泵与泵站自编习题集1.docx

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泵与泵站自编习题集1

《泵与泵站》教学改革成果系列之二

《泵与泵站》习题集

适用专业：

给水排水工程/环境工程

苏州科技学院

环境科学与工程学院环境工程系

2007年12月

思考题

第一章绪论

1．什么是泵？

它是怎样分类的？

2．各种水泵的主要特点有哪些？

第二章叶片式水泵

1．离心泵是怎样抽送液体的？

它由哪几个主要部件构成？

各部件有何功能和作用？

2．离心泵叶轮上为什么有的设平衡孔，有的却不设？

3．哪些参数能表达叶片泵性能？

各参数表示什么含义？

常用哪些字母表达？

各自的单位是什么？

4．什么是叶片泵的有效功率和轴功率？

它们之间有何关系？

5．离心泵装置上的真空表与压力表读数各表示什么意思？

6．液体在叶轮内的运动是什么运动？

各运动间有什么关系？

7．什么是动量矩定理？

用它推导叶片泵基本方程式时为什么要有三个假设？

基本方程式为什么能适用于所有叶片泵的所有流体？

8．两台叶片泵符合哪些条件才能相似？

两台相似的叶片泵的比转数相等，能说明什么问题？

9．什么是叶片泵基本性能曲线和实验性能曲线？

它们在本质上有何区别？

10．离心泵与轴流泵的性能曲线各有哪些特征？

11．叶片泵的性能曲线有何用途？

12．什么是叶片泵性能的工作范围？

如何确定工作范围？

它与叶片泵的性能表有何关系？

13．什么是叶片泵的通用性能曲线？

离心泵与活叶式轴流泵的通用性能曲线是怎样绘制的？

它们的理论根据是什么？

14．什么是叶片泵工作点？

它由哪些因素构成？

工作点确定由哪些方法？

15．什么是装置特性曲线？

它表示什么含义？

16．什么是叶片泵装置的设计工况与运行工况？

它们间有何区别？

17．什么是工况调节？

叶片泵有哪几种工况调节法？

各有何优缺点？

18．什么是车削调节法？

它的理论根据是什么？

适用于哪些叶片泵？

使用时需注意哪些事项？

19．什么是车削抛物线？

它在车削计算中有何用处？

20．什么是变速调节法？

它的理论根据是什么？

适用于哪些叶片泵？

使用时需注意哪些问题？

21．如果说，在学本课程前，你对着一台离心泵的铭牌，可以直接说出它能打多少水，扬程是多高。

那么，现在对于这个问题，你将如何回答？

为什么？

22．什么是变角调节法？

它有何理论根据？

有哪几种变角方法？

适用于何种叶片泵？

23．什么是节流调节法？

它有何理论根据？

适用于何种叶片泵？

一般在何种场合下采用？

24．试从概念上区分水箱自由出流时，测压管水头与管道水头损失特性曲线间的不同。

25．什么是比例定律？

它有何用处？

26．试从比例律的内涵说明泵站中采用调速运行的重要意义。

27．试归纳调速运行的优点以及需要注意的事项。

28．同一台水泵，在运行中转速由n1变为n2，试问其比转数ns值是否发生相应的变化？

为什么？

29．什么是叶片泵的比转数？

如何计算？

若两台叶片泵的比转数相等，能说明什么问题？

30．什么是并联装置？

其工作点如何求解？

适用于何种场合？

使用时应注意哪些问题？

31．什么是串联装置？

其工作点如何求解？

适用于何种场合？

使用时应注意哪些问题？

32．试论述4台同型号并联工作的泵站，采用一调三定或采用二调二定方案作调速运行时，其节能效果各有何不同？

33．什么是叶片泵汽蚀？

泵内汽蚀的主要原因是什么？

有哪些危害？

34．泵内汽蚀有哪些类型？

各在叶片泵的哪些部位发生？

为什么？

35．采取哪些措施可以预防和减轻泵内汽蚀的程度？

36．什么是叶片泵的汽蚀方程式？

它的物理意义是什么？

37．什么是汽蚀余量、装置汽蚀余量和必需汽蚀余量？

其中装置汽蚀余量和必需汽蚀余量有何区别？

38．什么是允许汽蚀余量？

如何确定？

离心泵与轴流泵的汽蚀性能曲线有何区别？

为什么？

