流体力学泵与风机的课后习题

解：
该风机的全压为：
说明： 应明确风机的全压、动压与风机进、出口处气体静压、动压、全压的定义，它们之间的区别 和联系。
相似理论在泵与风机中的应用
1、某电厂有一冷凝泵，转速 35m3 / h , H = 62m , P = 7 . 6kw ，η＝ 0.82 , 如图 所示，问当转速 n =2900r / min 时，与 A 点对应的相似工况点的参数为多少？
请选择： × √ 答案： × 5、泵与风机的最佳工况点是效率最高时所对应的工况点。( )
请选择： × √
答案： √ 6、虹吸管虹吸高度取决于管内真空值。( )
（m）
7、有一装有进风管道和出风管道的送风机，用 U 形管在风机进口处测得空气静压 p1b 和动 压 pd1 分别为-37.5mmH2O 和 6.5 mmH2O；风机出口处的静压 p2b 和动压 pd2 分别为 19mmH2O 和 12.5 mmH2O，试计算风机的全压为多少？ 分析： U 形管测得的气体静压是气体绝对静压与大气压力之差，气体绝对静压应是大气压力加上 U 形管读数；U 形管测得的气体动压是气体绝对全压与绝对静压之差，气体动压就是 U 形管的 读数，无需考虑加减大气压力。 设大气压力为 pa，风机进口处空气绝对静压 P1= Pa+ P1b，空气全压为 P1+ Pd1； 风机出口处空气绝对静压 P2= Pa+ P2b，空气全压为 P2+ Pd2。 根据风机全压的定义，风机全压为：
（kW）
说明： 电动机的容量一般是指电动机的铭牌额定输出功率，在工程实际中，进行了上述计算后，应 查阅有关电动机产品系列，选用容量等级等于或略大于 16.8kW 的电动机，对于本题可选用 容量为 18.5 kW 的电动机。 风机全压单位换算是 1 mmH2O 等于 9.797Pa，工程计算时可取 10Pa。 3、 某电厂循环水泵的电动机输入功率为 1720 kW，电动机效率为 0.90，直联传动效率为 0.98，泵的扬程为 20m，循环水的密度为 1000 kg/m3，问该循环水泵的流量为多少立方米/ 小时（取泵的效率为 0.78）？ 解：
有关。
4、流场中每一个流体微团满足 函数。
答案：速度势
时，流体是无旋流动，存在
5、螺旋流是
和
答案：点涡 点汇
的叠加。
6、串联管道的流量特点是
能量损失特点是
。
答案：各管段中的流量相等 各并联支管的能量损失都相同
；并联管道的
7、离心式水泵按工作叶轮数目分为
和
。
答案：单级泵 多级泵
8、泵与风机的损失有
、
流体力学泵与风机的课后习题
泵与风机的结构
1、指出离心式风机主要部件名称
2、指出轴流泵主要部件名称
3、在下列热力发电厂的泵与风机序号中选择至少两个正确序号填入下面各题的空白处。 （a）锅炉给水泵 （b）汽轮机凝结水泵 （c）循环水泵 （d）送风机 （e）引风机 （f）排粉风机 （g）烟气循环风机
1）热力发电厂的泵与风机中 2）热力发电厂的泵与风机中 3）热力发电厂的泵与风机中
2、现有 KZG - 13 型锅炉引风机一台，铭牌上的参数为 n＝960 r／min , P0=140mmH20 , Q0＝ 12000m3／h ，η=65％。配用电机功率为 15 kW ，三角皮带传动，传动效率 η= 98 % ，今用此引风机输送温度为 20 ℃的清洁空气， n 不变，求在这种实际情况下风机的 性能参数，并校核该配用电机的功率能否满足要求。 解： 当改送 20 ℃空气时其相应的容重 γ= 11. 77N / m3 ,
可以采用轴流式； 应注意防磨、防积灰和防腐蚀； 输送的是饱和热水，应采取防汽蚀措施。
4、简述热力发电厂主要有哪些风机？根据所输送的气体性质说明它们在结构上应注意哪些 问题？ 5、轴端密封的方式有几种？它们各自是起到怎样的密封作用？各有何特点？
泵与风机的叶轮理论
1、转速 n=1500r/min 的离心风机，叶轮内径 D1=480mm。叶片进口处空气相对速度 ω1=25m/s， 与圆周速度的夹角为 β1=60°，试绘制空气在叶片进口处的速度三角形。 答案： 2、有一离心泵转速为 1450r/min，其叶轮的进口尺寸为：宽度 ，直径 ，安装角 。假设有 无限多叶片且叶片为无限薄，不考虑叶片厚度对流道断面的影响。 (1)设液体径向流入叶轮，计算叶轮的理论流量。 (2)转速不变，理论流量增大 20％，设进口相对流动角仍等于安装角，计算绝对速度的圆周
分速度 ，并说明它的方向是否与圆周速度方向一致。 分析： 按照题目已知条件，要计算叶轮理论流量，应想到它等于叶轮进口流道断面面积与进口径向 分速度的乘积，进口流道断面面积很容易看出如何计算，进口径向分速度需根据进口速度三 角形进行计算，那么就要进一步找出速度三角形的三个参数，从题意中已知了相对流动角 ， 容易看出圆周速度如何计算，剩下的一个条件是什么呢？其实，“设液体径向流入叶轮”隐 含了一个条件，它意味着进口绝对速度方向为径向，而径向总是与圆周速度方向垂直，所以 进口绝对流动角 。 解：
