泵

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。 1-13根据水泵扬程计算公式H?Mt9.8?Ms9.8?v2?v12g22??Z，有人认为，在水泵允许的吸上范围内，水泵

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

33这台泵的有效功率Pe和效率?？如该泵用来抽送媒油（?油?0.8?10kg/m），质量流量为

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

21-23 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＝0.84m3/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＝180m3／h、泄漏流量为5.2m3／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。

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？

//

3-15有n台型号不同的泵并联运行或串联运行，设各台泵的流量，扬程和效率分别是Q1、Q2，?，Qn；H1，H2，?，Hn；?1，?2，?，?n。全组泵的平均效率为?cp，试证明：

n?Q（l）当水泵并联运行时，如并联点以前管路水头损失忽略不计，则?cp=

i?1ni??i?1Qii。如果水泵型号相同，?cp＝？

n?H（2）当水泵串联运行时，则?cp=

i?1ni?i?1Hi。如果水泵型号相同，?cp＝？。

?i3-16 有一抽水装置，采用旁通管路分流调节，如图3-10所示。已知水泵特性曲线H-Q、管路水头损失曲线RAD、旁通管路上阀门全开时的水头损失曲线R1，试采用图解求解： （1）在旁通阀门全开时，水泵装置抽送的流量Q及旁通回流量Q′。

（2）如果旁通阀门部分关闭，使旁通管路水头损失曲线变为R2，这时装置出流量和旁通回流量将发生怎样的变化？

3-17 图3-11分别示出了两种转速下的水泵性能曲线和装置性能曲线，转速n1时泵的工作点A。试在图中指出水泵转速n2时的工作点B。问A、B两点工况是否相似？这两点工作参数是否满足比例律？指出n2转速时的水泵效率？从图中看出工作点A时水泵效率偏低，现拟采用变速或车削的办法调节水泵性能，使其在最高效率参数下工作，试在图中指出变速或车削后的水泵运行工作点并简述求水泵转速和车削量的方法。

3-18 井泵抽水装置的装置特性与一般排灌抽水装置的装置特性有什么不同？如何绘制井泵抽水装置装置特性曲线？

3-19 清仓时，找到一台单级单吸悬臂式离心泵，从模糊的铭牌上可以看到；流量Q＝83m3/h，扬程H=81m，转速n＝2900r／min，效率?＝68.5％。你能否设法绘制该泵的基本性能曲线H-Q、?-Q、N-Q。 3-20 一台双吸式离心泵抽水装置，进、出水位分别为8.0m和21.0m。运行中水泵流量为360L／s，电动机与水泵直联，电动机的输入功率为79kW；电动机的效率为92％，吸水管阻力参数SAB＝6.173s2／m5；出水管的阻力参数SCD=17.98s2／m5，求水泵的扬程，轴功率和水泵效率。

3-21 如图3-12所示的岸边取水泵房，由河中直接抽水达到高地的密闭水箱。管道均采用铸铁管，糙率n=0.012，进水管管径D1＝400mm，管长l1＝15m；出水管管径D2＝350mm，管长l2＝200m，已知水泵流Q＝160L／s，局部水头损失按沿程水头损失的4.5％计。试问：

（1）水泵进口处的真空表读数为多少毫米汞柱？其真空度为百分之几（水泵进口直径d1＝450mm）？ （2）水泵的扬程H为多少？

（3）若水泵的效率?＝72％，水泵的轴功率P为多少？

3-22 某提灌站的一台12Sh-9型离心泵抽水装置，水泵在高效区附近的性能参数如表3-6所示。进水池正常水位202m，出水池水位220m，水温常温，进水管阻力参数为8.55s2／m5，出水管阻力参数为68.45s2／m5。试用图解法求水泵在进水池正常水位时及进水池水常水位升高2m与降低2m时，水泵的工作点参数。当用闸阀关小开度使正常水位时的出水流量减少10％时，水泵工作点参数变为多少？

3-23 某泵站安装4台HL－50型导叶式混流泵，测得每台水泵流量Q＝602L／s，提水净扬程H净＝7.5m，管道的总阻力参数S＝6.14s2／m5，水泵与电动机直接联结，电动机的输入功率为75kw，效率为93.1％，每台泵的出水管管径为700mm，出口不放大。出水池较宽阔，忽略其行进流速水头的影响。试求： （1）每台水泵的效率；管路效率。