39．什么是吸上真空高度与允许吸上真空高度？

它与流量间的关系曲线为什么是下降型的？

40．允许汽蚀余量与允许吸上真空高度有何区别？

有什么关系？

41．什么是叶片泵安装基准线？

卧、立、斜等各种叶片泵的安装基准线如何确定？

42．为什么允许吸上真空高度受水温与海拔影响时必须修正？

而允许汽蚀余量却不须修正？

43．叶片泵内的汽蚀现象可否消灭？

为什么？

44．轴流泵是按什么原理抽送液体的？

它由哪几个主要部件构成的？

各部件有何功能和作用？

45．液流进入和流出离心泵、混流泵和轴流泵叶轮时有何不同？

46．什么是抽水装置？

离心泵与轴流泵的抽水装置有何不同？

47．离心泵装置的起动与停机分哪几步进行？

48．轴流泵装置的启动与停机分哪几步进行？

第三章泵房设计

1．泵房有何作用？

它是怎样分类的？

泵房设计应包含哪些内容？

2．固定式泵房有哪几种结构型式？

各有何优、缺点？

分别适用于何种场合？

3．湿式型泵房按其湿式结构可分哪几种形式？

各有何优、缺点？

分别适用于何种场合？

4．选定泵房结构型式时应主要考虑哪些因素？

5．立、卧式泵的泵房平面设计有何不同？

6．泵房内主机组布置有哪几种型式？

各有何优、缺点？

分别适用于何种场合？

7．立、卧式泵的泵房内附属设备布置有何不同？

分别应遵循哪些原则？

8．卧式泵泵房的立面尺寸应确定哪几个高程？

如何确定？

9．室型泵房为什么要进行稳定分析？

其方法与水闸、土坝等水工结构有何区别？

10．室型泵房的抗滑稳定不能满足要求时有哪些措施可以补救？

11．湿室型泵房的机电梁与水泵梁在结构计算中有哪些异、同点？

12．卧式泵机组的基础设计应满足哪些要求？

设计时如何确定基础的平立面尺寸？

第四章泵站机组安装与管理

1．卧式泵机组安装应分哪几步进行？

每步有哪些技术要求？

2．中、小型立式泵机组安装应分为哪几步进行？

每步有哪些技术要求？

3．在立式泵机组安装时为什么要测定转子的同心度和摆度？

如何测定？

4．管路安装有哪些技术要求？

管道连接有哪几种型式？

5．泵站工程的经营管理有哪几个经济技术指标？

各指标的含义是什么？

如何考核？

6．水泵运行效率与泵站运行效率有何区别？

哪些因素影响泵站效率的提高？

7．提高泵站效率应从哪几个方面着手？

计算题

第一节水泵部分

1．如图2-24所示的水泵装置。

水泵从一个密闭水箱抽水，输入另一个密闭水箱，水箱内的水面与泵轴齐平，试问：

图2-24密闭式离心泵装置

（1）该水泵装置的静扬程HST=？

（m）

（2）水泵的吸水地形高度Hss=？

（m）

（3）水泵的压水地形高度Hsd=？

（m）

2．三台水泵三种抽水装置如图2-25（A）、（B）、（C）所示。

三台泵的泵轴都在同一标高上，其中（B）、（C）装置的吸水箱式密闭的，（A）装置吸水井是敞开的。

试问：

要使Hss（A）=Hss（B）=Hss（C）时，则图2-25中H（A）=？

（m）；PC=？

（atm）

图2-25三种抽水装置

3．如图2-26所示的岸边取水泵房，水泵由河中直接抽水输入高地密闭水箱中。

图2-26岸边取水泵房

已知条件：

水泵流量Q=160L/s，管道均采用铸铁管，吸水及压水管道中的局部水头损失假设各为1m。

吸水管：

管径Ds=400mm，长度l1=30m；

压水管：

管径Dd=350mm，长度l2=200m；

水泵的效率η=70%；其它标高值见图2-26所示。

试问：

（1）水泵吸入口处的真空表读数为多少mH2O？

相当于多少mmHg？

相当于真空度为%多少？

（2）水泵的总扬程H=？

（3）电动机输给水泵的功率N=？

（kw）

4．现有一台离心泵装置如图2-27所示，试证：

该离心泵装置的扬程公式应为：

图2-27水泵喷射出流

5．现有离心泵一台，量测其叶轮的外径D2=280mm，宽度b2=40mm，出水角β2=30°，假设此水泵的转速n=1450r/min，试绘制QT-HT理论特性曲线。

