泵和风机习题答案市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组作业反应出问题：作业反应出问题：1、对一些公式中、对一些公式中单位单位不明确：不明确：1-9求比转速求比转速ns。在计算比转速时候，流量单位应为。在计算比转速时候，流量单位应为m3/s，但题目中给出单位是，但题目中给出单位是m3/h，这时需进行单位换算。，这时需进行单位换算。2、工程概念工程概念不清楚，做完题目后没有进行思索：不清楚，做完题目后没有进行思索：1）1-7 求流量降低求流量降低20后转速，有部分同学求出转速比原先后转速，有部分同学求出转速比原先大，应该大，应该有明确概有明确概念，流量降低后，转速应该是降低；念，流量降低后，转速应该是降低；2）转速只能为整数。）转速只能为整数。3)无因次参数无因次参数:同一类型风机，其性能所以不一样，是因为受到结构尺寸、转同一类型风机，其性能所以不一样，是因为受到结构尺寸、转速及介质密度影响，假如将风机性能参数中影响原因计量单位除去，则同一类型风速及介质密度影响，假如将风机性能参数中影响原因计量单位除去，则同一类型风机只有一组性能参数，只有一条曲线，因为机只有一组性能参数，只有一条曲线，因为参数没有因次参数没有因次，称为无因次性能参数。，称为无因次性能参数。4）有效功率：）有效功率：泵泵,扬程扬程;风机风机,全压全压 泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第1页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组3 3、没有掌握课堂所讲重点内容：、没有掌握课堂所讲重点内容：、没有掌握课堂所讲重点内容：、没有掌握课堂所讲重点内容：相同工况点相同工况点相同工况点相同工况点选取选取选取选取(1-7)(1-7)4 4、符号写法：正体（单位）和斜体（变量）区分。、符号写法：正体（单位）和斜体（变量）区分。、符号写法：正体（单位）和斜体（变量）区分。、符号写法：正体（单位）和斜体（变量）区分。Pa Pa；kW kW；m kPam kPa；5 5、重力加速度选择、重力加速度选择、重力加速度选择、重力加速度选择:g=9.806 m/s g=9.806 m/s2 2：有效数字，对于不一样地点，取值应该有区分有效数字，对于不一样地点，取值应该有区分有效数字，对于不一样地点，取值应该有区分有效数字，对于不一样地点，取值应该有区分 6 6、解题要完整：叶轮型式；是否能正常工作、解题要完整：叶轮型式；是否能正常工作、解题要完整：叶轮型式；是否能正常工作、解题要完整：叶轮型式；是否能正常工作kg/m3泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第2页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组1 1 1 1、分析：离心风机吸入风道及压出风道直径均为、分析：离心风机吸入风道及压出风道直径均为、分析：离心风机吸入风道及压出风道直径均为、分析：离心风机吸入风道及压出风道直径均为500mm500mm，送风量，送风量，送风量，送风量 q qV V=18500m=18500m3 3/h/h。试求风机产生全压及风机。试求风机产生全压及风机。试求风机产生全压及风机。试求风机产生全压及风机入口、出口出静压入口、出口出静压入口、出口出静压入口、出口出静压，设吸入风道总压力损失为设吸入风道总压力损失为设吸入风道总压力损失为设吸入风道总压力损失为700Pa700Pa，压出风道总阻力损失为，压出风道总阻力损失为，压出风道总阻力损失为，压出风道总阻力损失为400Pa400Pa。（未计压出风道出口阻力损失）空气密度（未计压出风道出口阻力损失）空气密度（未计压出风道出口阻力损失）空气密度（未计压出风道出口阻力损失）空气密度 =1.2kg/m=1.2kg/m3 3。00112233pw1=700Papw2=400Pa提醒：提醒：风机全压：单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所取得机械能；风机全压：单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所取得机械能；风机全压：单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所取得机械能；风机全压：单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所取得机械能；风机静压：风机全压减去风机出口截面处动压（通常将风机出口截面处动压作为风风机静压：风机全压减去风机出口截面处动压（通常将风机出口截面处动压作为风风机静压：风机全压减去风机出口截面处动压（通常将风机出口截面处动压作为风风机静压：风机全压减去风机出口截面处动压（通常将风机出口截面处动压作为风机动压）称为风机静压。机动压）称为风机静压。机动压）称为风机静压。机动压）称为风机静压。泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第3页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组解：取距风机吸入风道无穷远处为解：取距风机吸入风道无穷远处为0 00 0截面，风机入口、出口处罚别为截面，风机入口、出口处罚别为1 11 1、2 22 2截面，风机压出风道出口为截面，风机压出风道出口为3 33 3截面，设风机全压为截面，设风机全压为p p。