泵与泵站习题三_secret要点.pdf
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1、习题一 1-1 泵有哪些用途?它在国民经济中的地位和作用如何? 1-2 常用的泵有哪几种分类法?按工作原理分类,水泵有哪几种型式?叶片式水泵主要指哪几种?其作用 原理如何? 1-3 离心泵、混流泵、轴流泵叶轮的进、出水水流方向有何区别? 1-4 水泵的填料函由哪几部分组成?有什么作用?来自水封管的压力水起什么作用?若泵运行中填料函发 热,应从哪些方面检查?双吸式离心泵如果填料压盖过松,在水泵工作时是进气还是漏水?为什么? 1-5 叶片泵的过流部件包括叶轮、吸水室和压水室。不同型式、不同用途的泵,其过流部件也不同,试分 别说明它们的种类和型式? 16 抽水装置由哪些部分组成?其备部分的作用如何(
2、绘出抽水装置简图说明?具有正值吸水的叶片泵 有哪几种充水方式?为满足这些充水条件,需要添置哪些设备?每种充水方式有什么优缺点? 1-7 单级单吸悬臂式离心泵叶轮上的轴向力是怎样产生的?平衡该力通常应用什么措施?多级泵叶轮上的 轴向力有哪几种平衡方式,作用原理如何? 1-8 试用能量的观点解释,泵用在农田排灌、电厂锅炉给水、水力采媒、消防以及流体输送管路加压时, 水泵为装置提供的能量主要表现为哪几种形式? 1-9 水泵的基本性能参数有哪几个?它们是如何定义的?互相间的关系怎样? 1-10 水泵扬程H 是怎样定义的?它同水泵单位质量能Y 有何区别? 1-11 区分下述个物理量的概念及其相互关系。
3、(1)水泵的工作扬程,装置扬程,泵站扬程; (2)水泵的轴功率,水泵的有效功率,电动机的输入功率、输出功率; (3水泵效率,传动效率,机组效率,电动机效率,装置效率,泵站效率。 1-12 试说明下列水泵型号的意义。 IS 10-80-125 ; 24Sh-19A ; 20HL-50 ; 4DA-8 9; 56ZLB-70 ; 36ZW-82。 1-13 根据水泵扬程计算公式Z g vvMM H st 28. 98 .9 2 1 2 2 ,有人认为, 在水泵允许的吸上范围内,水泵 安装得越高, s M的读数就越大,水泵扬程H 就越高。这种说法对吗?为什么? 1-14 根据泵把原动机的能量传递给被
4、抽送的液体,使液体能量得到增加的定义,有人认为, 泵总是把液体 由低处抽升到高处。这种说法对吗?为什么? 1-15 水泵效率包括哪三种?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。 16 抽水装置中的管路分吸水管及出水管两部分,依水泵扬程计算公式,一般抽水装置对吸水管有些什 么特殊要求? 17 试计算下列情况的水泵扬程。 (1)水泵基准面高于吸水池水面,低于出水池水面,真空表测点高于水泵基准面 4/1 d(m) ,压力表中心 高于基准面)(3.0 2/2 md。如图 1-2(a)所示。 图 1-2 水泵装置示意图(水泵出水口直径是进水口直径的3 4) (2)水泵基淮面均高于
5、吸水池和出水池水面,吸水侧表计测点高于水泵基淮面 4/1 d(m) ,出水侧表计中 心在水泵基淮面以上)( 3. 0 2/2 md处,如图1-2(b)所示。 ( 3)水泵基淮面均低于吸水池水面和出水池水面,吸水侧表计中心在水泵基淮面,出水侧表计中心高于 基淮面)(3. 0 2/2 md。如图 1-2(c)所示。 18 图 1-3 为一轴流泵抽水装置,试写出水泵扬程的表达式(吸水池行近流速忽略不计)。 图 1-3 轴流泵抽水装置图 1-19 如图 1-4 所示的三种离心泵抽水装置,水泵型号相同,泵轴线都位于同一平面内,其中(b) 、 ( c)装 置从密闭容器中吸水, (a)装置从开敞吸水池吸水。
6、3 台泵装置吸水管路的管材、管径、管长、管路附仵 均相同, 流量也相等。 试问,要使 ( a) 、(b) 、(c) 3 台泵装置的水泵进口真空度相同,则图中 b H? c p=? 图 1-4 离心泵抽水装置图 1-20 某抽水装置如图1-5 所示。已知水泵进、出口直径相同。为测定水泵扬程,在泵进、出口处接有水银 压差计。当水银面平衡时,水银面至水泵轴心线的距离为a;当水泵运转后,测得两支水银柱液面高差为 )13.6/( 水汞 h。试写出水泵扬程的表达式。 图 1-5 某抽水装置图 1-21 某抽水装置如图1-6 所示。已知进水箱液面压强为 g p / 0 (m) ,出水箱液面压强为 gt p
