泵与风机杨诗成第四版习题及答案(4)剖析

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=⨯=

⋅=

v

m h ηηηη

4-2 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：P

K +=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。

4-4解：

77.09860

1000/1367.581.91000=⨯⨯⨯===

P H gq P P v e ρη 91.092

.092.077

.0=⨯=

⋅=

v

m h ηηηη

4-5 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12.6kW ，电动机效率为0.90，传动效率为0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。

4-5，解： 有效功率 ∵P e =ρg·q v ·H

∵()w Z g

v v g p p H h Z 2122

12212+-+-+-=ρ

w

v v

m B g

d q d q g p p H h 0244

2

212

2

2

++⎪

⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ππρ

00241025.04

75.0025.09810

400003200002

22

2

++⎪

⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⎪⎪⎪⎪⎭⎫

⎝⎛

++=g

H ππ=36.69+6.19001.00032.0-=36.69m

∴P e =ρg·q v ·H/1000=9810×0.025×36.69/1000=9.0(kw) 轴功率：

P=电机输入功率P g ´ · ηg ·ηd =12.6×0.90×0.97=11.0(kw) 泵的总效率：

%82.81%1000

.110.9%100=⨯=⨯=

p P e η 4-6 离心风机转速n=1450r/min ，流量q v =1.5m 3/min ，风机的全压p=1.2kPa ，ρ=1.2kg/m 3。

今用它输送密度ρ=0.9kg/m 3的烟气，风压不变，则它的转速应为多少？实际流量为若干？

4-6，解：1.转速n 2

（1）求出转速不变，仅密度变化后，风压的变化值。

根据相似定律，在转速不变时（同为1450r/min 时），p 1/p 2=ρ1/ρ2 因此，假定转速不变，只是气体密度发生变化（变为ρ2=0.9kg/m 3），则风压为：

p 2=p 1×ρ2/ρ1=1.2×103

×0.9/1.2=900（Pa ）

（2）同一台风机，其它条件不变，仅仅转速变化，符合相似定律：

p 1/p 2=（n 1/n 2）2

∴n 2=n 121/p p =14509.0/2.1=1674（r/min ）

2.流量

根据相似定律：q 1/q 2=n 1/n 2

∴q 2= q 1×n 2/n 1=1.5×1674/1450=17.32（m 3/min ）

4-7 有一只可把15℃冷空气加热到170℃热空气的空气预热器，当它的流量q m =2.957×103kg/h 时，预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa ，如果在该系统中装一只离心风机，问从节能的角度考虑，是把它装在预热器前，还是预热器后（设风机效率η=70%）

4-7解：

计算：装在预热器前消耗的功率P e1 P e1=pq v /1000

装在预热器前时（t=15℃），输送同样质量流量（q m =2.957×103kg/h ）的气体，体积流量为：（查的t=15℃时的气体密度为ρ1=1.226kg/m 3）

q v1=q m /ρ1=2.957×103/1.226=2.412×103（m 3/h ）=0.67 m 3/s ∴P e1=pq v =150×0.67=100.5（W ）

消耗轴功率P= P e1/η=100.5/0.7=143.6（W ）