1 1）列）列0 00 0及及3 33 3截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：其中p00，00，p30，压出风道出口速度为：则风机全压为：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第4页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组2 2 2 2）因为风机吸入管道和压出管道直径均为）因为风机吸入管道和压出管道直径均为）因为风机吸入管道和压出管道直径均为）因为风机吸入管道和压出管道直径均为500mm500mm500mm500mm，所以风机进口和出口处速度分，所以风机进口和出口处速度分，所以风机进口和出口处速度分，所以风机进口和出口处速度分别为：别为：别为：别为：风机入口处和出口处动压为：风机入口处和出口处动压为：风机入口处和出口处动压为：风机入口处和出口处动压为：列列列列0 0 0 00 0 0 0及及及及1 1 1 11 1 1 1截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：则风机则风机则风机则风机入口处静压入口处静压入口处静压入口处静压为：为：为：为：列列列列2 2 2 22 2 2 2及及及及3 3 3 33 3 3 3截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：则风机则风机则风机则风机出口处静压出口处静压出口处静压出口处静压为：为：为：为：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第5页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组解法解法解法解法2 2：1 1）列）列0 00 0及及1 11 1截面伯努利方程得：截面伯努利方程得：列22及33截面伯努利方程得：则风机全压为：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第6页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组1、试试求求输输水水量量qV=50m3/h时时离离心心泵泵所所需需轴轴功功率率。设设泵泵出出口口压压力力表表读读数数为为255000Pa，泵泵入入口口真真空空表表读读数数为为33340Pa，表表位位差差为为0.6m，吸吸水水管管与与压压水水管管管径管径相同，离心泵总效率相同，离心泵总效率=0.62。解：因解：因为为吸水管与吸水管与压压水管管径相同，所以水管管径相同，所以该泵扬该泵扬程程为为：（m）轴功率轴功率(kW)注意问题：真空泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第7页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组2、有有 一一 台台 可可 把把 15冷冷 空空 气气 加加 热热 到到 170空空 气气 预预 热热 器器，当当 其其 流流 量量qm=2.957103kg/h时时，预预热热器器及及管管道道系系统统全全部部阻阻力力损损失失为为150kPa，假假如如在在该该系系统统中中装装一一台台离离心心风风机机，问问把把它它装装在在预预热热器器前前，还还是是装装在在预预热热器器后后（设设风风机机效效率率 =70%）？）？解：因解：因为风为风机全机全压压用来克服用来克服预热预热器及管道系器及管道系统统全部阻力全部阻力损损失，所以全失，所以全压压 p150 kPa 查查表得在表得在1atm下，下，15时时空气密度空气密度为为 170时时空气密度空气密度为为kg/m3kg/m3 风风机机轴轴功率功率为为：注意：经济性分析-轴功率大小；测量流量：风机入口；泵出口；泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第8页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组测量流量时，对风机以进口流量计算，所以测量流量时，对风机以进口流量计算，所以当风机装在预热器前时：当风机装在预热器前时：（kW）当风机装在预热器后时：当风机装在预热器后时：（kW）因因为为Psh2 Psh1，即，即风风机装在机装在预热预热器后器后时时消耗消耗轴轴功率大，所以功率大，所以应应将将风风机装在机装在预热预热器前。器前。泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第9页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组1-11-1已知离心式水泵叶轮直径已知离心式水泵叶轮直径D D2 2=400mm=400mm，叶轮出口宽度，叶轮出口宽度b b2 250mm50mm，叶片，叶片厚度占出口面积厚度占出口面积8 8，流动角流动角 2 22020，当转速，当转速n n2135r/min2135r/min时，理论流时，理论流量量q qvTvT=240L/s=240L/s，求作叶轮出口速度三角形。，求作叶轮出口速度三角形。，求作叶轮出口速度三角形。