7、/(m) , 两液面至泵轴心线的几何高度分别为 1 H和 2 H。 水泵在额定转速运行时进、出水管的水头损失分别为 s h和 d h。 (1)写出水泵进、出口断面的能量表达式(提示:水泵进出口断面能量应以泵轴心线为基准面); (2)试根据水泵扬程的定义,写出水泵扬程的表达式,说明其意义。 图 1-6 某抽水装置示意图 1-22 已测得一台型号为32Sh-19 的水泵抽水时流量为1530Ls,扬程为32.5m,轴功率为580kW ,试求 这 台 泵 的 有 效 功 率 e P和 效 率? 如 该 泵 用 来 抽 送 媒 油 ( 33 m/kg108 .0 油 ) , 质 量 流 量 为 2 s/
8、1435kgQ ,扬程为25.4m,效率为 80.5,求此时泵的轴功率P。 1-23 某抽水装置,测得水泵流量Q18Ls,泵出口压力表读数为 d p323.7kPa,进口真空表读数为 s p 39.24kPa,表位差Z0.8m,水泵进、出口直径分别为100mm 和 75mrn,电动机进线端功率表读数为 d p=10.5kw ,电动机效率 d 95。求此时水泵的轴功率P 和效率(机、泵直联 传 1) 。 1-24 某离心泵抽水装置,已知水泵流量为Q0.84sm / 3 ,吸水高度为3m,进水管水力损失为0.6m,水 泵进口直径为700 mm,出口直径为600 mm,压力表读数400 kPa,压力
9、表中心线低于泵轴线0.35m。求该 泵的扬程 H。如果水泵效率为75,求水泵的轴功率。当水泵与电动机直接联结,电动机功率备用系 数采用 1.15 时,需匹配的电动机功率为多大? 1-25 某抽水装置为单级单吸式离心泵,已知流过水泵叶轮的流量为60Ls, 吸水侧真空表读数为39.2kPa, 泵进口直径为250mm,水泵泄漏流量为叶轮流量的2,水泵出口压力表读数为300kPa,水泵出口直径为 200mm;真空表测压点位于与泵轴线同一平面内,压力表中心比泵轴线低0.3m。试求 (1)水泵扬程H,水泵流量Q; (2)若水泵效率=77,其中机械效率 m=965,求容积效率v ,水力效率 h和水泵的轴功率
10、 P。 1-26 一台 H25m,Q180 3 mh、泄漏流量为5.2 3 mh 的离心泵,以n1450r min 的转速运行时, 泵的轴功率P14.67kw。机械效率 m95.2。试求 泵的有妖功率;泵的效率;泵的容积效率; 泵的水力效率。 习题二 2-1 什么叫轴面?什么叫流面?什么是过水断面形成线?如何确定泵进出口断面面积? 2-2 什么是叶轮的排挤系数?试写出它的定义表达式?分析叶轮进口叶片排挤对泵性能和铸造工艺的影 响? 2-3 简述高速旋转的叶轮流道内液流质点的运动情况,怎样确定叶轮进、出口处速度三角形以及各速度的 方向和大小? 2-4 同一台泵抽送与清水密度不同的液体时,与抽送清
11、水相比,泵的体积流Q、重量流量 G Q、扬程 H、 轴功率 P和效率是否有变化?关系如何? 2-5 根据能量基本方程式和叶轮出口速度三角形的几何关系(设 1u v0) ,绘出叶片数无穷多时的理论扬程 曲线 / QH T 。然后按理论扬程修正方法(S 氏法和 P 氏法)分别绘出 / QH T 曲线, 并绘出与 Q 、 T H 轴相交的交点坐标。比较由于修正方法的不同,给泵理论扬程曲线带来的差异。 2-6 能量基本方程式适用于气体、液体和其他流动介质,它与流体的性能无关。水的密度约为空气的780 倍。试说明位于吸水池水面以上的叶片泵在起动时必须先充满水,否则抽不上水来的道理。 2-7 根据题给条件
12、填入结论,并用速度三角形关系说明之,(设 1u v0, 290) 。 (1)加大叶轮外径,在相同流量下,水泵的扬程。 (2)由于有限叶片流道中间存在轴向漩涡,使有限叶片水泵的扬程 T H较叶片无限多时的 T H。 (3)水泵进口存在与叶轮旋转方向相反的漩涡时,水泵的理论扬程 T H,流量 Q 。 2-8 轴流泵叶片为什么呈扭曲状?当流量小于或大于设计流量时,轴流泵叶轮内的流动情况有什么变化? 为什么? 2-9 一般情况下,泵内功率损失有哪几种?发生在泵的哪些部位?如果将一台正常运行的泵的出口阀门关 死,泵的有效功率,轴功率、效率是否都为零?为什么? 2-10 什么是水泵的设计工况、最佳工况和一