（2）耗于出水管管口的损失功率占轴功率的百分数。

3-24 一台离心泵从进水池抽水，流量Q＝40l／S，进水池水位低于水泵轴线5m；出水池水位高于水泵轴线0.6m，进水管长8m，装有带底阀的莲蓬头，局部损失系数?1?6，90°弯头一个，局部损失系数?2?0.4；出水管长5m，管径150mm，管口不放大，管路上有两个90°弯头。水泵效率70％，管道的糙率n=0．013，水泵进口直径200mm。试求：

（1）要求水泵进口处真空值不超过7m水柱时，进水管的管径应选多少？ （2）此时水泵的扬程为多少轴功率为多少？

3-25 利用图解法，求解如图⒊13所示的六种水泵并联情况下的工作点。

3-26 某机场附近一厂区供水设施，如图⒊14所示。已知采用一台14SA－10型离心泵，水泵转速n＝1450r

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／min，各管段的阻力参数分别为SAB＝200S／m、SBC＝130S／m、SBD＝51s／m，水泵的基本性能如表⒊7所列。试求：

(1) 当水泵和密闭水箱同时向四层楼房供水时（第四层水笼头要求自由水压10m水柱），水泵及压力水箱供水流量。

（2）当水泵向密闭水箱供水时，B点不出流及B点供四楼101／s时，水泵的工作点参数、供给水箱的流量是多少？

（3）以上两种情况，使供水流量增加5％，可采取哪些措施加以解决。

3-27 已知某离心泵的叶轮结构参数为D2＝316mm、D1＝160mm，该泵的基本性能如表⒊8所示。 （1）试绘出该泵的基本性能曲线H-Q、P-℃，? -Q。

（2）转速恒定，叶轮外径车削使D2＇＝285mm，换算叶轮车削后的性能曲线（取车削量修正系数Ka＝0.87）。

（3）求水泵的比转数ns和叶轮型式数K。

3-28 两台水泵的基本性能如表⒊9所示。试问：

（1）当采用直径D＝125mm的铸铁管，其糙率n＝0.012，管路的当量长度为109.3m，提水装置的净扬程H净＝15m时，选用哪台水泵合适，其工作点参数为多少？

（2）如欲使用另一台水泵，可采用哪种调节方式，求最佳工况下工作时的调节量。

3-29 某泵站拟安装4台12shˉ19型离心泵，分单泵单管及两泵并联运行两种方案。其管路布置如图⒊15所示。水泵基本性能如表3－10所示。

水泵进口直径d1=300mm，出口直径d2＝250mm。进、出水管均采用铸铁管，糙率n ＝0.012。

单泵单管方案时，进、出水管管径均采用350mm，进水管口为喇叭形，D进＝1，3Dl，局都损失系数

?1?0.2；45°弯头一个，?2?0.7?0.48；偏心异径接头一个，?3?0.17；出水管上有渐放接头一个，?4?0.15；18°27′弯头两个，?b?2?0.4?0.48；出口装有拍门，?6?1.5。

两泵并联方案，并联点前管路型式、管径、附件基本与单管方案相同，仅多一个45°弯头，一个三通，?8?0.75。

试确定：

（1）单泵单管方案时，水泵工作点参数。

（2）并联方案时，水泵工作点参数。

（3）并联方案时，只一台水泵运行时水泵的工作点参数。

3-30 两台10Sh-9型水泵并联工作。第一种情况为水泵从同一个进水池取水，净扬程21m，如图⒊16｛a）

所示；第二种情况为从不同的两个进水池取水，净扬程分别为21rn和17m，如图⒊16(b）所示。10Sh－9

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型泵的基本性能曲线如图⒊17所示。管路阻力参数SAB=138s/m，并联点前段管路BA、CA相对很短，水头损失忽略不计。试求：

（1）用图解法确定以上两种装置情况的水泵工作点。

（2）当抽水流量增加或减少为原流量的7％，且只调节其中一台泵的转速，泵工的转速应变为多少？ 3-31 某灌溉泵站，拟采用32sh－19（n＝730r／min）和32SH-19（n＝580r／min）两水泵串联运行向高地水池供水，水面高差为43m，管道的糙率n＝0.013，水泵基本性能参数如表⒊11、表⒊12所示。进水管管长L1＝60m，管径Dl＝800mm，扃部损失系数Σ?1＝16；出水管管长L2＝600m，管径D2=700mm，局都损失系数Σ?2＝13.2。试确定： （1）串联工作时每台水泵的流量和扬程。

（2）若出水池水面增高5m，水泵供水量有什么变化？若仍使流量维持在水面增高之前的数值，泵2（n＝580r／min）的转速应增大为多少？若泵2转速不变，改变泵1，转速又如何？

