泵与风机课后习题答案以及课后思考题答案(完整版)

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扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。

流量qv ：单位时间内通过风机进口的气体的体积。

全压p ：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。

轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。

叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。

如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n 和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。

轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。

泵与风机（课后习题答案）

第一章

1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。

解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则：

1u = 1n

60D π= 3178101450

60π-⨯⨯⨯=13.51 （m/s ）

1V =1m V =1u tg 1a β=13.51⨯tg 18°=4.39 （m/s ）

∵1V q =π1D 1b 1m V =π⨯0.178⨯4.39⨯0.035=0.086 （3m /s ）

∴2m V =122V q D b π=0.0860.3810.019

π⨯⨯=3.78 （m/s ） 2u =2D 60n π=3381101450

60π-⨯⨯⨯=28.91 （m/s ）

2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78⨯ctg20°=18.52 （m/s ）

T H ∞=

22u u V g ∞=28.9118.529.8⨯=54.63 （m ） 1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2D =220mm,转速n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度2m v =3.6m/s 。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程T H ∞，又若环流系数K=0.8，流动效率h η=0.9时，泵的实际扬程H 是多少？

解：2u =2D 60n π=0.22298060π⨯⨯=34.3 （m/s ）

∵2m V =3.6 m/s 2a β=45°∴2w =

22sin m a v β=5.09 （m/s ） 画出出口速度三角形 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=34.31-3.6⨯ctg45°=30.71 （m/s ）

∵1α=90°T H ∞=22u u V g ∞=34.3130.719.8

⨯=107.5 (m) 实际扬程H=K T H =K h ηT H ∞=0.8⨯0.9⨯107.5=77.41 (m)

1-3有一离心式水泵，叶轮外径2D =360mm ，出口过流断面面积2A =0.0232m ，叶片出口安装角2a β=30°，流体径向流入叶轮，求转速n=1480r/min ，流量,V T q =86.8L/s 时的理论扬程T H 。设环流系数K=0.82。

解：流体径向流入叶轮 1α=90°

2u =2D 60

n π=0.361480

60π⨯⨯=27.88 （m/s ） 2m v =,V T q A =3

83.8100.023-⨯=3.64 （m/s ） 2u v ∞=2u －2m v 2a ctg β=27.88－3.64

⨯ （m/s ）

T H ∞=22u u V g ∞=27.8821.589.8

⨯=61.39 （m ） T H =K T H ∞=0.82⨯61.39=50.34 （m ）

1-4有一叶轮外径为300mm 的离心式风机，当转速为2890r/min 时。无限多叶片叶轮的理论全压T p ∞是多少？设叶轮入口气体沿径向流入，叶轮出口的相对速度，设为半径方向。空气密度ρ=1.2kg/3m 。

解：气体沿径向流入1α=90°

又叶轮出口相对速度沿半径方向2a β=90°

2u =2D 60n π=0.3298060π⨯⨯=46.79（m/s ）

由图知2u =2u V ∞=46.79m/s

∴T p ∞=22u u V ρ∞=1.2⨯46.79⨯46.79=2626.7（Pa ）

1-5有一离心式风机，转速n=1500r/min ，叶轮外径2D =600mm ，内径1D =480mm ，叶片进、出口处空气的相对速度为1w =25m/s 及2w =22m/s ，它们与相应的圆周速度的夹角分别为1β=60°，2β=120°，空气密度ρ=1.2kg/3m 。绘制进口及出口速度三角形，并求无限多叶片叶轮所产生的理论全压T p ∞。

解：1u = 1n 60D π=0.48150060

π⨯⨯=37.68（m/s ）

2u =2D 60n π=0.6150060π⨯⨯=47.1（m/s ） 1m v =11sin a w β=25⨯sin 60︒=21.65（m/s ）

2m v =22sin a w β=22⨯sin120︒=19.05（m/s ）

知u 、m v 、β可得速度三角形

18.2560cos 2568.37cos 2111=⨯-=-=∞ a u w u v β（m/s ）

2u v ∞=2u -2w 2cos a β=47.1-22⨯cos120︒=58.1（m/s ）

()()27.214518.2568.371.581.472.11122=⨯-⨯⨯=-=∞∞∞u u T v u v u p ρ(Pa) 1-6有一离心式水泵，在转速n=1480r/min 时，流量V q =89L/s ，扬程H=23m ，水以径向流入叶轮，叶轮内的轴面速度1m v =3.6m/s 。内、外径比1D /2D =0.5，叶轮出口宽度2b =0.122D ，若不计叶轮内的损失和叶片厚度的影响，并设叶轮进口叶

片的宽度1b =200mm ，求叶轮外径2D 、出口宽度2b 及叶片进、出口安装角1a β和2a β。

解：由V q =π1D 1b 1m V 得1D =11V m q b v π=3

89100.2 3.6

π-⨯⨯=0.039(m)=39mm 由1D /2D =0.5得 2D =21D =2⨯390=78(mm) 2b =0.122D =9.36mm

1u = 1n 60D π=0.039148060π⨯⨯=3.02（m/s ）

tg 1a β=

11m v u =3.63.02=1.192 得1a β=50° 2u =2D 60n π=0.0781480

60π⨯⨯=6.04（m/s ）

2m v =22V q D b π=3

89100.0780.009

π-⨯⨯⨯=38.8（m/s ） 由T H ∞=22u u V g

∞=23 得2u V ∞=37.31（m/s ） ()()806.08.38/31.3704.6/2222-=-=-=∞m u a v v u ctg β

85.1282=a β（数据有问题，离心泵出口安装角应是锐角，即后弯式叶片） 1-7 有一离心式风机，叶轮外径2D =600mm ，叶轮出口宽度2b =150mm ，叶片出口安装角2a β=30°，转速n=1450r/min 。设空气在叶轮进口处无预旋，空气密度ρ=1.2kg/3m ，试求：

（1）当理论流量,V T q =100003m /h 时，叶轮出口的相对速度2w 和绝对速度2v ；

（2）叶片无限多时的理论全压T p ∞；

（3）叶片无限多时的反作用度τ；

（4）环流系数K 和有限叶片理论全压T p （设叶片数z=12）

解：（1）2u =2D 60n π=0.61450

60π⨯⨯=45.53（m/s ）

由,V T q =π2D 2b 2m V 得2m V =,22V T q D b π=1000036000.60.15

π⨯⨯⨯=9.83（m/s ）

2w =

22sin m a V β=9.83sin 30︒=19.66（m/s ） 2V

=30.15（m/s ）

（2）∵2u =45.53m/s 2m V =9.83m/s

∴2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=45.53-9.83⨯ctg30°=28.5（m/s ）

