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宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 1 离心泵离心泵 一一名词解释名词解释 1.1.离心泵的扬程：单位质量的液体，从泵的进口到泵的出口的能量的增值。离心泵的扬程：单位质量的液体，从泵的进口到泵的出口的能量的增值。 2.2.离心泵的轴功率：单位时间内由原动机传递到泵主轴上的功率。离心泵的轴功率：单位时间内由原动机传递到泵主轴上的功率。 3.3.离心泵的水力功率；单位时间内泵的叶轮给出的能量。离心泵的水力功率；单位时间内泵的叶轮给出的能量。 4.4.离心泵的有效功率：单位时间内泵出口流出的液体从泵中获得的能量。离心泵的有效功率：单位时间内泵出口流出的液体从泵中获得的能量。 5.5.离心泵的机械损失率：指叶轮外盘面与液体之间、轴与填料密封件之间以及轴离心泵的机械损失率：指叶轮外盘面与液体之间、轴与填料密封件之间以及轴 与轴承之间的机械摩擦所产生的损失功率，其值为泵轴功率与水力效率之差。与轴承之间的机械摩擦所产生的损失功率，其值为泵轴功率与水力效率之差。 6.6.离心泵的容积效率：指实际流量与理论流量之比，用来衡量离心泵流量泄漏的离心泵的容积效率：指实际流量与理论流量之比，用来衡量离心泵流量泄漏的 大小。大小。 7.7.离心泵的水力效率：指有效扬程与理论扬程之比离心泵的水力效率：指有效扬程与理论扬程之比，用来衡量流动损失所占比例。，用来衡量流动损失所占比例。 8.8.离心泵的机械效率：指水力离心泵的机械效率：指水力功功率与轴功率之比，用来衡量机械摩擦损失的大小。率与轴功率之比，用来衡量机械摩擦损失的大小。 9.9.泵效率：指有效功率与轴功率之比，用来衡量泵工作的经济性。泵效率：指有效功率与轴功率之比，用来衡量泵工作的经济性。 10.离心泵的反作用度：指离心泵的反作用度：指静扬程在理论扬程中所占的比例。静扬程在理论扬程中所占的比例。 11.离心泵的汽蚀现象：泵内离心泵的汽蚀现象：泵内液体气化、凝结形成高频冲击负荷，造成金属材料的液体气化、凝结形成高频冲击负荷，造成金属材料的 机械剥落和电化学腐蚀的综合现象。机械剥落和电化学腐蚀的综合现象。 12.离心泵汽蚀余量：在泵入口处液体具有的能头高出液体汽化压力的富余能头。离心泵汽蚀余量：在泵入口处液体具有的能头高出液体汽化压力的富余能头。 13.离心泵的有效汽蚀余量：指液流自吸入罐经吸入管路达到泵入口时的能头高出离心泵的有效汽蚀余量：指液流自吸入罐经吸入管路达到泵入口时的能头高出 汽化压力的能头。汽化压力的能头。 14.离心泵的必需汽蚀余量：指液流从泵入口到泵内离心泵的必需汽蚀余量：指液流从泵入口到泵内压力低点处的全部能头损失。压力低点处的全部能头损失。 15.15.离心泵的吸上真空度：指离心泵入口法兰处真空泵的读数（以液柱高度表示） 。离心泵的吸上真空度：指离心泵入口法兰处真空泵的读数（以液柱高度表示） 。 16.16.离心泵工作特性曲线：离心泵在一定转速下的流量与扬程、流量与功率、流量离心泵工作特性曲线：离心泵在一定转速下的流量与扬程、流量与功率、流量 与效率、流量与吸入高度的关系曲线。与效率、流量与吸入高度的关系曲线。 17.17.离心泵的摩擦阻力损失：液流通过叶轮和过流通道时与边壁摩擦所形成的阻力离心泵的摩擦阻力损失：液流通过叶轮和过流通道时与边壁摩擦所形成的阻力 损失。损失。 18.18.离心泵的冲击阻力损失：叶轮进口叶片和压液室中液流冲击所造成的损失。离心泵的冲击阻力损失：叶轮进口叶片和压液室中液流冲击所造成的损失。 19.19.离心泵的额定工况：离心泵在额定点处的工况。离心泵的额定工况：离心泵在额定点处的工况。 20.20.离心泵的相似工况点：两台相似泵中，液体流动相似时对应的工况点。离心泵的相似工况点：两台相似泵中，液体流动相似时对应的工况点。 21.21.