，求作叶轮出口速度三角形。求作叶轮出口速度三角形。求作叶轮出口速度三角形。解：出口圆周速度解：出口圆周速度u u2 2为：为：出口绝对速度径向分速v2r为：由径向分速度、圆周速度及流动角可作出速度三角形：绝对速度与圆周速度夹角为绝对速度与圆周速度夹角为绝对速度与圆周速度夹角为绝对速度与圆周速度夹角为进流角进流角进流角进流角；相对速度与圆周速度反方向夹角为；相对速度与圆周速度反方向夹角为；相对速度与圆周速度反方向夹角为；相对速度与圆周速度反方向夹角为流动角流动角流动角流动角，叶片切线，叶片切线，叶片切线，叶片切线与圆周速度反方向夹角为与圆周速度反方向夹角为与圆周速度反方向夹角为与圆周速度反方向夹角为叶片安装角叶片安装角叶片安装角叶片安装角泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第10页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组1-4 某某前前向向式式离离心心风风机机叶叶轮轮外外径径D2500mm，转转速速n1000r/min，叶叶片片出出口口安安装装角角 2y120，叶叶片片出出口口处处空空气气相相对对速速度度w2 20m/s。设设空空气气以以径径向向进进入叶轮，空气密度入叶轮，空气密度 1.2kg/m3，试求该风机叶轮产生理论全压。，试求该风机叶轮产生理论全压。解：由题意得：解：由题意得：圆周速度圆周速度 (m/s)绝对速度周向分速度绝对速度周向分速度(m/s)速度三角形如图所表速度三角形如图所表示：示：u2w2 2 理论全压为：理论全压为：pT u2 2u 1.226.1836.181136.63 （Pa）泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第11页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组有有一一离离心心式式水水泵泵，转转速速为为480r/min，总总扬扬程程为为136m时时，流流量量为为5.7m3/s，轴轴功功率率为为9860k，容容积积效效率率、机机械械效效率率均均为为92%，求求流流动动效效率率、理理论论流流量和理论扬程？（已知：水温为量和理论扬程？（已知：水温为t=20时，水密度为时，水密度为=998.2kg/m3）解：解：由题意可得该泵有效功率为：由题意可得该泵有效功率为：(kW)效率为：效率为：流动效率为：流动效率为：实际流量除以理论流量就是容积效率；实际扬程除以理论扬程就是流动效率实际流量除以理论流量就是容积效率；实际扬程除以理论扬程就是流动效率泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第12页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组理论流量为：理论流量为：（m3/s）理论扬程为理论扬程为：（m）实际流量除以理论流量就是容积效率；实际扬程除以理论扬程就是流动效率实际流量除以理论流量就是容积效率；实际扬程除以理论扬程就是流动效率泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第13页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组1-6 1-6 1-6 1-6 有一离心式风机，转速有一离心式风机，转速有一离心式风机，转速有一离心式风机，转速1450r/min1450r/min1450r/min1450r/min时，流量时，流量时，流量时，流量q q q qV V V V15m15m15m15m3 3 3 3/min/min/min/min，全压，全压，全压，全压p p p p1177Pa1177Pa1177Pa1177Pa（空气密度（空气密度（空气密度（空气密度 1.2kg/m1.2kg/m1.2kg/m1.2kg/m3 3 3 3）。今用同一送风机输送）。今用同一送风机输送）。今用同一送风机输送）。今用同一送风机输送 0.9kg/m0.9kg/m0.9kg/m0.9kg/m3 3 3 3烟气，烟气，烟气，烟气，全压与输送空气时相同，此时转速应为多少，其流量是多少？全压与输送空气时相同，此时转速应为多少，其流量是多少？全压与输送空气时相同，此时转速应为多少，其流量是多少？全压与输送空气时相同，此时转速应为多少，其流量是多少？解：当风机输送烟气时，由全压定律得：解：当风机输送烟气时，由全压定律得：解：当风机输送烟气时，由全压定律得：解：当风机输送烟气时，由全压定律得：则输送烟气时转速为：按照现有电动机档次，取n1670r/min由流量定律得：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第14页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组三、相同工况点与不相同工况点三、相同工况点与不相同工况点 相同工况点和不相同工况点区分相同工况点和不相同工况点区分 A和和B点点（表表征征了了泵泵在在同同一一转转速速下下不不一一样样工工况况点点）不不是是相相同同工工况况点点；A和和M点点【位位于于同同一一条条管管路路性性能能曲曲线线（其其顶顶点点未未位位于于坐坐标标原原点点）上上，它它们们表表示示了了泵泵变变速速运运行行时时不不一一样样运运行行工工况况点点】亦亦不不是是相相同同工工况况点点；只只只只有有有有MM和和和和B B点点点点才才才才是是是是相相相相同同同同工工工工况点况点况点况点。