泵与风机杨诗成第四版习题及答案(4).docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑泵与风机杨诗成第四版习题及答案(4) 4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min时，总扬程为25.8m, qv=170m3/h, P=15.7kW, ηv=0.92, ηm=0.90,求泵的滚动效率ηh 4-1 解： ??Pe?gqvH1000?9.81?170/3600?25.8/1000???0.76 PP15.7???m??v??h ∴?h???m??v?0.76?0.92 0.90?0.924-2 离心风机叶轮外径D2=460mm,转速n=1450r/min,流量qv=5.1m3/s,υ1u∞=0,υ2u∞ =u2,(1+P)=1.176,滚动效率ηh=0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m3试求风机的全压及有效功率 4-2，解： pT∞=ρ(u2v2u∞-u1 v1u∞) ∵v1u∞=0 ∴pT∞=ρu2v2u∞=1.2×1450???0.46?1450???0.46=1462.1（Pa） 6060根据斯托道拉公式：K?1，∴K?1?0.855 1?P1.17 ∴p= K·ηh·pT∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa） Pe=pqv/1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw) 4-3 离心风机n=2900r/min，流量qv=12800 m3/h，全压p=2630Pa，全压效率η=0.86，求风机轴功率P为多少。

4-3 P=η Pe=0.86×pqv/1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw) 4-4 离心泵转速为480r/min，扬程为136m，流量qv=5.7m3/s,轴功率P=9860kW设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m3，求滚动效率 4-4解： ??Pe?gqvH1000?9.81?5.7?136/1000???0.77 PP9860?h???m??v?0.77?0.91 0.92?0.924-5 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=ρg·qv·H 22∵H?p2?p1?v2?v1??Z2?Z1??hw ?g2g???qv2??d2pB?pm?H???4?g???????qv???d12????42g2???????0?h w?????????0.025?????12??????4??0?0=36.69+0.0032?0.001=36.69m 19.62g222???0.025??0.752320000?40000?H???49810∴Pe=ρg·qv·H/1000=9810×0.025×36.69/1000=9.0(kw) 轴功率： P=电机输入功率Pg′ · ηg·ηd=12.6×0.90×0.97=11.0(kw) 泵的总效率： ??Pe9.0?100%??100%?81.82% p11.04-6 离心风机转速n=1450r/min，流量qv=1.5m3/min，风机的全压p=1.2kPa，ρ=1.2kg/m3。

今用它输送密度ρ=0.9kg/m3的烟气，风压不变，那么它的转速应为多少？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 根据好像定律，在转速不变时（同为1450r/min时），p1/p2=ρ1/ρ2 因此，假定转速不变，只是气体密度发生变化（变为ρ2=0.9kg/m3），那么风压为： p2=p1×ρ2/ρ1=1.2×10×0.9/1.2=900（Pa） （2）同一台风机，其它条件不变，仅仅转速变化，符合好像定律： 3 p1/p2=（n1/n2）2 ∴n2=n1p1/p2=14501.2/0.9=1674（r/min） 2.流量 根据好像定律：q1/q2=n1/n2 ∴q2= q1×n2/n1=1.5×1674/1450=17.32（m3/min） 4-7 有一只可把15℃冷空气加热到170℃热空气的空气预热器，当它的流量qm=2.957×103kg/h时，预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa，假设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η=70%） 4-7解： 计算：装在预热器前消耗的功率Pe1 Pe1=pqv/1000 装在预热器前时（t=15℃），输送同样质量流量（qm=2.957×103kg/h）的气体，体积流量为：（查的t=15℃时的气体密度为ρ1=1.226kg/m3） qv1=qm/ρ1=2.957×103/1.226=2.412×103（m3/h）=0.67 m3/s ∴Pe1=pqv=150×0.67=100.5（W） 消耗轴功率P= Pe1/η=100.5/0.7=143.6（W） 计算：装在预热器后消耗的功率Pe2 （查的t=170℃时的气体密度为ρ1=0.797kg/m3） qv1=qm/ρ1=2.957×103/0.797=3.710×103（m3/h）=1.03 m3/s ∴Pe1=pqv=150×1.03=154.6（W） 消耗轴功率P2= Pe2/η=154.6/0.7=220.9（W） 比较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，对比那种经济，既是对比拿个工况效率高 第一种工况 Pe1pqv20?103/3600?1700?1???100%??100%?15.74% 3PP60?1011其次种工况 Pe2pqv100?103/3600?980?2???100%??100%?41.88% 3P2P65?101所以，其次种工况经济 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，工况仍保持好像，那么其各参数值将为多少？ 4-9 解： 由于各工况保持好像，所以得志好像定律： 即：流量： q1n1? ∴q2?q1n2?73.5?2900?150.1（L/s） q2n2n11420扬程： 22H1?n1???n2900?????∴H2?H1?2??14.7????61.31（m） ????H2?n2??1420??n1?2功率： 33?n1?P??n29001?????∴P2?P（kW） ?2?1?????15.3??1420??130.3P2?n2?n???1?34-10 有台离心风机在转速为n=1000r/min时，能输送0.3m3/min空气（ρ=1.2kg/m3）, 全压p=600Pa。