d1＝100cm＝1m，d2＝75cm＝0.75m
泵入口的流速 w1＝qV／A1＝4qV／πd21＝4×25×10－3(3.14×12)＝0.032(m／s)
泵出口的流速 w2＝qV／A2＝4qV／πd22＝4×25×10－3／(3.14×0.752)＝0.057(m／s)
水获得的能量 H＝(pB＋pm)／ρg＋(w22－w21)／2g＝(32×104＋4×104)／1000×9.81＋
答案：机械损失 容积损失 流动损失
9、比转数是反映某一系列泵或风机在 以及转速的一个综合性参数。
答案：最高效率 流量 扬程
10、FAF20—10—1 型风机其中第一个 F 表示 。
答案： 送风机 动叶可调
和
。
工况时其
和
，最后的 F 表示
二、判断题（20 分）
1、水泵填料密封的填料箱处不允许有任何滴水现象。 ( )
全压 解：
，如果滑移系数 K 为 0.85，流动效率 为 90％，试计算叶轮的实际全压 p。
由于叶轮进口处空气径向流入，所以
。
由于叶轮出口处相对速度的方向为径向，所以 故有：
（画出速度三角形可以看出），
（Pa）
（Pa）
泵与风机的性能
1、某台 IR125-100-315 型热水离心泵的流量为 240m3/h，扬程为 120m，泵效率为 77％，热 水温度为 80℃，密度为 970kg/m3，试计算该泵有效功率和轴功率的大小。 解：
由公式
得：
（m3/s）
4、若水泵流量 qV 为 25L／s，泵出口压力表读数 pB 为 32×104Pa，入口处真空表读数 pm
为 4×104Pa，吸入管直径 d1 为 100cm，出水管直径 d2 为 75cm，电动机功率表读数 pg 为 12.6kW， 电动机效率 η1 为 0.9，传动效率 η2 为 0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。 解：
可见，配用电机的功率不能满足要求。 3、 50CHTA / 6 型高压锅炉给水泵，最高效率点的流量 qv =675 m3／h，扬程 H = 2370m ， 转速 n = 5900r / min ，试计算比转速 ns 及型式数 K。 解：
该泵为单吸人泵，共六级，因此取
4、试计算常态下 4 一 13 . 2 型 12 #离心风机在两种不同工况下的比转数 ny 。其转 数 n = 1450r / min 。 解：
（m/s）
（m3/s） 由叶轮进、出口流量相等，得：
（m/s）
（m/s） 由题意知：
。画出出口速度三角形（图略）得：
（m/s） 利用三角形的余弦定律得：
（m/s）
（m） （2）
（m）
（m）
（m）
这三项分别占 的百分比约为：61％、7.5％、31.5％。
4、某离心式通风机，叶轮半径为 150mm，转速为 2980r/min，进口空气密度为 1.2kg/m3， 设叶轮进口处空气径向流入，出口处相对速度的方向为径向，试计算无限多叶片叶轮的理论
(1) 由题意知：
、
。
（m/s）
画出速度三角形（图略），由图知： 理论流量为：
（m/s）
（m3/s）
(2) 由题意知：
，圆周速度不变为
也增大 20％（因为叶轮进口流道断面面积不变），即
m/s，流量增大 20％，相应的 m/s
画出速度三角形（图略），由图知：
m/s
其方向与圆周速度的方向相反。
说明： 计算中要注意单位，有人常常粗心地把直径当成半径计算，或把半径当成直径计算。解题中 多个参数的下标含有 ，它表示有无限多叶片且叶片为无限薄，圆周速度一般不标 ，因 为叶片的多少、其厚度的大小都不会影响圆周速度。应对三角形的基本数学知识比较熟悉， 这样计算时可采用较简单的方法。
（m3/s）
该泵有效功率为：
（kW）
该泵轴功率为：
（kW）
2、 某台离心通风机的额定参数为：流量 44090 m3/h，全压 105mmH2O，风机效率 0.88。采 用联轴器直联传动，ηtm=0.98，取电动机容量富余系数 k=1.15，问该风机应选用多大容量 的电动机？ 解：
（m3/s）
（Pa） 电动机的容量应为：
3、某离心泵转速为 1450r/min，其叶轮尺寸为：
，
，
，
，
，
。假设有无限多叶片且叶片为无限薄，不考虑叶片
厚度对流道断面的影响，液体径向流入叶轮。
（1）计算叶轮的 ；
（2）计算公式（2－2a）三项中各项的大小以及各占 解：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的百分数。
（1）由题意知：
、
。
（m/s） 画出速度三角形（图略），由图知：
（m/s） 理论流量为：