T p ∞=ρ2u 2u V ∞=1.2⨯45.53⨯28.5=1557.3（Pa ）

（3）τ=1-222u V u ∞=1-28.5245.53

⨯=0.687 ⑷由风机的斯托道拉公式：K =1-22,2222sin ()a V T a

u q z u D b tg πβπβ- K =1-45.53sin 301000012(45.53)360000.60.1530tg ππ⨯︒-⨯⨯⨯⨯︒

=0.79 ∴T p =K T p ∞=0.79⨯1557.3=1230.3（Pa ）

1-8有一轴流式风机，在叶轮半径380mm 处。空气以1v =33.5m/s 的速度沿轴向流入叶轮，当转速n=1450r/min 时，其全压p =692.8Pa ，空气密度ρ=1.2kg/3m ，求该半径处的平均相对速度w ∞的大小和方向。

解：u =60Dn π=67.5760

1450238.014.3=⨯⨯⨯（m/s ） a w v =1=33.5（m/s ）

2u v ＝p u ρ=01.1067

.572.18.692=⨯（m/s ） 由题知轴向进入01=u v ，所以u w u =1。66.4701.1067.5722=-=-=u u v u w (m/s)

42.62266.4767.575.3322

222121=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∞u u w w v w m/s

34.3266.4767.5735.3322211

=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=∞arctg w w v arctg u u β 1-9有一单级轴流式水泵，转速n=580r/min ，在叶轮直径700mm 处，水以1v =5.8m/s 的速度沿轴向流入叶轮，又以圆周分速2u v =2.3m/s 从叶轮流出，试求y c b t 为多少？设λ=1°。

解：u =60Dn π=25.2160

5807.014.3=⨯⨯（m/s ） 8.51===a a v w v （m/s ）

由题知轴向进入01=u v ，所以u w u =1。95.183.225.2122=-=-=u u v u w (m/s) 09.1695.1825.218.522211

=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=∞arctg w w v arctg u u β ()()207.009

.16/1109.16sin 8.503.22/1sin 212=+⨯-⨯=+-=∞∞

tg tg tg tg v v v t b c a u u y βλβ 1-10有一后置导叶型轴流式风机，在外径2D =0.47m 处，空气从轴向流入，a v =30m/s ，在转速n=2000r/min 时，圆周分速2u v =5.9m/s ，求y b c t

。设λ=1°。 解：u =60Dn π=19.4960

200047.014.3=⨯⨯（m/s ） 301===a a v w v （m/s ）

由题知轴向进入01=u v ，所以u w u =1。29.439.519.4922=-=-=u u v u w (m/s) 97.3229.4319.493022211

=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=∞arctg w w v arctg u u β ()()208.097

.32/1197.32sin 3009.52/1sin 212=+⨯-⨯=+-=∞∞

tg tg tg tg v v v t b c a u u y βλβ 1-11有一单级轴流式水泵，转速为375r/min ，在直径为980mm 处，水以速度1v =4.01m/s 轴向流入叶轮，在出口以2v =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（2β-1β）。

解： u =60Dn π=0.9837560

π⨯⨯=19.23（m/s ） 水轴向流入 1u v =0

2u v

201.448.422=-（m/s ） 由速度三角形可知：1tg β=

a v u =1v u = 4.0119.23=0.2085 得1β= 78.11 由2tg β=2a u v u v -=12u v u v -=2327.02

23.1901.4=- 得2β= 10.13 2β-1β==- 78.1110.13 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T p 。空气密度ρ=1.2kg/3m 。

解：u =

60Dn π=94.37601450225.014.3=⨯⨯⨯（m/s ） 6326.094

.372411===u v tg β 32.321=β 32.522012=+=ββ ()()

43.88332.5232.322494.372.121=-⨯⨯⨯=-= ctg ctg ctg ctg uv p a T ββρPa 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

5.13m /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 /T p ∞=0.85，ρ=1.2kg/3m 。

解：2u =260D n π=0.461450

60

π⨯⨯=34.9（m/s ） ∵叶轮出口处的相对速度为半径方向

∴2β=90°2u V ∞=2u

T p ∞=ρ2u 2u V ∞=1.2⨯34.9⨯34.9=1462.14（Pa ） p =0.85T p ∞=0.85⨯1462.1=1242.82（Pa ）

e P =1000v q P =5.11242.81000

⨯=6.34（kW ） 2-2有一单级轴流式水泵，转速为375r/min ，入口直径为980mm ，水以1v =4.01m/s 的速度沿轴向流入叶轮，以2v =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 η。

解：u =60

Dn π=39801037560π-⨯⨯⨯=19.23（m/s ） ∵水沿轴向流入 ∴01=u V

1V =1a V =2a V =4.01m/s

2u v ∞

T H =()()9.30998.18

.923.1912=-⨯=-u u V V g u m h η=T H H =3.73.9

=0.949=94.9% 2-3有一离心式水泵，转速为480r/min ，总扬程为136m 时，流量V q =5.73m /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℃，ρ=1000kg/3m 。

解：η=e P P =1000V gq H P ρ=1000 5.713610009860

g ⨯⨯⨯⨯=0.77 又∵η=h ηV ηm η

∴h η=V m ηηη=0.770.920.92

⨯=0.91=91% 2-4用一台水泵从吸水池液面向50m 高的水池输送V q =0.33m /s 的常温清水（t=20℃，ρ=1000kg/3m ），设水管的内径为d =300mm ，管道长度L =300m ，管道阻力系数λ=0.028，求泵所需的有效功率。

解：根据伯努利方程 1z +1p g ρ+212v g +H =2z +2p g ρ+222v g

+w h 由题知：1z -2z =50； 1p =2p =0； 1v =2v

1v =2v =24V q d π=2

0.30.34π⨯=4.246（m/s ） w h =λl d 2

2v g =76.258.92246.43.0300028.02=⨯⨯⨯m 代入方程得H =75.76(m)

e P =1000V gq H ρ=7.2221000

76.753.08.91000=⨯⨯⨯（kW ） 2-5设一台水泵流量V q =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 η=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：2e P =323730Pa ，1v P =39240Pa ，1e P =-1v P =-39240Pa

