泵及泵站思考题与习题

思考题与习题3- 1水泵的基本性能参数有哪几个？它们是如何定义的？3-2离心泵装置，转速n=1450r/min,运行扬程H=25m，流量Q=180m3/h,泄露量q为5.2m3/h时，轴功率N=14.67kW,机械效率nm=95.2%，试求：水泵的有效功率；水泵效率n水泵的容积效率n；水泵的水力效率nh。3- 3简述高速旋转的叶轮叶槽内液流质点的运动情况。3- 4试讨论叶片泵基本方程式的物理意义。3-5水泵效率包括那三种？它们的意义是什么？根据其能量损失的原因，试述提高水泵效率的途径。3-6现有离心泵一台，量测其叶轮外径D2=280mm,宽度b2=40mm，出水角2=30。假设此泵转速n=1450r/min,试绘制其QtH理论特性曲线。3-7什么是泵的性能曲线？轴流泵的性能曲线与离心泵的性能曲线相比有何差异？使用时应注意什么问题？3-8什么是工况相似泵，工况相似泵性能参数之间有何关系？3-9试述比转数n的物理意义和实用意义？为什么它可以用来对泵进行分类？计算n时应遵循哪些规ss定？3-10同一台泵，在运行中转速由n变为n2，试问其比转数n值是否发生相应的变化？为什么？12s1）不发生变化2）比转速n是水泵在高校段内的综合特征数，即有效功率Nu=735.6W,扬程H=1mH2O时，与它相sm2似的模型泵转数，是由叶轮的形式尺寸所决定的，它只是描述水泵在高效段范围内其性能的特征数，因此不随转数变化而改变。、证明：转速有n1变为n2,令：n1a,由比例律n2QniiaQn22呜H2-1n:.Ha2H21ns13.65n1H31Q1ns23.65n2H342Q23.65anaQ(1)1a2H341365nQaa12365nQ=1111nH34a64H34s1111D2D2m3-11在产品的试制中，一台模型离心泵的尺寸为实际泵的1/4倍，并在转速n=730r/min时进行试验。此时，量出模型泵的设计工况出水量Q=11L/s,扬程H=0.8m。如果模型泵与实际泵的效率相等。试求：实mm际泵在n=960r/min时的设计工况流量和扬程。2414D2n960Q九3,Q43X119258L/snm730mHn2九2Hn2mmn29602H=H九242x0.8二22.14mHOmn273022m3-12试求12Sh离心泵的比转数ns=?由该泵铭牌上已知，额定转速n=1450r/min,流量Q=684m3/h，扬程H=10m。3-13清理仓库时，找出一台旧的BA泵从其模糊的铭牌上，可看出：Q=32L/s,H=50m,n=2900r/min,N=22.9kW,n=68.5%。试绘制其QH,QN,Qn性能曲线。比转数n100.7365x2900x0.032503425.清理仓库时.找出一台旧的BA型水泵，从其模糊的铭牌上n=2900r/min,N=22.9kw,n=683%口试绘制其Q-H,Q-N及Q-Q性能曲线。=1士10jrH丄二111rb20曰砧捋士口304050607Q1,的诸水泵装Q置中标出水3.264写出其设计96扬程的表达12.81619.2224冠49358：647037883.589.5N113413,2814.6616J41.17.8619.12205N=NN严22.9N(3)J/-Q曲线：査图252列下表1032030405060702%5(c)(a)图4-36水泵装置图4- 3如图4-37所示的泵装置。泵从一个密闭水箱抽水，输入另一个密闭水箱，水箱内的水面与泵轴齐平试问：(1) 该泵装置的静扬程Hst=?(m)(2) 泵的吸水地形高度H=?(m)ss(3) 泵的压水地形高度Hsd=？(m)sd图4-37密闭式离心泵装置HST=22mH2OHSS=2mH2OHST=20mH2O4- 4三台泵三种抽水装置如图4-38(a)、(b)、(c)所示。三台泵的泵轴都在同一标高上，其中(b)、(c)装置的吸水箱是密闭的，(a)装置吸水井是敞开的。（a）（b）（c）图4-38三种抽水装置要使三个泵的吸水地形高度相同H=2mAPc=1.2atm4- 5什么叫水泵的工况点？工况点与哪些因素有关？当发生如下情况时，水泵的工况点如何变化？（1）管道的直径变粗和变细时。（2）当管路上闸阀的开度变小时。（3）水源水位或出水池水位升高或降低时。（4）水泵的转速增加或减少时。（5）水泵减漏环严重磨损，叶片和减漏环间隙增大时。（6）管路年久失修，严重锈蚀时。4-6现有一台离心泵装置如图4-39所示，试证：射流消防水泵21图4-39离心泵装置该离心泵装置的扬程公式应为：HH+,h+耸ST2g4-7一台输送清水的离心泵，现用来输送密度为水的1.3倍的液体，该液体的其他物理量性质可视为与水相同，泵装置均同。试问：（1）该泵在工作时，其流量与扬程的关系曲线有无改变？在相同的工作情况下，泵所需的功率有无改变？在相同工作情况下(理解为相同的水泵装置)所需功率为输水的1.3倍泵出口处的压力表读数(MPa)有无改变？如果输送清水时，泵的压水地形高度化=0.5MPa,此时压力表读数应为多少MPa？lo5MPax100加HO(2atm一1atm)x10x1.3(2atm一1atm)x101002+，0.6MPa100(3) 如果泵将液体输送往高地密闭水箱时，密闭水箱的压力为2atm，试问此时该泵的静扬程Hst应为多少？H，48x1.3+1atmx10，724mHOST24-8某取水泵站从水源取水，将水输送至净水池。