发布时间 : 星期五 文章水泵课后习题2更新完毕开始阅读1091bd1eb7360b4c2e3f6460
3．如图所示岸边式取水泵房，泵由河中直接抽水输入高地密闭水箱中。
已知条件：
泵流量Q=160L/s，管道均采用铸铁管，吸水及压水管道中的局部水头损失假设各为1m。
吸水管：管径Ds=400mm，长度L1=30m； 压水管：管径Dd=350mm，长度L2=200m； 泵的效率η=70%，其他标高值如图所示。 试问：
（1）泵吸入口处的真空表读数为多少mH2O？ （2）泵的总扬程H=？(m)
（3）电动机输给泵的功率N=? (kW)
解：（1）
① 求水泵吸水管中的流速：v1?Q?4?20.163.144?0.42?1.27m/s
Ds② 求水泵吸水管中的总水头损失：?hs?hfs?hjs?i1l1?1.0
方法1：查《给水排水设计手册.第01册.常用资料》P396，知i＝0.0057 所以?hs?i1l1?1.0?0.0057?30?1.0?1.17m
方法2： 当v?1.2m/s时，i?0.00107vD21.3，所以i1?0.001071.270.421.3?0.0057 【给水管道的钢管和铸铁管，其单位长度的水头损失： 当v?1.2m/s时，i?0.000912当v?1.2m/svDv221.3(1?0.867v)0.3， 时，i?0.00107D1.3】 ③ 求真空表读数：
列吸水池水面（0－0）与真空表（1－1）断面的能量方程：
Z0?Pav02?g?2g?Z1?P1P1?g??v1222g??hs
32?10?0?35?1.27?g2?9.81?1.17，得：
1
P1?gPv?5.75mH2O
真空表读数：
?g?Pa?g?PvPaP1?g??10?5.75?4.25mH2O?313mmHg?41.7kPa
4.17?101.01?1045真空度：
?41%
方法2： HV?HSS?v122g??hs=35-32+1.2722?9.81?1.17=4.25mH2O （2）
① 求压水管中的流速：v2?Q?4?20.163.144?0.352?1.66m/s
Dd② 求压水管中的总水头损失：?hd?hfd?hjd?i2l2?1.0
方法1：查《给水排水设计手册.第01册.常用资料》P396，知i＝0.0116
v2Dd2方法2：i2?0.001071.3?0.001071.660.3521.3?0.0115 所以：?hd?i2l2?1.0?0.0116?200?1.0?3.3m ③ 求水泵的总扬程：H?HST??hs??hd
H?74.5?32?1.17?3.3?10?56.97m
?127.74kW
（3）电动机输给水泵的功率：
N?Nu???gQH??1000?9.81?0.16?56.970.705．现有离心泵一台，量测其叶轮的外径D2=280mm，宽度b2=40mm，出水角β2=30°。假设此泵的转速n=1450r/min，试绘出其QT-HT理论特性曲线。 解：
（1）离心泵的理论扬程公式为HT?于是：HT?（2）圆周速度：
u2?n?D260?1450?3.14?0.2860?21.247m/s
u2C2ug，而C2u?u2?QTF2cot?2
u2g(u2?QTF2cot?2)
46.02 HT（m） （3）叶轮出口面积：
（4）将圆周速度和叶轮出口面积代入离心泵的理论扬程公式中得到：
F2??D2b2??3.14?0.28?0.04?0.95?0.0334m20 QT（m3/h） 1475 HT?u2g(u2?QTF2cot?2)?21.2479.81(21.247?QT0.0334cot30?)?46.02?112.32QT 2
（5）HT?46.02?112.32QT
当QT=0时：HT=46.02m；
当HT=0时：QT=0.4097m3/s=409.7L/s =1475m3/h （6）绘图。
6．一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Q与扬程H的关系曲线有无变化？在相同的工作情况下，泵所需的功率有无改变？（2）泵出口处的压力表读数（MPa）有无改变？如果输送清水时，泵的压力扬程Hd为0.5MPa，此时压力表读数为多少MPa？（3）如该泵将液体输往高地密闭水箱时，密闭水箱的压力为2atm，如图所示，试问此时该泵的扬程HST应为多少？ 解： （1）由HT?u2C2u?u1C1ug，可知水泵的扬程与所抽送液体的密度无关，所以流
