差?Z＝0.8m，水泵进、出口直径分别为100mm和75mrn，电动机进线端功率表读数为。 pd=10.5kw，电动机效率?d＝95％。求此时水泵的轴功率P和效率?（机、泵直联?传＝1）

1-24 某离心泵抽水装置，已知水泵流量为Q＝0.84m/s，吸水高度为3m，进水管水力损失为0.6m，水泵进口直径为700 mm，出口直径为600 mm，压力表读数400 kPa，压力表中心线低于泵轴线0.35m。求该

泵的扬程H。如果水泵效率为?＝75％，求水泵的轴功率。当水泵与电动机直接联结，电动机功率备用系数采用1.15时，需匹配的电动机功率为多大？ 1-25 某抽水装置为单级单吸式离心泵，已知流过水泵叶轮的流量为60L／s，吸水侧真空表读数为39.2kPa，泵进口直径为250mm，水泵泄漏流量为叶轮流量的2％，水泵出口压力表读数为300kPa，水泵出口直径为200mm；真空表测压点位于与泵轴线同一平面内，压力表中心比泵轴线低0.3m。试求 （1）水泵扬程H，水泵流量Q；

（2）若水泵效率?=77％，其中机械效率?m=96．5％，求容积效率?v，水力效率?h和水泵的轴功率P。 1-26 一台H＝25m，Q＝180m／h、泄漏流量为5.2m／h的离心泵，以n＝1450r／min的转速运行时，泵的轴功率P＝14.67kw。机械效率?m＝95.2％。试求 ①泵的有妖功率；②泵的效率；⑧泵的容积效率；④泵的水力效率。

333习题二

2-1 什么叫轴面？什么叫流面？什么是过水断面形成线？如何确定泵进出口断面面积？

2-2 什么是叶轮的排挤系数？试写出它的定义表达式？分析叶轮进口叶片排挤对泵性能和铸造工艺的影响？

2-3 简述高速旋转的叶轮流道内液流质点的运动情况，怎样确定叶轮进、出口处速度三角形以及各速度的方向和大小？

2-4 同一台泵抽送与清水密度不同的液体时，与抽送清水相比，泵的体积流＝Q、重量流量QG、扬程H、轴功率P和效率?是否有变化？关系如何？

2-5 根据能量基本方程式和叶轮出口速度三角形的几何关系（设vu1＝0），绘出叶片数无穷多时的理论扬程曲线HT??Q。然后按理论扬程修正方法（S氏法和P氏法）分别绘出HT?Q曲线，并绘出与Q＇、HT轴相交的交点坐标。比较由于修正方法的不同，给泵理论扬程曲线带来的差异。

2-6 能量基本方程式适用于气体、液体和其他流动介质，它与流体的性能无关。水的密度约为空气的780倍。试说明位于吸水池水面以上的叶片泵在起动时必须先充满水，否则抽不上水来的道理。 2-7 根据题给条件填入结论，并用速度三角形关系说明之，（设vu1＝0，?2＜90°）。 （1）加大叶轮外径，在相同流量下，水泵的扬程 。

（2）由于有限叶片流道中间存在轴向漩涡，使有限叶片水泵的扬程HT较叶片无限多时的HT? 。 （3）水泵进口存在与叶轮旋转方向相反的漩涡时，水泵的理论扬程HT ，流量Q 。 2-8 轴流泵叶片为什么呈扭曲状？当流量小于或大于设计流量时，轴流泵叶轮内的流动情况有什么变化？为什么？

//

机井出水量与水位降深在本区一般可按半对数型公式Q＝a＋blgS计算。式中常数a、b可依式（⒊1）、式（⒊2）求得：

Q?a?i?b?lgSiN (3-1)

b?N?(QilgSi)??Qi?lgSiN?(lgSi)2?(?lgSi)2 (3-2)

式中 Si、Qi，——每次抽水试验之水位降深及流量；

N ——试验次数。

机井安装了一台200Qj50-52／4型潜水电泵，水泵基本性能参数如表⒊18所示。

井中用长50m、内径100mm的钢管吊装水泵，出地面接外径110rnm塑料管，水井至控制点485m，管出口要求有2.5m的自由水压。钢管的沿程水头损失按舍维列夫公式计算

v2v?1.2m/s 时 j?0.001071.3 （m/m） （3-3）

Dv20.8670.3v?1.2m/s 时 j?0.000912(1?)（m/m） （3-4）

vD1.3式中D——钢管内径，m；

v——管内平均流速，m／s。

丨 堕料管沿程水头损失按哈一威公式计算

10.67Q1.852l hf?1.8524.871 （3-5）

CD式中 l——管长，m D——管内径，m Q——流量，(m3/s)

