泵与风机课后题答案

流体力学泵与风机部分习题答案

2-15

解：（1）当?1为空气 p1?p2 pB???z?h??pA ?p?pA?pB???z?h?

?0.3 ?9.8?1000 ?2940pa?2.94kpa （2）当?1为油 p1?p3 pA?p1???h?H?z?

pB?p3???1h??H?

?p?pA?pB?p1?p3??h??H??z??1h??H

??h??z??1h

?9.8?1000?0.1?9.8?1000?0.2?9000?0.1 ?2040pa?2.04kpa 2-16 解：p1?p2

p1?pM??水?H?h1?h2? p2?pa??油h1??汞h2

pM??水?H?h1?h2??pa??油h1??汞h2

?980?9.8?1000??1.5?0.2?h1??7850?h1?13.6?9.8?1000?0.2 ?980?9800?1.5?9800?0.2?9800h1?7850h1?26656 1950h1?26656?980?14700?1960

h1?5.63m 2-28

解：p???h1?h2?

1

P?1212??h1?h2??h1?h2?

泵与风机（课后习题答案）

第一章

1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：b1=35mm, b2=19mm, D1=178mm,

D2=381mm, ?1a=18°，?2a=20°。设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min，试画出出口速度三角形，并计算理论流量qV,T和在该流量时的无限多叶片的理论扬程HT?。

解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴?1=90° 则：

u1=

?D1n 60=

??178?10?3?145060=13.51 （m/s）

V1=V1m=u1tg?1a=13.51?tg18°=4.39 （m/s）

∵q1V=?D1b1V1m=??0.178?4.39?0.035=0.086 （m3/s） ∴V2m=

0.086q1V==3.78 （m/s） ??0.381?0.019?D2b2?D2n??381?10?3?1450==28.91 （m/s） u2=6060V2u?=u2-V2mctg?2a=28.91-3.78?ctg20°=18.52 （m/s）

HT?=

u2V2u?28.91?18.52==54.63 （m）

9.8g1-2有一离心式水泵，其叶轮外径D2=220mm,转速n=2980r/min，叶片出口安装角?2a=

泵与风机（课后习题答案）

第五章

5-1 水泵在n=1450r/min时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为30L/s？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000qv2（qv单位以m3/s计算）。 【解】根据Hc=20+8000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： qv(L/s) 0 10 20 30 40 50 qv(m3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Hc（m） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30 管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于M点（46L/s，27m） 同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：

qvpnp30?1450 ?，qvm??1142r/min qvmnm46

5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000qv2（qv单位以m3/s计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线

根据Hc=20+2000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： qv(L/s) 0 10 20 30 40 50 60 qv(m3/s) 0 0.01

一 名词解释。

1．扬程：单位重量液体通过泵后所获得的能量。 2．全压：单位体积气体通过风机后所获得的能量。 3．转速：泵与风机轴每分钟的转数。

4．泵与风机的效率：有效功率与轴功率之比的百分数。 5．轴功率：原动机传到泵与风机轴上的功率。

6．机械损失：轴与轴承、轴与轴封的机械磨擦所引起的损失和叶轮圆盘摩擦阻力损失之和。 7．机械效率：轴功率减去机械损失与轴功率之比的百分数． 8．容积效率：泵与风机实际输送的流量与理论流量之比。

9．几何相似：原型和模型的泵与风机，各过流部件对应的线性尺寸成同一比例，对应的角均相等。 10．比转速：由泵与风机主要性能参数组成的一个综合特征数。

11．性能曲线：泵与风机在一定的转数下，扬程、轴功率、效率与流量的关系曲线。 12．无因次性能曲线：一系列相似的泵与风机采用无因次性能参数绘制的曲线。 13．有效汽蚀余量：单位重量的液体在泵人口超过汽化压头富裕的能量。

14．汽蚀：液体汽化、产生气泡至气泡的破裂，以致造成材料破坏的全过程称为汽蚀。 15．运动相似：指原型和模型泵与风机各对应点上的同名速度方向相同，速度之比相等 16．泵与风机的并联运行：两台或两台以上泵与风机向同一母管输送流体的工作方式．

17．泵与风

扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。

全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。

轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。

如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。

泵与风机（课后习题答案）

第一章

1-1有一离心

泵与风机（课后习题答案）

第五章

5-1 水泵在n=1450r/min时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500qv2（qv单位以m3/s计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000qv2（qv单位以m3/s计算）。

【解】根据Hc=10+8000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： qv(L/s) 0 10 20 30 40 50 qv(m3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Hc（m） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30 管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于M点（46L/s，27m） 同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：

qvpnp30?1450 ?，qvm??1142r/min qvmnm46

5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000qv2（qv单位以m3/s计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线

根据Hc=20+2000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： 10 20 30 40 50 60 qv(L

扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。

全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。

轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。

如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。

泵与风机（课后习题答案）

第一章

1-1有一离心

简答题

第一章 简答题

1-1．写出泵有效功率表达式，并解释式中各量的含义及单位。 1-2．风机全压及静压的定义式什么？ 1-3．简述流体在叶轮内的流动分析假设。

1-4．解释叶轮内流体的牵连运动、相对运动及绝对运动，并画出速度三角形。 1-5．已知叶轮的几何条件及转速时，如何求圆周速度u和绝对速度的径向分速?r. 1-6．流体在轴流式叶轮内流动的速度三角形有什么特点？

1-7．试写出叶片式（离心式和轴流式）泵与风机的能量方程式的两种形式。 1-8．为了提高叶片式泵与风机的理论能头，可以采取那些措施？

1-9．为了提高叶片式泵与风机的理论能头，采用加大叶轮外径D2的方法与提高转速n的方法对泵与风机各有什么影响？

1-10．分别画出后弯式、径向式和前弯式叶轮的出口速度三角形。 1-11．简述叶片安装角与理论能头的关系。 1-12．简述叶片安装角与反作用度的关系。 1-13．三种不同型式的叶轮那种效率高，为什么？

1-14．流体流经泵与风机时存在那几种形式的损失？

1-15．有人说：“叶轮叶片数有限时，其理论能头有所下降是由于流体在叶轮内的流

绪论 第一节

1.试述泵与风机在火力发电厂中的作用.

2.简述泵与风机的定义及它们在热力发电厂中的地位? 第二节

1.写出泵有效功率表达式,并解释式中各量的含义和单位. 2.风机全压和静压的定义式是什么?

3.试求输水量qv=50m3/h时离心泵所需的轴功率.设泵出口处压力计的读数为25.5×104Pa,泵入口处真空计的读数为33340Pa,压力计与真空计的标高差为△z=0.6m,吸水管与压水管管径相同,离心泵的总效率η=0.6

4.离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm,送风量qv=18500m3/h.试求风机产生的全压及风机入口、出口处的静压.设吸入风道的总阻力损失为700Pa,压出风道的总阻力损失为400Pa(未计压出风道出口的阻力损失),空气密度ρ=1.2kg/m3.

5.有一普通用途的离心式风机,其全压p=2000Pa,流量qv=47100m3/h,全压效率η=0.76,如果风机轴和原动机轴采用弹性联轴器连接,试计算该风机的全压有效功率、轴功率，并选配电机. 6.发电厂的锅炉车间装有五台锅炉,由压力计测得锅炉工作压力为3.9×106N/m2的情况下,每台锅炉的额定蒸发量为7.35×105kg/h.按照有关规定,供给锅炉的流

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扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。

全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。

轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。

叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。

如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。

轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。

泵与风机（课后习题答案）