3-32 一台离心泵，由A池抽水到B和C池。H1＝30m，H2＝1Om，管路系统AD段管径100mm，DB和DC段长度相等且管内径都是75mm，支管上分别装有闸阀，如图⒊18所示。 水泵性能参数见表⒊13，闸阀全开时各管段管路特性由表3－14给出。试求：

（1）当闸阀全开时，水泵向j和C池供水的流量及工作点参数。

（2）为了使供向两个水池的水量相同，DC管路上的闸阀要关闭一部分，其局部损失系数要增加多少？这时水泵的工作点参数变为多少？

（3）在闸阀全开的情况下，水泵的转速调到多少时，正好向B池停止供水。

3-33 某离心泵抽水装置，如图⒊19所示。水泵从集水井中抽水，水泵基本性能参数如表⒊15所示，额定转速n＝1450r／min。进水管长8m，出水管长16m，管内径均为75mm。水泵向离地面14m高处的出水池供水。已知：管道糙率n＝0．012，进水管局部水头损失系数为6，出水管局部水头损失系数为3.8；水泵叶轮外径D2＝132mm，车削修正系数Ka＝0.87。试确定：

（1）水泵在额定转速下运行，如流入集水井的流量为9.41／s，集水井水面应维持怎样的深度h？ （2）出水池水面提高2m，流入集水井的流量和集水井水位均维持不变，需要采取什么措施？ （3）出水池水面降低2m，其他条件不变，又需采取什么措施？

3-34 两台12sh－13型离心泵串联供水。水泵转速n＝1450r／min，基本性能参数见表⒊16。抽水装置由两段每段长1000m的铸铁管串接，靠近进水池处和中间各放一台水泵，管道内径300mm，糙率0.012，忽略局部水头损失，净扬程20m，试求： （1〉每台水泵的工作点参数。

（2）若使供水能力提高或降低7％，改变其中一台水泵的转速，水泵转速变为多大？

（3）若将管路由内径300mm改用380mm，供水能力不变，电动机效率采用0.92，每年运行5800h，每年可节省多少电能（调节串联两台水泵转速相同）？

3-35 某泵站安装4台40ZLB－85型轴流泵，进水喇叭口直径1300mm，进水部分总的局部水头损失系数（按进水喇叭口流速水头计算）为3.8，进水部分沿程水头损失忽略不计；出水管管径1000mm，管长12m，糙率0.014，出水管局部水头损失系数为2.2。该泵站设计净扬程为4m，水泵通用性能曲线如图⒊20所示。试确定：

（1）此泵在叶片安装角βe＝0°时的工作点参数。

（2）现配套电动机额定功率为185kw（功率备用系数为1.05），在设计情况下，水泵应作如何调节才能使电动机满载工作，其工作点参数如何？

（3）当进水池水位比设计水位抬高或降低1.5m时，水泵又应如何调节？

3-36 某泵站选用2.88Cj－90型轴流泵，配套电动机功率为2680kw，流道总的阻力参数S＝2.316×10-3s2/m5。根据历年汛期外河洪水位的变化情况，排涝期间可能遇到的泵站净扬程为4～6．5m；而湛溉期间外河水位较低，泵站净扬程要达到8～9.5m。试根据以上情况，求水泵在排涝和灌溺期间的调角范围，水泵的流量变化幅度，水泵效率变化范围。

2.8CJ－90型轴流泵通用特性曲线如图⒊21所示。电动机的功率备用系数按1．05考虑。

3-37 有两台10sh-13型水泵串联运行，抽水装置及水泵全特性曲线如图⒊22所示。水泵最佳工况参数为：Q＝1351／s，H= 23．5m，n=1450r／min，N＝36.2kw，?＝86％。已知管路的阻力参数s＝968.5s3／m6。试求：

（1）水泵正常运行时水泵的工作点参数。

（2）当水泵2动力中断，水泵1继续运行时，抽水系统的非常工作点参数。 （3）两台水泵在动力同时中断时的倒转转速和倒泄流量。

3-38 上题两台水泵改为并联安装。装置进水池水位为130.55m，出水池水位为147.2m，并联点前管路很短，水头损失忽略不计；并联点后管路阻力参数为S＝87．5s2／m5。试求: (1) 两台水泵正常运行时的工作点参数。

