泵与泵站第五版课后答案.doc

(完整word)泵与泵站第五版课后答案
无需财富值下载
【P107习题】

【1】．（1) 已知，出水水箱内绝对压强P1=3.0atm,进水水箱绝对压强P2=0。8atm
以泵轴为0—0线，大气压Pa=1atm
出水水箱测压管水头:
进水水箱测压管水头:(“—”表示在泵轴以下）

（2）泵的吸水地形高度：
（3）泵的压水地形高度：
【2】．解答：如图（a），
据题意：
以泵轴为基准面
（1）b水泵位置水头：
b水泵吸水池测压管水柱高度：
b水泵吸水池测压管水头：
b水泵
解得：
（2）c水泵位置水头：（在泵轴以下)
c水泵吸水池测压管水柱高度：
c水泵吸水池测压管水头：
c水泵H
解得：

（1）根据给定的流量和管径,查《给水排水设计手册》第一册，得：
吸水管沿程水头损失系数‰
压水管沿程水头损失系数‰
真空表读数： （见P24，公式2-30）
真空表安装在泵轴处，
则：
计算水泵的吸水管流速：
泵吸水地形高度：
吸水管水头损失：
则：真空表读数
∵
则：%
真空度=
（2）泵的静扬程：
压水管水头损失：
管道总水头损失:
总扬程：
（3）轴功率：

【4】．解答：以吸水池水面为基准面
列0—0，1—1,2—2，3—3断面能量方程如下：
0—0断面:
1—1断面：
2—2断面：
3—3断面：
吸水管水头损失：

得:
压水管水头损失:
得:
∵泵装置总扬程
则：
（总水头损失）

忽略流速差，即,；
压力表和真空表沿泵轴安装，即
则最后：

【5】．解答：泵的基本方程式：
叶轮出口牵连速度：
叶轮出口面积：
径向流速：
代入基本方程式,得理论特性曲线：

（1）Q—H关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的1。3倍。
因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度ρ被消掉了，因此,水泵的理论扬程和液体密度无关，水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程HT和QT关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的，液体的其他物理特性和水相同，则,其在水泵内部的各种损失和输送水时一样，因此,水泵的特性曲线Q—H不变.
水泵的轴功率和液体密度ρ有关,，N和成正比，当时,则功率变为原来的1。3倍。
（2）压力表读数变为原来的1。3倍。
因为:如问题(1）所示,输送液体的密度改变，扬程不变,则其压力表读数不变，泵的压力表读数：,和密度成正比,当时，则变为原来的1。3倍.
（3）以吸水池水面为基准面
吸水池和高位水池的高度差:
高位水池的测压管内液柱高度：
静扬程：

【7】．解答：测压管水头：
-—位置水头
—-测压管内水柱高度(压强水头)
管道水头损失：（计算段前后测压管水头差）=
测压管水头线：沿程测压管水头的连线，以管道长度为横坐标，测压管水头高度为纵坐标，绘制测压管水头线，曲线趋势是下降。
管道水头损失特性曲线：以流量为横坐标，管道水头损失为纵坐标,绘制曲线,曲线的趋势为上升。

【8】．解答:
如图，则，A表显示的为水泵压力表读数，C表显示为水泵真空表读数，B点显示为闸阀后的压力表读数。
（1）A、B读数一样,测压管水面高度一样。
因为：闸阀全开，阀门前后的水头损失不计,则A、B点压力相同.
（2）A表读数增大，B表读数减小，A测压管水面高度增加，B测压管水面高度减小。
因为：闸阀关小，流量减小.水泵的工况点向流量Q减小，扬程H增大的方向移动。水泵的总扬程，真空表读数，闸阀关小时，流量减小，则减小，减小，不变，则读数减小,而总扬程是增大的，因此是增大的，即A表读数增大。
闸阀关小，闸阀段的水头损失增大，则A、B压力表（或测压管高度）之差即为闸阀段的水头损失。B点的压力表读数亦可表示为，闸阀关小，流量减小,减小，不变,则B点的压力表读数减小，对应的测压管水面高度减小。
（3)C表读数减小，C比压管水面高度增加。
因为：如（1)问中，读数减小，即C表读数减小.又因为C表处为负压,C表读数减小，对应的测压管水面高度增加。
【9】．解答：
（1）不一定。因为可能调节出水泵的高效段，则，水泵的效率降低.
【10】．解答：
（1)一样。
因为：总扬程.两种情况,静扬程一样，水头损失一样，则总扬程一样。
(2）水泵装置的总扬程增加，则水泵的工况点向流量减小、扬程增加的方向移动，水泵的轴功率降低，电耗减小。
因为：静扬程增加，则总扬程增加。其管道特性曲线变化如图。
【12】．解答：
意义：，和定速运行时水泵工作的高效段相比，通过调速运行，水泵形成了一系列的Q—H曲线，对应着一系列的高效段，从而将一个泵的高效工作段扩展为一个高效区，大大扩展了水泵的高效工作范围.从而有效的解决了供水过程中，水量逐时变化情况下,水泵的高效、节能工作的问题。
【13】．解答：
优点：(1）保持管网等压供水（即静扬程不变);（2）节能
注意:（1）调速后的转速和水泵的临界转速不能重合、接近或成倍数。
（2）调速不能超过泵的额定转速，即一般不轻易调高。
(3）为了节约投资，一般采用定速泵和调速泵并联工作。
(4）泵的调速范围应该保证调速泵和定速泵的工况都在高效段运行。

