泵与风机课件(13)_习题分析
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目录
CONTENTS
• 泵与风机基本概念及分类 • 泵与风机选型与设计 • 泵与风机运行特性及调节方法 • 泵与风机性能测试与评估 • 泵与风机故障诊断与维护保养 • 泵与风机节能技术探讨
01 泵与风机基本概念及分 类
定义及工作原理
定义
泵与风机是流体机械中的两类重 要设备，用于输送气体或液体， 提升流体的压力或输送流体。
01
02
03
变速调节
通过改变泵的转速来调节 流量和扬程，适用于需要 大范围调节且对效率要求 较高的场合。
节流调节
通过改变管路中阀门的开 度来调节流量和扬程，适 用于小范围调节且对效率 要求不高的场合。
切割叶轮调节
通过切割叶轮直径来改变 泵的扬程和流量，适用于 需要降低扬程或流量的场 合。
实例分析：某泵站运行调节策略优化
。
确定流量和扬程
根据工艺要求确定所需流量和 扬程，并考虑一定余量。
选择泵或风机类型
根据流体性质、输送距离、安 装条件等选择适合的泵或风机
类型。
校核性能参数
对所选泵或风机的性能参数进 行校核，确保其满足工艺要求
。
设计计算方法
相似换算
利用相似原理，将模型试验结 果换算到实际泵或风机的性能
参数上。
系统阻力计算
采用标准化的测试程序，包括准备、 安装、调试、运行和数据分析等步骤 ，确保测试结果的准确性和可重复性 。
性能测试标准
测试参数与指标
关注流量、扬程、功率、效率等关键 性能参数，以及振动、噪音、温升等 辅助指标，全面评估泵与风机的性能 表现。
遵循国际或行业内的相关标准，如 ISO、API等，以及特定的设备制造商 标准，确保测试的公正性和客观性。
目录
CONTENTS
• 泵与风机基本概念及分类 • 泵与风机选型与设计 • 泵与风机运行特性及调节方法 • 泵与风机性能测试与评估 • 泵与风机故障诊断与维护保养 • 泵与风机节能技术探讨
01 泵与风机基本概念及分 类
定义及工作原理
定义
泵与风机是流体机械中的两类重 要设备，用于输送气体或液体， 提升流体的压力或输送流体。
01
02
03
变速调节
通过改变泵的转速来调节 流量和扬程，适用于需要 大范围调节且对效率要求 较高的场合。
节流调节
通过改变管路中阀门的开 度来调节流量和扬程，适 用于小范围调节且对效率 要求不高的场合。
切割叶轮调节
通过切割叶轮直径来改变 泵的扬程和流量，适用于 需要降低扬程或流量的场 合。
实例分析：某泵站运行调节策略优化
。
确定流量和扬程
根据工艺要求确定所需流量和 扬程，并考虑一定余量。
选择泵或风机类型
根据流体性质、输送距离、安 装条件等选择适合的泵或风机
类型。
校核性能参数
对所选泵或风机的性能参数进 行校核，确保其满足工艺要求
。
设计计算方法
相似换算
利用相似原理，将模型试验结 果换算到实际泵或风机的性能
参数上。
系统阻力计算
采用标准化的测试程序，包括准备、 安装、调试、运行和数据分析等步骤 ，确保测试结果的准确性和可重复性 。
性能测试标准
测试参数与指标
关注流量、扬程、功率、效率等关键 性能参数，以及振动、噪音、温升等 辅助指标，全面评估泵与风机的性能 表现。
遵循国际或行业内的相关标准，如 ISO、API等，以及特定的设备制造商 标准，确保测试的公正性和客观性。
泵与风机习题答案 ppt课件
1）列0－0及3－3截面的伯努利方程得：
p0
2
2 0
p
p3
2
2 3
p w1 pw2
其中p0＝0， 0＝0，p3＝0，压出风道出口速度为：
3
qV
d2
18500
3600 0.52
26.172
4
4
则风机的全压为：
(m/s)
p
p3
2
2 3
p w1 pw2
p0
2
2 0
0 1.2 26.1722 700 400 0 1510.984 (Pa) 2
p0
2
02
p1
2
12
p w1
列2－2及3－3截面的伯努利方程得：
p2
2
2 2
p3
2
2 3
p w2
则风机的全压为：
p
p2
2
22
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
p1
2
12
p3
2
32
pw1 pw2
p0
2
02
1510.984
Pa
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
PPT课件
1、试求输水量qV=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口压力表读数为 255000Pa，泵入口真空表读数为33340Pa，表位差为0.6m，吸水管与压水
提示：
0
0
12
3
pw1=700Pa 1
pw2=400Pa
