泵与泵站第五版课后答案.doc
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(完整word)泵与泵站第五版课后答案 无需财富值下载 【P107习题】 【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: (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: (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ρ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ρ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) 150 175 187.5 200 225 250 (m3/s) 0。15 0.175 0。1875 0.2 0。225 0。25 19.1 20。9 21。9 23.0 25.4 28.1 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%)×196=171.6L/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) 150 175 187。5 200 225 250 (m3/s) 0.15 0.175 0。1875 0。2 0.225 0.25 15。8 21。4 24。6 28。0 35.4 43。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: B’ HA HB QB B QA A (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) 0 80 160 240 320 400 (m3/s) 0 0.08 0.16 0.24 0。32 0.40 72 77 76 73 69 59 0 1。3 5。1 11。5 20.5 32.0 72 75.7 70.9 61.5 48。5 27。0 绘制:高位水池供水折引后特性曲线 (L/s) 0 80 160 240 320 400 (m3/s) 0 0.08 0。16 0。24 0.32 0.40 48 48 48 48 48 48 0 0.8 3。3 7.5 13.3 20。8 48 47.2 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) QA QC (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) QA A A' HB=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。当水泵在标准状态下工作时,即,即能保证不产生气蚀,但是当水泵不在标准状态下工作时,需要对Hs进行修正,,当时,才能保证不产生气蚀,此时。 (2)不是。 因为:根据泵内压力变化规律,(P78,公式2-146): 叶轮绝对压力最小值: 在标准状态下, ,式中表示水泵内部的压力降,其值大于3m,因此,叶轮中的绝对压力最小值并不是7.85m,而是更低。 wanderer- 配套讲稿:
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