C——常数、对硬塑料管可取150。

局部水头损失按占沿程水头损失的3.5％计。试确定：

（l）水泵正常运行时的工作点参数；动水位距地面的深度。 (2）当流量减少8％时，水泵的转速变为多少？

习题四

4-1 什么是水泵的汽蚀现象？汽蚀的实质是什么？它对水泵运转有什么危害？ 4-2 分析比较离心泵与轴流泵发生汽蚀后，水泵性能曲线的变化特点及其原因？ 4-3 有人认为：“在过流部位出现负压的地方，才会产生汽蚀。”这种说法对吗？为什么？ 4-4 进水管端装有带底阀的抽水装置，在出水管上闸阀关闭的特况下停机或开机，真空表的读数是否相同？

4-5 图42（a）和（b）分别表示泵的吸上和倒灌两种装置。试在图中用箭头标出?ha的大小及其与p0/?g、

Hsz、?hs、pv/?g等参数之间的线段关系。

4-6 什么叫有效汽蚀余量?ha？什么叫必需汽蚀余量?hr？它们与哪些因素有关？欲使水泵不发生汽蚀，须满足什么条件？

4-7 水泵汽蚀试验（找必需气蚀余量?hr）有哪几种方法？它们各斋要哪些试验设备？优缺点如何？ 4-8[?h]与[Hs]“等价”吗？它们之间的关系如何？ 4-9 为什么说相似的水泵尺寸越大，抗汽蚀性能越差？当实型泵与模型泵的尺寸相差较大时，利用汽蚀相似律换算得到的实型泵?hr是偏大还是偏小？转速呢？

4-10 泵用来抽送高温水，若考虑热力学影响，泵的允许汽蚀余置[?h]是增大还是减小呢？为什么？ 4-11 轴流泵的汽蚀比转数c值较大，这表明其抗汽蚀性能较好，但实际上轴流泵的安装高度计算结果较小，允许的转速较低，这种现象如何解释？

4-12 改善泵抗汽蚀性能有哪些途径，从制造（减小?hr和采用耐蚀材料）和使用（增大?ha）两方面考虑，分别加以说明，并阐明其缘由。

4-13 为什么说“水泵在允许的吸上高度范围内，安装高度的变化，对水泵的总扬程没有影响”？ 、

4-14 一台离心泵运行中出现汽蚀，问车小叶轮能否改善泵本身的抗汽蚀性能（减小?hr）？将泵出水侧闸阀关小又怎样呢？为什么？

4-15 泵样本中所给出的[Hs]或?h是在什么样的试验条件下得到的？当使用条件发生变化时，应怎样进行修正？

⒋16 将表⒋5中各量的表达公式写在相应位置上。 ⒋17 一台水泵，泵进口直径为200mm，流量Q=77.81／s，从水泵性能曲线上查得该流置下的[Hs]＝3·6m。估算进水管路水头损失为O．5m，分别计算在标准状态下及在拉萨地区（海拔3958m），从开敞式进水池中抽送40℃清水时，水泵的最大安装离度。

4-18 一台正值吸水的10shˉ8型离心泵抽水装置，自开敝式进水池抽取常温清水，不考虑当地海拔高程的影晌。水泵进口装有真空表，流量可用出水管上的闸阀调节。第一次闸阀部分关闭，测得流量Q1＝1001／s，真空表读数Hs1＝39.24 kPa；第二次闸阀全开，测得流量Q2＝1501／s，真空表读数Hs2=58.86kPa。该泵的安装高度Hsz为多少？

4-19 有一台水泵，在海拨1000m的地方抽送40℃的清水。泵在最佳工况工作，流量 Q＝4．3m3／s，转速n＝485r／min，经计算水泵安装在进水池液面以下2m处。估算进水管路的水头损失为0．5m，允许汽蚀余量较必需汽蚀余量取0.3m的裕量值。求该泵的汽蚀比转数c。

4-20一台水泵， [?h]=2m。装置条件是：进水管水头损失Σhs＝2·33m，水泵自开敞式进水池抽水。试求：

（1）当液面为标准大气压，分别抽送20℃清水和90℃热水时，水泵安装高度各为多少？ （2）如果将这台水泵分别安装在天津市（海拔3m）和兰州市（诲拔1517m），抽送40℃清水，这台泵的安装高度又各为多少？

4-21 一台轴流泵抽水装置，叶片中心线在进水池自由水面以下0．3m处，液面高程80m，输送常温清水，水泵转速n＝750r／mm，泵的允许汽蚀余量＝8．4m，泵进口粉相对很短，水力损失忽咯不计。试校核该泵运转期闷是否会发生汽蚀？如果将该裒的转速提高到970r／mln，泵是否还能安全运转？