2
3
风机全压：单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所获得的机械能；
风机的静压：风机的全压减去风机出口截面处的动压（通常将风机出口截面处的动 压作为风机的动压）称为风机的静压。
流体力学泵与风机课件
详细描述
流量是泵在单位时间内输送的流体体积或质量，是衡量 泵输送能力的重要参数。扬程是泵所输送流体的出口压 力与入口压力之差，反映了泵对流体所做的功。功率是 泵在单位时间内所做的功或消耗的能量，反映了泵的工 作效率。效率是泵的实际输出功率与输入功率之比，反 映了泵的工作效率。转速是泵轴的旋转速度，反映了泵 的工作速度。这些性能参数是选择和使用泵的重要依据 。
详细描述
风机的工作原理主要是通过叶轮旋转产生的离心力或升力，使气体获得能量，如 压力和速度等。当叶轮旋转时，气体被吸入并随叶轮一起旋转，在离心力的作用 下，气体被甩向叶轮的外部，并获得能量，然后通过导流器将气体排出。
风机的性能参数
总结词
风机的性能参数
详细描述
风机的性能参数主要包括流量、压力、功率和效率等。流量表示单位时间内通过风机的气体体积或质 量，压力表示气体通过风机时所受到的压力，功率表示风机所消耗的功率，效率表示风机输出功率与 输入功率之比。这些性能参数是衡量风机性能的重要指标。
具有流动性、连续性和不 可压缩性，对流体的作用 力可以分解为法向应力和 切向应力。
流体静力学
静压力
静压力计算
流体在平衡状态下作用在单位面积上 的力，与重力加速度和高度有关。
通过压强计或压力传感器测量流体中 的静压力。
静压力特性
静压力沿重力方向递增，垂直方向上 静压力相等。
流体动力学
流量与速
流量是单位时间内流过某 一截面的流体体积，流速 是单位时间内流过某一截 面的距离。
05
CATALOGUE
泵与风机的应用场景
泵的应用场景
工业用水处理
泵在工业用水处理中用 于输送水、悬浮物和化
学药剂等。
农业灌溉
泵与风机完整PPT课件
03
泵与风机运行调节与维护
运行调节方法
01
02
03
变速调节
通过改变泵与风机的转速 来调节流量，适用于电动 机驱动的设备。
节流调节
通过改变管道中阀门的开 度来调节流量，简单易行 但效率较低。
汽蚀调节
通过改变泵入口压力或温 度来调节流量，适用于某 些特定类型的泵。
维护保养措施
定期检查
对泵与风机的运行状态进 行定期检查，包括振动、 噪音、温度等指标。
高效水力设计
01
通过优化水力模型，降低水力损失，提高泵与风机的运行效率。
高效电机设计
02
采用高效电机，提高电机效率，降低能源消耗。
高效控制系统设计
03
采用先进的控制系统，实现泵与风机的智能控制和优化运行，
提高整体运行效率。
系统节能改造方案
系统诊断与优化
通过对现有泵与风机系统进行全 面诊断，找出能源浪费的症结所
实验讨论
03
04
05
1. 分析实验结果与理论 2. 讨论实验操作过程中 3. 提出改进实验方案或
预测的差异及原因；
遇到的问题及解决方法； 方法的建议。
THANKS
感谢观看
发生。
04
泵与风机节能技术及应用
节能技术概述
节能技术定义
通过改进设备设计、提高运行效率、减少能源浪费等手段，实现 能源的有效利用和节约。
节能技术分类
包括设备节能技术、系统节能技术广泛应用于工业、建筑、交通等领域，是实现可持续发展的重要 手段。
高效节能产品设计
确定转速n和功率P
根据所选类型和性能参数确定 转速和功率。
选型原则
根据实际需求，综合考虑性能 参数、可靠性、经济性等因素 进行选型。
泵与风机通用课件(课堂版)
泵与风机的常见故障及排除方法
风机不能启动
检查电源是否正常，检查风机的 电机是否正常，检查风机的机械
部分是否正常。
风机流量不足
检查风机的入口和出口管道是否堵 塞，检查风机的叶轮是否磨损或堵 塞，检查风机的转速是否正常。
风机振动过大
检查风机的安装基础是否牢固，检 查风机的机械部分是否正常，检查 风机的电机是否正常。
定期清洗泵的内部
长期使用会使泵内部积累杂质，影响泵的性能和使用寿命，应定期 清洗。
风机的维护与保养
定期检查风机的运行状态
01
包括风机的振动、声音、轴承温度等，确保风机处于正常工作
状态。
定期更换轴承润滑油
02
轴承润滑油能够减少轴承磨损，提高风机的工作效率和使用寿
命，应定期更换。
定期清理风机外壳
03
长期使用会使风机外壳积累灰尘和污垢，影响风机的性能和使
用寿命，应定期清理。
泵与风机的常见故障及排除方法
泵不能启动
检查电源是否正常，检查泵的电 机是否正常，检查泵的机械部分 是否正常。
泵流量不足
检查泵的入口和出口管道是否堵 塞，检查泵的叶轮是否磨损或堵 塞，检查泵的转速是否正常。
泵与风机的常见故障及排除方法