12z z -=0.8m ，1d =1000mm=1m ，2d =750mm=0.75m

'g P =12.5kW ， g η=0.95， tm η=0.98

032.01

14.3100025442211=⨯⨯⨯==d q v v πm/s 057.075.014.3100025442222=⨯⨯⨯==

d q v v πm/s 1z +1p g ρ+212v g +H =2z +2p g ρ+222v g

得： H =12z z -+21p p g ρ-+22212v v g -=0.8+323730(39240)10009.8

--⨯8.92032.0057.02

2⨯-+=37.84m e P =1000V gq H

ρ=310009.8251037.841000-⨯⨯⨯⨯=9.27（KW ） P ='g P tm ηg η=12.5⨯0.98⨯0.95=11.64（KW ）

η=e P P ⨯100%=9.311.64

⨯100%=79.6% 2-6有一送风机，其全压是1962Pa 时，产生V q =403m /min 的风量，其全压效率为50%，试求其轴功率。

解：P =1000V q p η=62.25

.0100060196240=⨯⨯⨯（kW ） 2-7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=2D 300mm ，流动效率h η=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ρ=9613/kg m ，要求满足扬程

H =176m ，流量V q =81.63m /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）?

解：2u =260D n π=0.3144160

π⨯⨯=22.62（m/s ） 由题知：2u v =0.552u =0.55⨯22.62=12.44（m/s ）

T H =22u u v g =22.6212.449.8

⨯=28.7（m ） 42.2692.07.281=⨯==h T H H η(m)

766.642

.261761≈===H H i (级) 7.419

.0360010001766.818.996110001000=⨯⨯⨯⨯⨯===ηρηH gq P P V e kW 2-8一台G4-73型离心式风机，在工况1（流量V q =703003m /h ，全压p =1441.6Pa ，轴功率P =33.6k W ）及工况2（流量V q =378003m /h ，全压p =2038.4Pa ，轴功率P =25.4k W ）下运行，问该风机在哪种工况下运行较为经济？

解：工况1：1η=e P P =1000V q p P = 6

.33360010006.144170300⨯⨯⨯ ⨯100%=83.78% 工况2：2η=e P P =1000V q p P =4

.25360010004.203837800⨯⨯⨯⨯100%=84.26% ∵2η〉1η ∴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V q =1.53m /min ，全压p =1200Pa ，输送空气的密度为ρ=1.23/kg m 。今用该风机输送密度ρ=0.93/kg m 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？ 解：由题知：p

m D D =1 ；各效率相等，p p =m p

根据全压相似关系 p

m p p =p m ρρ2()p m D D 2()p m n n =p m ρρ2()p m n n =1 得m n =p

n

⨯

流量与密度无关，根据相似关系

Vp Vm

q q =

p m

n n 得

Vm q =m Vp

p n q n =1674.321.51450

⨯=1.73(3m /min) 3-2有一泵转速n=2900r/min ，扬程H=100m ，流量V q =0.173m /s ，若用和该泵相似但叶轮外径2D 为其2倍的泵，当转速n=1450r/min 时，流量为多少？ 解：由题知：2m D =22p D ，由于两泵相似 根据流量相似关系Vp Vm

q q =23

2(

)

p m

D D p

m

n n =31()2⨯29001450=1

4 得：Vm q =

81450

0.172900

⨯⨯=0.68（3m /s ） 3-3有一泵转速n=2900r/min ，其扬程H=100m ，流量V q =0.173m /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2m D =22p D

根据功率相似关系：

p m

P P = 252(

)p m

D D 3(

)p

m

n n =51()232900(

)1450=1

4 得：m P =4p P =4⨯183.8=735.2（KW ）

3-4 G4-73型离心风机在转速n=1450r/min 和2D =1200mm 时，全压p =4609Pa ，流量V q =711003m /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。 解：由题可知：

22p m

D D =1；

p

m

ρρ=1 根据比例定律：

p m p p =2(

)p

m

n n =21450()730=3.945 得 m p =4609

3.945=1168.3（Pa ）

Vp Vm q q =p

m n n =1450730

=1.9863 得Vm q =1.986Vp q =9863.171100

=35795.2（3/m h ）

p m

P P =3(

)p

m

n n =31450()730=7.837 得m P =99.8

7.837=12.73（KW ）

3-5 G4-73型离心风机在转速n=1450r/min 和2D =1200mm 时，全压p =4609Pa ，流量V q =711003/m h ，轴功率P =99.8KW ，空气密度ρ=1.23/kg m ，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amb p =0.1MPa ，试计算密度变化后的全压、流量和轴功率。 解：由题知

22p m

D D =1

p m

n n =1

由于流量与密度无关 所以流量V q 不变，71100=Vm q m 3/h

763.0101325

101.020*********.11013252732736

0=⨯⨯+⨯=+=p t m ρρkg/m 3

全压m p =

m p ρρp p =56.293046092

.1763

.0=⨯Pa 轴功率m P =

m p ρρp P =46.638.992

.1763

.0=⨯kW 3-6叶轮外径2D =600mm 的风机，当叶轮出口处的圆周速度为60m/s ，风量

V q =3003/min m 。有一与它相似的风机2D =1200mm ，以相同的圆周速度运转，

求其风量为多少？

解：由题知：圆周速度相同 可得 u =

260

p p

D n π=

260

m m

D n π=60

得

p m

n n =

22m p D D =1200600

=2 根据相似流量关系

Vp Vm

q q =23

2(

)

p m

D D p

m n n =3600()1200

⨯2=1

4

所以得Vm q =4⨯Vp q =4⨯300=1200（3/min m ）

3-7有一风机，其流量V q =203/m s ，全压p =460Pa ，用电动机由皮带拖动，因皮带滑动，测得转速n=1420r/min ，此时所需轴功率为13KW 。如改善传动情况后，