在在同同一一条条相相同同抛抛物物线线上上点点为为相相同同工工况况点点；反反之之在在同同一一条条相相同同抛抛物物线线上上点点为为相相同同工工况况点点；反反之之 则则 不不 存存则则 不不 存存相相相相同同同同关关关关系系系系，不不不不能能能能用用用用百百百百分分分分比比比比定定定定律律律律进进进进行行行行相相相相同同同同换换换换算算算算。把把把把握握握握这这这这一一一一点点点点（对对正正确确地地确确定定泵泵与与风风机机变速运行时运行工况点及其性能参数换算）变速运行时运行工况点及其性能参数换算）非常主要非常主要非常主要非常主要。MM 泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第15页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组【例例1-6】如如右右图图所所表表示示，某某台台可可变变速速运运行行离离心心泵泵，在在转转速速n0下下运运行行工工况况点点为为M(qVM，HM)，当当降降转转速速后后，流流量量减减小小到到qVA，试确定这时转速。，试确定这时转速。【解解】确确定定变变速速后后运运行工况点行工况点A(qVA，HA)；过过A点作相同抛物线，求点作相同抛物线，求A点对应相同工况点点对应相同工况点B；利利用用百百分分比比定定律律对对A、B两两点点参参数数进进行行换换算算，以以确确定定满足要求转速：满足要求转速：将将qVA、HA代代入入下下式式以确定相同抛物线以确定相同抛物线k值；值；qVBHBHAqVMqVAqVHOH-qVHC-qVMAB泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第16页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组工况点 在一定转速下，每一个流量对应着一定扬程（全压）、轴在一定转速下，每一个流量对应着一定扬程（全压）、轴功率及效率，这一组参数反应了泵与风机某种工作状态，功率及效率，这一组参数反应了泵与风机某种工作状态，简称简称工况工况；泵与风机是按照需要一组参数进行设计，由这；泵与风机是按照需要一组参数进行设计，由这组参数组成工况称为组参数组成工况称为设计工况设计工况，而对应与最正确效率点工，而对应与最正确效率点工况为况为最正确工况最正确工况。泵与风机性能曲线上每一点都表示泵与风机一个工况点。泵与风机性能曲线上每一点都表示泵与风机一个工况点。将管路性能曲线和泵与风机本身性能曲线用一样百分比尺将管路性能曲线和泵与风机本身性能曲线用一样百分比尺画在同一张图上，两条曲线交点即为泵与风机运行工况点，画在同一张图上，两条曲线交点即为泵与风机运行工况点，即即工况点工况点。在同一条相同抛物线上点为在同一条相同抛物线上点为相同工况点相同工况点；泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第17页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组1-7 已知某离心已知某离心泵泵在在转转速速为为n1450r/min时时参数参数见见表表1-10。q qV V（mm3 3/h/h）0 07.27.214.414.421.621.628.828.8363643.243.250.450.4H H (m)(m)11.011.010.810.810.510.510.010.09.29.28.48.47.47.46.06.0 （）（）（）（）0 01515303045456060656555553030将此将此泵泵安装在静安装在静扬扬程程Hst6m管路系管路系统统中，已知管路中，已知管路综综合阻力系数合阻力系数 0.00185h2/m5，试试用用图图解法求运行工况点参数。假如流量降低解法求运行工况点参数。假如流量降低20，试试确定确定这时这时水水泵转泵转速速应为应为多少。多少。设综设综合阻力系数不合阻力系数不变变。表表1-10 参参 数数 表表泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第18页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组解：解：1）管路系）管路系统统能能头头HcHst ，由题意可求出各流量点对应管，由题意可求出各流量点对应管 路系统能头以下表所表示：路系统能头以下表所表示：q qV V（mm3 3/h/h）0 07.27.214.414.421.621.628.828.8363643.243.250.450.4HHc c (m)(m)6 66.0966.0966.3846.3846.8636.8637.5347.5348.3988.3989.4539.45310.69910.699由以上数据可作出由以上数据可作出该泵该泵HqV和和HcqV曲曲线线以下列以下列图图所表示：所表示：MqVHHcqVHqV图图中中HcqV曲曲线线与与HqV曲曲线线交交点点M即即为为泵泵运运行行工工况况点点。