• 泵振动过大：检查泵的基础是否牢固，检查泵的机械部分 是否正常，检查泵的电机是否正常。
其他类型泵的工作原理与结构
螺杆泵
利用螺杆旋转来输送液体，具有 密封性好、压力稳定等特点。
齿轮泵
利用齿轮旋转来输送液体，具有 结构简单、维护方便等特点。
真空泵
利用负压来抽取气体或液体，具 有抽气速度快、密封性好等特点
。
03 风机的工作原理与结构
CHAPTER
泵与风机课件(13)_习题分析
送密度为800kg/m3的液体，求几何安装高度，泵能抽吸的几何安装高度是否
与密度有关？
解：对双吸泵汽蚀比转速为：c
则该泵的必需汽蚀余量为：
5.62n qV / 2 NPSHr c
4/ 3
5.62n qV / 2 NPSH r
3/ 4
5.62 2950 650 / 3600 / 2 1200
qV（m3/h）
连接到下一课件
结束
流体力学及泵与风机课程组
4
2
0 0 10 20 30 40 50
qV
60
程为：HB=7.534 m。
H B 2 7.534 2 2 qV q 0.009qV 2 2 V qVB 22.8
但M点与B点不是相似工况点，需利用相似抛物线找出B 点的相似工况点A。 相似抛物线方程为：H=kqV2 =
作相似抛物线交泵性能曲线于A点，则点A是点B的相似工况点。 从图中可读出，HA=8.8m，qVA=31m3/h，且nA=nM=1450（r/min） 华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
4-1 某风机在管路系统中工作。风机转速n1＝960r/min，风机的性能曲 线如图4-39所示。管路性能曲线方程为pc＝20qV2,（式中qV 的单位以m3/s计 算）。若采用变速调节使风机向管路系统输送的风量为qV=25000m3/h，求这 时风机的转速n2。 解：取流量为0 、4 、6、8 、10（ m3/s），由pc＝20qV2 可求出各流量对 应的全压，如下表所示： qV（m3/s） qV（×103m3/h） 0 0 4 14.4 6 21.6 8 28.8 10 36
泵和风机专题教育课件
D
又 s
sin a
则 A Db（1 zs )
D sin a
令 1 zs
D sin a
为排挤系数
则过流断面面积为：
A Db
轴面速度为：
vm
qV
DbV
相对速度w旳方向或流动角β
当叶片为无限多时，相对速度w旳方向应与叶片 相应点切线方向一致，即βa=β∞
3 能量方程及其分析
动量矩定理：流体系统动量矩随时间旳变化率等于作 用在流体系统上旳外力矩旳矢量和
离心泵β2a : 20。 离心式风机β2a :
~30。
。。
40 ~60
后弯、径向和前弯式三种叶片旳比较
(2)径向式叶片：叶轮中流动损失小；后续流道流动损 失不小于后弯式；扬程较后弯式叶轮高；叶片制造简 朴，常用于通风机和排尘风机
(3)前弯式叶片：叶片弯曲度大,流道较短;流体在叶轮 出口旳绝对速度大;在叶轮及后续流道中有较大旳流动 损失；效率低；噪声也大;但扬程高；一般用于低压通 风机
2g
一而般当流v２体m∞径和向v１流m∞入相叶差轮不时大，，α能1∞够＝以90为。v，２m∞v１≈u∞v１＝m∞0相等，
Hd
v2 2u 2g
HT
u2v2u g
1
v2 2u
/ 2g
1
v2u
u2v2u / g
2u2
1 v2u
2u2
1.β2a=β2amin
v2u∞=0,则τ=1 且因HT∞=0,则 Hd∞=0, Hst∞=0
泵与风机 绪论
泵与风机旳分类
泵与风机旳主要部件 离心式泵旳主要部件：叶轮、吸入室、压出 室、导叶、密封装置等
离心式风机旳主要部件：叶轮、蜗壳、集流 器、进气箱等
又 s
sin a
则 A Db（1 zs )
D sin a
令 1 zs
D sin a
为排挤系数
则过流断面面积为：
A Db
轴面速度为：
vm
qV
DbV
相对速度w旳方向或流动角β
当叶片为无限多时，相对速度w旳方向应与叶片 相应点切线方向一致，即βa=β∞
3 能量方程及其分析
动量矩定理：流体系统动量矩随时间旳变化率等于作 用在流体系统上旳外力矩旳矢量和
离心泵β2a : 20。 离心式风机β2a :
~30。
。。
40 ~60
后弯、径向和前弯式三种叶片旳比较
(2)径向式叶片：叶轮中流动损失小；后续流道流动损 失不小于后弯式；扬程较后弯式叶轮高；叶片制造简 朴，常用于通风机和排尘风机
(3)前弯式叶片：叶片弯曲度大,流道较短;流体在叶轮 出口旳绝对速度大;在叶轮及后续流道中有较大旳流动 损失；效率低；噪声也大;但扬程高；一般用于低压通 风机
2g
一而般当流v２体m∞径和向v１流m∞入相叶差轮不时大，，α能1∞够＝以90为。v，２m∞v１≈u∞v１＝m∞0相等，
Hd
v2 2u 2g
HT
u2v2u g
