《泵与泵站》第二章课后习题答案.doc

泵与泵站第二章 课后习题答案【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：【3】解答：（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： 【6】解答：（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)150175187.5200225250(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.2519.120.921.923.025.428.1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）196171.6L/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)150175187.5200225250(m3/s)0.150.1750.18750.20.2250.2515.821.424.628.035.443.8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：BHAHBQBBQAA（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)080160240320400(m3/s)00.080.160.240.320.4072777673695901.35.111.520.532.07275.770.961.548.527.0绘制：高位水池供水折引后特性曲线(L/s)080160240320400(m3/s)00.080.160.240.320.4048484848484800.8 3.3 7.5 13.3 20.8 4847.2 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）QAQC（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）QAAAHB=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