4-22 已知一台双吸式离心泵，进口直径为600mm，转速为1450r/mln，最佳工况时的流量Q=7821／s）该泵的汽蚀比转数c＝900。试求：

（1）这台水泵的必需汽蚀余量?hr；允许汽蚀余量[?h]；允许吸上真空高度[Hs] （2〉当进水管路阻力参数f＝3.5s2／m5时，这台泵的允许安装高度hsz。

4-23 一台转速为970r／min的双吸式离心泵，由一个标准大气压的开敞式进水池中抽送20℃的清水，水泵在最佳工况下的流量Q＝6141／s。当泵的安装高度与进水管路水力损失之和超过3.5m时，发现水泵开始汽蚀。问该泵的汽蚀余量Hr是多少？汽蚀比转数c是多少？

4-24 某泵站安装3台10sh-9a型水泵，根据泵站安装条件，求得水泵工作点参数Q=1301／S，[Hs]＝4m。进水池开敞式，最低水位为405.5m，水温为常温，进水管采用直径300mm的铸铁管，管长8m，糙率0·012，管路上装有带滤网的底阀一个（?1＝5．7），90°弯头一个（?2＝0.38），偏心异径接头一个（直径由300mm变到250mm，?3＝0.2）。试确定： （1）该泵的安装高程。

（2）如果去掉底阀，改用真空泵抽气充水，进水管口改用D进口＝1·3D进的喇叭口（?4=0.15），进水

池水位降低多少仍保证水泵安全运行？

4-25 某机井选配一台IS80－6-125A型水泵抽水，该泵的性能参数如表⒋6所示。由于近年来长期干旱少雨，地下水开采量大于补给量，地下水位不断下降。经观测，机井静水位近期稳定在地面以下7．2n。抽水时动水降深按s＝0．0178Q2下降（s以m计，Q以l／s计）。该水泵扬程满足要求，但水泵安装在地面已不能抽水，拟采用水泵下卧（即水泵安装地面以下）的办法。已知，进水管的内径为75mm，糙率为0·012，管长为8m；管路附件有90°弯头一个（?1=0·4），带滤阀的进口（?2＝0·82）；出水管采用内径75mm的硬质塑料管，管长为25m，出口伸入出水池，出水池水面高出地面1.2m。塑料管沿程水头损失按哈一威公式计算。地形高程影响不计，水温按常温考虑。试求： （1）水泵的工况点参数。 （2）水泵需下卧安装的深度。

4-26 某大型泵站，安装立式轴流泵，采用肘形进水流道，进水流道局部损失系数Σ

?c=1·15，平均流速

为1·83m／s，平均直径为2.37m，全长按10m计算；肘形进水流道由混凝土浇注而成，糙率0．014。进水池最低水位为197h，水温为30℃，水泵实际工作时的允许汽蚀余量[?h]＝11，9m。试求水泵的安装高程。该水泵进口直径为2.0m，求此时水泵的允许吸上真空高度［Hs］。

4-27 已知一轴流泵模型，最佳工况下参数为：n＝580r／min，Q＝⒈06m3／s，H＝4.7m， [?h]＝8．7m，D2＝650mm。试根据下列条件，分别确定与之相似的实型泵参数： (1)实型泵的比转数ns，汽蚀比转数c。 （2）当实型泵D2＝1·25m、n＝365r／min时，求实型泵在最佳工况的?hr。

（3）当实型泵D2＝1．25m，要求实型泵与模型泵必需汽蚀余量相同时，实型泵的转速n和流量Q应为多少？

（4）如果要求实型泵的允许汽蚀余量[?h]不超过4，lm，那么设计泵的nD值应限制在多少r/（min·m）才合适。

4-28 一台泵用来抽送标淮大气压下的常温清水，已知Hsz＝5m，最佳工况下的流量Q ＝280m3／h，进水管路水头损失0.5m；汽蚀比转数c＝800。水泵的转速应为多少。

4-29 某抽水装置拟设计一台泵，用来抽送70℃清水，已知进水箱液面压力为50kPa（绝对压力），进水管路水头损失为lm，泵的转速选定为960r/min。又知泵的汽蚀参数是通过小一倍尺寸的模型泵试验求得的，该模型泵的转速为1450r／min，测得的?hr＝2m。试问： (1）设计泵的最大安装高度。

(2）由于设计泵比模型泵的转速低得较多，试讨论在运用汽蚀相似律换算泵的汽蚀余量时，因换算误差，会给设计泵安装高度带来什么影响。

4-30 离心泵自一集水井中抽水，集水井由自流管与蓄水池相连结，如图⒋3所示。已知自流管长20m，管径150mm；水泵进水管路长12m，管径150mm，水泵进口直径125mm，进口与进水管由偏心异径管连接，?4＝0．15。管路的糙率n＝0．013，水泵允许吸上真空高度[Hs]=6m，试确定水泵的最大流量（忽略高程影响，抽送常温清水）。

