【精品】泵与泵站第五版课后答案

【关键字】精品无需财富值下载【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 ≈，022221=-gv v ； 压力表和真空表沿泵轴安装，即0=∆z 则最后：gv h H H ST223+∑+=【5】．解答：泵的基本方程式：)(1)(12222222222ββctg C u u gctg C u g u u C g H r r u T -=-=⋅=叶轮出口牵连速度：）（s /m 25.216028.014.314506022=⨯⨯==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 QF 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，ηρ1000gQHN =，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 gg 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）=2SQ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gv 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：优点：（1）保持管网等压供水（即静扬程不变）；（2）节能注意：（1）调速后的转速和水泵的临界转速不能重合、接近或成倍数。

（2）调速不能超过泵的额定转速，即一般不轻易调高。

（3）为了节约投资，一般采用定速泵和调速泵并联工作。

（4）泵的调速范围应该保证调速泵和定速泵的工况都在高效段运行。

【14】．解答：比转速不变。

因为调速后满足比例率：2121n n Q Q =，22121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=n n H H比转速43111165.3H Q n n s =比转速：【15】．解答： 据已知：比例尺41==实D D m λ，min /730/11Q 8.0r n s L m H m m m ===，，实际泵min /960r n =实根据相似律：实实n n Q Q m m 3s λ=，22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=实实n n H Hmmλ 则：实际泵流量：s L n n Q Q mm /926730419601133=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⋅⋅=λ实实【16】．解答： 该水泵的比转速：min /10050032.0290065.365.34343r HQ n n s =⋅⨯==参考P54，min /100r n s =的相对性能曲线，铭牌上参数即为：s L Q /320=，m H 500=，kw N 9.220=，%5.680=η根据公式：0Q Q Q ⋅=【17】．解答：min /12718000706.0r n s =⨯=我国的比转速为美国的0.0706倍，日本的0.47倍。

【18】．解答： 12Sh-19水泵的特性曲线见P60，图2-50据题意，已知：m H ST 14=，52/225m s S =，mm D 2902=则其管道特性曲线为：2222514Q SQ H h H H ST ST +=+=∑+=绘制：管道特性曲线()h Q ∑-h Q ∑-曲线交曲线于A 点，A 点即为水泵的工况点，对应流量为Q A =195L/s ，扬程H A =22.8m 。

流量减少12％，则减少后流量为Q B =（1-12％）×196＝171.6L/s ，扬程为m Q H B B 6.20225142=+=，其工况点移动到B （171.6，20.6）点其等效率曲线系数：7001716.06.2022===BBQ H k （s 2/m 5） 等效率曲线：22700Q kQ H == 绘制：等效率曲线2kQ H =kQ H =曲线过B 点，交H Q -曲线于B 点，B 点即为水泵对应B 点的相似工况点，对应流量为'BQ =185L/s ，扬程'BH =24.0m 。

根据切削律：BBB D D Q Q22'=切削后叶轮直径：mm D QQ D B B B 2672901856.17122'=⨯=⋅=切削量：%9.7%100290267290%100222=⨯-=⨯-D D D B【19】．解答：铭牌的参数为泵设计工况时的参数，即水泵的水力效率最高时的工作参数。

因此在描述水泵性能时，应该强调前提是在设计工况时，泵能打多少水，扬程多高。

【21】．解答： （1）相当于水泵和水箱联合供水的工作方式。

14SA-10泵特性曲线见P32。

以吸水池水面为基准面。

密闭高位水箱的测压管水头为：()()m H c 481015.31000.123=⨯-+-= B 点测压管水头为：()()m H B 404212100120=⨯++-=水泵特性曲线折引到B 点，折引后：22200'Q H Q S H h H H AB AB -=-=∑-=水池供水特性曲线折引到B 点：22'13048Q Q S H h H H BC c BC c c-=-=∑-= 绘制：水泵折引后特性曲线()'H Q -绘制：高位水池供水折引后特性曲线c H Q -绘制：40=B H 直线，交c H Q -于C 点，则C 点对应的流量Q C =245L/s 为高位水箱的出流流量，交()'H Q -于A ’点，过A ’点做纵轴平行线，交()H Q -于A 点，A点即为水泵的工况点，对应流量为Q A =350L/s ，扬程H A =65m 。

B 点的流量：s L Q Q QC A B /595350245=+=+=（图1）（2）相当于水泵同时向两个水箱供水的问题。

如上图，绘制：水泵折引后特性曲线()'H Q -绘制：40=B H 直线，交()'H Q -于A ’点，过A ’点做纵轴平行线，交()H Q -于A 点，A 点即为水泵的工况点，对应流量为Q A =350L/s ，扬程H A =65m 。

水泵到水池C 的流量：s L Q Q Q B A C /31040350=-=-=（（图2）【22】．解答： （1）不是。

因为：允许吸上真空高度为真空表读数v H 的极限值。

要求满足s v H H ≤，能够保证水泵不产生气蚀。