转速提高到n=1450r/min ，问风机的流量、全压、轴功率将是多少？ 解：由于是同一风机，所以满足相似

由题知：

p m

D D =1

p

m

ρρ=1

根据比例定律

Vp Vm q q =

p m

n n 得 Vm q =Vp

q m p n n =20⨯14501420

=20.42（3/m s ） p m p p =2(

)p m

n n 得m p =p p 2(

)m p n n =460⨯21450()1420=479.58（Pa ） p m

P P =3(

)p m

n n 得m P =p P 3(

)m p n n =13⨯3

1450()1420

=13.84（KW ） 3-8已知某锅炉给水泵，最佳工况点参数为：V q =2703/m h ，H =1490m ，

n =2980r/min ，i =10级。求其比转数s n 。

解：s n

34()i

34()10

=69.85

3-9某单级双吸泵的最佳工况点参数为V q =180003/m h ，H =20m ，n =375r/min 。求其比转数s n 。 解：由于是单级双吸泵

s n

=228.83 3-10 G4-73-11No18型锅炉送风机，当转速n =960r/min 时的运行参数为：送风量

V q =190003/m h ，全压p =4276Pa ；同一系列的No8型风机，当转速n =1450r/min

时的送风量V q =252003/m h ，全压p =1992Pa ，它们的比转数是否相等？为什么？ 解：两台风机的比转数分别为

y n

=

4

34276

3600

19000

960⨯=4.17 y n

=12.87 比转数不相等，因为一台风机在不同工况下有不同的比转数，一般用最高效率点的比转数，作为相似准则的比转数。所以题中的两台风机（同一系列）在最高效率点的比转数是相同的，但题中给出的工况不同，所以比转数不同。

第四章 泵的汽蚀 4-1除氧器内液面压力为117.6⨯310Pa ，水温为该压力下的饱和温度104℃，用一

台六级离心式给水泵，该泵的允许汽蚀余量[∆h]=5m ，吸水管路流动损失水头约为1.5m ，求该水泵应装在除氧器内液面下多少米？ 解：[g H ]=

e v

P P g

ρ-－[h ∆]－w h e P ＝v P 倒灌高度

∴[g H ]=－[h ∆]－w h ＝―5―1.5＝－6.5（m ）

4-2有一台单级离心泵，在转速n=1450r/min 时，流量为2.63/min m ，该泵的汽蚀比转数c=700。现将这台泵安装在地面上进行抽水，求吸水面在地面下多少米时发生汽蚀。设：水面压力为98066.5Pa ，水温为80℃（80℃时水的密度ρ=971.43/kg m ）

，吸水管内流动损失水头为1m 。 解：c

得r h ∆

＝43

＝43)＝3.255（m ）

由于发生汽蚀条件为a h ∆＝r h ∆＝c h ∆ ∴a h ∆＝r h ∆＝3.255（m ）

根据 t ＝80℃，ρ＝971.43/kg m 查表4-2知V H ＝4.97m

g H ＝

e P g ρ―V H ―a h ∆―w h ＝98066.5971.49.8

⨯―4.97―3.255―1＝1.076（m ） 4-3有一吸入口径为600mm 的双吸单级泵，输送20℃的清水时，V q =0.33/m s ，

n =970r/min ，H =47m ，汽蚀比转数c =900。试求：

⑴在吸水池液面压力为大气压力时，泵的允许吸上真空高度[s H ]为多少？ ⑵该泵如用于在海拔1500m 的地方抽送t =40℃的清水，泵的允许吸上真空高度[s H ]又为多少？

解：⑴由题知：单级双吸泵 c

＝900 得r h ∆＝3.12（m ）

c h ∆＝r h ∆＝3.12 [h ∆]＝c h ∆+K ＝3.12+0.3＝3.42（m ）

由V q ＝s Av 得 s v ＝

V q A

＝

2

0.3

0.64

π⨯＝1.06 （m/s ）

查表4-1及4-2得amb H ＝10.3（m ）V H ＝0.238（m ）

[s H ]＝e v

P P g

ρ-＋22s v g －[h ∆]＝10.3－0.238＋0.057－3.42＝6.7（m ）

⑵海拔1500m 查表4-1 amb H ＝8.6 t =40℃ 查表4-2 V H ＝0.752

'[]s H ＝[s H ]－10.33＋amb H ＋0.24－V H

＝6.7－10.33＋8.6＋0.24－0.752＝4.46（m ）

4-4在泵吸水的情况下，当泵的几何安装高度g H 与吸入管路的阻力损失之和大于6⨯410Pa 时，发现泵刚开始汽化。吸入液面的压力为101.3⨯310Pa ，水温为20℃，试求水泵装置的有效汽蚀余量为多少？

解：a h ∆＝c h ∆＝

e v

P P g

ρ-－(g H ＋w h )

976.38

.91000106238.08.91000103.10143=⨯⨯--⨯⨯=（m ） 4-5有一离心式水泵：V q =4000/L s ，n =495r/min ，倒灌高度为2m ，吸入管路阻力损失为6000Pa ，吸水液面压力为101.3⨯310Pa ，水温为35℃，试求水泵的汽蚀比转数c 。 解： r h ∆＝a h ∆＝

e v

P P g

ρ-＋g H －w h ＝

25.118

.974.9886000

258.08.974.988103.1013=⨯-+-⨯⨯m c

＝

4

325

.111000

4000

49562.5⨯⨯＝905

4-6有一台吸入口径为600mm 的双吸单级泵，输送常温水，其工作参数为：

V q =880/L s ，允许吸上真空高度为3.2m ，吸水管路阻力损失为0.4m ，试问该泵

装在离吸水池液面高2.8m 处时，是否能正常工作。 解： 11.36

.014.31000880

442

2=⨯⨯⨯==

D q V V s πm/s [][]m m h g V Hs Hg w s 8.23.24.08

.9211.32.322

2<=-⨯-=--= 所以不能正常工作。

4-7有一台疏水泵，疏水器液面压力等于水的饱和蒸汽压力，已知该泵的[∆h ]=0.7m ，吸水管水力损失为0.2m ，问该泵可安装在疏水器液面下多少米？ 解：由题知：e v P P =

所以[g H ]=－[h ∆]－w h ＝―0.7―0.2＝－0.9（m ）

**例】 在海拔500m 某地安装一台水泵，其输水qV=135L/s ，输送水温 t =30℃，该泵样本上提供的允许吸上真空高度[Hs] =5.5m.吸水管内径 d=250mm, 设吸入管路总损失∑hs=0.878m 。 求：[Hg]应为多少？

【解】 由表查得海拔500m 力时大气压强 pa= 9.51×104Pa ，由附录Ⅳ查得水温为t =30℃时的饱和蒸汽压强pV =4.2365kPa 。查表得30℃水的密度ρ =995.6㎏/m3。修正后的吸上真空高度为：

[][]()s s 10.330.24g a V

p p H H ρ-'

=+

--

()49.51104236.5

5.510.330.24 4.716(m)

995.69.806⨯-=+--=⨯

)s /m (752.225.014.310135442

3

2s =⨯⨯⨯===-d q A q V V πυ

2

2

s 2.7520.385(m)2g 29.806υ==⨯

所以，泵的几何安装高度应为：

[]2s g s s 4.7160.3850.878 3.453(m)

2g H H h υ'⎡⎤=--∑=--=⎣⎦

泵与风机（课后习题答案）

第五章

5-1 水泵在n=1450r/min 时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。

2同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：

5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线

2管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M 点（56L/s ，25m ）.