离心泵的相似抛物线：当同一台泵连续改变转速时，相似工况点离心泵的相似抛物线：当同一台泵连续改变转速时，相似工况点移动的轨迹曲移动的轨迹曲 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 2 线。线。 22.22.离心泵的比转数：最高效率工况点的比转数为泵的比转数。离心泵的比转数：最高效率工况点的比转数为泵的比转数。 23.23.离心泵的切割抛物线：同一台泵，在同一转速下，叶轮逐次切割后，各对应工离心泵的切割抛物线：同一台泵，在同一转速下，叶轮逐次切割后，各对应工 况点的连线。况点的连线。 24.24.离心泵的汽蚀比转数：泵在最佳工况下的汽蚀相似转数。离心泵的汽蚀比转数：泵在最佳工况下的汽蚀相似转数。 25.25.离心泵的通用特性曲线：工程上，常把同一台泵在不同转速下的特性曲线绘制离心泵的通用特性曲线：工程上，常把同一台泵在不同转速下的特性曲线绘制 在同一张图上，这种曲线图称为离心泵的通用特性曲线。在同一张图上，这种曲线图称为离心泵的通用特性曲线。 26.26.离心泵的喘振现象：泵的工作点不稳定的跳来跳去，导致管路中产生周期性的离心泵的喘振现象：泵的工作点不稳定的跳来跳去，导致管路中产生周期性的 水击、噪声和振动等现象。水击、噪声和振动等现象。 二填空题二填空题 1.1. 填出图中编号对应的部件名称（填出图中编号对应的部件名称（4 4）_ _叶轮叶轮（5 5）_ _吸入室吸入室_ _（7 7）_ _蜗壳（蜗壳（排出室） 。排出室） 。 2.泵和压缩机按照作用原理可分为泵和压缩机按照作用原理可分为 容积式容积式 、 叶片式叶片式 两大类。两大类。 3.离心泵的过流部件包括离心泵的过流部件包括_ _吸入室，叶轮，排出室吸入室，叶轮，排出室_,其中唯一做功部件是其中唯一做功部件是_ _叶叶 轮轮。 4.离心泵按液体吸入叶轮的方式可分为离心泵按液体吸入叶轮的方式可分为单吸式泵单吸式泵和和双吸式泵双吸式泵， 按叶轮级数可分为， 按叶轮级数可分为 单级泵单级泵和和多级泵多级泵，按壳体剖分方式可分为，按壳体剖分方式可分为中开式泵中开式泵和和分段式泵分段式泵。 5.离心泵的效率是离心泵的效率是 有效功率有效功率 与与 轴功率轴功率 的比值，是的比值，是 容积效率容积效率 、 水力效率水力效率 和和 机械效率机械效率 的乘积。的乘积。 6.离心泵的能量方程式为离心泵的能量方程式为 1122 1 cucu g HT 。 7.离心泵内的损失主要包括离心泵内的损失主要包括 机械摩擦机械摩擦 、 流动损失流动损失 、 流量损流量损失失 。 8.8.就离心泵叶轮的结构形式来看，可分为就离心泵叶轮的结构形式来看，可分为_闭式闭式 、_半开式半开式_ _和和_ _ _开式开式_ _ _。 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 3 9.9.离心泵扬程主要作用及意义：（离心泵扬程主要作用及意义：（1 1）_ _提高液位提高液位（2 2）_ _克服阻力克服阻力_ _（3 3）_ _增加液增加液 体的静压能和速度能体的静压能和速度能_ _ 10.离心泵的扬程是离心泵的扬程是 单位质量的液体，从泵进口到泵出口能量的增值单位质量的液体，从泵进口到泵出口能量的增值 ，用国际，用国际 单位制表示的单位是单位制表示的单位是 kgJ / ，习惯上用的单位是，习惯上用的单位是 m ，两者之间的关系是，两者之间的关系是 1m=9.8 kgJ / 。 11.11.液体流经泵所获的理论扬程仅与液体的液体流经泵所获的理论扬程仅与液体的_ _叶片进口速度叶片进口速度_ _和和出口速度出口速度_ _ _有有 关。用同一台泵输送不同性质的流体，在同一转速和流量下工作时，叶轮关。用同一台泵输送不同性质的流体，在同一转速和流量下工作时，叶轮所给所给 出的理论扬程是出的理论扬程是_ _ _相同的相同的_（填“相同的”或“不同的”）。（填“相同的”或“不同的”）。 