泵与风机杨诗成第四版习题与答案Word文档下载推荐.docx
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0.77
0.920.92
=0.91
==0.77P
4-5若水泵流量qv=25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa,入口处真空表读数为
40kPa，吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm，电动机功率表读数为12.6kW，电动机效率为0.90，传动效率为0.97。
试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。
4-5，解:
有效功率
Pe=pg•vH
PB•Pm
一;
g
P2-P
2g
广1
qv
4丿
9810
z2-Z!
hw
rY
qv|
磴!
I4丿
0.025
H0.752
HX12
14丿
<
4丿
■0■hw
32000040000
00=36.69+
0.0032-0.001=36.69m
19.6
••Pe=pgqvH/1000=9810X0.025X36.69/1000=9.0（kw）
轴功率:
P=电机输入功率Pg，.n-dn12.6X0.90X0.97=11.0（kw）
泵的总效率：
二空100%=竺100%=81.82%
p11.0
4-6离心风机转速n=1450r/min,流量qv=1.5m3/min,风机的全压p=1.2kPa,p=1.2kg/m3。
今用它输送密度p=0.9kg/m3的烟气，风压不变，则它的转速应为多少？
实际
流量为若干
4-6，解：
1.转速n2
（1）求出转速不变，仅密度变化后，风压的变化值。
根据相似定律,在转速不变时（同为1450r/min时），p1/p2=p1/p2
因此，假定转速不变，只是气体密度发生变化（变为P2=0.9kg/m3）,则风压为：
P2=P1Xp2/P1=1.2X103X0.9/1.2=900（Pa）
（2）同一台风机，其它条件不变，仅仅转速变化，符合相似定律
P〃P2=（n1/n2）2
-■•n2=n1p1/p2=1450V1.2/0.9=1674（r/min）
2.流量
根据相似定律:
q1/q2=n〃n2
.'
q2=q1Xn2/n1=1.5X1674/1450=17.32（m3/min）
4-7有一只可把15C冷空气加热到170C热空气的空气预热器，当它的流量qm=2.957
X103kg/h时，预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa,如果在该系统中装一只离心风
机，问从节能的角度考虑，是把它装在预热器前，还是预热器后（设风机效率n=70%）
4-7解：
计算：
装在预热器前消耗的功率Pel
Pei=pqv/1000
装在预热器前时（t=15°
C）,输送同样质量流量（qm=2.957xi03kg/h）的气体，体
积流量为：
（查的t=15C时的气体密度为pi=1.226kg/m3）
qvi=qm/pi=2.957X1O3/1.226=2.412X103（m3/h）=0.67m3/s
-Pei=pqv=150X0.67=100.5（W）
消耗轴功率P=Pe1/n=100.5/0.7=143.6（W）
装在预热器后消耗的功率__PZ2
（查的t=170C时的气体密度为p1=0.797kg/m3）
qv1=qm/p=2.957X103/0.797=3.710X103（m3/h）=1.03m3/s
.■Pe1=pqv=150X1.03=154.6（W）
消耗轴功率P2=Pe2/n=154.6/0.7=220.9（W）
对比得出装在预热器前面消耗功率小，节能。
4-8某系统中离心风机可在以下两种工况下工作：
一种qv=20km3/h,
p=1700Pa,P=60kW;
另一种qv=100km3/h,p=980Pa,P=65kW。
问在那种工况下工作经
济？
4-8解：
同一种风机，在不同工况下工作时，比较那种经济，既是比较拿个工况效率高
第一种工况
100%=15.74%
100^20103/36001700
60DO3
第二种工况
巳2pqv
~P2=~P^
100%=
100103/3600980
65X103
100%=41.88%