1
v2 2u
/ 2g
1
v2u
u2v2u / g
2u2
1 v2u
2u2
1.β2a=β2amin
v2u∞=0,则τ=1 且因HT∞=0,则 Hd∞=0, Hst∞=0
泵与风机 绪论
泵与风机旳分类
泵与风机旳主要部件 离心式泵旳主要部件：叶轮、吸入室、压出 室、导叶、密封装置等
离心式风机旳主要部件：叶轮、蜗壳、集流 器、进气箱等
流体力学泵与风机ppt文档
流体力学泵与风机
第一章 绪 论
• §1.1 • §1.2 • §1.3 • §1.4
认识流体力学 作用在流体上的力 流体的主要力学性质 流体的力学模型
§1.1 认识流体力学
一、流体力学的定义：
研究流体在静止与运动状态下的力学规律及其工程应用的 学科（研究对象、内容及目的）
二、流体的定义：
具有流动性的物体是流体（即能够流动的物体）。
• 对于均质流体，质量力与体积成正比，又称体 积力或超距力
• 质量力包括重力和惯性力
• 单位质量所受到的质量力称为单位质量力，用
f 表示
• 对于均质流体
f FXi YjZk m
• 单位质量重力（X，Y，Z）=（0，0，-g)
• 单位质量惯性力 f ma a
m
二、表面力
• 表面力是作用在流体表面或截面上且与作用面的面积成 正比的力，表面力又称面积力或接触力
自然界物质存在的主要形态：固态、液态和气态 液体和气体是流体 流体与固体的区别 ➢固体静止时既能承受压力，也能承受拉力与剪切力 ； ➢流体只能承受压力，一般不能承受拉力，任何一个
微小的剪切力都能使流体发生连续的变形。
液体与气体的区别：
➢ 液体的流动性小于气体；
➢气体易于压缩；而液体难于压缩 ；
➢液体具有一定的体积，并取决于容器的形状，存在 一个自由液面；气体充满任何容器，而无一定体积， 不存在自由液面。
3. 数值方法 数值研究的一般过程是：对流体力学数学方程作简化和数
值离散化，编制程序作数值计算，将计算结果与实验结果比较。
常用的方法有：有限差分法、有限元法、有限体积法、边界 元法、谱分析法等。
计算的内容包括：飞机、汽车、河道、桥梁、涡轮机等流 场计算；湍流、流动稳定性、非线性流动等数值模拟。大型工 程计算软件已成为研究工程流动问题的有力武器。
第一章 绪 论
• §1.1 • §1.2 • §1.3 • §1.4
认识流体力学 作用在流体上的力 流体的主要力学性质 流体的力学模型
§1.1 认识流体力学
一、流体力学的定义：
研究流体在静止与运动状态下的力学规律及其工程应用的 学科（研究对象、内容及目的）
二、流体的定义：
具有流动性的物体是流体（即能够流动的物体）。
• 对于均质流体，质量力与体积成正比，又称体 积力或超距力
• 质量力包括重力和惯性力
• 单位质量所受到的质量力称为单位质量力，用
f 表示
• 对于均质流体
f FXi YjZk m
• 单位质量重力（X，Y，Z）=（0，0，-g)
• 单位质量惯性力 f ma a
m
二、表面力
• 表面力是作用在流体表面或截面上且与作用面的面积成 正比的力，表面力又称面积力或接触力
自然界物质存在的主要形态：固态、液态和气态 液体和气体是流体 流体与固体的区别 ➢固体静止时既能承受压力，也能承受拉力与剪切力 ； ➢流体只能承受压力，一般不能承受拉力，任何一个
微小的剪切力都能使流体发生连续的变形。
液体与气体的区别：
➢ 液体的流动性小于气体；
➢气体易于压缩；而液体难于压缩 ；
➢液体具有一定的体积，并取决于容器的形状，存在 一个自由液面；气体充满任何容器，而无一定体积， 不存在自由液面。
3. 数值方法 数值研究的一般过程是：对流体力学数学方程作简化和数
值离散化，编制程序作数值计算，将计算结果与实验结果比较。
常用的方法有：有限差分法、有限元法、有限体积法、边界 元法、谱分析法等。
计算的内容包括：飞机、汽车、河道、桥梁、涡轮机等流 场计算；湍流、流动稳定性、非线性流动等数值模拟。大型工 程计算软件已成为研究工程流动问题的有力武器。
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2 p2 p1 2 12 255000 ( 33340) H H Z 0.6 0 30（m） g 2g 1000 9.806
轴功率为：
gqV H 1000 9.806 50 30.004 Psh 6.59 （kW） 1000 3600 0.62
12
H
10
Hc－qV
图中Hc－qV 曲线与H－qV 曲线的交 点M即为泵的运行工况点。从图中可以 读出：qVM=36m3/h，HM=8.4m。
A
8
M B
H－qV
6
2）流量降低20％后，q V B =(1-20 ％)qV =28.8（m3/h），此时的运行工况 点位于Hc－qV 上流量为28.8 m3/h这一点， 即图中的B 点，从图中可读出该点的扬
