泵与压缩机习题1知识分享

泵与压缩机习题1

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《泵与压缩机》综合复习资料

第一章 离心泵

一、问答题

1．离心泵的扬程是什么意义？其单位是什么？样本上常用单位是什么？两者的关系是什么？

2．离心泵的主要过流部件是哪些？ 对它们的要求是什么？ 3．离心泵开泵前为什么要灌泵？

4．H T ∞与哪些因素有关？为什么说它与介质性质无关？

5．H uu w w c c T ∞

=-+-+-221212222212222

中哪些是静扬程？ 由什么作用产生的？哪些是动扬程？

6．什么叫反作用度？反作用度大好还是小好？离心泵的反作用度与什么参数有关？前弯、径向及后弯叶片的反作用度如何？

7．离心泵中主要是哪种叶片？为什么？βA2大致范围是多少？ 8．汽蚀的机理如何？有何危害？ 9．如何判别是否发生了汽蚀？

10．如何确定离心泵的几何安装高度？

11．常减压装置中减压塔的基础为什么比常压塔基础高？

12．如何从装置方面防止汽蚀发生？生产操作中要注意哪些问题？

13．用ρ

ρv s s

a p c p h -+=?22和()

p p c Z h s A s

g f A S ρρ=----2

2两式说明如何防止汽蚀发生？

14．离心泵有几条特性曲线？各特性曲线有何特点、有何用途？ 15．离心泵开泵前要关闭出口阀，为什么？

16．离心泵中主要有哪些损失？各影响哪些工作参数？

17．介质密度对离心泵的H 、Q 、N 、η四个参数中的哪些有影响？在生产中如何注意该种影响？

18．离心泵中流量损失产生在哪些部位？流量损失与扬程有无关系？用曲线图表示。 19．离心泵中机械损失由哪几部分组成？

20．写出离心泵效率η的表达式。它与ηv 、ηh 、ηm 有何关系？

21．输送粘度较大的液体时离心泵的H 、Q 、N 、η、Δh r 如何变化？ 22．写出离心泵相似定律的表达式。

23．什么叫离心泵的比例定律？写出比例定律的表达式。

24．切割定律是在什么近似条件下得来的？切割定律的表达式。 25．切割抛物线与相似抛物线有何区别？

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26．离心泵叶轮外径切割有无限制，一台泵叶轮切割量的大小受什么参数限制？ 27．离心泵的比转数n s 是一个什么参数，表达式如何？

28．试证明一台离心泵转速由n 变为n '后其比转数不变。 29．两泵串联使用要注意哪些问题？

30．两泵并联目的在于增加流量，若管路特性不变时，并联后工作点的流量小于两泵单独在此管路工作的流量之和，为什么？

31．两泵串联目的在于提高扬程，若管路特性不变时，串联后工作点的扬程小于两泵单独在此管路工作的扬程之和，为什么？

32．两泵并联目的在于增加流量。其泵特性和管路特性平坦好还是陡降好？ 33．两泵串联目的在于提高扬程。其泵特性和管路特性平坦好还是陡降好？ 34．泵在交汇管路上工作时，为什么交汇点的剩余能头必须相等？

35．离心泵装置工作点调节方法中最常用的是哪儿种？特点如何？从节能的角度考虑，哪种方法较好？

36．离心泵吸入室有几种形式？对吸入室有何要求？ 37．离心泵的轴向力是如何产生的？

38．单级离心泵轴向力平衡措施有哪儿种？各有何优缺点？ 39．多级离心泵轴向力平衡措施有哪儿种？ 40．试说明自动平衡盘装置自动平衡的原理。 41．离心泵中径向力平衡措施有哪些？ 42．机械密封有几个辅助密封点？

43．若介质中含有固体颗粒时动静环材料应怎样选用？

二、计算题

1．一台离心泵从开口水池吸水，其装置如图所示：m H g 4.41=，吸入管径

m d 1.01=，设泵的流量为34s m /3，吸入管内摩擦阻力系数λ=0.02，吸入管总当

量长度为18m ，试计算输水时，泵入口处真空表读数为多少汞柱，其绝对压力为多少水柱？

[解] 取1-1，2-2界面能量平衡方程，

f h c p gZ c p gZ +++=++2

22

2

22211

1ρρ,

f h c c )Z Z (

g p p -----=2

2

12

2121

2

ρρ

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223

4

1

31011000101310s /m .m /Kg Pa .p =?=

ρ

221212434489s /m ...)Z Z (g =?=-

s /m ../d c 211

03600

344402

22=??==

ππ s /m ..c c 7202

2122

212

2==- m Kg J c d l h f 264/95.22

2.11.01802.022

2

2==??==λ

Pa

s /m .m /Kg )....(p 5427027541000592720124331012

2

3

2=?=---=ρ

O H ,m ..p 2525452101054270=??=-柱

=Hg ,mm ..13407275010542705=??柱 真空度H=760-407.13=352.87mm Hg=4.79m o H 2

2．离心泵传送密度为750Kg 3m /汽油，实测得泵出口压力表读数为147100Pa,入口真空表读数为300mm 汞柱，两表垂直距离（表位差）0.5m,吸管与排除管直径相同，试求以液柱表示的泵实际扬程。 [解]泵扬程

