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1、《泵與泵站》第二章 課后習(xí)題答案 【1】．（1） 已知，出水水箱內(nèi)絕對壓強P1=3.0atm，進水水箱絕對壓強P2=0.8atm 以泵軸為0-0線，大氣壓Pa=1atm 出水水箱測壓管水頭： 進水水箱測壓管水頭：（“-”表示在泵軸以下） （2）泵的吸水地形高度： （3）泵的壓水地形高度： 【2】．解答：如圖（a）， 據(jù)題意： 以泵軸為基準面 （1）b水泵位置水頭： b水泵吸水池測壓管水柱高度： b水泵吸水池測壓管水頭： b水泵 解得： （2）c水泵位置水頭：（在泵軸以下） c水泵吸水池測壓管水柱高度： c水泵吸水池測壓管水頭：

2、c水泵H 解得： 【3】．解答：（1）根據(jù)給定的流量和管徑，查《給水排水設(shè)計手冊》第一冊，得： 吸水管沿程水頭損失系數(shù)‰ 壓水管沿程水頭損失系數(shù)‰ 真空表讀數(shù)： （見P24，公式2-30） 真空表安裝在泵軸處， 則： 計算水泵的吸水管流速： 泵吸水地形高度： 吸水管水頭損失： 則：真空表讀數(shù) ∵ 則：% 真空度= （2）泵的靜揚程： 壓水管水頭損失： 管道總水頭損失： 總揚程： （3）軸功率： 【4】．解答：以吸水池水面為基準面 列0-0，1-1，2-2，3-3斷面能量方程如下： 0-0斷面： 1-1斷面： 2-2

3、斷面： 3-3斷面： 吸水管水頭損失： 得： 壓水管水頭損失： 得： ∵泵裝置總揚程 則： （總水頭損失） 忽略流速差，即，； 壓力表和真空表沿泵軸安裝，即則最后： 【5】．解答：泵的基本方程式： 葉輪出口牽連速度： 葉輪出口面積： 徑向流速： 代入基本方程式，得理論特性曲線： 【6】．解答：（1）Q-H關(guān)系曲線不變；相同工況下，需要的功率增加為原來的1.3倍。 因為：在泵的基本方程式的推導(dǎo)過程中，液體密度ρ被消掉了，因此，水泵的理論揚程和液體密度無關(guān)，水泵的實際特性曲線是在水泵的理論揚程HT和QT關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上

4、減去各種泵內(nèi)的損失繪制的，液體的其他物理特性和水相同，則，其在水泵內(nèi)部的各種損失和輸送水時一樣，因此，水泵的特性曲線Q-H不變。 水泵的軸功率和液體密度ρ有關(guān)，，N和成正比，當(dāng)時，則功率變?yōu)樵瓉淼?.3倍。 （2）壓力表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?.3倍。 因為：如問題（1）所示，輸送液體的密度改變，揚程不變，則其壓力表讀數(shù)不變，泵的壓力表讀數(shù)：，和密度成正比，當(dāng)時，則變?yōu)樵瓉淼?.3倍。 （3）以吸水池水面為基準面，吸水池和高位水池的高度差： 高位水池的測壓管內(nèi)液柱高度： 靜揚程： 【7】．解答：測壓管水頭： ——位置水頭 ——測壓管

5、內(nèi)水柱高度（壓強水頭） 管道水頭損失：（計算段前后測壓管水頭差）= 測壓管水頭線：沿程測壓管水頭的連線，以管道長度為橫坐標(biāo)，測壓管水頭高度為縱坐標(biāo)，繪制測壓管水頭線，曲線趨勢是下降。 管道水頭損失特性曲線：以流量為橫坐標(biāo)，管道水頭損失為縱坐標(biāo)，繪制曲線，曲線的趨勢為上升。 【8】．解答：如圖，則，A表顯示的為水泵壓力表讀數(shù)，C表顯示為水泵真空表讀數(shù)，B點顯示為閘閥后的壓力表讀數(shù)。 （1）A、B讀數(shù)一樣，測壓管水面高度一樣。 因為：閘閥全開，閥門前后的水頭損失不計，則A、B點壓力相同。 （2）A表讀數(shù)增大，B表讀數(shù)減小，A測壓管水面高度增加，B測

6、壓管水面高度減小。 因為：閘閥關(guān)小，流量減小。水泵的工況點向流量Q減小，揚程H增大的方向移動。水泵的總揚程，真空表讀數(shù)，閘閥關(guān)小時，流量減小，則減小，減小，不變，則讀數(shù)減小，而總揚程是增大的，因此是增大的，即A表讀數(shù)增大。 閘閥關(guān)小，閘閥段的水頭損失增大，則A、B壓力表（或測壓管高度）之差即為閘閥段的水頭損失。B點的壓力表讀數(shù)亦可表示為，閘閥關(guān)小，流量減小，減小，不變，則B點的壓力表讀數(shù)減小，對應(yīng)的測壓管水面高度減小。 （3）C表讀數(shù)減小，C比壓管水面高度增加。 因為：如（1）問中，讀數(shù)減小，即C表讀數(shù)減小。又因為C表處為負壓，C表讀數(shù)減小，對應(yīng)的測壓管水面高度增加。 【9】