习题五

5-1 离心泵叶轮水力设计有哪几种方法？这些设计方法的基本思想是什么？有什么优缺点？

5-2 离心泵叶轮的主要结构参数有哪些？其中哪些参数对泵的汽蚀条件有显著影响？哪些参数与泵的扬程关系密切？叶片数z、包角θ对叶轮流道和叶片的水力性能有何影响（从对水流的排挤、摩阻、流道形状、叶片正背面压差以及制造难易程度等方面考虑）？

5-3 什么叫叶轮的轴面、流面？什么叫过水断面形成线？它是怎样做出来的？

5-4 什么是叶片的真实厚度δ、流面厚度s、圆周厚度su、径向厚度sr、轴面厚度sm？分别用示意图表示出来。它们之间的关系怎样？

5-5 试根据叶片绘型的基本要求或精算公式，分析说明混流泵叶片出口边倾斜的道理。 5-6 试述叶片绘型（保角变换法）的基本作法和步骤。

5-7 什么是圆柱层无关性假设？如何解释轴流泵叶片栅为无限平面直列栅。 5-8 叶栅有哪些主要几何参数？它们是如何定义的？

5-9 栅中翼型进出口速度三角形是如何绘出的？它与离心泵叶片进出口三角形的绘制方法有何不同？ 5-10 试根据能量基本方程式Ht?1(u2vu2?u1vu1)证明用绕流单个叶片的速度环量Γ表示的能量方程式g为HT?z??（z为叶片数，ω为叶轮旋转的角速度）。 2?g5-11 分析轴流泵叶片在轮毂和轮缘处由于尺寸的有限性及两侧间隙回流的影响，讨论叶片进出口轴面速度和速度环量Γ沿半径的分布规律。设计时应采取什么措施？ 5-12 讨论轴流泵轮毂比dA/D和叶栅密度l/t(t?2?R)的取值对叶片水力性能和结构强度以及使用要求z等方面的影响。

5-13 翼型的升力系数Py和阻力系数Px与哪些因素有关？作用方向如何？如果翼型表面不存在速度环量，仅有无限远处的来流速度，翼型是否产生升力？道理何在？

5-14 什么是机翼的特性曲线？什么是机翼的极曲线？这些曲线是怎样得到的？试说明 机翼的升、阻力曲线随冲角Δα的变化关系。

515 翼型质量是怎样定义的？何为翼型的最离质量区？画出栅中翼型的冲角，并分析 流置变化时对冲角的影响。

5-16 对选定的翼型，其剖面坐标和升力特性如何换算？设计时应注意哪些向题？ 5-17 为利用翼型升力特性，栅中翼型的升力系数应作哪些修正？要经过哪几个步骤？ 5-18 轴流泵叶轮计算基本方程式是怎样推出来的？其意义何在？在叶轮设计时，怎样 使用该公式？

5-19 什么是叶栅的水力效率？它与翼型的质量有什么关系？叶轮曲水力效率与叶栅的 水力效率关系如何？设计时应注意什么问题？

5-20 为什么说轴流泵的抗汽蚀性能与翼型的升力特性有关？如要改善叶轮的抗汽蚀 性能，应从哪几个方面采取措施？

5-21 轴流泵叶轮出口导叶的作用知何？导叶体与离心泵压水室（蜗壳）相比，作用是 否相同？

5-22 轴流泵导叶的轴面尺寸是如何确定的？导叶的出口角一般为多大较合适？

5-23 轴流泵基本性能曲线与离心泵性能曲线相比有什么不同？轴流泵基本性能曲线为马鞍形，如何解释？如果水泵因内、外河水位变化，以致使工况点落在该区，泵运行可能出现什么异常现象？ 5-24 水泵压水室的功用是什么？它与吸入室的作用有什么不同？

5-25 常见的叶片泵、压水室和吸入室有哪几种？水力性能如何？适用条件怎样？

5-26 螺旋形压水室中，液流运动应遵循的基本规律是什么？意义何在？设计时如何保证？ 5-27 说明压水室中下列名称的意义：①基圆；②隔舌；③断面安放角?；④隔舌安放角?。；⑤隔舌螺旋角?。并指出压水室第Ⅶ断面和半螺旋形吸入室第Ⅵ断面的位置。 5-28 说明泵在运转中，隔舌与叶轮之间的间隔大小对泵性能的影响。

5-29 试说明压水室计算的基本方程式的意义和使用方法。分析求出如图⒌9中所示特殊断面形状的压水室螺旋线表达式。

（1）压水室断面为矩形，即b=const.