（2）两台水泵动力同时中断时，水泵的倒泄流量和倒转转速。

（3）两台水泵，在一台水泵动力中断的情况下，另一台正常运行的水泵的工作点参数，动力中断泵的倒泄流量、倒转转速。

3-39有一眼机井，根据打井记录和抽水试验结果，资料如下： （1）机井井管内径250mm; (2)井中静水面距离地面28m;(3)抽水试验结果如表⒊17所示。

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：

a??Qi?b?lgSiN (3-1)

b?N?(QilgSi)?N?(lgSi)2?Q?lgS?(?lgS)i2ii (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

v?1.2m/s 时 j?0.001071.3 （m/m） （3-3）

Dv2v?1.2m/s 时 j?0.000912vD21.3(1?0.867v)0.3（m/m） （3-4）

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 hf?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？

10.67QC1.8521.8524.871lD （3-5）

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?z??2?g1g(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

为HT?（z为叶片数，ω为叶轮旋转的角速度）。

5-11 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？

2?R5-12 讨论轴流泵轮毂比dA/D和叶栅密度l/t(t?)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？

8-23 试述用流速仪测量水泵流量的适用条件及优缺点。用流速仪测流的基本要求是什么？

8-24 试述泵站现场测试中，流量和功率通常采用的测试方法。常用的三种转速测量方法是哪些？

8-25 什么叫多级泵站的级间流量协调？在多级灌溉泵站系统中，一般需采取哪些措施使得级间流量尽量满足平衡要求？

8-26 长轴井泵由哪几部分组成，各部分的作用如何？解释下列井泵型号的各部分内容代表什么意思。 12 JD230×3； 170 Js50－30；12 j160；sD12。

8-27 潜水电泵分几类？各类在构造上有何特点？

8-28 试从使用、安装、维修、管理等方面对长轴井泵和潜水电泵作一分析比较。 8-29 为什么深井泵都有防逆转设备？其防逆转设备的构造如何？

8-30 井泵的选型和工况点的确定方法有什么特点？如果选型不合适将会出现什么后果？

8-31 自吸泵自吸的原理是什么？什么叫内混式、外混式自吸泵？

8-32 表示射流泵特性的参数有哪些？各参数又是如何定义的？改变面积比时，射流泵的q-h曲线将有什么变化？

8-33 试分析各类射流泵装置的特点及使用场合？

8-34 将水轮泵与普通离心泵比较，说明其特点及适用场合。

8-35 水轮泵站的枢纽布置一般有哪几种？其组成部分是什么？每部分的作用又如何？

8-36 将深井泵、潜水电泵与普通清水离心泵比较，说明各有什么特点？

8-37 长轴井泵怎样进行拆装？当井泵装好后要用调节螺母，上提叶轮，使叶轮离开导流壳端面一定的距离，这个过程叫调节轴向间隙。为什么要调节轴向间隙？ 8-38 采水泵站选用10台24 sh-19型水泵，配套JRQ1410-6 型电动机，机组不带底座，外形尺寸如图8-10所示。

水泵进水侧进口直径为800 mm，通过长500 mm的偏心变径管与直径700 mm的吸水管相连。吸水管口为直径900 mm的喇叭口；水泵出水侧出口直径为500mm，通过长500mm的渐变管同直径600 mm的出水管相连，出水管上安装平面楔形闸阀一个，长550 mm。采用分基型机房。

试根据以上资料，确定当机组单列式布置时主泵房的平面尺寸。由于机组台数较多，当采用双行交错式布置时，主泵房的平面尺寸又当如何？

8-39 某泵站安装32 Sh－19型水泵，与JRQ1510－8型电动机配套。水泵重量及泵内永重5t，泵转动部分重0.6t,电动机重4.9t，转动部分重2．06t，额定转速为730r／min。地基土壤的抗压刚度系数c＝40000 kN／m3，地基允许承载力阻[R］＝200 kPa。机组的允许振幅a=0.15 mm。 根据机组尺寸及地脚螺丝位置初拟的机墩尺寸如图⒏11所示。试验算： （1）地基应力是否满足要求。 《2）有无共振的可能。

（3）垂直强追振动幅度是否小于允许数值。 如果不符合要求，则重新调整基础尺寸。

8-40 某泵站选用48 ZL-87型水泵，配立式电动机，水泵外型尺寸如图⒏12所示。当最低水位为8．45m时，L=5000mm，吊车吊钩极限距吊车梁轨道顶缘500mm吊件捆扎长度取800mm。试推求： （1）水泵安装高程。 （2）水泵层地板高程。 （3）电动机地板高程。 （4〉吊车梁轨道顶缘高程。

8-41 根据规范，要求中小型泵站效率?站≥54.4％，试求与电力泵站和以柴油机为动力的泵站相对应的能源单耗指标。

8-42 试根据图813所示的机组布置情况，在表⒏8中写出，要求在开机台数不同的情况下，开动哪几号机组时，能使泵站中水泵运行条件较好？为什么？

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