今用它来输送燃气（ρ=1.0kg/m3），在一致转速时，产生的流量不变，但全压却降为500Pa 4-10,解： 证明一：流体流量不变 根据好像定律，在转速不变时，风机输出流量与所输送的流体密度无关，所以流量不变； 证明二：风压变化 根据好像定律，在转速不变时p1/p2=ρ1/ρ2 p2=p1×ρ2/ρ1=600×1.0/1.2=500（Pa） 证毕 4-11 4—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=71 100m3/h,轴功率P=99.8kW，空气密度ρ=1.2kg/m3若风机的转速和直径都不变，但改为输送200℃的锅炉烟气，大气压力Pamb=1.013×105Pa，试计算密度变化后的风机全压，流量和轴功率 4-11,解：由于转速和直径都不变，只是密度发生变化， 在一个大气压条件下，200℃烟气密度为：0.6162 kg/m3 ∴ q1/q2=1； p1/p2=ρ1/ρ2；P1/P2=ρ1/ρ2 3 ∴ q2=q1=71100m/h; p2= p1×ρ2 /ρ1 =4609×0.616/1.2=2367（Pa） P2= P1×ρ2 /ρ1=99.8×0.616/1.2=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。

有一与它好像的风机D2=1200mm，以一致圆周速度运转，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： ∵ u2=n?D2 ∴n=60?u2?60?60?1910r/min 60?D2??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： ∴n=60?u2?60?60?955r/min ?D2??1.2根据好像定律： q2?D2?????q1??D1?3?D??n2? ∴q?q??2?21????n???D1??1?3?n2??1200??955?（m3/min） ???300??1200?????n??600??1910??1?34-13 水泵转速n=2950r/min，H=128m，流量qv=1.23m3/min为得志该流量拟采用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??i?H ∴nqv0.5??ns?3.653/4?3.65?n?qv??H????i?4/3 ??85当ns=85时，i?128???3.65?2950??1.23/60?0.5????4/3?2.69，取整i=3 ??133当ns=133时，i?128???3.65?2950??1.23/60?0.5????4/3?4.88，取整i=5 ∴根据计算得：要用3～5级离心泵。

4-14 在泵吸水的处境下，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，察觉泵刚开头汽蚀吸入液面压力为101.3kPa，水温为20℃，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/ρg- pυ/ρg -Hg-hw 根据题意：Hg+hw=60×103 Pa 20℃时水的pυ=2334 Pa ∴△ha= p0/ρg- pυ/ρg -Hg-hw=101.3×103/9810-2334/9810-60×103/9810 =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。