泵与风机课后习题答案答案(1-4章)汇总

由题知轴向进入v1u?0,所以w1u?u。w2u?u?v2u?49.19?5.9?43.29(m/s)

?2v1?2?30???????arctg??arctg???32.97 ?w?w??49.19?43.29?2u??1ub2?v2u?v1u?sin??2??5.9?0?sin32.97?cy????0.208 ??tva1?tg?/tg??301?tg1/tg32.971-11有一单级轴流式水泵,转速为375r/min,在直径为980mm处,水以速度v1=4.01m/s轴向流入叶轮,在出口以v2=4.48m/s的速度流出。试求叶轮进出口相对速度的角度变化值(?2??1)。

?Dn??0.98?375解: u===19.23(m/s)

6060 水轴向流入 v1u=0

222?va?v12=4.482?4.012?2(m/s) v2u=v2=v2vv4.01 由速度三角形可知:tg?1=a=1= =0.2085 得?1=11.78?

19.23uuvav14.01 由tg?2===?0.2327 得?2=13.10?

u?v2uu?v2u19.23?2 ?2??1=13.10??11.78??1.32°

1-12有一单级轴流式风机,转速n=1450r/min,在半径为250mm处,空气沿轴向以24m/s的速度流入叶轮,并在叶轮入口和出口相对速度之间偏转20°,求此时的理论全压pT。空气密度?=1.2kg/m3。

?Dn3.14?0.25?2?1450解:u==?37.94(m/s)

6060v24tg?1?1??0.6326 ?1?32.32? ?2??1?20??52.32?

u37.94pT??uva?ctg?1?ctg?2??1.2?37.94?24??ctg32.32??ctg52.32???883.43Pa 第二章

2-1有一叶轮外径为460mm的离心式风机,在转速为1450r/min时,其流量为5.1m3/s,试求风机的全压与有效功率。设空气径向流入叶轮,在叶轮出口处的相对速度方向为半径方向,设其p/pT?=0.85,?=1.2kg/m3。

?D2n??0.46?1450解:u2===34.9(m/s)

6060∵叶轮出口处的相对速度为半径方向 ∴?2=90°V2u?=u2

pT?=?u2V2u?=1.2?34.9?34.9=1462.14(Pa)

p=0.85pT?=0.85?1462.1=1242.82(Pa)

qP5.1?1242.8Pe=v==6.34(kW)

100010002-2有一单级轴流式水泵,转速为375r/min,入口直径为980mm,水以v1=4.01m/s的速度沿轴向流入叶轮,以v2=4.48m/s的速度由叶轮流出,总扬程为H=3.7m,求该水泵的流动效率?h。

?Dn??980?10?3?375解:u===19.23(m/s)

6060 ∵水沿轴向流入 ∴V1u?0 V1=V1a=V2a=4.01m/s

2222?v24.48?4.01 v2u?=v2==1.998(m/s) au?V2u?V1u??19.23??1.998?0??3.9m g9.8H3.7 ?h===0.949=94.9%

HT3.9 HT=

2-3有一离心式水泵,转速为480r/min,总扬程为136m时,流量qV=5.7m3/s,轴功率为P=9860KW,其容积效率与机械效率均为92%,求流动效率。设输入的水温度及密度为:t=20℃,?=1000kg/m3。

P?gqVH1000?g?5.7?136解:?=e===0.77

P1000P1000?9860又∵?=?h?V?m

?0.77∴?h===0.91=91%

?V?m0.92?0.922-4用一台水泵从吸水池液面向50m高的水池输送qV=0.3m3/s的常温清水(t=20℃,?=1000kg/m3),设水管的内径为d=300mm,管道长度L=300m,管道阻力系数?=0.028,求泵所需的有效功率。

2p1v12p2v2解:根据伯努利方程 z1+++H=z2+++hw

?g2g?g2g由题知:z1?z2=50; p1=p2=0; v1=v2

q0.3 v1=v2=V==4.246(m/s)

?2?2d?0.3443004.2462lv2??25.76m hw=?=0.028?0.32?9.8d2g 代入方程得H=75.76(m)

?gqVH1000?9.8?0.3?75.76 Pe==?222.7(kW)

100010002-5设一台水泵流量qV=25L/s,出口压力表读数为323730Pa,入口真空表读数为39240Pa,两表位差为0.8m,(压力表高,真空表低),吸水管和排水管直径为1000mm和750mm,电动机功率表读数为12.5kW,电动机效率?g=0.95,求轴功率、有效功率、泵的总功率(泵与电动机用联轴器直接连接)。

解:由题知:P2e=323730Pa,P1v=39240Pa,P1e=?P1v=?39240Pa z2?z1=0.8m,d1=1000mm=1m ,d2=750mm=0.75m Pg'=12.5kW, ?g=0.95, ?tm=0.98

v1?4qv4?25??0.032m/s ?d121000?3.14?12 v2?4qv4?25??0.057m/s 22?d21000?3.14?0.752p1v12p2v2z1+++H=z2++ 得:

