泵与风机 杨诗成 第四版第二章计算题及答案
泵与风机杨诗成第四版习题及答案(4)
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解：76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=1462.1（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa ）P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=0.86，求风机轴功率P 为多少。
4-3 P=η P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
泵与风机杨诗成第四版习题及答案
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解：76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=1462.1（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa ）P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=0.86，求风机轴功率P 为多少。
4-3 P=η P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
泵与风机(课后习题答案))
泵与风机学习指导书第1章练习题名词解释1）泵（2）泵的扬程（3）风机的全压（4）轴功率2．简答题（1）简述热力发电厂锅炉给水泵的作用和工作特点。
（2）简述热力发电厂锅炉引风机的作用和工作特点。
3）按照风机产生的全压大小，风机大致可分为哪几类？（4）叶片泵大致可分为哪几类？第二章练习题1．名词解释（1）排挤系数（2）基本方程式（3）轴向旋涡运动（4）反作用度2．选择题[请在四个备选的答案中选择一个正确答案填至（）内]（5）（1）由于叶轮中某点的绝对速度是相对速度和圆周速度的向量合成，所以（）A. 绝对速度总是最大的；B. 绝对速度的径向分速度总是等于相对速度的径向分速度；C. 绝对速度流动角α总是大于相对速度流动角β；C. 流动效率η h 总是小于1；D. 有实际意义的叶轮，其反作用度τ总是小于1。
3．简答题（1）简述离心式泵与风机的工作原理。
（2）简述流体在离心式叶轮中的运动合成（3）在推导基本方程式时采用了哪些假设？（4）有哪些方法可以提高叶轮的理论扬程（或理论全压）（5）叶轮进口预旋和轴向旋涡运动会对叶轮扬程（或全压）产生如何影响？（6）离心式泵与风机有哪几种叶片型式？各有何优点？（7）为什么离心泵都采用后弯式叶片？（8）在其它条件不变的情况下，叶片出口安装角对叶轮扬程（或全压）有何影响？4．计算题（1）有一离心式水泵，其叶轮的外径D2=22cm，转速n=2980r/min，叶轮出口安装角β 2 a =45 °，出口处的径向速度v 2 r∞ = 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 T∞，若滑移系数K=0.8，叶轮流动效率η h =0.9，叶轮的实际扬程为多少？（2）某离心式风机的转速为1500r/min，叶轮外径为600mm，内径为480mm，设叶轮有无限多叶片且叶片厚度为无限薄，叶片进、出口处的安装角分别为60°、120°，进、出口处空气的相对速度分别为25m/s、22m/s，空气密度为 1.2kg/m3。
泵与风机杨诗成第四版习题和答案(4)
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为, q v =170m 3/h, P=, ηv =, ηm =,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解： 76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=,流动效率ηh =,气体密度ρ= m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞){∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K·ηh ·p T ∞=××=（Pa ）P e =pq v /1000=×1000= (kw)4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=，求风机轴功率P 为多少。
4-3P=η P e =×pq v /1000=×2630×12800/3600/1000= (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
）4-4解： 77.098601000/1367.581.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη 91.092.092.077.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-5 若水泵流量q v =25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa ，入口处真空表读数为40kPa ，吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm ，电动机功率表读数为，电动机效率为，传动效率为。
泵与风机杨诗成第四版习题及问题详解(4)
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解：76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=1462.1（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa ）P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=0.86，求风机轴功率P 为多少。
4-3 P=η P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
泵与风机杨诗成第四版习题和答案(4)