所以，第二种工况经济
4-9单级离心泵，性能参数n=1420r/min
qv=73.5L/s,H=14.7m,P=15.3kW
。
现若改
用转速为2900r/min的电动机驱动，工况仍保持相似，则其各参数值将为多少？
4-9解：
因为各工况保持相似，所以满足相似定律
即：
流量:
91=◎_
q2n2
•・q2
n1
73.52900
1420
=150.1（L/s）
扬程:
22
%"
匹•••&
=M匹]=14.7J'
2900]=61.31（m）
H2⑴丿小丿「1420丿
功率：
=F1匹｝=15.3—i2900]=130.3（kW）
P2g丿5丿11420丿
空气（P
产生的
4-10有台离心风机在转速为n=1000r/min时，能输送0.3m3/min
=1.2kg/m3）,全压p=600Pa。
今用它来输送燃气（p=1.0kg/m3）,在相同转速时
流量不变，但全压却降为500Pa。
试证之。
4-10,解:
证明一：
流体流量不变
所以流量不
根据相似定律,在转速不变时，风机输出流量与所输送的流体密度无关
变;
证明二：
风压变化
根据相似定律,在转速不变时p1/p2=p1/p2
P2=pixp2/pi=600xi.Q/1.2=500（Pa）
证毕。
4-114—13.2（4—73）型离心通风机转速n=1450r/min，叶轮外径D2=1200mm时，全压p=4609Pa,流量qv=71100m3/h,轴功率P=99.8kW,空气密度p=1.2kg/m3。
若风机的转速和直径都不变，但改为输送200C的锅炉烟气，大气压力Pamb=1.013X105Pa,试计算密度变化后的风机全压,流量和轴功率。
4-11,解：
因为转速和直径都不变，只是密度发生变化,
在一个大气压条件下，200C烟气密度为：
0.6162kg/m3
•••q〃q2=1；
P1/p2=P1/P2；
P〃P2=P1/p2
•••q2=q1=71100m3/h;
P2=p1X（2/p1=4609>
0.616/1.2=2367（Pa）
P2=P1X化/p1=99.8X0.616/1.2=51.23（kW）
4-12叶轮外径D2=600mm的通风机，当叶轮出口处的圆周速度60m/s,流量为
300m3/min。
有一与它相似的风机D2=1200mm,以相同圆周速度运转，求其风量为多少？
4-12,解:
叶轮外径D2=600mm,当叶轮出口处的圆周速度60m/s,其转速n为:
n：
D
U2=2••「=60U2
60hD2
M/910r/min
二0.6
叶轮外径D2=1200mm，当叶轮出口处的圆周速度60m/s，其转速n为:
.*=聖上二聖昱=955r/min
"
D2二1.2
竺”竺1「化=qi■qDini
普阳皿〔鬻卜1200（m3/min）
4-13水泵转速n=2950r/min，H=128m，流量qv=1.23m3/min。
为满足该流量拟采用ns=85—133的多级泵，试计算要用几级叶轮。
4-13解：
根据比转速定义：
ns
ns二3.65
CCL0.5
.3.65nqv
当ns=85时,i=128
85
3.65汇2950“1.23/60尸丿
二2.69,取整i=3
当ns=133时，i=128
133
05
3.65x2950^（1.23/60）.j
4/3
=4.88,取整i=5
••根据计算得：
要用3〜5级离心泵。
4-14在泵吸水的情况下，当泵的安装几何高度Hg与吸入管路的阻力损失之和大于
60kPa时，发现泵刚开始汽蚀。
吸入液面压力为101.3kPa,水温为20C,试求水泵装置的
有效汽蚀余量为多少？
4-14,解：
根据有效汽蚀余量定义
△ha=p0/pg-pUpg-Hg-hw
根据题意：
Hg+hw=60X103Pa
20C时水的p,=2334Pa
•••Aha=p0/pg-pUpg-Hg-hw=101.3x103/9810-2334/9810-60X1O3/981O
=3.97（m）
4-15离心水泵在n=1450r/min下，扬程H=19.5m,流量qv=2.6m3/min。
将该水泵装
在地面抽水，问水面距泵中心线几米时泵发生汽蚀。
设吸入液面压力为101.3kPa,水温为
80C,吸入管路阻力损失为
104Pa。
汽蚀比转速C=850。
4-15,解:
根据汽蚀比转速定义：
-hr=
nJqv
C=5.62〒，
可计算出：
5.62nqv"
C!