从从图图中中能能够够读读出出：qVM=36m3/h，HM=8.4m 泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第19页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组MqVHHcqVHqVBA2）流流量量降降低低20后后，qVB（120）qV28.8（m3/h），此此时时运运行行工工况况点点位位于于HcqV上上流流量量为为28.8 m3/h这这一一点点，即即图图中中B点点，从从图图中中可可读读出出该该点点扬扬程为：程为：HB=7.534 m。但但M点与点与B点不是相同工况点，需利用相同抛物线找出点不是相同工况点，需利用相同抛物线找出B 点相同工况点点相同工况点A。相同抛物相同抛物线线方程方程为为：H=kqV2 作相同抛物线交泵性能曲线于作相同抛物线交泵性能曲线于A点，则点，则点点A是点是点B相同工况点。相同工况点。从图中可读出，从图中可读出，HA=8.8m，qVA=31m3/h，且且nA=nM=1450 r/min泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第20页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组由相同定律可得：由相同定律可得：（r/min）（r/min）或或（两种方法算出转速有差异是因为用图解法作图和读数误差产生）（两种方法算出转速有差异是因为用图解法作图和读数误差产生）泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第21页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组1-9 火火力力发发电电厂厂中中DG520-230型型锅锅炉炉给给水水泵泵，共共有有8级级叶叶轮轮，当当转转速速为为n5050r/min，扬扬程程H2523m，流流量量qV576m3/h，试试计计算算该该泵泵比比转转速速，并指出该叶轮型式。并指出该叶轮型式。解：该泵比转速为：解：该泵比转速为：查表查表19可知该泵为中比转速离心泵，叶片形状为入口处扭曲，出可知该泵为中比转速离心泵，叶片形状为入口处扭曲，出口处柱形。口处柱形。泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第22页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组3-33-3某台风机某台风机D D2 2=1.6m=1.6m，n n=1450r/min=1450r/min，在，在标准进气条件标准进气条件下，由进气箱试验得下，由进气箱试验得出性能参数为：出性能参数为：求该风机无因次参数：解：流量系数：全压系数：功率系数：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第23页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组2-1 20sh-13型型离离心心泵泵，吸吸水水管管直直径径d1500mm，样样本本上上给给出出允允许许吸吸上上真真空空高高度度Hs4m。吸吸水水管管长长度度l16m，局局部部阻阻力力当当量量长长度度le4m，设设沿沿程程阻阻力力系系数数 0.0025，试试问问当当泵泵流流量量qVm3/h，泵泵几几何何安安装装高高度度Hg3m时时，该该泵泵是是否能否能正常正常工作。工作。（水温度为水温度为30，当地海拔高度为，当地海拔高度为800m。)解解：由由表表2-1查查得得海海拔拔800m时时大大气气压压强强pa9.21104Pa，由由附附录录查查得得 水水温温为为30时时饱饱和和蒸蒸汽汽压压强强pV4.2365kPa，密密度度 995.6kg/m3，则则修修正正后后允许吸上真空高度为：允许吸上真空高度为：=2.91(m)泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第24页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组又又(m/s)该泵允许几何安装高度为：该泵允许几何安装高度为：（m）因为因为Hg3mHg，所以该泵不能正常工作。，所以该泵不能正常工作。泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第25页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组2-3 设设计计一一台台双双吸吸泵泵，n2950r/min，流流量量qV650m3/h，吸吸入入液液面面压压强强pe等等于于汽汽化化压压强强pV，c1200，0.5m，安安全全余余量量k0.3m。假假定定设设计计泵泵抽抽送送密密度度为为800kg/m3液液体体，求求几几何何安安装装高高度度，泵泵能能抽抽吸吸几几何何安安装装高高度度是是否否与与密度相关？密度相关？解：对双吸泵汽蚀比转速为：解：对双吸泵汽蚀比转速为：则该泵必需汽蚀余量为：则该泵必需汽蚀余量为：(m)允许汽蚀余量为：允许汽蚀余量为：NPSH=NPSHr+k6.6710.36.971(m)泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第26页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组因因为为吸入液面吸入液面压压强强 pe等于汽化等于汽化压压强强 pV，故，故 ,即该泵允许几何即该泵允许几何安高度与密度无关，为：安高度与密度无关，为：HgNPSH6.9710.57.471（m）计算结果计算结果Hg为负值，故该泵叶轮进口中心应在容器液面以下为负值，故该泵叶轮进口中心应在容器液面以下7.471m。