6．一台输送清水的离心泵，现用来输送容重为水的1.3倍的液体，该液体的其它物理性质可视为与水相同，水泵装置均同，试问：

（1）该泵在工作时，其流量Q与扬程H的关系曲线有无改变？

在相同的工作情况下，水泵所需要的功率有无改变？

（2）水泵出口处压力表读数（MPa）有无改变？

如果输送清水时，水泵的压力扬程Hd为0.5MPa，此时压力表读数应为多少MPa？

（3）如该水泵将液体输往高地密闭水箱时，密闭水箱内的压力为2atm（如图2-32所示），试问此时该水泵的静扬程HST应为多少？

图2-32

7．在图2-41所示的水泵装置上，在出水闸阀前后装A、B两只压力表，在进水口处装上一只真空表C，并均相应地接上测压管。

现问：

（1）闸阀全开时，A、B压力表的读数及A、B两根测压管的水面高度是否一样？

（2）闸阀逐渐关小时，A、B压力表的读数以及A、B两根测压管的水面高度有何变化？

（3）在闸阀逐渐关小时，真空表C的读数以及它的比压管内水面高度如何变化？

图2-41闸阀调节时的压力表的变化

8．如图2-42所示，A点为该水泵装置的极限工作点，其相应得效率为ηA。

当闸阀关小时，工作点由A点移至B点，相应的效率为ηB。

由图可知ηB＞ηA，现问：

（1）关小闸阀是否可以提高效率？

此现象如何解释？

（2）如何推求关小闸阀后该泵装置的效率变化公式？

图2-42

9．某取水工程进行初步设计时，水泵的压水管路可能有两种走向，如图2-43（a）及（b）所示。

试问：

（1）如管道长度、口径、配件等都认为近似相等，则这两种布置，对泵站所需的扬程是否一样？

为什么？

（2）如果在图2-43（a）的布置中，将最高处的管道改为明渠流，对水泵工况有何影响？

电耗有何变化？

为什么？

图2-43取水泵房管道走向的比较

10．试用数解法拟合12Sh-19型离心泵的Q-H特性曲线方程（见2-59图，D=290mm）。

（1）抛物线法；

（2）最小乘二法

11．在产品试制中，一台模型离心泵的尺寸为实际泵的

倍，并在转速n=730r/min时进行试验。

此时量出模型泵的设计工况出水量Qm=11L/s，扬程Hm=0.8m。

如果模型泵与实际泵的效率相当。

试求：

实际水泵在n=960r/min时设计工况流量和扬程。

12．清理仓库时，找出一台旧的BA型水泵，从其模糊的铭牌上，可看出：

Q=32L/s，H=50m，n=2900r/min，N=22.9kW，η=68.5%。

试绘制其Q-H，Q-N及Q-η性能曲线。

13．在美国文献中报导了一份ns=1800的离心泵的试验资料，问该泵折算为我国采用的单位时，其比转数ns=？

14．某循环水泵站中，夏季为一台12Sh-19型离心泵工作，水泵叶轮直径D2=290mm，管路中阻力系数S=225s2/m5，静扬程HST=14m。

到了冬季，用水量减少了，该泵站须减少12%的供水量，为了节电，到冬季拟将另一备用叶轮切小后装上使用。

问：

该备用叶轮应切削外径百分之几？

15．某机场附近一个工厂区的给水设施如图2-78所示。

图2-78厂区给水设施

已知：

采用一台14SA-10型离心泵工作，转速n=1450r/min，叶轮直径D=466mm，管道阻力系数SAB=200s2/m5，SBC=130s2/m5，试问：

（1）当水泵与密闭压力水箱同时向管路上B点的四层楼房屋供水时，B点的实际水压等于保证4层楼房屋所必须的自由水时，问B点出流的流量应为多少m3/h。

（2）当水泵向密闭压力水箱输水时，B点的出流量已知为40L/s时，问水泵的输水量及扬程应为多少？

输入密闭压力水箱的流量应为多少？

（以图解法或数解法求之）

16．24Sh-19型离心泵的铭牌上注明：

在抽升20℃水温的水时，Hs=2.5m。

现问：

（1）该泵在实际使用中，是否其水泵吸入口的真空表值Hv只要不大于2.5mH2O，就能够保证该泵在运行中不产生气蚀？

（2）铭牌上Hs=2.5m是否意味着，该泵在叶轮中的绝对压力最低于10.33m–2.5m=7.83mH2O高？

为什么？

17．某离心泵装置的流量为468m3/h，进水口直径为250mm，出水口直径为250mm，真空白读数为58.7kpa（440mmHg），压力表读数为225.63kpa（2.3kgf/cm2），真空表测压点与压力表轴心间垂直距离为30cm，试计算该泵的扬程。