（2）压水室断面为梯形，设b=ar(a=const）。

5-30 试分析半螺旋形吸人室中水流的运动状况（vu\\vm沿?的分布），评价其流动特性。

5-31 作用在离心泵叶轮上的轴向力有哪几种？其方向如何？

5-32 试分析和写出在下列情况下，作用在叶轮外表面上的压力差A1的计算公式。 （1）双吸式离心泵叶轮．一侧口环密封正常，另一侧口环严重损坏。 （2）单吸悬臂式离心泵，口环密封正常，后盖板设筋板或副叶片。

5-33 常用平衡轴向力的水力平衡方法有哪几种？各种方法的作用原理如何？优缺点怎样？

5-34 常见的叶片泵，哪些泵设一般止椎轴承？哪些泵应设双向止推轴承？哪些泵不能设止推轴承？为什么？

5-35 试说明平衡盘的工作原理。说明它的降压过程和自我调节过程（用箭头按顺序写出）。

5-36 什么是平衡盘的灵敏度？分析灵敏度k值的大小对平衡恢复力产生的影响。怎样提高平衡盘的灵敏度？

5-37 径向力是如何产生的？在什么条件下产生径向力？它对泵的运行有什么影响？有哪些平衡方法？ 5-38 设计一台泵，其流量Q=3501／s，扬程H＝18m，转速1450r／mln，效率不低于86％，泵用来抽送常温清水，c＝900，性能曲线无特殊要求，采用电动机与水泵直联。试分析确定：

（1）泵的结构方案，泵的进、出口直径（常用的泵进、出口标谁直径系列为：50、65、80、 100、 125、 200、 250、 30o、 350、 500 mm）。

（2）计算该泵的允许汽蚀余量［?h］和标准条件下泵的允许吸上真空商度［Hs］。

（3）计算动力机配套功率（功率备用系数k＝1.1～1.2），选择动力机型号。 5-39 用速度系数法设计一台单级单吸离心泵，要求抗汽蚀、效率两者兼顾。其设计参数为：Q＝100m3／h，H＝50m，n＝1450r／min，?hr＝2．5m，?＝65％o试分别根据尺寸系数经验统计公式和速度系数曲线求出叶轮的主要尺寸D。、D2．b2。

5-40设计一台中比转数单级单吸离心泵的叶轮。设计参数为：Q＝144m3／h，H＝50m，n=2950r／min，?=80％，c＝1000。泵用来抽送常温清水，性能曲线要较平坦，但无驼峰，用电动机直联。要求： （1）选定和计算叶轮的主要几何参数。 （2）绘制叶轮轴面投影图。

（3）用保角变换法对叶片进行绘型。

5-41用升力法设计轴流泵叶轮。其设计参数为：Q＝0.63m3／s，H＝6．25m，?hr＝8m。

习题六

6-l 机电排灌工程规划主要解决哪些问题？规划的原则是什么？

6-2 什么叫灌区的分区分级抽水？在作灌区的划分时应考虑哪些因紊？

6-3 “多站多级抽水，分区灌溉”与“一站分级抽水，分区灌溉”的异同点在哪里？它们分别适用于什么条件？

6-4 一般灌溉泵站枢纽由哪些建筑物组成？每部分的作用怎样？ 6-5 排水泵站站点布局有哪几种型式？各有什么优缺点？ 6-6 在排水泵站及灌溉泵站中，应考虑哪几个特征水位？它们各有何用途？如何确定？

6-7 一般既能自流又能提水的灌排结合泵站的枢纽由哪些建筑物组成？每个建筑物的作用是什么？ 6-8 什么叫“最小功率站址选择”？应用图解法确定最小功率站址的原则是什么？试述 其图解方法和步骤？

6-9 排水泵站设计流量的计算有哪几种方法？各适用于什么条件？

6-10 排、灌泵站中的主机组和辅助设备是怎样区分的？辅助设备一般指哪些？ 6-11 水泵选型时要考虑哪几个因素？选择的原则和步骤如何？

6-12 为什么扬程是泵型选择的主要依据？按设计扬程和多年平均扬程选泵有什么差别？

6-13 当进水池水位变化幅度超过水泵的允许吸上高度时，有立式、卧式两种泵型可以选择，试问应选择哪种泵型较好？为什么？

6-14 泵站常用的动力机有哪几种？电动机和柴油机备有哪些优缺点？ 6-15 如果按照规划给定的设计扬程，选择不到合适的水泵时，如何对扬程偏高或偏低的现有水泵进行改造，以便使用？