_‘5.62汉1450汉、;
26/60[
850
/3
=2.51（m）
当Aha可杠时发生汽蚀，所以:
ha=2.51（m）（80C时水的p尸47.363X103Pa,p=971.8kg/m3）
△ha=p0/pg-pUpg-Hg-hw
-■■Hg=p0/pg-pUpg-hw-△ha
=101.3X103/（971.8X9.81）-47.363X103/（971.8X9.81）-104/（971.8X9.81）-2.51
=4.61-2.51
=2.10（m）
4-16设除氧气内压力为11.76x104Pa,饱和水温为104C,吸入管路阻力损失为
15kPa,给水泵必需汽蚀余量NPSHr为5m，试求给水泵的倒灌高度
4-16,解：
（100C时水的pu=101.3X103Pa,p=958.1kg/m3）
T△ha=p0/pg-pUpg-Hg-hw
•Hg=p0/pg-pJpg-hw-△ha
=11.76X104/（958.1X9.81）-101.3X103/（958.1X9.81）-15X103/（971.8X9.81）-5
=1.3-5
=-3.7（m）
此时刚好发生汽蚀，为了使给水泵不发生汽蚀，应提供一定的富余量，0.5m
•Hg=-3.7-0.5=4.1m
4-17单级双吸式泵的吸入口径d=600m,输送20C的清水，在n=970r/min
qv=0.3m3/s,H=47m,C=900,吸入管路阻力损失pghw=8000Pa,试求：
1吸入液面压力为101.3kPa时，泵的安装几何高度Hg；
2在吸入液面压力为86kPa,水温为40C时，泵的安装几何高度Hg。
4-17因为是双吸式泵，两个吸入口，所以:
C=5.62
可计算出
nqvn阪
.■■hr3/4
-q
5.62nv
V2
C
5.62x970X
；
0.3
2
900
k
=3.12
（m）
①20C时水的p尸2334Pa,p=1000kg/m
△ha=p0/pg-pUpg-Hg-hw
•Hg=p0/pg-pUpg-hw-△ha
=101.3X103心000X9.81）-2.334X103/（1000X9.81）-8X103/（1000X9.81）-3.12
=9.27-3.12
=6.15（m）
•Hg=6.15-0.5=5.65m
②40C时水的p尸7375Pa,p=992.2kg/m3
•Hg=p0/pg-pUpg-hw-△ha
=86X103/（992.2X9.81）-7.375X103/（992.2X9.81）-8X103/（992.2X9.81）-3.12
=7.26-3.12
=4.14（m）
••Hg=4.14-0.5=3.64m
4-18一单级离心泵，转速n=1450r/min时，流量qv=2.6m3/min,该泵的汽蚀比转速
C=700,。
现将这台泵安装在地面上抽水，求吸水距地面多少距离时发生汽蚀。
设吸水面压
力为98kPa,水温t=80C,吸入管路阻力损失为104Pa。
4-18,解:
5.62nqv恥
CJ
5.6214502.6/60"
700i
=3.25
又已知：
（80C时水的p产47.363X103Pa,p=971.8kg/m3）
Hg=p0/pg-pUpg-hw-△ha
=98X1O3/（971.8X9.81）-47.363X1O3/（971.8X9.81）-10X1O3/（971.8X9.81）-3.25=4.26-3.25
=1.01（m）
此时刚好发生汽蚀
4-19单级双吸泵吸入口径d=600mm,输送20C清水时，qv=0.5m3/s,n=970r/min
H=45m，汽蚀比转速C=950。
试求：
1在吸入液面压力为大气压力时，泵的允许吸上真空高度［Hs］为多少？
2吸入液面压力为90kPa,输送45C清水时，泵的允许吸上真空高度［Hs］为多少？
4-19,解：
因为是双吸式泵，两个吸入口，所以：
."
■hr3/4
J
5.62nqv
\2
5.629700.5/24
950I
=4.08
①20C时水的pu=2334Pa,p=1000kg/m3
由△ha=（ps/pg+u/2g）-pUpg及Hs=（pamb-ps）/pg
可得出：
Hs=（Po-pU/pg#/2g-Aha
根据已知：
单级双吸泵吸入口径d=600mm,qv=0.5m3/s,可计算出泵入口水流速度
=1.77（m/s）
0.54
■:
0.6
••刚好发生汽蚀时
的吸上真空高度为
Hs=（Po-pu）/PgS2/2g-△hr
=（101.3X103-2.334X103）心000X9.81）+1.772/（2X9.81）-4.08
=10.09-0.16-4.08
=5.85（m）
[Hs]=Hs-0.3
=5.85-0.3
=5.55（m）
①45C时水的p0=9.5811X103Pa,p=990.2kg/m
刚好发生汽蚀时的吸上真空高度为：
Hs=（P0-Pu）/Pgs2/2g-△hr
=（90X103-9.5811X103）/（990.2X9.81）+1.772/（2X9.81）-4.08
=8.28-0.16-4.08
=4.04（m）
=4.04-0.3
=3.74（m）
4-20离心泵qv=4000L/s,n=495r/min,倒灌高度2m,吸入管路阻力损失6kPa吸入液
面压力为101.3kPa,水温35C。
试求水泵的汽蚀比转速C为多少？
4-20,解:
根据定义:
C兀62器
当刚好发生汽蚀时，.lha-」hr,因此需要求出:
ha
-△ha=P0/pg-PUpg-Hg-hw
35C时水的p尸5.619X103Pa,p=994.0kg/m3
•••Aha=（101.3X1O3-5.619X103）/（994.0X9.81）-（-2）-6x103/（994.0X9.81）
=9.81+2-0.62
=11.19（m）
为了保证不发生汽蚀，应该保证如一厶hr0.5,取0.5
则：
h=11.19—0.5=10.69m
•C=5.62
nqv
hr
=5.62
4954
=941
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