13、般工况?水泵的最佳工况和一般工况有何区别?为什么水泵不 在最佳工况下运行,水泵效率下降?轴流泵的高效区比离心泵的窄,为什么? 2-11 试述比转数 s n(或叶轮型式数K)的物理意义和实用意义?为什么它可以用来对水泵进行分类?计 算 s n时应遵循哪些规定?用K 取代 s n有什么优越性? 12 当一台泵由额定转速 0 n变为 1 nk 0 n时,试问在相似工况条件下泵的流量、扬程和轴功率、效率各 将怎样变化? 2-13 比转数相同的泵,叶轮是否一定相似?几何相似的泵,比转数是否一定相等?同一台泵,当转速不同 于设计转速时,它的比转数改变吗?泵的比转数 s n对一台泵只有一个,应是在哪个工况点
14、参数计算出来 的? 2-14 什么是水泵的基本性能曲线?轴流泵基本性能曲线与离心泵基本性能曲线相比有什么差异?使用时 应注意什么问题? 2-15 当3 时,原型泵效率如何换算?分析原型泵和模型泵之间各效率( h 、 v 、 m)的差异,说明 原型泵效率应大于模型泵效率的理由(原型泵为大泵)。 2-16 水泵工况、水轮机工况、制动工况是怎样定义的?一台抽水装置,如果知道Q 0,H0,n 为正或 为负,试判断各属于何种工况?位于全特性曲线的第几区? 2-17 根据离心泵全特性曲线图,试说明下列问题。 (1)如何解释越靠近坐标原点(即低速区),相对扬程和转矩曲线变化越急剧。 (2)如何解释离心泵在小
15、流量区(Q0 附近) ,转矩曲线显著上凸。 ( 3)离心泵的倒转工况位于第四象限,而轴流泵的倒转工况位于第三象限。试说明这两种泵型在叶轮反 转时水力特性有什么不同。 2-18 已知某泵用来抽水( 33 /101mkg)时, T H30m,现将这台泵用来抽送密度为0.7 3 10kg 3 m的汽油和密度为13.6 3 10kg 3 m的水银。问这时泵的扬程 T H为多少?如果将 T H折算成压力 T p, 各为多少, kPa? 2-19 已知叶轮出口圆周分速度 22 5/3uVu, 现论扬程 T H100m, 求叶轮产生的势扬程 p H和动扬程 v H 各为多少?另一叶轮,反应系数 k=14,叶
16、轮流量 Q=83.3L/s,叶轮出口直径D2360mm,叶轮出口 有效面积 2 F0.025 2 m,转速n980rmin,试画出叶轮的出口速度三角形,并分析叶片在出口附近的 形状。 2-20 已知一台离心泵,n2960rmin,D2300mm、b2=20mm,K2=0.9 , D1100mm,30 2 ,Q 45Ls, v 90, h=85o (1)求 2 u、 2 W、 2m V和 T H(设 1u V=0) ,并画出叶片出口速度三角形。 (2)当 Z7 时,用 Pfleiderer 修正法,求出 T H和 H(轴面图中中间流线与轴线大致垂直),画出修正后 的叶片出口速度三角形。 2-21
17、 已知某离心泵转速n=1450rmin,叶轮外径D2300mm。设液流径向流人叶片( 190) ,其出 口绝对速度 2 V20ms, 2=15,此时水力效率h0.85,若考虑叶片有限时的理沦扬程修正系数 p 0.25(Pfleiderer 法) 。试求该泵的拐程,并绘出叶片出口速度三角形。 2-22 测得一台摸型泵掇佳工况的性能参数为:n2900r min, Q=17sm / 3 ,H=104m,P214kw。现有 一台与该泵相似而尺寸大一倍的实型泵,求实型泵转速为1450r/min 时,相似工况的参数 ( / Q, / H, / N) 。 2-23 用户要求设计一台泵,其牲能参数为H5m,
18、Q=100hm / 3 ,n1900rmin。现有 3 台模型泵可供 选用,其最佳工况下的性能参效分别为: 甲泵: H7m,Q 025sm / 3 ,n=580r min,=0.83。 乙泵: H33m,Q160hm / 3 , n=2900r min,=0.82 丙泵: H7.7m, Q 200Ls,n=980rmin,=0.84。 试问; (1)设计泵为哪种类型叶片泵? (2)应选择哪台泵作为设计的模型泵? (3)若所选的模型泵叶轮的轴面图如图2-3 所示,试计算出设计泵的轴面尺寸(数字填在图上()中) 。 图 2-3 叶轮轴面图 2-24 一台双吸泵,最佳工况下的流量Q=2016hm /