6-16 为什么选择的动力机额定功率必须稍大于水泵的额定轴功率？为什么转速要基本上等于水泵转速？ 6-17 中小型异步电动机有哪几种降压起动方式？各种方式的起动电压、起动电流与额定电压、额定电流的关系如何？大型水泵机组对电动机起动特性有些什么要求？

6-18 电动机选型、配套应考虑哪些因素？柴油机的选型、配套应考虑哪些因素？ 6-19 机组的传动方式有哪些？各有什么优缺点？如何进行传动方式的选择和计算？ 6-20 水环式真空泵的构造和工作原理如何？怎样选择真空泵？

6-21 泵站的供水、供油、供气对象有哪些？油、气、水系统一般由哪些设备组成？ 6-22 泵站通风散热有哪几种方式？一般中、小型泵站应选择哪些通风方式？

6-23 某灌区灌溉面积为9.46万亩，提水灌溉最大高度为80m，灌溉面积沿高程分布如表65所示。计划分三级提水，灌区最大灌水率为21.2 l／（s·千亩），渠系水有效利用系数为0.63，机组效率??0.7，水头损失按H净的15％计。试用图解法求各级泵站的站址高程？三级提水比一级提水节约多少功率？

6-24 某涝区面积为45 km2，其中水田面积占60％，湖泊等水面面积占10％，其余为旱地、道路及村庄。全涝区备种类型面积均匀分布。涝区内湖泊蓄深为600mm，水田允许蓄深为60 mm，涝区内的离程与面积关系、湖泊的水位与容积关系见表6-6。根据当地水文资料，

旱地径流系数为0.58，试按10年一遇24h暴雨192nm3日排除的排涝标准，用控湖排田，先排田后排湖的图解法计算排水泵站设计流量（泵站按每天工作22h计）。

6-25 已知圩区耕地面积为22 km2，全部种植水稻。圩区内地势平坦，平均坡度约为1／10000。已知最远处最低田面高程为4.5m，天然滞涝径流深为30 mm。根据暴雨资料分析，该圩区在7月中、下旬最易形成涝灾。该期间水稻长期允许的耐淹深度为20 mm，最大允许的耐淹深度（包括长期允许淹深），1天为180 mm，3天为140 mm，5天为125mm，7天为80 mm。根据当地水文资料，该期间内5年一遇最大7日暴雨、累积径流深及其相应的外河日平均水位见表6－7。排水引渠长3 km，坡度1／8000，排水站允许24h连续运行，并假定暴雨前田间已有长期允许淹深，而滞涝容积尚未利用。试根据以上资料，确定该排涝泵站的设计流量及设计扬程。

6-26 据某湖泊的历年水位统计，水位在6.5～10m范围内变化。湖泊围堤以外地面高程为6.0～7.0m。为除涝，沿堤有一条排水总干渠；为防旱，与堤垂直方向有一条总灌溉干渠。从地面高程和湖泊水位关系来看，该泵站属灌排结合、既能自流又能抽水的多用泵站。试绘其泵站枢纽布置草图，并注明建筑物的名称及自

流扬水灌溉、排水的水流路线和闸门的操作过程。

6-27 泵站需要的流量和扬程见表⒍8；可供选择的水泵及其特性如图⒍2所示；可供选择的电动机及其技术参数见表⒍9。按照水泵选型原则及水泵台数．吸程H、效率?、总装机容蚩ΣP等技术指标，评价各方案的优缺点（出水池水位恒定）。

6-28 某电灌站以水库为水源，灌溉季节历年水库水位变化见表⒍10。根据相邻灌区的灌溉经验，推得的本灌区保证率为75％的灌水率见表⒍11。按灌区地形推算出渠首水位不低于162m。由于输水距离较远，输水管长达572m，拟采用多台水泵并联、单管输水，按经济流速v经=2.0~2.5m／s选择混凝土管（糙率为0.014）。灌区设计灌溉面积为1．74万亩。试计算泵站设计扬程，设计流量。并选择水泵（忽略水泵并联点前的管路损失；管路局部水头损失占沿程水头损失的5％。渠系A有效利用系数按0.75计。选择水泵查泵样本）

6-29 已知某排水泵站的设计排水流量为5m3／s，排水期间水泵扬程在6～10m范围内变动，进水池水位变幅为2m，地基条件较差。试选择合适的水泵型号、水泵台数及配套动力机（查水泵样本选型）。 6-30 某泵站8 sh－13型水泵配495型柴油机，柴油机持续功率为33 kw／2000r／min，

水泵性能见表6-12。泵站净扬程为34m，管路阻力参数s＝1250s2／m2以看出，这实属小机拖大泵的问题。如何对机组进行改造配套？求出在充分发挥柴油机效能下相应的工作参数；传动设备的传动比。