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
1-7 已知某离心泵在转速为n＝1450r/min时的参数见表1-10。
表1-10 qV（m3/h）
H (m)
参数表 0
11.0 0
7.2
10.8 15
14.4
10.5 30
21.6
10.0 45
28.8
9.2 60
36
8.4 65
送密度为800kg/m3的液体，求几何安装高度，泵能抽吸的几何安装高度是否
与密度有关？
解：对双吸泵汽蚀比转速为：c
则该泵的必需汽蚀余量为：
5.62n qV / 2 NPSHr c
4/ 3
5.62n qV / 2 NPSH r
3/ 4
5.62 2950 650 / 3600 / 2 1200
4/ 3
6.671 (m)
允许汽蚀余量为：[NPSH]=NPSHr+k =6.671+0.3=6.971 (m)
由于吸入液面压强pe等于汽化压强pV，故
安高度与密度无关，为：
pe pV 0 , 即该泵的允许几何 g
[Hg]=-[NPSH]-hs=-6.971-0.5 =-7.471 （m） 计算结果[Hg]为负值，故该泵的叶轮进口中心应在容器液面以下7.471m。 华北电力大学
qV（m3/h）
连接到下一课件
结束
流体力学及泵与风机课程组
扬程H：(m) ； 有效功率：Pe＝gqV H/1000＝qV p /1000 (kW)。
2、工程概念不清楚，没进行题后思考
1）1-7 求流量减少20％后的转速，有部分同学求出的转速比原先的大，
应该有明确的概念，流量减少后，转速应该是降低的；
2）1-9 求比转速ns。在计算比转速的时候，流量的单位应为m3/s，但 题目中给出的单位是m3/h，这时需进行单位换算； 3）表1-9 中给出了叶片式泵的比转速范围是30~1000，部分同学的计 算结果为5000。
H (m)
1800
H-qV M
泵 单 独 运 行 ，
H-qV 与Hc-qV的交点 N点即为一台泵0
运行时的运行工况点，
从图中可读出： qVN=285m3/h。 则当一台水泵停
1200
Hc－qV
1000 0 100 200 300 400 500 600 700
止工作后，流量占并联运行时流量的百分比为： qVN 285 100% 63% qVM 455 返回到课程导航 华北电力大学
泵与风机 Pumps and Fans
泵与风机
主 编：安连锁 课件制作：吕玉坤
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
习题分析课
一、存在的主要问题 二、部分习题解
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
一、存在的主要问题
1、对一些重要参数的单位不明确
由于在图中流量的单位为 m3/h ， 需对流量进行换算后才可在图中作出
Hc－qV 性能曲线，如图所示。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
图中H -qV与Hc-qV 的交点M点即为并联后的联合运行工况点，从图中 可读出：qVM=455 m3/h。2000 3） 一 台 泵 停 止 工作后，相当于一台
ns
3.65n qV
H/i 3 / 4
3.65 5050 576 / 3600 98.52 3/ 4 2523 / 8
查表1－9 可知该泵为中比转速泵，叶片形状为入口处扭曲，出口处柱形。 华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
2-3 设计一台双吸泵，n=2950r/min，流量qV=650m3/h，吸入液面压强pe 等于汽化压强pV，c=1200，hs=0.5m，安全余量k=0.3m。假定设计的泵抽
P Pa
n2 n1
qV2 25000 960 685.71 686 (r/min) qV1 35000
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） （
p－qV M
pc－qV
M
15
20
25
30
35
40
45
qV（×103m3/h）
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泵与风机 Pumps and Fans
4-3 两台性能完全相同2DG-10型水泵并联运行，每台泵的H－qV性能曲
πD2 n π 0.5 1000 26.18 (m/s) 60 60
2u u2 w2 cos 120 26.18 20 0.5 36.18 (m/s)
速度三角形如图所示： 理论全压为：
2
w2