5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p =4 q v 2（q v 单位以m 3/s 计，p 以p a 计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50

中，问管路中的风量增加了多少？

2×103m 3/h ，700p a ）

于单独使用No.1风机相比增加了33×103-25×103=8 m 3/h

5-4 某锅炉引风机，叶轮外径为1.6m ，q v -p 性能曲线绘于图5-51中，因锅炉提高出力，需改风机在B 点（q v =1.4×104m 3/h ，p =2452.5p a ）工作，若采用加长叶片的方法达到此目的，问叶片应加长多少？

【解】锅炉引风机一般为离心式，可看作是低比转速。 求切割直线：

vB B q p 06

.63140003600

5.2452K =⨯==min /r 114246145030m m p m p =⨯==v v v q n n q q ，

a A 点与B 点为对应工况点，则由切割定律得

m 8.1)11

14(D D )(22222=='

'='，D D q q v v 则应加长1.8-1.6=0.2m

5.5 略

5-6 8BA-18型水泵的叶轮直径为268mm ，车削后的8BA-18a 型水泵的叶轮直径为250mm ，设效率不变，按切割定律计算qv 、H 、P 。如果把8BA-18a 型水泵的转速减至1200r/min ，假设效率不变，其qv 、H 、P 各为多少？8BA-18型水泵额定工况点的参数为：n=1450r/min ，q v =7.9L/s ，H=18m ，P=16.6kW ，η=84%。 【解】根据公式得：

可知该泵为低比转速，可用如下切割定律求出切割后的qv 、H 、P ，其值如下：

对8BA-18a 型水泵只改变转速，可根据相似定律计算泵的qv 、H 、P ，其值如下：

5-7有两台性能相同的离心式水泵（其中一台的性能曲线绘于图5-12上），并联在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=0.65q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。问当一台

64.2218109.71450H n 4

/33

4/3s =⨯==-v q n kW 35.156.16)260250()(64.1681)260250()(L/s 3.77.9)260250()(442

22

2222222

=⨯=''='=⨯=''='=⨯=''='P D D P P m

H D D H H q D D q q v

v v ，，，kW 51.1035.1514501200m 4.1164.1614501200/04.6145012003.722m p 22m p m m p m p =⨯===⨯===⨯==）（，）（）（，）（，m m

p m m p v v v P n n P P H n n H H s L q n n q q

水泵停止工作时，管路中的流量减少了多少？

2画图得管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M 点（36×103 m 3/h ，65m ）. 与单独一台泵运行时的交于C 点（28×103 m 3/h ，40m ） 管路中的流量减少了36×103-28×103=8×103 m 3/h

5-8 n 1=950r/min 时，水泵的特性曲线绘于图5-53上，试问当水泵转速减少到n 2=750r/min 时，管路中的流量减少多少？管路特性曲线方程为Hc=10+17500q v 2（q v 单位以m

3/s 计算）。

2同一台泵，输送相同流体有

减少量为：39.8-31.4=8.4（L/s ）

5-9在转速n 1=2900r/min 时，ISI25-100-135型离心水泵的q v -H 性能曲线绘于图5-54所示。管路性能曲线方程式Hc=60+9000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。若采用变速调节，离心泵向管路系统供给的流量q v =200m 3/h ，这时转速n 2为多少？

2采用变速调节，可根据相似定律

5-11 4-13-11No.6型风机在n=1250r/min 时的实测参数如下表所示： （1）求各测点效率。 （2）绘制性能曲线。

（3）写出该风机最高效率点的参数。

【解】

（1）根据公式， 求得各测点效率如下表所示。

P

p q v =ηm in /r 23517.246200

290022121=⨯==n n n q q v v ，s L q n n q q v v v /4.319507508.392212

1=⨯=

=，

（2）绘制性能曲线如图1所示

（3）最高效率为0.9118，对应各参数为红色标记数值。

5-12 由上题已知n=1250r/min ，D 2=0.6m 时的性能曲线，试绘出4-13-11系列风

机的无因次性能曲线。 【解】根据公式 得A 2=0.2826m 2

根据公式 得u 2=39.25

根据无因次系数公式得出V q 、p 、P 和η填入下表中： ηρρ=

==效率系数：功率系数：全压系数：流量系数：2

3

22

2

2

21000A u P P u p p A u q q sh

V

V )

m (42222D A π=s)

/m 6022（n D u π=

泵与风机课后习题参考答案(完整版)(基础教育)

泵与风机（课后习题答案） 第五章 5-1 水泵在n=1450r/min 时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。 2q v (L/s) 0 10 20 30 40 50 q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Hc （m ） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30 同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得： 5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线 2q v (L/s) 0 10 20 30 40 50 60 q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Hc （m ） 20 20.2 20.8 21.8 23.2 25 27.2 管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M 点（56L/s ，25m ）. 5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p =4 q v 2（q v 单位以m 3/s 计，p 以p a 计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50中，问管路中的风量增加了多少？ 2q v (103m 3/h) 0 5 10 15 20 25 q v (m 3/s) 0 1.4 2.8 4.2 5.6 7 p （p a ） 0 7.84 31.36 70.56 125.44 196 ×103m 3/h ，700p a ） 于单独使用No.1风机相比增加了33×103-25×103=8 m 3/h 5-4 某锅炉引风机，叶轮外径为1.6m ，q v -p 性能曲线绘于图5-51中，因锅炉提高出力，需改风机在B 点（q v =1.4×104m 3/h ，p =2452.5p a ）工作，若采用加长叶片的方法达到此目的，问叶片应加长多少？ min /r 114246145030m m p m p =⨯==v v v q n n q q ，

泵与风机答案何川

泵与风机答案何川

泵与风机答案 扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。 2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。 3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与