机泵采用平皮带传动，传动效率为97％，皮带打滑系数为O·93。从水泵运行中可以看出，这实属小机拖大泵的问题。如何对机组进行改造配套？求出在充分发挥柴油机效能下相应的工作参数；传动设备的传动比。

机泵采用平皮带传动，传动效率为97％，皮带打滑系数为0.93。

6-31 一台36WZ-82型卧式轴流泵抽水装置如图⒍3所示。拟采用真空泵抽气充水，计划两台真空泵同时启动，5 min内将水泵充满水。试选择真空泵型号（吸水管竖直段内空气体积为1.83m3，泵壳内空气体积为2.64m3；出水管直径为900 mm，长为12．5 ml水平安装，出口由拍门密封）。

习题七

7-1 取水建筑物主要有哪些型式？各种型式的适用条件及优缺点怎样？

7-2 修建前池及进水池的目的是什么？怎样保证池中有良好的进水流态？如果设计不合理导致流态恶化时，可以采取哪些措施加以改善或消除？

7-3 进水池中有哪几种漩涡？它们是怎样形成的？对水泵性能有何影响？如何消除池中漩涡？ 7-4 何谓水流临界扩散角？影响水流临界扩散角的主要因素有哪些？ 7-5 什么叫进水管管口临界淹没深度？影响因素有哪些？

7-6 进水流道有哪几种型式？每种型式由哪几部分组成？适用条件如何？

7-7 水泵的进水管道与出水管道的工作特性有什么不同？泵站设计中对进水管道的选择和安装有些什么特殊要求？

7-8 试比较自由式、淹没式及虹吸式三种管口出流方式的优缺点。三种出流方式如图72所示。

7-9 从断流方式及开、停机，机组运行等方面比较虹吸式出流和直管式出流两种流道的优缺点。 7-10 何谓管路效率？如何提高管路效率？

7-11 出水管常见的断流方式有哪几种？试比较它们的优缺点？

7-12 什么叫经济管径？如何应用年费用最小的方法确定出水管道的经济管径？

7-13 管路上的底阀、闸阀、逆止阀各起什么作用？由于装置这些阀件，不但增加了管路的水头损失，也使泵房尺寸加大，在设计中应尽量少用或不用。如何才能取消三阀？

7-14 露天敷设的管道，管道上的受力可归纳为哪三类力？它们是哪部分设计的控制因素？ 7-15 虹吸式出水流道由哪几部分组成？各部分尺寸如何确定？

7-16 虹吸式出冰流道驼峰断面的真空值与哪些因素有关？当设计得到的真空值大于允许值时，可采取什么措施进行改善？

7-17 直管式出水流道，设计时应满足哪些要求？

7-18 简述虹吸式出水流道虹吸形成的过程。说明虹吸式出水流道水泵的起动及停机过程，并说明其原理。 7-19 管道上无逆止阀的抽水系统，事故停泵过程中，水泵要经过哪几个工况？水泵转速及水泵出口处的流速、压力是如何变化的？

7-20 影响正向出水池长度的因素有哪些？在各种计算公式中是如何考虑这些因素的？ 7-21 比较正向出水池和侧向出水池的设计特点。

7-22 事故停泵产生水锤的主要因紊有哪些？适用于泵站出水管道水锤防护的措施有哪些？它们各有什么特点？

7-23 某灌溉泵站，根据灌水要求，设计流量为2.85m3／s。由水文资料分析得知，进水池的设计水位为23．09m，最高水位为24.86m，最低水位为23.09m。选用20 shˉ13型水泵5台。引水渠道底宽为4m，边坡系数为m＝1.25，当通过设计流量时，水深为1.08m。初步拟定水泵吸水管直径为800 mm，管口为圆弧形喇叭口，其进口直径为吸水管径的1．3倍。由机组及进水管路布置确定进水池宽为20m，正向进水。 试根据以上资料，进行该泵站的前池和进水池的设计：作出进水池、前池各部尺寸，绘出平面图和纵剖面图。

7-24 某排水站选用2．8 CJ－90型轴流泵3台，单机设计流量为25．9m3／s，总装机容量为2800×3kw。水泵叶片直径为2．8m；轮毂直径d。＝1078 mm；叶轮中心线至水泵座环法兰面的高度ん。＝1750 mm；座环直径为3024 mm。