u2
pT＝ u2u＝1.2×26.18×36.18＝1136.63（Pa）
pc (Pa) 0 320 720 1280 2000 由于在图中流量的单位为×103m3/h，需对流量进行换算后才可在图中 作出pc－qV 性能曲线，如下图所示。
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3500 风机性能曲线p－q V与管路 性能曲线pc－qV的交点M为运行 3000 工况点，从图可读出该点流量 2500 为：q V1 =35×10 3 m 3 /h。变速调 2000 节后风机的性能曲线要变化， 1500 但管路性能曲线不变，因此变 1000 速后新的运行工况点必在管路 500 性能曲线上流量qV2=25000 m3/h 这一点，即M点。 0 0 5 10 对风机管路性能曲线即为相 似抛物线，即M点与M’点为相似工 况点。由相似定律可得风机变速后的转速为：
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4-1 某风机在管路系统中工作。风机转速n1＝960r/min，风机的性能曲 线如图4-39所示。管路性能曲线方程为pc＝20qV2,（式中qV 的单位以m3/s计 算）。若采用变速调节使风机向管路系统输送的风量为qV=25000m3/h，求这 时风机的转速n2。 解：取流量为0 、4 、6、8 、10（ m3/s），由pc＝20qV2 可求出各流量对 应的全压，如下表所示： qV（m3/s） qV（×103m3/h） 0 0 4 14.4 6 21.6 8 28.8 10 36
43.2
7.4 55
50.4
6.0 30
（％）
将此泵安装在静扬程Hst＝6m的管路系统中，已知管路的综合阻力系数
＝0.00185h2/m5，试用图解法求运行工况点的参数。如果流量降低20％，
试确定这时的水泵转速应为多少。设综合阻力系数不变。
2 解：1）管路系统能头Hc＝Hst＋qV ，由题意可求出各流量点对应的
4
2
0 0 10 20 30 40 50
qV
60
程为：HB=7.534 m。
H B 2 7.534 2 2 qV q 0.009qV 2 2 V qVB 22.8
但M点与B点不是相似工况点，需利用相似抛物线找出B 点的相似工况点A。 相似抛物线方程为：H=kqV2 =
作相似抛物线交泵性能曲线于A点，则点A是点B的相似工况点。 从图中可读出，HA=8.8m，qVA=31m3/h，且nA=nM=1450（r/min） 华北电力大学
管路系统能头如下表所示： qV（m3/h） 0 7.2 14.4 21.6 28.8 36 43.2 50.4
Hc (m)
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6
6.096
6.384
6.863 7.534 8.398 9.453 10.699 流体力学及泵与风机课程组
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由以上数据可作出该泵的H－qV 和Hc－qV 曲线如下图所示。
3、没有掌握课程的重点、难点
相似工况点的概念、运行工况点的确定等。 华北电力大学
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二、部分习题解
0-1、试求输水量qV=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口压力
表读数为255000Pa，泵入口真空表读数为33340Pa，表位差为0.6m，吸水 管与压水管管径相同，离心泵的总效率=0.62。 解：由于吸水管与压水管管径相同，因此 1 2 该泵的扬程为：
Pe
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1-4 某前向式离心风机叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶 片出口安装角2y=120，叶片出口处空气的相对速度w2＝20m/s。设空气以 径向进入叶轮，空气的密度 =1.2kg/m3，试求该风机叶轮产生的理论全压。 解：由题意得： 圆周速度 u2 绝对速度的周向分速度
轴功率为：
gqV H 1000 9.806 50 30.004 Psh 6.59 （kW） 1000 3600 0.62
12
H
10
Hc－qV
图中Hc－qV 曲线与H－qV 曲线的交 点M即为泵的运行工况点。从图中可以 读出：qVM=36m3/h，HM=8.4m。
A
8
M B
H－qV
6
