【精品】泵与泵站第五版课后答案

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【P107习题】

【1】．（1）已知，出水水箱内绝对压强P1=3.0atm，进水水箱绝对压强P2=0.8atm 以泵轴为0-0线，大气压Pa=1atm

出水水箱测压管水头：

进水水箱测压管水头：（“-”表示在泵轴以下）

（2）泵的吸水地形高度：

（3）泵的压水地形高度：

【2】．解答：如图（a），

据题意：

以泵轴为基准面

（1）b水泵位置水头：

b水泵吸水池测压管水柱高度：

b水泵吸水池测压管水头：

b水泵

解得：

（2）c水泵位置水头：（在泵轴以下）

c水泵吸水池测压管水柱高度：

c水泵吸水池测压管水头：

c水泵H

解得：

（1）根据给定的流量和管径，查《给水排水设计手册》第一册，得：吸水管沿程水头损失系数‰

压水管沿程水头损失系数‰

真空表读数：（见P24，公式2-30）

真空表安装在泵轴处，

则：

计算水泵的吸水管流速：

泵吸水地形高度：

吸水管水头损失：

则：真空表读数

∵

则：%

真空度=

（2）泵的静扬程： 压水管水头损失： 管道总水头损失：

总扬程：

（3）轴功率：

【4】．解答：以吸水池水面为基准面

列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下： 0-0断面： 1-1断面： 2-2断面： 3-3断面：

吸水管水头损失： 得：

压水管水头损失：

得：

∵泵装置总扬程 则：

（总水头损失）

忽略流速差，即21v v ≈，

022

2

21=-g

v v ； 压力表和真空表沿泵轴安装，即0=∆z 则最后：g

v h H H ST

223

+∑+=

【5】．解答：泵的基本方程式：)(1)(12222

222222ββctg C u u g

ctg C u g u u C g H r r u T -=-=⋅=

叶轮出口牵连速度：）

（s /m 25.2160

28

.014.314506022=⨯⨯==

D n u π 叶轮出口面积：）（2222m 035.004.028.014.3=⨯⨯=⋅=b D F π

径向流速：）（s /m 57.38035

.02T 2T T r Q Q

F Q C ===

代入基本方程式，得理论特性曲线：

（1）Q-H 关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的1.3倍。

因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度ρ被消掉了，因此，水泵的理论扬程

和液体密度无关，水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程H T 和Q T 关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的，液体的其他物理特性和水相同，则，其在水泵内部的各种损失和

输送水时一样，因此，水泵的特性曲线Q -H 不变。

水泵的轴功率和液体密度ρ有关，η

ρ1000gQH

N =

，N 和ρ成正比，当水ρρ3.1=时，

则功率变为原来的1.3倍。

（2）压力表读数变为原来的1.3倍。

因为：如问题（1）所示，输送液体的密度改变，扬程不变，则其压力表读数d H 不变，泵的压力表读数：)MPa (d d gH P ρ=，和密度成正比，当水ρρ3.1=时，则d P 变为原来的1.3倍。 （3）以吸水池水面为基准面

吸水池和高位水池的高度差：m Z 48=

高位水池的测压管内液柱高度：()m g

g P P h a 9.73.11210013.15=-⨯⨯=-=

水ρρ

静扬程：m h Z H ST 9.559.748=+=+=

【7】．解答：测压管水头：h Z H g ρ+=测 Z ——位置水头

h g ρ——测压管内水柱高度（压强水头）

管道水头损失：12H H h -=∆（计算段前后测压管水头差）=2

SQ

测压管水头线：沿程测压管水头的连线，以管道长度为横坐标，测压管水头高度

为纵坐标，绘制测压管水头线，曲线趋势是下降。

管道水头损失特性曲线：以流量为横坐标，管道水头损失为纵坐标，绘制曲线，曲线的趋势为上升。 【8】．解答：

如图，则，A 表显示的为水泵压力表读数，C 表显示为水泵真空表读数，B 点显示为闸

阀后的压力表读数。

（1）A 、B 读数一样，测压管水面高度一样。

因为：闸阀全开，阀门前后的水头损失不计，则A 、B 点压力相同。

（2）A 表读数增大，B 表读数减小，A 测压管水面高度增加，B 测压管水面高度减小。

因为：闸阀关小，流量减小。水泵的工况点向流量Q 减小，扬程H 增大的方向移

动。水泵的总扬程d v H H H +=，真空表读数g

v h H H s ss v 221+∑+=，闸阀关小时，流量减

小，则s h ∑减小，1v 减小，ss H 不变，则v H 读数减小，而总扬程H 是增大的，因此d H 是增大的，即A 表读数增大。

闸阀关小，闸阀段的水头损失增大，则A 、B 压力表（或测压管高度）之差即为闸

阀段的水头损失。B 点的压力表读数亦可表示为BD BD h H ∑+，闸阀关小，流量减小，

2Q S h BD BD =∑减小，BD H 不变，则B 点的压力表读数减小，对应的测压管水面高度减小。

（3）C 表读数减小，C 比压管水面高度增加。

因为：如（1）问中，v H 读数减小，即C 表读数减小。又因为C 表处为负压，C

表读数减小，对应的测压管水面高度增加。

【9】．解答：

（1）不一定。因为可能调节出水泵的高效段，则，水泵的效率降低。

【10】．解答：

（1）一样。

因为：总扬程h H H ST ∑+=。两种情况，静扬程ST H 一样，水头损失一样，则

总扬程一样。

（2）水泵装置的总扬程增加，则水泵的工况点向流量减小、扬程增加的方向移动，水

泵的轴功率降低，电耗减小。

因为：静扬程ST H 增加，则总扬程增加。其管道特性曲线变化如图。

【12】．解答：

意义：，和定速运行时水泵工作的高效段相比，通过调速运行，水泵形成了一系列的Q-H

曲线，对应着一系列的高效段，从而将一个泵的高效工作段扩展为一个高效区，大大扩展了水泵的高效工作范围。从而有效的解决了供水过程中，水量逐时变化情况下，水泵的高效、节能工作的问题。 【13】．解答：