风机应在关闭阀门的情况下启动。 泵与风机（课后习题答案） 第一章 1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下： 1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流 入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则： 1u = 1n 60 D π= 3178101450 60 π-???=13.51 （m/s ） 1V =1m V =1u tg 1a β=13.51?tg 18°=4.39 （m/s ） ∵1V q =π1D 1b 1m V =π?0.178?4.39?0.035=0.086 （3m /s ） ∴2m V = 122 V q D b π=0.086 0.3810.019 π??=3.78 （m/s ） 2u =2D 60 n π= 3381101450 60 π-???=28.91 （m/s ） 2u V ∞ = 2 u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78? ctg20°=18.52 （m/s ） T H ∞= 22u u V g ∞ =28.9118.529.8 ?=54.63 （m ） 1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2 D =220mm,转速 n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度

泵与风机课后习题答案(标准版)

扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在

关闭阀门的情况下启动。 泵与风机（课后习题答案） 第一章 1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下： 1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流入叶轮，如 n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则： 1u = 1n 60 D π= 3178101450 60 π-???= （m/s ） 1V =1m V =1u tg 1a β=?tg °= （m/s ） ∵1V q =π1D 1b 1m V =π??? （3m /s ） ∴2m V = 122V q D b π=0.086 0.3810.019 π??= （m/s ） 2u = 2D 60 n π= 3381101450 60 π-???= （m/s ） 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=? （m/s ）

工程流体力学泵与风机课后答案

第1章绪论 1.1 试从力学分析的角度，比较流体与固体对外力抵抗能力的差别。 答：固体在承受一定的外力后才会发生形变; 而流体只要承受任何切力都会发生流动，直到切力消失; 流体不能承受拉力，只能承受压力。 1.2 何谓连续介质模型？为了研究流体机械运动的规律，说明引用连续介质模型的必要性和可能性。 答：把流体当做是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究，这就是连续介质模型。建立连续介质模型，是为了避开分子运动的复杂性，对流体物质的结构进行简化，建立连续介质模型后．流体运动中的物理量都可视为空间坐标和时间变址的连续函数．这样就可用数学分析方法来研究流体运动。 1.3 按作用方式的不同，以下作用力：压力、重力、引力、摩擦力、惯性力，哪些是表面力？哪些是质量力？ 答：压力、摩擦力是表面力；重力、引力、惯性力是质量力。 1.4 为什么说流体运动的摩擦阻力是内摩擦阻力？它与固体运动的摩擦力有何不同？ 答：上平板带动与其相邻的流层运动，而能影响到内部各流层运动，说明内部各流层间存在切向力，即内摩擦力，这就是黏滞性的宏观表象。也就是说，黏滞性就是流体的内摩擦特性。摩擦阻力存在于内部各流层之间，所以叫内摩擦阻力。固体运动的摩擦力只作用于固体与接触面之间，内摩擦阻力作用于流体各流层之间。 1.5 什么是流体的粘滞性？它对流体流动有什么作用？动力粘滞系数μ和运动粘滞系数v有何区别及联系？ 答：黏滞性的定义又可表示为流体阻抗剪切变形的特性。由于流体具有黏性,在流动时存在着内摩擦力,便会产生流动阻力，因而为克服流动阻力就必然会消耗一部分机械能。消耗的这部分机械能转变为热，或被流体吸收增加了流体的内能,或向外界散失，从而使得推动流体流动的机械能越来越小。运动黏滞系数是动力黏滞系数与密度的比。 1.6 液体和气体的粘度随着温度变化的趋向是否相同？为什么？ 答：水的黏滞系数随温度升高而减小，空气的黏滞系数则随温度升高而增大。原因是液体分子间的距离小，分子间的引力即内聚力是构成黏滞性的主要因素，温度升高，分子动能增大，间距增大，内聚力减小，动力黏滞系数随之减小：气体分子间的距离远大于液体，分子热运动引起的动掀交换是形成黏滞性的主要因素．温度升高．分子热运动加剧，动址交换加大，动力黏滞系数随之增大。 1.7 液体和气体在压缩性和热胀性方面有何不同？他们对密度有何影响？ 答：压缩性是流体因压强增大．分子间距离减小，体积缩小，密度增大的性质。热胀性是温度升高．分子间距离增大，体积膨胀，密度减小的性质。水的压缩性和热胀性都很小，一般均可忽略不计。气体具有显著的压缩性和热胀性。压强与温度的变化对气体密度的影响很大。

泵与风机课后思考题答案

思考题答案 思考题 1．在火力发电厂中有那些主要的泵与风机？其各自的作用是什么？ 答：给水泵：向锅炉连续供给具有一定压力和温度的给水。 循环水泵：从冷却水源取水后向汽轮机凝汽器、冷油器、发电机的空气冷却器供给冷却水。 凝结水泵：抽出汽轮机凝汽器中的凝结水，经低压加热器将水送往除氧器。 疏水泵：排送热力系统中各处疏水。 补给水泵：补充管路系统的汽水损失。 灰渣泵：将锅炉燃烧后排出的灰渣与水的混合物输送到贮灰场。 送风机：向锅炉炉膛输送燃料燃烧所必需的空气量。 引风机：把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出，并排入大气。 2．泵与风机可分为哪几大类？发电厂主要采用哪种型式的泵与风机？为什么？ 答：泵按产生压力的大小分：低压泵、中压泵、高压泵 风机按产生全压得大小分：通风机、鼓风机、压气机 泵按工作原理分：叶片式：离心泵、轴流泵、斜流泵、旋涡泵 容积式：往复泵、回转泵 其他类型：真空泵、喷射泵、水锤泵 风机按工作原理分：叶片式：离心式风机、轴流式风机 容积式：往复式风机、回转式风机 发电厂主要采用叶片式泵与风机。其中离心式泵与风机性能范围广、效率高、体积小、重量轻，能与高速原动机直联，所以应用最广泛。轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。故一般用于大流量低扬程的场合。目前，大容量机组多作为循环水泵及引送风机。3．泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？ 答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。 在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数 4．水泵的扬程和风机的全压二者有何区别和联系？ 答：单位重量液体通过泵时所获得的能量增加值称为扬程； 单位体积的气体通过风机时所获得的能量增加值称为全压 联系：二者都反映了能量的增加值。 区别：扬程是针对液体而言，以液柱高度表示能量，单位是m。 全压是针对气体而言，以压力的形式表示能量，单位是Pa。 5．离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。 吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。 压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。 导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。

泵与风机课后习题答案以及课后思考题答案(完整版)