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为, q v =170m 3/h, P=, ηv =, ηm =,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解： 76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=,流动效率ηh =,气体密度ρ= m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞){∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K·ηh ·p T ∞=××=（Pa ）P e =pq v /1000=×1000= (kw)4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=，求风机轴功率P 为多少。
4-3P=η P e =×pq v /1000=×2630×12800/3600/1000= (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
）4-4解： 77.098601000/1367.581.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη 91.092.092.077.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-5 若水泵流量q v =25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa ，入口处真空表读数为40kPa ，吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm ，电动机功率表读数为，电动机效率为，传动效率为。
泵与风机杨诗成第四版习题和答案(4)
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解：76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=1462.1（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K ·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa ）P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw) 4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=0.86，求风机轴功率P 为多少。
4-3P=η P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
泵与风机杨诗成第四版第二章计算题及答案
2-1，某离心水泵叶轮b 1=3.2cm ，b 2=1.8cm 。
叶片进口边内切圆圆心距轴心线的距离R 1c =8.6cm ，叶片出口边处R 2=19cm 。
β1g =17°，β2g =21°，n=2950r/min ，设流体无预旋流入叶轮。
绘制叶轮进、出口速度三角形，并计算通过叶轮的流量（不计叶片厚度）及扬程H T ∞。
1. 首先计算叶轮进口速度三角形：（1）：u 1=)/(55.2660086.02295060229506011s m R D n c =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=πππ （2）： 171=g β（3）流体无预旋，901=α根据以上条件可画出进口速度三角形：并计算出v 1、v 1m 、ω1：v 1=v 1m =u 1·tg β1g =26.55×tg17°=8.12m/sω1= u 1/cos β1g =26.55/cos17°=27.76m/s2. 根据进口轴面速度v 1m 及进口半径R 1c 计算出流量：q vt ∞=2πR 1c b 1 v 1m =2π×0.086×0.032×8.12=0.1403 m 3/s 3. 计算叶轮出口速度三角形（1）：u 2=)/(67.586019.02295060229506022s m R D n c =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=πππ （2）：212=g β（3）计算v 2m ，即出口速度三角形的高：根据连续性方程：进口过流断面面积（2πR 1c ）×b 1×8.12=出口过流断面面积（2πR 2）×b 2×v 2m即：2π×0.086×0.032×8.12=2π×0.19×0.018×v 2m计算得：v 2m =6.53m/s由此可画出出口速度三角形：：并计算出v 2、ω2：v 2u =u 2-v 2m ·ctg β2g =58.67-6.53×ctg21°=41.66m/s()()17.4253.666.412222222=+=+=m u v v v ω2= v 2m /sin β2g =6.53/sin21°=18.22m/s注意：按比例画出三角形。
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21,某离心水泵叶轮b 1=3、2cm,b 2=1、8cm 。
叶片进口边内切圆圆心距轴心线得距离R 1c =8、6cm,叶片出口边处R 2=19cm 。
β1g =17°,β2g =21°,n=2950r/min,设流体无预旋流入叶轮。
绘制叶轮进、出口速度三角形,并计算通过叶轮得流量(不计叶片厚度)及扬程H T ∞。
21解:
1、 首先计算叶轮进口速度三角形:
(1):u 1=
)/(55.2660
086.02295060229506011s m R D n c =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=πππ (2):
(3)流体无预旋,
根据以上条件可画出进口速度三角形:并计算出v 1、v 1m 、ω1:
v 1=v 1m =u 1·tg β1g =26、55×tg17°=8、12m/s
ω1= u 1/cos β1g =26、55/cos17°=27、76m/s
2、 根据进口轴面速度v 1m 及进口半径R 1c 计算出流量:
