泵与泵站课后答案第二章.docx

P107 习题】【1】.(1)已知，出水水箱内绝对压强P=3.0atm,进水水箱绝对压强P=0.8atm以泵轴为0-0线，大气压P=1aI； 2出水水箱测压管水头：H =(P - P )x 10 =(3 - l)x 10 = 20m进水水箱测压管水头：H =(P -P )x 10 =(0.8- 1)x 10 = -2m (“-”表示2 2 a在泵轴以下)H = H — H = 20 — (—2) = 22mST 1 2( 2)泵的吸水地形高度： H = H = —2mss 2( 3)泵的压水地形高度： H = H = 20msd 1【 2】．解答：如图( a)， H = 3mss(a)据题意： H = H = H = 3mss(b) ss(C ) ss(a)以泵轴为基准面(1) b水泵位置水头：Zb= H Ab水泵吸水池测压管水柱高度：h = (0.5 — 1)x 10 = —5mb水泵吸水池测压管水头：H = Z + h = H +C 5人测 b Ab 水泵 H = 0—H = 0—(H —5)= 5—H = 3mss (b) 测 A A解得： H = 2mA(2) c水泵位置水头：Z =—5m (在泵轴以下)c 水泵吸水池测压管水柱高度： h=(P —1)x10=10P —10 ccc 水泵吸水池测压管水头： H = Z +h=—5+10P —10=10P —15(m)测 c c cc 水泵 H = 0 — H = 0 — (10P —15)= 15 — 10P = 3m Hss (c ) 测 c c解得： P = 1.2atmc【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i广5.7 %。

压水管沿程水头损失系数i = 11.6 %1真空表读数：H = H +Eh +匚旦 (见P24，公式2-30)v sd s 2 g 2‘ . . Az真空表安装在泵轴处，——=02则：H = H +工h +邛v ss s 2 g辺2、(31丸=EQ Qv1 A 兀 D 21 （十）（/44 泵吸水地形高度： H 35—32 3mss吸水管水头损失：工h =i -1 +1 = 0.0057x30 + 1 = 1.17m s 1 1则：真空表读数H =3 +1.171 + = 4.25mH Ov 2x 9.8 2计算水泵的吸水管流速：ss*•* 1atm = lOmH? 760mmHg则： 4.25mH O 4.25x76 3 23mmHg %真空度=A x 100% = 10mH2O — 4.25mH2O x 100% = 57.5%Pa2)泵的静扬程： H 压水管水头损失： 管道总水头损失： 总扬程： H = HSTpgQH 1000 x 9.8 x 0.16 x 56.9910mH O=(74.5 — 32)+(2 —21)x 10 = 52.5mSTEh = i • l +1 = 0.0116x 200 +1 = 3.32m d 2 2Eh=Eh +Eh =1.17+3.32=4.49m sd+Eh=52.5+4.49=56.99m(3)轴功率：N =1000n 1000 x 0.74】．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v2 P P+ ―+ 亠=0 + 0 + ―a- 2g pgv 2 P+ — + 4 = (H2g pg ssv2 P + + 亠=(H2g pg0-0 断面：1-1 断面：2-2 断面：3-3 断面：=127.66kw得：=Z0=Z2E = Z33v 2 P+ 亠 + 4 = H2 g pgsspgAz v 2— )+ i +2 2 g pgAz v2 P+ ) + 2 + 22 2 g pgv 2 P+ 3 1 a-ST 2g pgP —Pr Az)v2rAz 1E — E = —a 1 —H —丄——^ = H —H0 1 pgV ss 2 丿2g vVss2丿吸水管水头损失：v2——^~2 gEhsH = Eh vssv2+ —2 g压水管水头损失：P=2p g V=E - E23ssv 2 — v 2+ 2 3 — H = H + H +2 gSTssv 2 - v 2+ 2 3 - H2g ST（ Az）H + 二ss 2 丿•・•泵装置总扬程H = H + Hvd得：H = Ehddv2 - v22 4 + H2g ST则：H = H + H =E h + Hvdssv2+ + E h2g dHssv 2 - v 22 亠+ H2g ST上h+Eh)-Az + Tv23 + H2g ST总水头损失Eh = Eh + Eh ) sd=Z h + HSTv2+亠+2 g-Az丿v 2 - v2-亠=0 ;2 g压力表和真空表沿泵轴安装，即Az = 0忽略流速差，即v沁v ,12v2则最后：H = H +E h + -3-ST 2g【5】.解答:泵的基本方程式：HT1 u 1= C • u = —2 (u — C ctgp) = (u2 — u C ctgp )g 2u 2 g 2 2r g 2 2 2r 2叶轮出口牵连速度：u =史D2 = I450 x 3.14 x 0.28 = 21.25(m/s)2 60 60叶轮出口面积：f D -b = 3.14x0.28x0.04 = 0.035(m2)2 2 2径向流速：C = Qt = = 38.57Q (m/s)2r F 0.035 T2 代入基本方程式，得理论特性曲线：1H = (21.252 - 21.25 x 38.57Q - ctg30。

)= 40.08 - 144.86QT 9.8 T T 【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p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 H 和 Q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，贝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p有关，N = ^gQH，N和p成正比，当 1000np= 1.3p时，则功率变为原来的1.3倍水(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，贝其压力表读 数H不变，泵的压力表读数：P =pgH (MPa)，和密度成正比，当p= 1.3p时, d d d 水贝 P 变为原来的1.3倍d(3) 以吸水池水面为基准面吸水池和高位水池的高度差：Z = 48 m高位水池的测压管内液柱高度：h = — = 1.013x 105 x(2-° = 7.9mpg L3p 水 g静扬程：Hst = Z + h = 48 + “ = 55-9m【7】.解答：测压管水头：H = Z + pgh测Z ——位置水头p gh ——测压管内水柱高度(压强水头)管道水头损失：Ah二H -H (计算段前后测压管水头差)=SQ2 测压管水头线：沿程测压2 管水1 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，贝， 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，贝 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H =H +H，真空表读数H =H +工h +比，闸阀v d v ss s 2g关小时，流量减小，则工h减小，v减小，H不变，则H读数减小，而总扬程s 1 ss vH是增大的，因此H是增大的，即A表读数增大d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H +工h ，闸阀关小，BD BD流量减小，工h = S Q2减小，H 不变，则B点的压力表读数减小，对应的测BD BD BD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， H 读数减小，即 C 表读数减小又因为 C 表处为v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H二H +Zh两种情况，静扬程H 一样，水头损失一ST ST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H 增加，则总扬程增加其管道特性曲线变化如图ST【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。

H——i=H2【14】．解答：比转速不变因为调速后满足比例率：=住,Qn22比转速 ns13.65n VQ比转速：H：ns23.65n J3・65n '15】．解答：2H 324■ n Q2 i:n = 3.65xn 2 H )2 1n2 丿1H133 丄n 2 ・ n 2 T 43 3n 2 ・ n 223.65n Q= 1 匚=n3 s1H14据已知：比例尺九。