12.12.静扬程在理论扬程中所占的比例称为静扬程在理论扬程中所占的比例称为_ _反作用度反作用度_ _，而它与叶轮叶片出口安，而它与叶轮叶片出口安 装角相关，且安装角越小，反作用度越大，所以水泵中常采用装角相关，且安装角越小，反作用度越大，所以水泵中常采用_后弯叶片后弯叶片_ _形叶形叶 轮。轮。 13.13.推导欧拉公式时的三个假设条件推导欧拉公式时的三个假设条件: : (1) 液体在叶轮中的流动是稳定流动液体在叶轮中的流动是稳定流动 (2) (2) 通过叶轮的液体是理想流体通过叶轮的液体是理想流体 (3) 叶轮由无限多，无限薄的叶片组成。叶轮由无限多，无限薄的叶片组成。 14.14.吸上真空度越大，泵入口压力吸上真空度越大，泵入口压力_ _越小越小_ _，有效汽蚀余量有效汽蚀余量_ _ _越小越小_ _，泵越，泵越_容易容易_ _ 发生汽蚀。发生汽蚀。 15.15.随着离心泵流量随着离心泵流量 Q 的增加，泵必需的气蚀余的增加，泵必需的气蚀余量量 r NPSH 增大增大 ，而泵的允，而泵的允 许吸上真空度许吸上真空度 S H 增大增大 。 16.16.汽蚀的危害汽蚀的危害: :（1 1）产生振动和噪声产生振动和噪声_ _（2 2）降低泵的性能降低泵的性能_ _（3 3）_ _破坏过流部破坏过流部 件件。 17.17.影响离心泵装置气蚀余量影响离心泵装置气蚀余量 a NPSH的因素有的因素有 吸入罐液面上的压力吸入罐液面上的压力 泵泵 的安装高度的安装高度 泵的吸上真空度泵的吸上真空度 泵吸入管路的阻力损失泵吸入管路的阻力损失 液体的液体的 饱和蒸汽压。饱和蒸汽压。 18.18.离心泵的相似条件离心泵的相似条件: _: _几何相似，动力相似几何相似，动力相似，运动相似，运动相似_ _ , , 对对 ReRe 5 10 的两的两 泵泵, ,相似条件为相似条件为: _: _ _几何相似，运动相似几何相似，运动相似 。 19. 19. 低比转数的泵适合输送低比转数的泵适合输送_ _小小 _流量、流量、_ _高高_压头的液体。压头的液体。 20.20.离心泵的比转数（有、无）离心泵的比转数（有、无） 有有 量纲，计算公式为量纲，计算公式为 4 3 s H . n Q6 5 n3 ，计算时，计算时， 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 4 对双吸泵及多级泵的对双吸泵及多级泵的 Q、H 应如何取值？应如何取值？已知某离心泵的设计转速为已知某离心泵的设计转速为 2175rpm， 其比转数为其比转数为 60。当该泵的转速为。当该泵的转速为 1450rpm，其比转速为，其比转速为 60 。 21.21.汽蚀比转数汽蚀比转数 有有 量纲量纲( (有、无有、无),),其大小与其大小与_流量流量_ _ 、 _转速转速_有关。有关。 22.22.切割抛物线上的点并不是相似工况点切割抛物线上的点并不是相似工况点是因为是因为_ _切割前后叶轮并不保持几何相切割前后叶轮并不保持几何相 似似。当叶轮切割量不大时，认为对应工况点效率。当叶轮切割量不大时，认为对应工况点效率_相等相等_ _ _。 23.23.切割抛物线上点为切割前后的对应工况点，切割抛物线上点为切割前后的对应工况点，_ _否否_ _（是（是/ /否）相似工况。因为否）相似工况。因为 _几何几何_ _（几何（几何/ /运动运动/ /动力）不相似。动力）不相似。 24.24.离心泵工作发生喘振现象的两个条件是离心泵工作发生喘振现象的两个条件是_泵的泵的 H H- -Q Q 曲线呈驼峰形曲线呈驼峰形_ _和和管路管路 装置中有能够自由升降的液面或其他能储存和放出能量的部分装置中有能够自由升降的液面或其他能储存和放出能量的部分_ _。 25.25.当离心泵输送介质的粘度增大时，泵内部的能量损失当离心泵输送介质的粘度增大时，泵内部的能量损失_ _增大增大_，扬程和流量，扬程和流量 都要都要_减小减小_ _ _，并导致效率，并导致效率_ _下降下降_ _，轴功率，轴功率_ _ _增加增加_ _，泵的特性曲线发生变化。