试根据以上资料，确定该水泵的钟型进水流道尺寸。

7-25 已知某灌溉泵站的设计流量为5.74m3／s，出水池设计水位为41.75m，最低水位为41.32m，最高水位为42.08m。选用6台水泵，三根出水管，管径为1000 mm，出口不扩散。根据灌溉渠道设计，干渠底宽为4m，边坡系数为m＝1.5，纵坡为l／5000，进口底高程为40.3m。当通过设计流量时，渠中水深为1.45m。 试根据以上资料，进行该泵站正向出水之出水池设计。 要求：（1）确定出水池长度、宽度及其他各部分结构尺寸。 （2）作出出水池与干渠连接段的设计。 （3）绘出出水池的平面及纵剖面图。 7-26 某排水泵站，采用虹吸式出水流道，根据水文资料分析，出水口最低水位为21．5m，最高水位为27.2m。由于外河水位变幅较大，为防止水体倒流，驼峰底部安全超高取为0.5m，驼峰断面高为1.5m，宽为2.48m。已知单泵排水设计流量为21.05m3/s，当通过设计流量时，驼峰顶至出口水头损失为1·5m，出口水头损为0·15m。按标准大气压，水温常温，出口流速很小，流速水头可忽略不计。考虑水流紊动和波浪的安全值为a＝0，5m。

根据以上资料，校核该泵站采用虹吸式出水流道的合理性。 7-27 某灌溉泵站，已知资料如下：

（1） 灌溉期间水源水位及流量，如表⒎8所示。

（2）水泵每天工作以22h计，泵站效率?＝55％。 （3）出水管两根，每根长850m。 （4）泵站出水池水位478.5m。

（5）管道局部水力损失约占沿程水头损失的3％。 （6）单位电价⒍10元／（k＼p·h）。

（7）管道采用铸铁管，糙率n＝0.013，每米价格按c＝6o＋457D1.85元／m计算，其中管径D以米计。

（8）每年管道的维修、管理费以管道造价的0.8％计算。 （9）使用年限为25年，年利率为7％。 试计算管道的经济管径。

7-28 某段露天敷设的压力钢管，如图7-3所示。镇墩以左至伸缩接头长100m与水平面呈20°倾斜，镇墩以右至伸缩接头长8m，呈水平放置。由于水平段不长，可认为管中内水压力不变，即H1＝50m，第二个伸缩接头处内水压为13m，斜坡管中内水压依长度均匀变化。钢管内径为400 mm，设计流量为2501／s，管壁厚度??10 mm，伸缩接头处止水填料宽b＝200 mm，填料与营壁的摩擦系数f1=0.55，管壁与支墩间的摩檫系数f2=0.23；镇墩混凝土与地基砂壤土间的摩擦系数f3＝0．35.砂壤土地基容许承载力［?］＝200 kPa。镇墩的抗滑安全系数Kc＝1.25，地基最大最小应力之比应小于1．8。 试求：在温度升高（升温水管伸长）、管道正常运行情况下，镇墩所受到的轴向力。根据镇墩的受力确定封闭式混凝土镇墩的尺寸。 7-29 某抽水装置如图⒎4所示。已知该装置的主要技术数据为：管道长度L＝1000m；水泵设计扬程67.lm；水泵设计流置为0·318m3／s；水泵最佳效率为84，7％；水泵转速为970r／nim；钢筋混凝土管内径为500mm，壁厚为80 mm；水泵和电动机转子部分的转动惯量GD2＝685.4N·m2；水泵全特性曲线如图⒎5所示。

若忽略管道中的摩阻损失，试用图解法分析水泵在失电情况下，事故停电水力过渡过程。试求： （1）不允许水泵倒转情况下，水泵出口处的压力变化过程。

（2）允许水泵倒转，事故停泵过程中，水泵出口和管道中点处的压力，水泵流量、转速，转矩随时间变化的过程。

7-30对729题，用帕马金水锤图解曲线，求当事故停泵后，水泵出口和管道中点处的压力降低、压力升高

值；飞逸转速；水泵由额定转速到零，水泵水流开始倒流，水泵到达飞逸转速的时间。 7-31 某抽水装置有两台水泵并联运行，管道并联点以前分别装逆止阀。抽水系统主要参数为：水泵设计扬

2程H=58．7m；水泵设计流量Q＝5．8m3／s（指单泵流量）；水泵效率??89％，机组转动惯量GD?53，

8×10N·m2；并联后的管道长度L=1463m；管道直径D＝3．2m，壁厚?＝50 mm。 若忽略管道的摩阻损失，一并假定逆止阁在水体开始倒流前瞬时关闭，试用帕马金水锤计算图，计算两台水泵同时事故停机情况下各种最不利参数。

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习题八

8-1 泵房在泵站建筑物中的作用如何？泵房的设计内容包括哪些？

8-2 固定式泵房分哪几种基本类型？试比较各种类型泵房的特点及适用条件。

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