7、．解答：（1）不一定。因為可能調(diào)節(jié)出水泵的高效段，則，水泵的效率降低。 【10】．解答：（1）一樣。 因為：總揚程。兩種情況，靜揚程一樣，水頭損失一樣，則總揚程一樣。 （2）水泵裝置的總揚程增加，則水泵的工況點向流量減小、揚程增加的方向移動，水泵的軸功率降低，電耗減小。 因為：靜揚程增加，則總揚程增加。其管道特性曲線變化如圖。 【12】．解答：意義：，和定速運行時水泵工作的高效段相比，通過調(diào)速運行，水泵形成了一系列的Q-H曲線，對應(yīng)著一系列的高效段，從而將一個泵的高效工作段擴展為一個高效區(qū)，大大擴展了水泵的高效工作范圍。從而有效的解決了供水過程中，水量逐時變化情況下，水泵的

8、高效、節(jié)能工作的問題。 【13】．解答： 優(yōu)點：（1）保持管網(wǎng)等壓供水（即靜揚程不變）；（2）節(jié)能 注意：（1）調(diào)速后的轉(zhuǎn)速和水泵的臨界轉(zhuǎn)速不能重合、接近或成倍數(shù)。 （2）調(diào)速不能超過泵的額定轉(zhuǎn)速，即一般不輕易調(diào)高。 （3）為了節(jié)約投資，一般采用定速泵和調(diào)速泵并聯(lián)工作。 （4）泵的調(diào)速范圍應(yīng)該保證調(diào)速泵和定速泵的工況都在高效段運行。 【14】．解答：比轉(zhuǎn)速不變。 因為調(diào)速后滿足比例率：， 比轉(zhuǎn)速 比轉(zhuǎn)速： 【15】．解答： 據(jù)已知：比例尺， 實際泵 根據(jù)相似律：， 則：實際泵流量： 【16】．解答：該水泵的比轉(zhuǎn)

9、速： 參考P54，的相對性能曲線， 銘牌上參數(shù)即為：，，， 根據(jù)公式： 【17】．解答： 我國的比轉(zhuǎn)速為美國的0.0706倍，日本的0.47倍。 【18】．解答： 12Sh-19水泵的特性曲線見P60，圖2-50 據(jù)題意，已知：，， 則其管道特性曲線為： 繪制：管道特性曲線 (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 曲線交曲線于A點，A

10、點即為水泵的工況點，對應(yīng)流量為QA=195L/s，揚程HA=22.8m。 流量減少12％，則減少后流量為QB=（1-12％）196＝171.6L/s，揚程為，其工況點移動到B（171.6，20.6）點 其等效率曲線系數(shù)：（s2/m5） 等效率曲線： 繪制：等效率曲線 (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 曲線過B點，交曲線于點，點即為水泵對應(yīng)B點的相似工況點，對應(yīng)流量為=1

11、85L/s，揚程=24.0m。 根據(jù)切削律： 切削后葉輪直徑： 切削量： B’ HA HB QB B QA A （Q-H） 【19】．解答：銘牌的參數(shù)為泵設(shè)計工況時的參數(shù)，即水泵的水力效率最高時的工作參數(shù)。因此在描述水泵性能時，應(yīng)該強調(diào)前提是在設(shè)計工況時，泵能打多少水，揚程多高。 【21】．解答：（1）相當(dāng)于水泵和水箱聯(lián)合供水的工作方式。 14SA-10泵特性曲線見P32。 以吸水池水面為基準面。 密閉高位水箱的測壓管水頭為： B點測壓管水頭為： 水泵特性曲線折引到B點，折引后： 水池供水特性曲線折引到B點： 繪制：水泵折引后

12、特性曲線 (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 繪制：高位水池供水折引后特性曲線 (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

13、0.8 3.3 7.5 13.3 20.8 48 47.2 44.7 40.5 34.7 27.2 繪制：直線，交于C點，則C點對應(yīng)的流量QC=245L/s為高位水箱的出流流量，交于A’點，過A’點做縱軸平行線，交于A點，A點即為水泵的工況點，對應(yīng)流量為QA=350L/s，揚程HA=65m。 B點的流量： HB=40 （Q-HC）’ C （Q-H）’ A’ （Q-H） A （HB） （HA） QA QC （圖1） （2）相當(dāng)于水泵同時向兩個水箱供水的問題。 如上圖，繪制：水泵折引后特性曲線 繪制：直線，交于A’點

14、，過A’點做縱軸平行線，交于A點，A點即為水泵的工況點，對應(yīng)流量為QA=350L/s，揚程HA=65m。 水泵到水池C的流量： （HA） QA A A’ HB=40 （Q-H） （Q-H）’ （圖2） 【22】．解答：（1）不是。 因為：允許吸上真空高度為真空表讀數(shù)的極限值。要求滿足，能夠保證水泵不產(chǎn)生氣蝕。 水泵的允許吸上真空高度受的提升液體的水溫、實際地點的氣壓影響。水泵銘牌上的參數(shù)=2.5m是水泵在標(biāo)準狀態(tài)下（即水溫20℃，氣壓為1atm）的允許吸上真空高度。當(dāng)水泵在標(biāo)準狀態(tài)下工作時，即，即能保證不產(chǎn)生氣蝕，但是當(dāng)水泵不在標(biāo)準狀態(tài)下工作時，需要對Hs進行修正，，當(dāng)時，才能保證不產(chǎn)生氣蝕，此時。 （2）不是。 因為：根據(jù)泵內(nèi)壓力變化規(guī)律，（P78，公式2-146）： 葉輪絕對壓力最小值： 在標(biāo)準狀態(tài)下， ，式中表示水泵內(nèi)部的壓力降，其值大于3m，因此，葉輪中的絕對壓力最小值并不是7.85m，而是更低。