，泵的特性曲线发生变化。 26.26.泵泵管道系统的工作点可由管道系统的工作点可由_ _泵的特性曲线泵的特性曲线_ _和和_ _管路特性曲线管路特性曲线_的交点来确的交点来确 定。定。是唯一能够同时满足是唯一能够同时满足 管道系统所消耗的能量管道系统所消耗的能量 和和 泵所提供的压力能相等泵所提供的压力能相等 的的 工作点，确定工作点的方法有工作点，确定工作点的方法有图解法图解法和和解析法解析法。离心泵并联时，每台泵提离心泵并联时，每台泵提 供的扬程供的扬程_相同相同 _ _，流量为，流量为各泵流量之和各泵流量之和_ _。 27.离心泵的特性曲线有离心泵的特性曲线有 扬程流量曲线扬程流量曲线 、 功率流量曲线功率流量曲线 和和 效率流量曲线效率流量曲线和和 吸入特性吸入特性 r NPSHQ 曲线曲线。 28.离心泵流量调节中常用的改变管路特性的方法有离心泵流量调节中常用的改变管路特性的方法有 管路节流调节管路节流调节 、 旁路调旁路调 节节 。这两方法的优点是。这两方法的优点是 操作简单、方便操作简单、方便 ，缺点是，缺点是 不经济不经济 。 29.29.两离心泵和串联时，两离心泵和串联时， H _ Q0 和和 QQ0 时离心泵叶轮进口速度三角形。时离心泵叶轮进口速度三角形。 当流量增大时，进口液流角增大。当流量增大时，进口液流角增大。 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 10 2.已知一台离心泵装置特性如图所示， 原工作点为已知一台离心泵装置特性如图所示， 原工作点为 A 点， 现采用开大出口阀进行点， 现采用开大出口阀进行 流量调节，试定性画出调节后的管路特性曲线和工作点流量调节，试定性画出调节后的管路特性曲线和工作点 B. 当开大调节阀时，管路特性曲线当开大调节阀时，管路特性曲线 h h- -Q Q 逐渐变得平坦，与之对应的工作点沿逐渐变得平坦，与之对应的工作点沿 H H- -Q Q 曲线向右移动。曲线向右移动。 3.3.已知两台离心泵和装置特性如图所示，在图中画出两台泵并联后的总特已知两台离心泵和装置特性如图所示，在图中画出两台泵并联后的总特 性曲线性曲线 H-Q,管路特性曲线管路特性曲线 h-Q 和稳定工作点和稳定工作点 M. M M 点即为系统的稳定工作点。点即为系统的稳定工作点。 4.4.已知两台离心泵和装置特性如图所示，在图中画出两台泵串联后的总特已知两台离心泵和装置特性如图所示，在图中画出两台泵串联后的总特 性曲线性曲线 H-Q,管路特性曲线管路特性曲线 h-Q 和稳定工作点和稳定工作点 M. 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 11 如上图所示，如上图所示，M M 点为系统的稳定工作点。点为系统的稳定工作点。C C 点可以作为极限状态，工作点只有在点可以作为极限状态，工作点只有在 C C 点左侧时串联工作才是合理的。点左侧时串联工作才是合理的。 5. 5. 通过图示对通过图示对 H HQ Q 性能曲线成驼峰形离心泵的稳定性进行分析并指出其稳定性能曲线成驼峰形离心泵的稳定性进行分析并指出其稳定 工作区。工作区。 答：若驼峰形的答：若驼峰形的 H H- -Q Q 特性曲线和管路特性曲线交于特性曲线和管路特性曲线交于 M M、N N 两点，理论上讲都是工两点，理论上讲都是工 作点，设泵在作点，设泵在 M M 点工作，由于某种原因使工况向大流量方向偏离，则泵所点工作，由于某种原因使工况向大流量方向偏离，则泵所 提供的扬程大于管路所需的能头，使管路中的流量增加，工作点沿泵的特提供的扬程大于管路所需的能头，使管路中的流量增加，工作点沿泵的特 性曲性曲线向大流量方向移动，直至线向大流量方向移动，直至 N N 点，泵在点，泵在 N N 点稳定工作，所以点稳定工作，所以 N N 点是稳点是稳 定工作点。