19、 3 ,扬程 H12.8m,转速 n=970rmin,求该泵的比转 数。一台多级泵的比转数 s n=150,流量 Q5Ls,扬程 H52m,转速 n2950rmin,求这台泵的级数 i。 2-25 一台 14ZLB-70 型泵,在额定转速n1460r min 时, Q=958hm / 3 , H6.2m, 叶轮直径D2300mm。 若与它相似的原型泵转速为480rmin,叶轮直径为870mm,原型泵的流量和扬程各是多少?若采用增速 的办法使原型泵的流量增加8,原型泵的转速变为多少,泵轴功率比原来增加多少? 2-26 一台 10Sh 型离心泵, n1450rmin,高效区性能参数如表2-1 所示
20、。试求: (1)该泵的比转数n。 (2)当流量Q=140L s 时,该泵的H、P 为多少? (3) 如果流量不变, 扬程降低2m, 采用变速的办法, 泵的性能参数将变为多少?该转速的Q-H 曲线怎样? 2-27 一台单级离心泵,n1800rmin,最佳工况下Ql 570hm / 3 ,H1 60m,现需选用一台与该泵相 似,但 Q2980hm / 3 、H226m 的泵,试问选用哪种比转数的泵?其转速n2 应为多少? 2-28 通过水泵的全面性能试验,全面地反映水面在备种工沉下(正常的和反常的)运行的性能,往往用全 性能曲线表示。全牲能曲线划分成八个区,反映为八种工况,根据表2-2 中所列的能
21、量和功率填写好正确 的工况。 习题三 3-1 什么是水泵的装置特性曲线?装置特性曲线与哪些因素有关?当水泵出水侧管路上的阀门关小直至关 死时,装置特性曲线如何变化? 3-2 什么是水泵的工作点 (工况点)?它与水泵最佳工况点有何区别?工况点与哪些因素有关?怎样变化? 3-3 当抽水装置有下列情况发生时,水泵的工作点将如何交化? (1)管道的直径变粗或变细时。 (2)用管路上的闸阀调节流量时(开度变小)。 (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。 (6)水泵在允许吸上高度范围内,水泵安装的高点或低点。 (7)轴流泵
22、叶轮上的叶片安装角调大或调小时。 (8)管路年久失修,严重锈蚀时。 3-4 试在图 3-6 所示的诸水泵装置中标出 净 H,写出 需 H的表达式,并以示意图画出 需 H-Q 的关系曲线。 3-5 图 3-7(a)为高低水池供水,图3-7(b)为水泵供水。管路水头损失曲线 损 h-Q,已知, A、B 就表 示两种装置的工作点。问这两种工作点求法的道理何在? 3-6 某泵向不同高程的两个出水池供水,如图3-8 所示。已知水泵性能曲线H-Q ,管段 AB、BC、BD 的水 头损失曲线分别为 AB R、 BC R、 BD R,水源与 # 1净水池水面差为 1 h,与 # 2水池水面差为 2 h。试用图
23、解法 确定水泵的工作点及管道BC、BD 的过流量。当阀门关闭时,水泵的工作点如何? 3-7 按一般农用排灌抽水装置 损净需 hHHH 就是水泵工作点, 是否可以认为只要测得净扬程,用水 泵铭牌所注扬程,减去净扬程就得到管路水头损失值 损 h? 3-8 有人提出,当管路上阀门开度关小时,水泵出口压力表渎数增大,说明水泵的扬程提高了。所以闸阀 调节可以把水提得更高,是经济适用的。这种说法对吗?为什么? 3-9 什么叫工况调节?在哪些情况下需要进行工况调节?工况调节的方法有哪几种?各适用于什么场合? 3-10 轴流泵在叶片安装角小角度起动和停机是有利的,为正常操作;而闭阀起动是不利的,用非常操作。
24、为什么? 3-11 叶轮外径车削调节,只适用于比转数小的离心泵和混流泵,而且车削量也随比转数的增大而减小。为 什么? 3-12 在什么条件下需要两台或两台以上的水泵串联运行?水泵串联时要注意些什么向题?在什么条件下 需要两台或两台以上水泵并联运行?水泵并联运行有什么优缺点?能否说“水泵并联台数越多,管路越省, 运行越经济”? 3-13 在装置已定的情况下,两台水泵并联时单台水泵的流量,同一台水泵单独运行时的流量要小些,这能 否说明并联运行并不经济? 3-14 今有两台同型号水泵,组成可并联运行亦可串联运行的装置,水泵性能曲线H-Q 和装置特性如图3-9 所示。管路水头损失曲线分别为R1 和 R
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