2）流量降低20％后，q V B =(1-20 ％)qV =28.8（m3/h），此时的运行工况 点位于Hc－qV 上流量为28.8 m3/h这一点， 即图中的B 点，从图中可读出该点的扬
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1-7 已知某离心泵在转速为n＝1450r/min时的参数见表1-10。
表1-10 qV（m3/h）
H (m)
参数表 0
11.0 0
7.2
10.8 15
14.4
10.5 30
21.6
10.0 45
28.8
9.2 60
36
8.4 65
送密度为800kg/m3的液体，求几何安装高度，泵能抽吸的几何安装高度是否
与密度有关？
解：对双吸泵汽蚀比转速为：c
则该泵的必需汽蚀余量为：
5.62n qV / 2 NPSHr c
4/ 3
5.62n qV / 2 NPSH r
3/ 4
5.62 2950 650 / 3600 / 2 1200
4/ 3
6.671 (m)
允许汽蚀余量为：[NPSH]=NPSHr+k =6.671+0.3=6.971 (m)
由于吸入液面压强pe等于汽化压强pV，故
安高度与密度无关，为：
pe pV 0 , 即该泵的允许几何 g
[Hg]=-[NPSH]-hs=-6.971-0.5 =-7.471 （m） 计算结果[Hg]为负值，故该泵的叶轮进口中心应在容器液面以下7.471m。 华北电力大学
qV（m3/h）
连接到下一课件
结束
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扬程H：(m) ； 有效功率：Pe＝gqV H/1000＝qV p /1000 (kW)。
2、工程概念不清楚，没进行题后思考
1）1-7 求流量减少20％后的转速，有部分同学求出的转速比原先的大，
应该有明确的概念，流量减少后，转速应该是降低的；
2）1-9 求比转速ns。在计算比转速的时候，流量的单位应为m3/s，但 题目中给出的单位是m3/h，这时需进行单位换算； 3）表1-9 中给出了叶片式泵的比转速范围是30~1000，部分同学的计 算结果为5000。
H (m)
1800
H-qV M
泵 单 独 运 行 ，
H-qV 与Hc-qV的交点 N点即为一台泵0
运行时的运行工况点，
从图中可读出： qVN=285m3/h。 则当一台水泵停
1200
Hc－qV
1000 0 100 200 300 400 500 600 700
止工作后，流量占并联运行时流量的百分比为： qVN 285 100% 63% qVM 455 返回到课程导航 华北电力大学
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泵与风机
主 编：安连锁 课件制作：吕玉坤
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习题分析课
一、存在的主要问题 二、部分习题解
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一、存在的主要问题
1、对一些重要参数的单位不明确
由于在图中流量的单位为 m3/h ， 需对流量进行换算后才可在图中作出
Hc－qV 性能曲线，如图所示。
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图中H -qV与Hc-qV 的交点M点即为并联后的联合运行工况点，从图中 可读出：qVM=455 m3/h。2000 3） 一 台 泵 停 止 工作后，相当于一台
ns
3.65n qV
H/i 3 / 4
3.65 5050 576 / 3600 98.52 3/ 4 2523 / 8
查表1－9 可知该泵为中比转速泵，叶片形状为入口处扭曲，出口处柱形。 华北电力大学
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2-3 设计一台双吸泵，n=2950r/min，流量qV=650m3/h，吸入液面压强pe 等于汽化压强pV，c=1200，hs=0.5m，安全余量k=0.3m。假定设计的泵抽
P Pa
n2 n1
qV2 25000 960 685.71 686 (r/min) qV1 35000
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p－qV M
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4-3 两台性能完全相同2DG-10型水泵并联运行，每台泵的H－qV性能曲
πD2 n π 0.5 1000 26.18 (m/s) 60 60