f h Z g

C C g P P H ++-+-=-)12(2

122122ρ

pa pa pa P 2484001013001471002=+=

pa P 6133310750

460

75030076051=?=-=

12C C = 进出管直径相同， ,5.0)12(m Z =- 2750m Kg =ρ 0=f h 很短

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m m H 2695.255.08

.975061333

248400==+?-=

3．设某离心水泵流量Q=0.025s /m 3,排除管压力表读数为323730Pa,吸入管真空表读数为39240Pa ，表位差 0.8m ，吸入管直径为100mm ，排除管直径为75mm 。电动机功率表读数为12.5KW,电动机的效率为0.93，泵与电动机采用直联。试计算离心泵的轴功率，有效功率和泵的总功率。 解：hf Zg

C C z g

p p H s D sd s

y +-++-=

2

2ρ

a a a D P P P p 425030101300323730=+= a a a s P P P p 6206039240101300=-=

31000m Kg =ρ

s m d Q C D 66.5)

075.0(025

.044222=??==

ππ s m d Q C s 18.3)

1.0(025.044221=??==

ππ 0=hf

kg J

m Zg

m H m m 8.38195.3812.104.3718.366.58.08.91000620604250302

2==+=-++?-=有效功率

?ρK HQ N e 31.9545.91000

025

.08.38110001000

=??=

=

轴功率

?ηK N N D D 63.1193.05.12.=?==

泵总效率

%8263

.11545

.9===

N N E η 4．谋输送油品的离心泵装置如图，试计算泵需要提供的实际扬程为多少？

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已知：油品密度3

850m kg

缸Ⅰ内压力)(1961331缩a p p = 缸Ⅱ内压力)(7.1764792缩a p p =

m H 81=m H 142=m H 43=

吸入管损失m h s 1= 排出管损失m h a 25= 经加热炉压降a P P 1372930=? 吸入排出管相同

解 hf zg

c c g p p H s D s a +-+Z -Z +-=

221

2)(ρ a p p 7.1764792= a p p 1961331=

m H H H s d 108414132=-+=-+=Z -Z s D c c =

m h h a s 26251=+=+

m g p h 1658

.98501372930=?=?=

ρ炉 m H 64.1721651036.216510806

.9850196133

7.176479=++-=++?-=

5．有一离心水泵其叶轮外径D 2=22cm ，转速n=2980rpm ，叶轮出口叶片角

ο452=A β，出口处的径向速度s m C r 6.32=，设流体径向流入叶轮，试按比例画出

出口速度三角形，并计算无限叶片叶轮的理论扬程∞T H 为多少？设叶片数Z=8，

5

.021

=r r ，求有限叶片数时的理论扬程？

解：（1）无限叶片的理论扬程

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()A r u T ctg c u u c u H 222222β-==∞

()kg

J

y c 95.10546.333.3433.344516.333.3433.34=-=???? ???-=ο 60

298

22.060

22??=

=

ππn

D u

s m 33.34=

()A r u ctg c u u c u g 2222228

.911β-==

()m cy 107456.333.3433.348.91

=?-?=

（2）有限叶片理论扬程H T

∞=T T H H μ

m

m kg J 7.79107745.09.78595.1054745.0=?==?=

745

.05.4118024.1211

3112

241122

=-?

?+=

?

?

? ??-?+

=

n μ

??

? ?

?+=sin 16.0?=0.6（1+0.70）=1.024

6．有一离心水泵，转速为2900rpm ，扬程H=100m,流量为Q=0.17

s

m 3

，轴功率

N=183.8?k ，现用一台D 2为该泵2倍的相似泵，当转速rpm n 1450='时流量Q '，扬程H '和轴功率N '各应为多少？

解：根据相似定律

（1）n n nD

D n Q Q L '=''='33

32λ

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17.012290014503

32???? ??=??? ??''='Q D D n n Q =0.68m 3

/s

（2）2

2???

??'='n n H H L λ L H 1000290014501222

???

? ????? ??='

m 100=

（3）3

5??

?

??'='n n N N L λ 8.18329001450123

5???

? ????? ??='N =735.2kW

7．有一台转速为1450rpm 的离心泵，当流量Q=35n

m

3

时的扬程H=62m ，功率

h

m

Q k N 3

5.52

6.7='=，若流量增加到?，向原动机的转速提升到多少才能满足要

求？此时扬程和轴功率N '各为多少？

解：此题目是相似理论中的比例定律问题

（1）rpm

n Q Q h n n Q Q 2175145035

5.52=?='=''='

（2）

m

H n n H n n H H 5.13962145021752

22

=???

? ??=???? ??'='??

? ??'='

（3）

?

k N n n N n n N N 65.256.7145021753

33

=???