18．某水泵装置在运行时测得流量为102L/S，扬程为20.0m。

轴功率为27kw，试计算该泵的运行效率为多少？

若将运行效率提高到80℅时它的轴功率为多少？

19．某离心泵的额定转速为1450r/min，叶轮外径为300mm，叶轮内径为120mm，设水流径向流入叶片（α1=90°），其出口绝对速度20m/s，水流出口方向角为15°，此时的水力效率为85℅，若考虑叶片数有限的反旋系数为0.25。

试计算该泵所产生的扬程为多少？

并绘制叶片出口速度三角形。

20．在产品试制中，一台模型泵的尺寸为原型泵的1/4，在转速为730r/min时进行试验。

策的流量为11lL/s，扬程为0.8m，如果模型泵与原型泵的效率相同，试求：

（1）模型泵的转速为960r/min时的流量和扬程各为多少？

（2）原型泵的转速为1450r/min时的流量和扬程各为多少？

21．一台混流泵，已知流量为360m3/h，扬程为6.5m，额定转速为1450r/min，试计算其比转数。

22．一台Sh型泵，已知其流量为45L/s，扬程为78.0m，额定转速为2900r/min，试计算其比转数。

24．一台型号为50D8×6型多级离心泵，已知其流量为5L/s，扬程为51.0m，额定转速为2950r/min，试计算其比转数。

23．某离心泵装置，其进水管路直径为200mm，管路全长280m，局部水头损失为盐城水头损失的25℅，该装置的净扬程测得为30.0m，管路糙率0.013，试计算其运行流量为150m3/h时的该泵工作扬程。

24．某泵站安装32Sh-19型泵，其口径为800mm，吐出口直径为600mm，运行时测得流，量为1530L/s，真空表读数为38.16kpa（86mmHg），压力表读数为294.3kpa（3.0kgf/cm2），压力表轴心高于真空表测压点0.3m，该泵站实际净扬程为30.0m，测得轴功率为580kw，试计算：

（1）水泵的工作扬程；

（2）管路的水头损扬程；

（3）该泵的运行效率。

25．某泵站安装若干台6B33型水泵，实际净扬程为30.0m，管路沿程与局部阻力系数之和为0.0022s2/m5，试推求该泵运行时的流量、扬程、轴功率与效率等各为多少？

26．在第10题中使用节流调节法是该泵的运行流量减少15℅，试推求调节后的水泵扬程、轴功率与效率各为多少？

27．用两台10Sh-19型水泵串联于一个供水系统中，从水源到蓄水池的水位差为20.0m，管

路糙率为0.013，管路长度为52.0m，管径为300mm，局部水头损失为沿程水头损失的25℅，试推求：

（1）该串联泵在运行时的流量、扬程、轴功率与效率等各为多少？

（2）如供水需求增加10℅，拟采用一台泵变速，则变速后的实际转速是多少？

28．某灌溉泵站安装两台12Sh-13型水泵并联，如图9-1所示。

并联点前拟用12in铸铁管，长度为12.0m，管路上各设无底阀滤网1个，R/d=1.5的90°弯头2个，10in/12in的渐扩管1个，闸阀1个；并联点后（含并联点）采用14英寸铸铁管，长度40.0m，管路上设置12in等径正三通1个，12in/14in的渐扩管1个，R/d=1.5的45°弯头2个，带平衡锤的拍门1个。