注意：修正允许吸上真空高度有效汽蚀余量：NPSHa ；必须汽蚀余量：NPSHr；临界汽蚀余量：NPSHc；允许汽蚀余量：NPSH泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第27页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组4-1 某某风风机机在在管管路路系系统统中中工工作作。风风机机转转速速n1960r/min960r/min，风风机机性性能能曲曲线线如如图图4 43939所所表表示示。管管路路性性能能曲曲线线方方程程为为pc20qV2,（式式中中q qV V单单位位以以m3/s计计算算）。若若采采取取变变速速调调整整使使风风机机向向管管路路系系统统输输送送风风量量为为qV25000m3/h，求求这这时时风风机机转速转速n2。解：取流量为解：取流量为0 m3/s、4 m3/s、6 m3/s、8 m3/s、10 m3/s由由pc20qV2可求可求出各出各 流量对应全压，以下表所表示：流量对应全压，以下表所表示：q qV V（mm3 3/s/s）0 04 46 68 81010q qV V（10103 3mm3 3/h/h）0 014.414.421.621.628.828.83636P Pc c (Pa)(Pa)0 032032072072012801280因为在图中流量单位为因为在图中流量单位为103m3/h，需对流量进行换算后才可在图中作出，需对流量进行换算后才可在图中作出pcqV性能曲线，如图所表示：性能曲线，如图所表示：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第28页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组风风机机性性能能曲曲线线pqV与与管管路路性性能能曲曲线线pcqV交交点点M为为运运行行工工况况点点，从从图图可可读读出出该该点点流流量量为为：qV1=35103m3/h。变变速速调调整整后后风风机机性性能能曲曲线线要要改改变变，但但管管路路性性能能曲曲线线不不变变，所所以以变变速速后后新新运运行行工工况况点点必必在在管管路路性性能能曲曲线线上上流流量量qV2=25000 m3/h这一点，即这一点，即M点。点。P（Pa）qV（103m3/h）pqVpcqVMM由相同定律可得由相同定律可得风风机机变变速后速后转转速速为为：(r/min)对风机，管路性能曲线即为相同抛物对风机，管路性能曲线即为相同抛物线，即线，即M点与点与M点为相同工况点。点为相同工况点。取整685(r/min)泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第29页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组4-2 已已知知条条件件如如例例41所所述述，求求：（1）若若拟拟经经过过变变速速调调整整方方式式到到达达所所需需最最大大流流量量qV610-3m3/s，这这时时泵泵转转速速为为多多少少？（2）若若设设变变速速调调整整后后对对应应工工况况效效率率不不变变，采采取取变变速速调调整整方方式式比比出出口口节节流流调调整整方方式式能能节节约约多多少少轴轴功功率率（不不计计变速调整时传动装置功率损失）？变速调整时传动装置功率损失）？解解：(1)变变速速调调整整后后泵泵性性能能曲曲线线要要改改变变，但但管管路路性性能能曲曲线线不不变变，所所以以变变速速后后新新运运行行工工况况点点必必在在管管路路性性能能曲曲线线上上流流量量qV2=610-3m3/s这这一一点点，即即M点点。但但M点点与与M点点不不是是相相同同工工况况点点，需需找找出出在在HqV上上M点相同工况点点相同工况点 泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第30页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组从图中可读出从图中可读出M点扬程为：点扬程为：H22.8m，所以过，所以过M点相同抛物线为：点相同抛物线为：在在图图中中按按相相同同百百分分比比做做相相同同抛抛物物线线，与与泵泵性性能能曲曲线线交交于于点点A，则则M点点与与A点点 为为 相相 同同 工工 况况 点点。从从 图图 中中 可可 读读 出出 qVA=6.710-3m3/s，HA=28m，nA=nM=2900 r/min。