? ??=???? ??'='??

?

??'='

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相似，相似抛物线

8．已知离心泵的叶轮外径D 2=220，当转速2900rpm 时其性能参数如下表

试求（1）将转速降到2320rpm 时的性能参数N H Q ，并画出两种转速下泵的基本性能曲线。

（2）若要求此泵在Q=40m 3/h ，H=50m 下工作，问该泵应在何种转速下运行？ 解（1）按比例定律求η''''N H Q

N

n n N H n n H Q n

n Q 3

2

??

? ??'='??? ??'=''=

' 512.029********.029*******.02900

23003

32

2

=??

? ??=??? ??'=??? ??=??? ??'=='n n n n n n

（2是工作点是泵特性与管路特性共同点，因不知泵转速尚不知泵特性，先求相似抛物线。

相似抛物线

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2222

03175.003125.04050

Q H Q H K KQ

H ===== k 已知点求

Q=40m 3/h H=50m 的工作转速，是Q=44.5m 3/h H=62m 的相似点。

则

rpm n H

H n rpm n Q Q n 2604290062

50

260629005.4440

=?='

=

'=?='=

'

该泵应在2600rpm 转速下工作

s n 求解

9．有一单吸四级离心水泵，额定流量Q opt =64m 3/h ，扬程H=280m ，转速n=2900rpm

（1）该泵属于什么类型（n s =?）

（2）当此泵在1450rmp 下运转时，此转数为多大？ 解：

（1）该泵属于什么类型，求此转数

3.5842803600

64290065.365.34

34

3=??

? ???=

=

H

Q n n s 属于低转数离心水泵

（2）当泵在1450rpm 工作，n s

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3

.584703600

32145065.3702802900145032642900

14504

32

2

3=??

?

???=

=???

?

??=??? ??'='=?='=

's n m H n n H h m Q n n Q

10．某离心泵从样本上查得允许吸上真空度[H s ]=7m ，现将该泵安装在海拔600m

的地方，输水温为402c,向修正原[]'

Hs 应为多少？

[解][][]8

10t

a s s

P P H H -+-=' m

848.5848

.81071000

100752.096.01074

=+-=?-+

-= []m

kP P cm rg m P m

H a t a s 752.0375.796.06.972

=====

2

0752.0m rg

=

3

1000m ks

=γ

严格计算[][]g

P g P H H t a s s ρρ-+'+-='

24.033.10

m 758.5752.024.06.933.10780

.9100073754.080.9100000.947833.107=-++-=?-

+?+

-=

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[]a

t a a s P P m g

P m

H 7375100000.94787

13

==='=ρρ

正[H s ]

11．一台离心水泵，输水时泵的允许吸上真空度 [H s ]=9m ，现用来输送

3

700m rg

=ρ，则汽油（粘度与水相近）输送温度为20℃，汽油在20℃时的饱和

蒸汽压为150mm 汞柱，当地大气压力为98066.5 pa ，试求此时泵允许的吸上真空度为多少？

[解]：此题竞是修允许吸上真空度

[][]g

p p H H t a

s s ρ'-'+

-='10 m

38.638.111058

.970019992

5.98066105=+-=?-+

-= 3

700199921505.98066m kg

pa mmH p pa p g t a

==='='ρ

几何安装密度

12．有一吸入管径为500mm 的单级双吸泵，输送常温（20℃）清水时Q=0.3m 3/s, n=970rpm, H=47m, 汽蚀比转数 c=900，试求（1）在吸水罐液面压力为大气压（P A =98066.5p a ）时，泵的允许吸上真空度[H s ]为多少？

（2）泵在海拔1500m 的地方抽送ρ=40℃的清水，泵的允许吸入真空度[H s ]为多少？

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解：（1）

3

462.55.98066???

?

??=?=c Q n hr p P a

A

m 95.49003.097062.53

4

=???

?

???= ()hr g

C g P g P H s a s ?-+-=22

max ρρυ

()m

g

g g g g g 931.495.4119.0238.01095.41674

.1337.20665.9895.42528.11000233710005.980662

=-+-=-+-=-+-= ()s m A Q C s 528.1196

.03.05.04

3.02===

=π []()m H H s s 431.45.0937.45.0max =-=-= 水柱

（2）泵在海拔1500m 处，抽 t=4040℃的水

()hr g

g P g P H a s ?-++?=219002

max υ?ρρ

水柱

m g

032.395.4119.0737.06.895

.4119.010007375

6.8=-+-=--?-

=

()水柱m H s 532.25.0032.3=-=

安装高度

13.某离心泵的[Hs]=4.5m.现用它来输送3

750m kg

=ρ的油品(粘度与水接近)油

品的饱和蒸汽压,Pa p v 2942=,泵工作流量Q=25s l 吸入罐内压力Pa p A 5.95124=.

吸入直径为150m 管长为15m ，局部阻力系数∑=l ζ，沿程阻力系数037.0=λ，当大地压力A a p p =试计算泵的允许安装高度][1g H