量Q与扬程H的关系曲线没有改变。
由N?Nu???gQH?，可知水泵所需的功率与所抽送液体的密度有关，所以
在相同的工作情况下，泵所需要的功率有改变，为原来的1.3倍。
（2）由泵出口处的压力表读数Pd??gHd，可知压力表读数为原来的1.3倍。
因为水泵压水管高度Hd（m）没有变化，所以Hd?Pd液?Pd水?液?0.5?1.3?0.65MPa
P2?P1101.3?55.7m
Pd水?水g?Pd液?液g，得：
?水（3）该泵的净扬程：HST?48??g?48?9．把闸阀关小时，水泵所供应的能量有一部分消耗于克服闸阀的附加阻力，造成额外损失。如果调阀前工况点的位置对应于水泵最高效率点，或在最高效率点的左边，则关小闸阀时不仅增大管路的附加阻力，并且增加水泵内的能量损失，使水泵效率?下降，这显然是不经济的。如果泵工况点位于水泵最高效率点的右边，则关小闸阀虽然增大管路的阻力，却使泵内损失减小，使水泵效率?上升，这样是否经济，应进一步加以分析。为此，引用管路效率?L，即
?L?HSTH?H?hH?1?hH
来表征管路中的水头有效利用率，然后综合考虑这个效率和水泵效率?，再根据这两个效率的乘积（即为水泵装置效率?z），来判断节流调节的经济性。
?z???L?(1?hH)??HST?QHHN??QHSTN
对于水的容重?和水泵装置净扬程HST不随Q而变化，功率N则随流量Q而变化。从图中看出，离心泵的N虽随Q的减小而减小，但比Q减小得慢些。绝大多数叶片泵装置的?z值均随Q的减小而减小。因此，对于绝大多数已装成的抽水装置来说，即使泵工况点位于最高效率点的右边，节流调节还是不经济的。
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节流调节虽不经济，但由于简单、易行，在水泵性能试验和现场测定中，仍被广泛采用。
闸阀关小后的水泵装置的效率变化：
??z??QHSTN??(Q??Q)HST(N??N)2
14．不变。
Q1Q2?n1n2?k，
H1H2?n?2??1??k ?n2?又：ns?15．解：
QQmHHm?(DDmDDm)3.65nQHnnm23/4，故：ns1ns2?n1Q1H1nnm3/4n2Q2H233/4?1
3??23nnm2，Q??3nnm)2Qm?4?(nnm29607302)?11?925.8L/s9607302
?()(nnm)??(,H??2()Hm?4?()?0.8?22.1m18．解：
(1) 假设12Sh-19的Q-H曲线的高效段方程为：H?HX?SXQ2
根据教材P60，12Sh-19离心泵的性能曲线图，在Q-H曲线的高校段内取两个点（0.2m3/s，20m），（0.24m3/s，15 m），带入上式，解得：SX=284，HX=31.4m。
故水泵Q-H曲线：H=31.4-284 Q2 ① 管路特性曲线：H=14+225 Q2 ②
联立①②求解得，夏季水泵装置工况点：Q1=0.185m3/s，H1=21.7m (2) 冬季该泵装置的工况点：
Q2= Q1（1-12%）=0.185×（1-12%）=0.163 m3/s 将Q2带入②式，解得水泵扬程：H2=20.0m
相似工况抛物线：k?H2Q22?20.00.1632?753，H=753Q ③
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联立①③解得：Q2'=0.174m/s
D2?Q2Q'2D1?0.1630.174?290?272mm
D1?D2D1?100%?290?272290?100%?6.2!．解：（1）此工况类似于P68 图2-57
把水泵和水箱的特性曲线折引到B点，然后用横加法求并联特性曲线， 与管路特性曲线的交点。
4层楼房最小服务水头：HB＝120+40×（4-2）＝200kPa＝20mH2O
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