新浪微博：@孟得明 扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv ：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p ：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n 和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。 泵与风机（课后习题答案） 第一章 1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则： 1u = 1n 60D π= 3178101450 60π-⨯⨯⨯=13.51 （m/s ） 1V =1m V =1u tg 1a β=13.51⨯tg 18°=4.39 （m/s ） ∵1V q =π1D 1b 1m V =π⨯0.178⨯4.39⨯0.035=0.086 （3m /s ） ∴2m V =122V q D b π=0.0860.3810.019 π⨯⨯=3.78 （m/s ） 2u =2D 60n π=3381101450 60π-⨯⨯⨯=28.91 （m/s ） 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78⨯ctg20°=18.52 （m/s ）

泵与风机答案何川

泵与风机答案 扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。叶片式泵与风机的损失：〔一〕机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。〔二〕容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。〔三〕，流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。 2、降低叶轮盖板外外表和壳腔内外表的粗糙度可以降低△Pm2。 3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与

风机应在关闭阀门的情况下启动。 泵与风机〔课后习题答案〕 第一章 1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流 入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则： 1u = 1n 60 D π= 3178101450 60 π-⨯⨯⨯=13.51 〔m/s 〕 1V =1m V =1u tg 1a β=13.51⨯tg 18°=4.39 〔m/s 〕 ∵1V q =π1D 1b 1m V =π⨯0.178⨯4.39⨯0.035=0.086 〔3m /s 〕 ∴2m V = 122 V q D b π= 0.086 0.3810.019 π⨯⨯=3.78 〔m/s 〕 2u = 2D 60 n π= 3381101450 60 π-⨯⨯⨯=28.91 〔m/s 〕 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78⨯ctg20°=18.52 〔m/s 〕 T H ∞= 22u u V g ∞ =28.9118.529.8 ⨯=54.63 〔m 〕 1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2 D =220mm,转速 n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度 2m v =3.6m/s 。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三

流体机械 《泵与风机(第四版)》 课后习题答案及参考试题

概念 1、流量：单位时间内泵与风机所输送的流体的量称为流量。 2、扬程：流经泵的出口断面与进口断面单位重量流体所具有总能量之差称为泵的扬程。 3、全压：流经风机出口断面与进口断面单位体积的气体具有的总能量之差称为风机的全压 4、有效功率：有效功率表示在单位时间内流体从泵与风机中所获得的总能量。 5、轴功率：原动机传递到泵与风机轴上的输入功率为轴功率 6、泵与风机总效率：泵与风机的有效功率与轴功率之比为总效率 7、绝对速度：是指运动物体相对于静止参照系的运动速度； 8、相对速度：是指运动物体相对于运动参照系的速度； 9、牵连速度：指运动参照系相对于静止参照系的速度。 10、泵与风机的性能曲线：性能曲线通常是指在一定转速下，以流量qv 作为基本变量，其他各参数（扬程或全压、功率、效率、汽蚀余量）随流量改变而变化的曲线。 11、泵与风机的工况点：在给定的流量下，均有一个与之对应的扬程H 或全压p ，功率P 及效率η值，这一组参数，称为一个工况点。 12、比转速：在相似定律的基础上寻找一个包括流量、扬程、转速在内的综合相似特征量。 13、通用性能曲线：由于泵与风机的转速是可以改变的，根据不同转速时的工况绘制出的性能和相应的等效曲线绘制在同一张图上的曲线组，称为通用性能曲线。 14、泵的汽蚀：泵内反复出现液体的汽化与凝聚过程而引起对流道金属表面的机械剥蚀与氧化腐蚀的破坏现象称为汽蚀现象，简称汽蚀。 15、吸上真空高度：液面静压与泵吸入口处的静压差。 16、有效的汽蚀余量：按照吸人装置条件所确定的汽蚀余量称为有效的汽蚀余量或称装置汽蚀余量 17、必需汽蚀余量：由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为必需汽蚀余量或泵的汽蚀余量（或液体从泵吸入口至压力最低k 点的压力降。） 18、泵的工作点：将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两条曲线相交于M 点，M 点即泵在管路中的工作点。 填空 1、１工程大气压等于98.07千帕，等于10m 水柱高，等于735.6毫米汞柱高。 2、根据流体的流动情况，可将泵和风机分为以下三种类别：离心式泵与风机；轴流式泵与风机；混流式泵与风机。 3、风机的压头（全压）p 是指单位体积气体通过风机所获的的能量增量。 5、单位时间内泵或风机所输送的流体量称为流量。 6、泵或风机的工作点是泵与风机的性能曲线与管路的性能曲线的交点。 7、泵的扬程H 的定义是：泵所输送的单位重量流量的流体从进口至出口的能量增值。 8、安装角是指叶片进、出口处的切线与圆周速度反方向之间的交角。 9、泵和风机的全效率等于容积效率，水力效率及机械效率的乘积。 10、当泵的扬程一定时，增加叶轮转速可以相应的减少轮径。 11、离心式泵与风机的流体离开叶轮时是沿径向流出。 12、轴流式泵与风机的流体沿轴向方向流出叶轮。 13、叶片式泵与风机按叶轮数目可以分为单级和多级泵与风机。 14、叶片式泵与风机按转轴安装位置可以分为立式与卧式两种。 15、泵与风机的性能参数包括：扬程（全风压）、流量、功率、效率、转速等。 16、泵与风机的效率等于输出功率与输入功率之比。 17、离心式泵与风机的叶轮按叶片出口安装角的不同，叶轮可分为前弯、 后弯、径向叶片式三种叶轮。 18、影响泵与风机效率的损失有：机械损失、容积损失、流动损失。 19、泵与风机串联工作的目的是提高流体的扬程，输送流体。 20、节流调节是通过改变阀门或档板的开度使管道特性曲线发生变化，改变泵与风机的工作点实现调节。 22、节流调节调节方便，但存在节流损失，经济性差。 23、离心泵启动前的充水目的是排出泵体内的空气，泵运行后在吸入口建立和保持一定的真空。 24、离心泵的主要部件有叶轮、轴、吸入室、导叶、压水室、密封装置、轴向推力平衡装置。 25、叶片出口安装角β2确定了叶片的型式，有以下三种：当β2a<90°，这种叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，称为后弯式叶片。当β2a=90°，叶片的出口方向为径向，称径向式叶片。当β2a>90°，叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相同，称为前弯式叶片。 26、离心式泵和大型风机中，为了增加效率和降低噪声水平，几乎都采用后向叶型。 27、为保证流体流动相似，必须具备几何相似、运动相似和动力相似三个条件， 28、泵内汽蚀对泵工作的危害是：材料的破坏、噪声和振动加剧、性能下降 29、确定泵的几伺安装高度是保证泵在设计工况下工作时不发生汽蚀的重要条件。 计算题 1．某一单吸单级泵，流量Q =45m 3/h ，扬程H =33.5m ，转速n=2900r/min ，试求其比转数n sp 为多少？如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算值，则其比转数应为多少？当该泵设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬程计算值，则比转数为多少？ [解]根据计算公式可得： 8514.85) 5.33/(290065.365.34 3 4 32 1 3600 45≈=⨯ ⨯=H Q n n sp 双吸式：60 95.59)5.33/(290065.365.33600 2452 ≈=⨯ ⨯=⨯H n n Q sp 八级泵： 405) /(290065.38 /65.34 3 432 1 85.333600 45=⨯ ⨯=H Q n n sp 2、某单吸单级离心泵Q =0.0735m 3/h ，H =14.65m ，用电机皮带拖动，测得n=1420r/min ，N =3.3kW ；后因改为电机直接联动，n 增大为1450r/min ，试求此时泵的工作参数为多少？ [解]以下脚“1”表示有滑动现象时的参数，无下脚为改善运转后的参数。则： s m Q n n Q Q /0751.00735.0314******** =⋅=→= m H n n H H 28.15)(65.14)(21420 145021 1 =⋅=→= Kw N n n N N 51.3)(3.3)(31420 1450311=⋅=→= 3、有一台多级锅炉给水泵，要求满足扬程H =176m ，流量Q =81.6m 3/h ，试求该泵所需的级数和轴功率各为多少？计算中不考虑涡流修正系数。其余已知条件如下： 叶轮外径D =254mm 水力效率ηh =92%容积效率ηv =90%机械效率ηm =95%转速n =1440r/min 流体出口绝对流速的切向分速度为出口圆周速度的55% [解]先求出出口圆周速度及出口速度的切向分速度，以便求出理论压头。 s m D n u /2.191000/25414.360144022=⨯⨯==π s m u v u /56.102.1955.0%5522=⨯== 当不计涡流损失时，每级压头为： m v u H u g m v h 17.1656.102.1995.090.092.081.91 221=⨯⨯⨯=⋅⋅=ηηη 满足扬程176m 176/16.17=10.88≈11级

