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泵与泵站第五版课后答案

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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:H1??P1?Pa??10??3?1??10?20m

进水水箱测压管水头:H2??P2?Pa??10??0.8?1??10??2m(“-”表示在泵轴以

下)

HST?H1?H2?20?(?2)?22m

(2)泵的吸水地形高度:Hss?H2??2m (3)泵的压水地形高度:Hsd?H1?20m

【2】.解答:如图(a),Hss(a)?3m

据题意:Hss(b)?Hss(C)?Hss(a)?3m 以泵轴为基准面

(1)b水泵位置水头:Zb?HA

b水泵吸水池测压管水柱高度:h??0.5?1??10??5m b水泵吸水池测压管水头:H测?Zb?h?HA???5?m b水泵Hss(b)?0?H测?0??HA?5??5?HA?3m 解得:HA?2m

(2)c水泵位置水头:Zc??5m(在泵轴以下)

c水泵吸水池测压管水柱高度:h??Pc?1??10?10Pc?10

c水泵吸水池测压管水头:H测?Zc?h??5?10Pc?10?10Pc?15(m) c水泵Hss(c)?0?H测?0??10Pc?15??15?10Pc?3mH 解得:Pc?1.2atm

(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i1?5.7‰ 压水管沿程水头损失系数i1?11.6‰ 真空表读数:Hv?Hsdv12?z??hs?? (见P24,公式2-30)

2g2

真空表安装在泵轴处,

?z?0 2v12则:Hv?Hss??hs?

2g计算水泵的吸水管流速:v1?QQ0.16???1.27m/s A1?Ds23.14?0.42)()(44泵吸水地形高度:Hss?35?32?3m

吸水管水头损失:?hs?i1?l1?1?0.0057?30?1?1.17m

1.272则:真空表读数Hv?3?1.171??4.25mH2O

2?9.8∵1atm?10mH2O?760mmHg

则:4.25mH2O?4.25?76?323mmHg% 真空度=

Pa?Pv10mH2O?4.25mH2O?100%??100%?57.5% Pa10mH2O(2)泵的静扬程:HST??74.5?32???2?1??10?52.5m

压水管水头损失:?hd?i2?l2?1?0.0116?200?1?3.32m 管道总水头损失:?h??hs??hd?1.17?3.32?4.49m 总扬程:H?HST??h?52.5?4.49?56.99m

(3)轴功率:N??gQH1000?9.8?0.16?56.99??127.66kw

1000?1000?0.7

【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:

2v0PP?0?0?0?a 0-0断面:E0?Z0?2g?g?g

v12P1v12P?z??(Hss?)??1 1-1断面:E1?Z1?2g?g22g?g22v2P2v2P?z??(Hss?)??2 2-2断面:E2?Z2?2g?g22g?g

22v3P3v3P??HST??a 3-3断面:E3?Z3?2g?g2g?g吸水管水头损失:

Pa?P1??z?v12?z?v12??hs?E0?E1???Hss????Hv??Hss???

?g22g22g?????z?v12?得:Hv??hs??Hss? ??22g??压水管水头损失:

2222P2?Pa??v3?v3?z?v2?z?v2??hd?E2?E3???Hss????HST?Hd??Hss????HST?g2?2g2?2g??22?v3?z?v2??HST 得:Hd??hd??Hss???2?2g?

∵泵装置总扬程H?Hv?Hd

22?v3?z?v12?z?v2????hd??Hss????HST 则:H?Hv?Hd??hs??Hss???2?2g2?2g??22v3v12?v2???hs??hd???z???HST(总水头损失?h??hs??hd)

2g2g??h?HST

22?v12?v2?v3??????z ??2g?2g?2v12?v2?0; 忽略流速差,即v1?v2,

2g压力表和真空表沿泵轴安装,即?z?0 则最后:H?HST2v3??h?

2g

【5】.解答:泵的基本方程式:HT?

叶轮出口牵连速度:u2?u112C2u?u2?2(u2?C2rctg?)?(u2?u2C2rctg?2) gggn?D21450?3.14?0.28 ??21.25(m/s)6060(m2)叶轮出口面积:F2??D2?b2?3.14?0.28?0.04?0.035

径向流速:C2r?QTQ ?T?38.57Q(Tm/s)F20.035 代入基本方程式,得理论特性曲线: HT?1(21.252?21.25?38.57QT?ctg30?)?40.08?144.86QT 9.8

(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??gQH,N和?成正比,当??1.3?水时,

1000?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Hd不变,泵的压力表读数:Pd??gHd(MPa),和密度成正比,当??1.3?水时,则Pd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:Z?48m

P?Pa1.013?105??2?1???7.9m 高位水池的测压管内液柱高度:h??g1.3?水g 静扬程:HST?Z?h?48?7.9?55.9m

【7】.解答:测压管水头:H测?Z??gh

Z——位置水头

?gh——测压管内水柱高度(压强水头)

2 管道水头损失:?h?H2?H1(计算段前后测压管水头差)=SQ

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