【14】．解答:比转速不变.
因为调速后满足比例率：,
比转速
比转速：

【15】．解答：
据已知：比例尺，
实际泵
根据相似律:，
则：实际泵流量：

【16】．解答：
该水泵的比转速:
参考P54，的相对性能曲线,
铭牌上参数即为：，，，
根据公式：

【17】．解答:
我国的比转速为美国的0。0706倍，日本的0.47倍。

【18】．解答：
12Sh-19水泵的特性曲线见P60，图2-50
据题意，已知：，，
则其管道特性曲线为：
绘制:管道特性曲线
（L/s）
150
175
187.5
200
225
250
（m3/s)
0。15
0.175
0。1875
0.2
0。225
0。25

19.1
20。9
21。9
23.0
25.4
28.1
曲线交曲线于A点，A点即为水泵的工况点，对应流量为QA=195L/s，扬程HA=22。8m。
流量减少12％，则减少后流量为QB=（1-12％）×196＝171.6L/s，扬程为，其工况点移动到B（171。6,20。6）点
其等效率曲线系数:（s2/m5)
等效率曲线：
绘制：等效率曲线
（L/s)
150
175
187。5
200
225
250
（m3/s）
0.15
0.175
0。1875
0。2
0.225
0.25

15。8
21。4
24。6
28。0
35.4
43。8
曲线过B点，交曲线于点，点即为水泵对应B点的相似工况点，对应流量为=185L/s，扬程=24.0m.
根据切削律：
切削后叶轮直径：
切削量：

B’
HA
HB
QB
B
QA
A

（Q—H)

【19】．解答：铭牌的参数为泵设计工况时的参数，即水泵的水力效率最高时的工作参数。因此在描述水泵性能时，应该强调前提是在设计工况时，泵能打多少水，扬程多高.

【21】．解答：
(1）相当于水泵和水箱联合供水的工作方式。
14SA—10泵特性曲线见P32.
以吸水池水面为基准面.
密闭高位水箱的测压管水头为：
B点测压管水头为:
水泵特性曲线折引到B点，折引后：
水池供水特性曲线折引到B点：
绘制：水泵折引后特性曲线
（L/s）
0
80
160
240
320
400
（m3/s）
0
0.08
0.16
0.24
0。32
0.40

72
77
76
73
69
59

0
1。3
5。1
11。5
20.5
32.0

72
75.7
70.9
61.5
48。5
27。0
绘制：高位水池供水折引后特性曲线
(L/s）
0
80
160
240
320
400
(m3/s)
0
0.08
0。16
0。24
0.32
0.40

48
48
48
48
48
48

0
0.8
3。3
7.5
13.3
20。8

48
47.2
44.7
40。5
34。7
27.2
绘制：直线，交于C点，则C点对应的流量QC=245L/s为高位水箱的出流流量，交于A’点,过A’点做纵轴平行线，交于A点,A点即为水泵的工况点,对应流量为QA=350L/s，扬程HA=65m。
B点的流量：
HB=40
(Q-HC）’
C
(Q—H）’
A’
(Q-H)
A
（HB）
（HA）
QA
QC

（图1)
(2）相当于水泵同时向两个水箱供水的问题。
如上图，绘制：水泵折引后特性曲线
绘制:直线，交于A'点，过A’点做纵轴平行线,交于A点，A点即为水泵的工况点,对应流量为QA=350L/s，扬程HA=65m.
水泵到水池C的流量：
（HA）
QA
A
A'
HB=40
（Q—H）
（Q—H）'

（图2）

【22】．解答:
（1）不是。
因为：允许吸上真空高度为真空表读数的极限值。要求满足，能够保证水泵不产生气蚀。
水泵的允许吸上真空高度受的提升液体的水温、实际地点的气压影响.水泵铭牌上的参数=2.5m是水泵在标准状态下(即水温20℃，气压为1atm)的允许吸上真空高度。当水泵在标准状态下工作时,即,即能保证不产生气蚀，但是当水泵不在标准状态下工作时，需要对Hs进行修正，，当时，才能保证不产生气蚀，此时。
（2）不是。
因为:根据泵内压力变化规律，（P78,公式2-146）：

叶轮绝对压力最小值:

在标准状态下，
，式中表示水泵内部的压力降，其值大于3m，因此，叶轮中的绝对压力最小值并不是7.85m，而是更低。

wanderer