相反，如果泵在定工作点。相反，如果泵在 M M 点工作，由于某种原因使流量减小，则泵的点工作，由于某种原因使流量减小，则泵的 扬程小于管路装置所需的能头，使管路中的流量减小，直到为零为止。可扬程小于管路装置所需的能头，使管路中的流量减小，直到为零为止。可 见，一旦实际工况与见，一旦实际工况与 M M 点偏离时，工作点便不再回到点偏离时，工作点便不再回到 M M 点点, ,所以所以 M M 点为离心点为离心 泵的不稳定工作点。凡是泵的不稳定工作点。凡是 H H- -Q Q 曲线呈驼峰形的，曲线最高点曲线呈驼峰形的，曲线最高点 T T 的左侧线段的左侧线段 上的各点都有可能成为离心泵的不稳定工作点。上的各点都有可能成为离心泵的不稳定工作点。 H-Q N h-Q T M H Q m Q m H H-Q N h-Q T M H Q m Q m H 六计算题六计算题 1.1.有一台离心式水泵，转速有一台离心式水泵，转速 n=1480r/min,n=1480r/min,流量流量 q qvT vT=110L/s=110L/s，叶轮进口直径，叶轮进口直径 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 12 D D1 1=220mm,=220mm,叶片进口宽度叶片进口宽度 b b1 1=45mm=45mm，叶轮出口直径，叶轮出口直径 D D2 2=400mm=400mm，叶片出口安装角，叶片出口安装角 2e2e=45=45，叶轮进出口的轴面速度相等。设流体沿径向流入叶轮，求无限多叶片，叶轮进出口的轴面速度相等。设流体沿径向流入叶轮，求无限多叶片 叶轮的理论扬程叶轮的理论扬程 H HT T 。 解：解： r c= q D b m s vT 11 3 11010 3140220045 354 . .(/ ) u2 = D n m s 2 60 314041480 60 3098 .(/ ) ,2 cot rA cuc 2u2 =30.98-3.54ctg45=27.44(m/s) 流体沿径向流入流体沿径向流入 T H = u v g m) u22 30982744 981 8666 , . .( 2.2.有一台离心泵用来输送清水，转速有一台离心泵用来输送清水，转速 n=640r/minn=640r/min，总扬程，总扬程 H=130mH=130m，流量，流量 Q=6.4Q=6.4 m3/s，轴功率，轴功率 N=10860kw，设，设m=0.92，v=0.88，求水力效率，求水力效率h，总效率，总效率， 理论扬程。理论扬程。 解：解：理论流量理论流量 V T Q Q 1 1 水力功率水力功率 hm NN 2 2 TTh HgQN 3 3 由由 1 1 2 2 3 3 得得 mT V Q NgH 理论扬程理论扬程 3 3 10860 100.92 0.88 140.2 109.8 6.4 mV T N H gQ 水力效率水力效率93. 0 2 .140 130 T h H H 3.某离心油泵装置如题图所示某离心油泵装置如题图所示,已知罐内油面压力已知罐内油面压力 pA与油品饱和蒸气压与油品饱和蒸气压 pv相等。相等。 该泵转速该泵转速 n=1450r/min,试分别计算：试分别计算： (1)Zn=8m， Q=0.5m3/min 时时,泵的泵的 r NPSH =4.4m,吸入管路阻力损失吸入管路阻力损失 hf=2m,此时此时 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 13 泵能否正常吸入泵能否正常吸入? (2)保持保持 Q=0.5m3/min 时时,液面下降到什么位置液面下降到什么位置,泵开始发生汽蚀泵开始发生汽蚀? (3)当当 Zg=8m,Q=0.5m3/min,若将泵的转速提高到若将泵的转速提高到 n=2900r/min,还能否正常吸入还能否正常吸入? 