已知水泵流量Q=1800m3/h,吸、压水管道均为钢管，吸水管长L=15.5m,管径D=500mm,压水管长L2=450m，管径D2=400mm。局部水头损失按沿程水头损失的15%计算。水源设计水位76.83m，蓄水池最高水位为89.45m，水泵泵轴标高为78.83m。水泵的效率在Q=1800m3/h时为75%。试计算该水泵装置所需扬程H及轴功率N。4-9试从概念上区分水箱自由出流时，测压管水头线与管路水头损失特性曲线间的不同。4-10在图4-40所示的泵装置上，在出水闸阀前后装A、B两只压力表，在进水口出装上一只真空表C，并均相应地接上测压管。现问：(1)闸阀全开时，A、B压力表的读数及A、B两根测压管的水面高度是否一样？闸阀局部水头损失不可忽略，测压管高度AB,压力表读数AB(2) 闸阀逐渐关小时，A、B压力表的读数以及A、B两根测压管的水面高度有何变化？闸阀关小，管阻增大，(H=Hst+SQ2)S增大，所以，水泵流量下降，H增加，A表读数增大，测压管上升。水泵流量下降B点以上的管段水头损失减小，所以B表减小，B测压管下降。(3) 在闸阀逐渐关小时，真空表C的读数以及它的测压管内水面高度如何变化？闸阀关小，流量变小，吸水管水头损失减小，所以真空度减小，比压管水面上升。图4-40闸阀调节时的压力变化4-11如图4-41所示，A点为该泵装置的极限工况点，其相应的效率为nA。当闸阀关小时，工作点由A点移至点b,相应的效率为nB。由图可知nAnB，现问：(1) 关小闸阀是否可以提高效率？此现象如何解释？(2) 如何推求关小闸阀后该泵装置的效率变化公式？图4-41闸阀调节时离心泵装置工况点的变化4-12某泵站装有一台6Sh-9型泵，其性能参数见表4-9所示。管道阻力系数S=1850.0s2/m5,静扬程HST=38.6m。试用数解法求此时水泵的出水量、扬程、轴功率和效率。ST表4-96Sh-9型泵的性能参数流量（L/s）扬程（m）转速(r/min)轴功率（kW）效率（）365224.8745046295028.679613830.6744-13什么叫工况调节？在那些情况下需要进行工况调节？工况调节的方法有那几种？各适用于什么场合？4-14在什么情况下需要两台或两台以上的水泵的并联运行？水泵并联运行有什么优缺点？是否水泵并联的台数越多，管路越省，运行越经济？4-15某取水泵站，设置20Sh-28型泵3台（两用一备），20Sh-28型泵的性能参数见表4-10。已知：吸水井设计水位11.4m,出水池设计水位为20.30m,吸水管阻力系数S1=1.04s2/m5,压水管阻力系数S2=3.78s2/m5,并联节点前管道对称。试用图解法和数解法求水泵并联工况点。表4-1020Sh-28型泵的性能参数流量Q(L/s)扬程H(m)转速n(r/min)轴功率N（kW）效率n(%)4502714880560229701488265015137704-16某水泵转速n1=970r/min时的（QH）曲线高效段方程为H=45-4583Q2,管道系统特性曲线方程为H=12+17500Q,试求：（1）该水泵装置的工况点；（2）若需水泵的工况点流量减少10%，为节电，水泵转速应降为多少？4-17某循环泵站，夏季为一台12Sh-9型泵工作D2=290mm,QH曲线高效段方程为H=28.33-184.6Q2,管道阻力系数S=225s2/m5，静扬程HST=15m,到了冬季需减少12%的供水量，为节电、拟将一备用叶轮切削后装上使用。试问切削后叶轮外径应为多少？切削百分之几？4-18已知某离心泵的叶轮外径为D2=316mm、D1=160mm,该泵的基本性能如表4-11所示。（1）试绘出该泵的基本性能曲线QH、QN、Qn（2）转速恒定，叶轮外径切削使D2=285mm,换算叶轮切削后的性能曲线。求水泵的比转速代。表4-11离心泵性能试验数据(n=1450r/min)流量Q(L/s)020406080100120扬程H(m)32333332282417轴功率N(kW)12.114.3918.5023.8427.8032.9238.52思考题5- 1什么是水泵汽蚀？有哪些危害？如何采取措施进行防止？5- 2汽蚀余量与吸上真空度有何区别？有什么关系？5- 3允许吸上真空高度受海拔和水温影响时，如何进行修正？5-424sh-9型离心泵的铭牌上注明：在抽升20C水温的水时，H=2.5mH2O。试问：s2(1) 该泵在实际使用中，是否其吸入口的真空值表值H,只要不大于2.5mH2O,就能够保证该泵在v2运行中不产生汽蚀？铭牌上标注的数值是在标准情况下的数据，若水温或当地大气压低于比标准条件，应先进行修正。(2) 铭牌上H=2.5mH2O是否意味着该泵在叶轮中的绝对压力最低不能低于10.33mH202.5mH2Os222=7.83mH2O高，为什么？不对，铭牌上的HS是指泵在最高效率流量下其吸入口处最大的允许吸上真空高度，由泵吸入口至叶轮内压力最低点还有压降。另外，该数值指的是标准情况下的清水，温度改变，饱和蒸气压也改变。叶轮中压力最低点不能低于当时水温下的饱和蒸汽压。5-5一台泵吸入口径为200mm，流量为77.8L/S,样本给定H=3.6mH2O，估计吸水管路损失为0.5m,s2分别求在标准状况下和在拉萨地区从开式容器中抽送40C清水时的安装高度。9