泵与风机课后习题答案及思考题.第四版

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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， 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 =35mm, b 2=19mm, D , =178mm,

2a

=20°。设流体径向流入叶轮，女口 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 T 。

3

Dm 178 10 1450 (,、

u 1= — = --------------- = (m/s )

60 60

0.086

= (m/s )

0.381 0.019

3

般在入口

D 2 =381mm, 1a =18°

解：由题知：流体径向流入叶轮

1

=90° 则:

V 1 =V 1m =U 1 tg

1a

= tg

(m/s ) q 1V = D 1 b V 1m

(m 3

/s )

二 V 2m^^

D 2b 2

D2n 381 10 1450 /一、u2=—= --------------- = ( m/s)

60 60

V2u =U2-V2m Ctg 2a = ( m/s)

H T -込-空42- (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2a =45°,出口处的轴面速度V 2m =So 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 ，又若环流系数 K=流 动效率山=时，泵的实际扬程H 是多少?

V 2u = u 2- V 2m ctg 2a = ( m/s )

1- 90。H T -UV^-34*31 沖-(m)

9.8

实际扬程 H=K H T =K h H T

=

(m)

1- 3有一离心式水泵，叶轮外径 D 2=360mm 出口过流断面面积 A 2=m 2

，叶片出

口安装角2a =30°，流体径向流入叶轮，求转速n=1480r/min ，流量q v,T =s 时的 理论扬程H T 。设环流系数K=o 解：流体径向流入叶轮

1

-90°

3

q

V,T

_83.8 10 _

(

〜/c)

V 2m = --- - -------- (m/s )

A 0.023 =U 2 — V 2m ctg 2a =-虫= (m/s )

H T =K H T =

(m )

解：U 2-丄艺

2

60 0

-

22 2980

- (m/s )

60

V 2m - m/s

2a

-45°.・. W 2-—V 2m

sin

2a

(m/s )画出出口速度三角形

U 2-空 2

60

03L 竺0- (m/s ) 60

H T

U 2V 2U -27.88 21.58 - (

9.8

V 2u

1- 4有一叶轮外径为300mm 勺离心式风机，当转速为2890r/min 时。无限多叶片

叶轮的理论全压P T 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P =m 3。 解：气体沿径向流入1=90°

由图知u 2 =V 2u =s

1-5有一离心式风机，转速 n=1500r/min ，叶轮外径D 2 =600mm 内径D 1=480mm

叶片进、出口处空气的相对速度为 w i =25m/s 及w 2 =22m/s ，它们与相应的圆周速 2

=120°,空气密度 =m 3

。绘制进口及出口速度三

=u 2- w 2 cos 2a = cos120 = (m/s )

1-6有一离心式水泵，在转速 n=1480r/min 时，流量q V =89L/s ，扬程H=23m 水

以径向流入叶轮，叶轮内的轴面速度V 1m =S 。内、外径比D 1/ D 2=，叶轮出口宽度 b 2=

D 2，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

又叶轮出口相对速度沿半径方向 2a

=90

D 2n U 2 =

60

O.

3 2980

= (m/s )

60

…p T = U 2V 2u

(Pa )

度的夹角分别为1=60°

角形，并求无限多叶片叶轮所产生的理论全压

p

T

。

解: U 1

Dn= O.48 1500

= (m/s ) 60 60 D 2n 0.6 1500 「、

U2 = —^ = ----- ---- = (m/s )

60 60 V 1u

V im = W i Sin V 2m =W 2 sin 知 u 、V m

1a =25 sin 60 =( m/s ) 2a

=22 sin120 =( m/s )

可得速度三角形

u 1 w 1 cos 2a 37.68 25 cos60

25.18( m/s )

V 2u P T

u 2v 2u u 1v 1u 1.2 47.1 58.1 37.68 25.18 2145.27 (Pa)