解解 (1)g va a g pp NPSHZ -hg =8-2=6m NPSHaNPSHr 泵能正常吸入。泵能正常吸入。 (2)当当3 . 0 ra NPSHNPSH时时,泵发生汽蚀。即泵发生汽蚀。即 3 . 0Z A rgg v NPSHh g pp g Z= r NPSH+ f h-0.3=6.1 所以当液面下降到距入口轴线所以当液面下降到距入口轴线 6.1m 时时,泵发生汽蚀。泵发生汽蚀。 (3) 泵不能正常吸入 6 4 .16) 1450 2900 ()3 . 04 . 4()( )()( 2 22 2 1 12 2 2 1 2 12 2 1 2 1 ra rr r r NPSHmNPSH m n n NPSHNPSH n n NPSH NPSH n n H H 4. 用用 2BA6 泵从井中抽水， 水面逐渐下泵从井中抽水， 水面逐渐下降， 若降， 若 Q=20 3 m/h， 吸入管内径， 吸入管内径 50mm， 吸入管损失为吸入管损失为 0.2m 液柱。试计算水面下降到离心泵中心几米时，泵开始发生汽液柱。试计算水面下降到离心泵中心几米时，泵开始发生汽 蚀？蚀？ 解：题意：求几何安装高度解：题意：求几何安装高度 不是允许安装高度。不是允许安装高度。 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 14 mh g c HH m g c sm f Q c PP mKHH mH hmQ sA s Sg s s aA Ss S 09. 72 . 041. 07 . 7 2 )( 41 . 0 8 . 92 83 . 2 2 /83. 2 05. 0 4 3600 20 7 . 75 . 02 . 7 2 . 7 /20 2 max1 22 2 max 3 5. 有一台转速为有一台转速为 1450rmin 的离心泵， 当流量的离心泵， 当流量 Q=35 3 m/h 时的扬程为时的扬程为 H=62m， 轴功率轴功率 N=7.6kW。若流量增加到。若流量增加到 Q=52.5 3 m/h，问原动机的转速提高到，问原动机的转速提高到多少才多少才 能满足要求能满足要求?此时，扬程和轴功率应为多少此时，扬程和轴功率应为多少? kW n n NN m n n HH rn Q Q nn n n Q Q 65.25 1450 2175 6 . 7 5 .139 1450 2175 62 min/2175 35 5 .52 1450 33 22 6. 已知某离心泵铭牌参数为已知某离心泵铭牌参数为=0.2 m3/s ， HS=4.5m ， 从海拔， 从海拔 500 米的水库吸米的水库吸 水，若将其安装在海拔水，若将其安装在海拔 530m 的地方，管路的直径的地方，管路的直径 d 为为 500mm，管路的损失为，管路的损失为 0.387m。沿程摩阻系数。沿程摩阻系数=0.22，排出管路的长度为，排出管路的长度为 100m。抽送。抽送 40的温水，的温水， 试计算其在相应流量下的允许吸上真空高度试计算其在相应流量下的允许吸上真空高度HS和水泵的扬程。 （海拔和水泵的扬程。 （海拔 500m 时，大气压时，大气压 9.7m H2O，水温，水温 40时，饱和蒸气压时，饱和蒸气压 0.75m H2O 解：解： 水泵水泵允许几何安装高度：允许几何安装高度： SA S Sg h g C HZ 2 2 泵的允许安装高度为：泵的允许安装高度为： SA S Sg h g C HZ 2 2 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来 15 对水泵的允许吸上真空度进行修正：对水泵的允许吸上真空度进行修正： )(36. 324. 033.1075. 07 . 95 . 424. 033.10m g PP HH va SS )(34. 2 2 ) 5 . 014. 3 2 . 04 ( 5 . 0 100