进水池水位为32.0m，出水池水位为58.0m，出水管口中心高程为60.0m，试推求：

（1）并联泵运行时的总流量、水泵效率、轴功率。

（2）一台泵单独运行时的流量、水泵效率、轴功率。

29．一台14Sh-13型水泵，叶轮直径为410mm，其扬程为37-50m，而当地实际需要的扬程为36m，属扬程偏高。

而流量需要为290L/s，现采用车削的方法进行性能调节。

试求：

（1）叶轮的车削量；

（2）叶轮车削后的水泵轴功率。

30．有一台32Sh-19型水泵装置，转速从730r/min降至585r/min，将水沿铸铁管提高16.0m，装置特性参数见表9-1，试求：

表9-1

流量Q（m3/s）

0.0

0.3

0.5

0.8

1.1

1.4

1.7

需要扬程H需（m）

16.0

16.12

16.33

16.85

17.6

18.60

19.72

（1）水泵工作点流量。

（2）用节流调节法将流量减少25℅时的轴功率。

（3）用变速调节法将流量减少25℅时的轴功率。

31．一个浮动式泵站，安装一台12Sh-19型水泵，其铭牌参数如下：

流量792m3/h，扬程58.0m，轴功率150kw，转速1450r/min，效率83.5℅.在水库中作取水用，遇水库高水位时，水泵扬程只需35.0m，为使水泵扬程不致浪费，拟采用降速运行，试计算该泵降速运行时的实际转速。

32．在沿海地区某灌溉泵站，选用14HB-40型水泵，其铭牌参数如下：

流量780m3/h，扬程6.9m，转速980r/min，允许吸上真空高度为6.0m，效率84℅.设计中使用直径为450mm的铸铁管作进水管，长度为11.0m，选用无底滤网、45°弯头、偏心渐缩接管等附件各一个。

试计算该泵的安装高度。

33．某泵站设计时选用20Sh-19型水泵，允许吸上真空高度为4.0m，运行时流量为0.54m3/h，吸水管路拟采用22in铸铁管，长度12.0m，选用进口喇叭管、R/d=1.5的90°弯头和偏心渐缩管等附件各一个。

已知该站进水池最低水位为21.5m，夏季最高水温为32℃。

试确定该泵的安装高程。

34．某泵站设计时选用10Sh-9A型水泵，其铭牌流量为130L/S，允许吸上真空高度为6.0m。

配备直径为300mm的铸铁管作为吸水管路，长度为10.0m，选用选用无底滤网、R/d=1.5的90°弯头和偏心渐缩接管等附件各一个。

已知该站进水池最低水位为500.0m，夏季最高水温为30℃。

试计算该泵的安装高程。

35．一台8B18A型水泵，其铭牌参数如下：

流量260m3/h，扬程15.7m，转速1450r/min，轴功率13.3kw，效率84℅，允许吸上真空高度为5.8m。

计划将该泵放在海拔800m处使用，工作温度为20℃，实际转速降至1200r/min，经计算吸水管路水头损失为1.5m。

试计算该泵的安装高度。

36．某泵站有一台16HB-19型水泵，额定转速730r/min，扬程为5.5-8.5m，该站实际只需杨程4.5m，流量320L/s，明显属扬程偏高，试问采用何种调节方法能满足要求？

并推求调节后的允许吸上真空高度和轴功率。

37．某灌溉站拟安装12Sh-19型水泵，其出口直径为250mm，计划选用350mm直径的铸铁管作进出水管路，预计进水管长度10.0m，出水管长度50.0m。

进水管路附件设喇叭口、R/d=1.5的90°弯头和偏心渐缩接管各一件；出水管路附件设正心渐扩接管、闸阀、拍门各一件，45°弯头2个。

该站进水池特征水位为：

设计水位202.0m，最低水位200.0m，最高水位203.5m。

出水池控制水位220.0m，夏季最高气温为30℃，试求：

（1）在进水池设计水位时水泵的工作点参数：

流量、扬程、轴功率、效率和允许吸上真空高度；

（2）水泵安装高程。

38．一台14ZLB-70型水泵，工作范围内的允许气蚀余量为12.0m，当额定转速由1460r/min降至980r/min时，其安装高度应是多少？

39．某灌溉站经规划得如下数据：

进水池设计水位4.5m，最低水位3.5m，最高水位5.6m，出水池控制水位33.5m。

灌溉面积1.4万亩，灌溉模数为0.85m3/s·万亩。

试选择水泵型号和确定台数。

40.某灌溉站经规划得如下数据：

进水池设计水位309.1m，最低水位308.8m，最高水位310.2m，出水池控制水位327.0m。

泵站流量为2.2m3/s。

根据上述规划数据，试选择该站的合适泵型和台数。

41．某泵站需扩建，已有泵型为14ZLB-70。

进水池设计水位为3.0m，出水池控制水位7.5m，试确定该泵合适的转速、叶角和最经济的台数。