?g2g?g2g2323730?(?39240)0.0572?0.0322p2?p1v2?v12?+=0.8+=37.84m H=z2?z1+

2?9.81000?9.82g?gPe=

==9.27(KW)

10001000P=Pg'?tm?g=12.5?0.98?0.95=11.64(KW)

?gqVH1000?9.8?25?10?3?37.84Pe9.3?100%=?100%=79.6%

11.64P2-6有一送风机,其全压是1962Pa时,产生qV=40m3/min的风量,其全压效率

?=

为50%,试求其轴功率。

qp40?1962解:P=V=?2.62(kW)

1000?60?1000?0.52-7要选择一台多级锅炉给水泵,初选该泵转速n=1441r/min,叶轮外径D2?300mm,流动效率?h=0.92,流体出口绝对速度的圆周分速为出口圆周速度的55%,泵的总效率为90%,输送流体密度?=961kg/m3,要求满足扬程H=176m,流量qV=81.6m3/h,试确定该泵所需要的级数和轴功率各为多少(设流体径向流入,并不考虑轴向涡流的影响)?

?D2n??0.3?1441解:u2===22.62(m/s)

6060 由题知:v2u=0.55u2=0.55?22.62=12.44(m/s)

uv22.62?12.44 HT=22u==28.7(m)

g9.8 H1?HT?h?28.7?0.92?26.42(m)

H176??6.66?7(级) i?H126.42Pe?gqVH961?9.8?81.6?176P????41.7kW

1000?1000?1000?3600?0.92-8一台G4-73型离心式风机,在工况1(流量qV=70300m3/h,全压p=1441.6Pa,轴功率P=33.6kW)及工况2(流量qV=37800m3/h,全压p=2038.4Pa,轴功率

P=25.4kW)下运行,问该风机在哪种工况下运行较为经济?

qpP70300?1441.6解:工况1:?1=e=V= ?100%=83.78%

P1000P1000?3600?33.6qpP37800?2038.4?100%=84.26% 工况2:?2=e=V=

P1000P1000?3600?25.4 ∵?2??1 ∴在工况2下运行更经济。 第三章 相似理论

3-1有一离心式送风机,转速n=1450r/min,流量qV=1.5m3/min,全压p=1200Pa,输送空气的密度为?=1.2kg/m3。今用该风机输送密度?=0.9kg/m3的烟气,要

求全压与输送空气时相同,问此时转速应变为多少?流量又为多少?

D解:由题知:p=1 ;各效率相等,pp=pm

Dmpp?pDp2np2?pnp2根据全压相似关系 =()()=()=1

pm?mDmnm?mnm得nm=np?p1.2=1450?=1674.32( r/min) ?m0.9qVpnp流量与密度无关,根据相似关系= 得

qVmnmn1674.32qVm=qVpm=1.5?=1.73(m3/min)

1450np3-2有一泵转速n=2900r/min,扬程H=100m,流量qV=0.17m3/s,若用和该泵相

似但叶轮外径D2为其2倍的泵,当转速n=1450r/min时,流量为多少? 解:由题知:D2m=2D2p ,由于两泵相似 根据流量相似关系 得:qVm=

qVpqVm=(

D2pD2m

)

3

129001=()3?=

14504nm2np8?1450?0.17=0.68(m3/s) 29003-3有一泵转速n=2900r/min,其扬程H=100m,流量qV=0.17m3/s,轴功率

P=183.8KW。现用一出口直径为该泵2倍的泵,当转速n=1450r/min时,保持运动状态相似,问其轴功率应是多少? 解:由于两泵相似 且D2m=2D2p

1290031)= )3=()5(214504PmD2mnm得:Pm=4Pp=4?183.8=735.2(KW)

根据功率相似关系:

Pp= (D2p)(5np3-4 G4-73型离心风机在转速n=1450r/min和D2=1200mm时,全压p=4609Pa,流量qV=71100m3/h,轴功率P=99.8KW,若转速变到n=730r/min时,叶轮直径和气体密度不变,试计算转速变化后的全压、流量和轴功率。

D?解:由题可知:2p=1;p=1

D2m?mppnp2145024609)=3.945 得 pm=根据比例定律:=()=(=1168.3(Pa) 7303.945pmnmqVpqn145071100 Vp=p==1.9863 得qVm===35795.2(m3/h)

1.9861.9863qVmnm730Ppnp31450399.8)=7.837 得Pm= =()=(=12.73(KW)

7.837730Pmnm3-5 G4-73型离心风机在转速n=1450r/min和D2=1200mm时,全压p=4609Pa,流量qV=71100m3/h,轴功率P=99.8KW,空气密度?=1.2kg/m3,若转速和直径不变,但改为输送锅炉烟气,烟气温度t=200℃,当地大气压pamb=0.1MPa,

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