q vt ∞=2πR 1c b 1 v 1m =2π×0、086×0、032×8、12=0、1403 m 3/s
3、 计算叶轮出口速度三角形
(1):u 2=)/(67.5860
19.02295060229506022s m R D n c =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=πππ (2):
(3)计算v 2m ,即出口速度三角形得高:
根据连续性方程:
进口过流断面面积(2πR 1c )×b 1×8、12=出口过流断面面积(2πR 2)×b 2×v 2m
即:2π×0、086×0、032×8、12=2π×0、19×0、018×v 2m
计算得:
v 2m =6、53m/s
由此可画出出口速度三角形::并计算出v 2、ω2:
v 2u =u 2v 2m ·ctg β2g =58、676、53×ctg21°=41、66m/s
ω2= v 2m /sin β2g =6、53/sin21°=18、22m/s
注意:按比例画出三角形。
q vT∞=进口过流断面面积(2πR1c)×b1×v1m=出口过流断面面积(2πR2)×b2×v2m
=2πR1c×b1×v1m
=2π×0、086×0、032×8、12
=0、1403m3/s
H T∞=,因径向流入,v1u=0
H T∞==
H T∞=249、15(m)
22,离心式风机得叶轮外径D2=400mm,转速n=2985r/min,叶轮入口处流体无预旋,v2u∞=0、8u2,空气密度ρ=1、2kg/m3,试计算p T∞。
22
解:p T∞=ρ(u2v2u∞u1 v1u∞)
∵叶轮入口处流体无预旋,∴v1u∞=0
p T∞=ρu2v2u∞
u2=
根据题意:v2u∞=0、8 u2=0、8×62、49=49、99m/s
∴p T∞=ρu2v2u∞=1、2×62、49×49、99=3748、6(Pa)
3,欲将某管路系统得低位水箱得水提高30m,然后送入高位水箱。
低位水箱容器液面上得压力为105Pa,高位水箱容器液面上得压力为4000kPa。
整个管路系统得流动阻力27、6m,求选择泵时至少应保证得扬程。
23
选择泵时至少应保证得扬程为:
H=,代入数据:
H=
24,离心式风机叶轮外径D2=600mm,叶轮出口宽度b2=150mm,叶片出口几何角β2g =30°,转速n=1450r/min。
设叶轮进口无预旋,空气密度ρ=1、2kg/m3。
求
当流量为10×103m3/h时,叶轮得相对速度w2与绝对速度v2;
叶片无限多时得理论全压p T∞;
叶片无限多时得反作用度Ω;
设叶片数Z=12,滑移系数及理论全压p T
24
解:(1)u2=
β2g=30°
v2m=
由此可出口画出速度三角形:
根据三角形计算ω2、v2
ω2= v2m/sinβ2g=9、83/sin30°=19、66m/s
v2=u2v2m·ctgβ2g=45、539、83×ctg30°=28、50m/s
(2)p T∞= p T∞=ρ(u2v2u∞u1 v1u∞)
∵叶轮入口处流体无预旋,∴v1u∞=0
p T∞=ρu2v2u∞
p T∞= 1、2×45、53×28、50=1557、1Pa
(3)根据定义:离心泵:Ω=
风机:Ω=
∴
p d∞=
∵
Ω==1
∴
(4)根据斯托道拉修正公式:
即:对于后弯式叶片,β2g<90°
∴
∴p T=Kp T∞=0、791×1557、1=1231、3Pa
25,离心水泵在转速n=2950r/min时,流量为89L/s,H=13m。
水以径向进入叶轮(α=90°),叶轮内得轴面速度v1m=3、6m/s。
内外径比D1/D2=0、4,叶轮出口宽度b2=0、12D2,若不计叶轮内得损失与叶片厚度得影响,并设叶轮进口叶片得宽度b1=20cm,求叶轮外径D2,出口宽度b2及叶片进出口角β1g 与β2g。
25
解:(1)根据已知流量为89L/s及叶轮内得轴面速度v1m=3、6m/s,可求出几口直径D1: 即:q v=(πD1)×b1×v1m
D1=
由此可计算出:D2=D1/0、4=0、039/0、4=0、098m
b2=0、12D2=0、12×0、098=0、0118m
u2=
u1=
(2)画出速度三角形,确定其它参数:
根据已知H=13m得:
H T∞=,因径向流入,v1u=0
根据进口速度三角形,得:
根据出口速度三角形,得::
26,离心泵叶轮直径D2=360mm,出口有效截面积A2=0、023m2,叶轮出口几何角β2g =30°,若不计叶轮进口得预旋(v1u=0),求转速n=1480r/min,流量为83、8L/s时得理论扬程H T。
设K=0、82。
26
解:H T∞=,因径向流入,v1u=0
H T∞=,H T=K H T∞
∵u2=
又∵已知流量及出口截面面积,可求出v2m:
即:v2m=
又∵已知β2g=30°
可画出出口速度三角形:
∴H T= K =0、82×
27,叶轮外径D2=450mm得离心风机,气流无预旋进入叶轮,叶轮出口得绝对速度圆周分速v2u=0、85u2,空气密度ρ=1、2kg/m3。
求风机转速n=2950r/min时,风机所产生得全压p T。
27 解:
p T∞=ρ(u2v2u∞u1 v1u∞)
叶轮入口处流体无预旋,∴v1u∞=0
p T∞=ρu2v2u∞
u2=
v2u∞=0、85u2=0、85×69、47=59、05m/s
∴p T∞=ρu2v2u∞=1、2×69、47×59、05=4922、8(Pa)
由于题中未提到就是否为无限多叶片,因此不计有限叶片时得损失,即:
p T= p T∞=ρu2v2u∞=4922、8(Pa)
28,离心泵叶轮叶片出口角β2g =45°,出口截面排挤系数ψ=0、92,在转速n=1450r/min时,流量q v=150L/s,扬程H=19、8m。
液流径向进入叶轮,v1m=v2m=1、8m/s,叶轮出口能量得40%可转化成扬程。
求叶轮所需得外径D2与出口宽度b2。
28:解:
、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、(1)
根据题意:叶轮出口动能得40%可转化为扬程: H T∞/40%====
即:H T∞=×40%
代入数据得:19、8=×40%
234、7954、6419、8=0
解方程:
)79.2342/())8.19(79.234464.5464.54(22⨯-⨯⨯-±=D D 2=0、429m
∴根据式(1)得:
得b 2=0、0672m=67、2mm。