泵与风机答案何川

泵与风机答案扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv:单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。 （三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配 2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。 3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与

风机应在关闭阀门的情况下启动 泵与风机(课后习题答案) 第一章 1- 1有一离心式水泵， 其叶轮尺寸如下：b i =35mm, p=19mm, D i =178mm, D 2=381mm,订=18° ， 2a =20°。设流体径向流 入叶轮，如 n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算 理论流量q v,T 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程 H 口。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ••• ：^=90 °贝y ： *=「178 1°' 145° =13.51 ( m/s ) 60 60 V 1 = V 1m = u 1 tg 1a =13.51 tg 18° =4.39 (m/s ) q 1V = * D 1 b 1 V 1m ~ 0.178 4.39 0.035=0.086 ( m'/s ) V 2^：= u 2-V 2m ctg 2a =28.91-3.78 ctg20 ° =18.52 ( m/s ) H^ .= H^V 2 ^.： = 28.91 18.52 =54.63 ( m ) g 9.8 1-2有一离心式水泵，其叶轮外径D 2 =220mm,转速 n=2980r/min ，叶片出口安装角 ^=45°，出口处的轴面速度 v 2m =3.6m/s 。设流体径向流入叶轮， 试按比例画出出口速度三 角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程 H“，又若环流系数 q 1V = 0.086 二 D 2b 2 ■: 0.381 0.019 =3.78 (m/s ) 士- 381 沪 1450 60 60 =28.91 (m/s )

流体力学泵与风机第五版课后习题答案

流体力学泵与风机第五版课后习题答案【篇一：流体力学泵与风机习题集】 习题集 一、填空题 1．流体力学中三个主要力学模型是（123。 2．在现实生活中可视为牛顿流体的有和等。 3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作 用在；而后者是作用在。 4．均匀流过流断面上压强分布服从于。 5．和液体相比，固体存在着、和三方面的能力。 6．空气在温度为290k，压强为760mmhg时的密度和容重分别为 7．流体受压，体积缩小，密度；流体受热，体 积膨胀，密度的性质，称为流体的。 8．压缩系数?的倒数称为流体的，以来表示 9．１工程大气压等于千帕，等于水柱高，等于汞柱高。 10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点，只要， 这就是的帕斯卡定律。 11．流体静压强的方向必然是沿着。 12．液体静压强分布规律只适用于。 13．静止非均质流体的水平面是，和。 14．测压管是一根玻璃直管或u形管，一端另一 端。 15．在微压计测量气体压强时，其倾角为??30?，测得l?20cm 则。 16．作用于曲面上的水静压力p的铅直分力pz等于。 17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为。 18．流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流线只能 是一条光滑的。 19．、和之和以pz表示，称为总压。 20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体，这种流动状态称为。 ?，21．由紊流转变为层流的临界流速vk由层流转变为紊流的临界 流速vk

?称为，vk称为其中vk 22．对圆管来说，临界雷诺数值rek?。 23．圆管层流的沿程阻力系数仅与而和无关。 24．根据?繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分 别 是；；；和。 25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为。 26．速度的或发生变化而引起的能量损失，称为损失。 27．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径r等于当量直径de 等于 28．正三角形断面管道(边长为a)，其水力半径r等于de 等于。 29．湿周是指和接触的周界。 滑管区与有关，在过渡区与有关，在粗糙区与有关。 31．串联管路总的综合阻力系数s等于。 32．并联管路总的综合阻力系数s与各分支管综合阻力系数的关系为。管嘴与孔口比较,如果水头h和直径d相同，其流速比v孔口 /v管嘴等于流量比q孔口/q管嘴等于 33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是。 34．m?1即气流速度与相等，此时称气体处于状态。 35．淹没出流是指液体通过时的流动。 36．气体自所形成的流动，称为气体淹没射流。 37．有旋流动是指流体微团的的流动。 38．几何相似是指即线段长度保持一定的比例。 39．因次是指物理量的。因次分析法就是通过对及因的各种性质的 分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式 的和为基础的。 40．容积泵与风机又可分为和。 41．根据流体的流动情况，可将泵和风机分为以下四种类 别：；；和。 42．风机的压头（全压）p是指 43．单位时间内泵或风机所输送的流体量称为风机的容积流量， 特指。 44．泵或风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系，用来表示。 45．泵或风机的工作点是与的交点。