由相同定律可求出变速后泵转速为：由相同定律可求出变速后泵转速为：(r/min)泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第31页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组(2)M点点效效率率应应与与A点点效效率率相相同同，从从图图中中可可读读出出 A=65%，故故M效效率率=A=65%，则采取变速调整后轴功率为：，则采取变速调整后轴功率为：(kW)而而出出口口端端节节流流调调整整时时泵泵性性能能曲曲线线不不变变，管管路路性性能能曲曲线线变变陡陡，运运行行工工况况点点是是泵泵性性能能曲曲线线上上流流量量qV2=610-3m3/s这这一一点点，即即M点点，H=29.8m，=64.5%，则则节节流流调整时轴功率为：调整时轴功率为：(kW)泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第32页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组故得变速调整法比出口节流调整法节约轴功率故得变速调整法比出口节流调整法节约轴功率(kW)泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第33页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组4-3 两两台台性性能能完完全全相相同同2DG-10型型水水泵泵并并联联运运行行，每每台台泵泵HqV性性能能曲曲线线如如图图4-40所所表表示示。管管路路性性能能曲曲线线方方程程为为Hc140013200qV2（式式中中qV单单位位以以m3/s计算）。求当一台水泵停顿工作后，流量占并联运行时流量百分比。计算）。求当一台水泵停顿工作后，流量占并联运行时流量百分比。解：解：1）按同一扬程下流量相加标准，可得两台泵并联后性能曲线）按同一扬程下流量相加标准，可得两台泵并联后性能曲线H-qV 2）取取流流量量为为0 m3/s、0.06m3/s、0.08 m3/s、0.12 m3/s、0.16 m3/s由由Hc140013200qV2可求出各流量对应管路系统能头，以下表所表示可求出各流量对应管路系统能头，以下表所表示：q qV V（mm3 3/s/s）0 00.060.060.080.080.120.120.160.16q qV V（mm3 3/h/h）0 0216216288288432432576576HHc c(m)(m)1400140014481448148514851590159017381738因为在图中流量单位为因为在图中流量单位为m3/h，需对流量进行换算后才可在图中作出，需对流量进行换算后才可在图中作出HcqV性性能曲线，如图所表示。能曲线，如图所表示。泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第34页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组图中图中H-qV 与与HcqV交点交点M点即为并联后联合运行工况点，从图中可读出点即为并联后联合运行工况点，从图中可读出qVM=455 m3/h。H(m)MNH-qVHcqVqV（m3/h）3）一一台台泵泵停停顿顿工工作作后后，相相当当于于一一台台泵泵单单独独运运行行，H-qV 与与HcqV交交点点N点点即为一台泵单独运行时运行工况点，从图中可读出即为一台泵单独运行时运行工况点，从图中可读出qVN=285 m3/h。泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第35页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组则则当一台水当一台水泵泵停停顿顿工作后，流量占并工作后，流量占并联联运行运行时时流量百分比流量百分比为为：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第36页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组4-4 试试在在同同一一张张图图上上定定性性图图示示风风机机入入口口端端节节流流调调整整和和出出口口端端节节流流调调整整运运行行工工况点，并比较说明那种调整方式更经济？况点，并比较说明那种调整方式更经济？解解：风风机机性性能能曲曲线线与与管管路路性性能能曲曲线线如如图图中中pqV、pcqV所所表表示示，二二者者交交点点M是是未未进进行行节节流流调调整整时时运运行行工工况况点点，现现在在分分别别经经过过入入口口端端节节流流调调整整与与出出口口端端节节流调整，使流量降低至流调整，使流量降低至qVN。因因为为入入口口端端节节流流调调整整既既改改变变风风机机性性能能曲曲线线，又又改改变变管管路路性性能能线线，所所以以入入口端节流调整后运行工况点口端节流调整后运行工况点N1为为pqV、pcqV交点，如图所表示；交点，如图所表示；而而出出口口端端节节流流调调整整只只改改变变管管路路性性能能曲曲线线，风风机机性性能能曲曲线线不不变变，所所以以新新工工况点况点N2必定在风机性能曲线上必定在风机性能曲线上qVqVN这一点，如图所表示：这一点，如图所表示：泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第37页华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组qVMqVMqVNN2N1Npch2p-qVp-qVpc-qVpc-qV图中图中 h1与与 h2分别为入口端节流调整和出口端节流调整损失，从图中能够分别为入口端节流调整和出口端节流调整损失，从图中能够 看看出出 h1 h2，故入口端调整要经济些。，故入口端调整要经济些。qVpN1为入口端节流调整时运行工况点；为入口端节流调整时运行工况点；N2为出口端节流调整时运行工况点。为出口端节流调整时运行工况点。h14-5泵与风机泵与风机 Pumps and Fans Pumps and Fans第38页华北电力大学华