2u u2 w2 cos 120 26.18 20 0.5 36.18 (m/s)
速度三角形如图所示： 理论全压为：
2
w2
u2
pT＝ u2u＝1.2×26.18×36.18＝1136.63（Pa）
pc (Pa) 0 320 720 1280 2000 由于在图中流量的单位为×103m3/h，需对流量进行换算后才可在图中 作出pc－qV 性能曲线，如下图所示。
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3500 风机性能曲线p－q V与管路 性能曲线pc－qV的交点M为运行 3000 工况点，从图可读出该点流量 2500 为：q V1 =35×10 3 m 3 /h。变速调 2000 节后风机的性能曲线要变化， 1500 但管路性能曲线不变，因此变 1000 速后新的运行工况点必在管路 500 性能曲线上流量qV2=25000 m3/h 这一点，即M点。 0 0 5 10 对风机管路性能曲线即为相 似抛物线，即M点与M’点为相似工 况点。由相似定律可得风机变速后的转速为：
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4-1 某风机在管路系统中工作。风机转速n1＝960r/min，风机的性能曲 线如图4-39所示。管路性能曲线方程为pc＝20qV2,（式中qV 的单位以m3/s计 算）。若采用变速调节使风机向管路系统输送的风量为qV=25000m3/h，求这 时风机的转速n2。 解：取流量为0 、4 、6、8 、10（ m3/s），由pc＝20qV2 可求出各流量对 应的全压，如下表所示： qV（m3/s） qV（×103m3/h） 0 0 4 14.4 6 21.6 8 28.8 10 36
43.2
7.4 55
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6.0 30
（％）
将此泵安装在静扬程Hst＝6m的管路系统中，已知管路的综合阻力系数
＝0.00185h2/m5，试用图解法求运行工况点的参数。如果流量降低20％，
试确定这时的水泵转速应为多少。设综合阻力系数不变。
2 解：1）管路系统能头Hc＝Hst＋qV ，由题意可求出各流量点对应的
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0 0 10 20 30 40 50
qV
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程为：HB=7.534 m。
H B 2 7.534 2 2 qV q 0.009qV 2 2 V qVB 22.8
但M点与B点不是相似工况点，需利用相似抛物线找出B 点的相似工况点A。 相似抛物线方程为：H=kqV2 =
作相似抛物线交泵性能曲线于A点，则点A是点B的相似工况点。 从图中可读出，HA=8.8m，qVA=31m3/h，且nA=nM=1450（r/min） 华北电力大学
管路系统能头如下表所示： qV（m3/h） 0 7.2 14.4 21.6 28.8 36 43.2 50.4
Hc (m)
华北电力大学
6
6.096
6.384
6.863 7.534 8.398 9.453 10.699 流体力学及泵与风机课程组
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由以上数据可作出该泵的H－qV 和Hc－qV 曲线如下图所示。
3、没有掌握课程的重点、难点
相似工况点的概念、运行工况点的确定等。 华北电力大学
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二、部分习题解
0-1、试求输水量qV=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口压力
表读数为255000Pa，泵入口真空表读数为33340Pa，表位差为0.6m，吸水 管与压水管管径相同，离心泵的总效率=0.62。 解：由于吸水管与压水管管径相同，因此 1 2 该泵的扬程为：
Pe
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1-4 某前向式离心风机叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶 片出口安装角2y=120，叶片出口处空气的相对速度w2＝20m/s。设空气以 径向进入叶轮，空气的密度 =1.2kg/m3，试求该风机叶轮产生的理论全压。 解：由题意得： 圆周速度 u2 绝对速度的周向分速度