水泵与水泵站考试计算题
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六、计算题 (4小题,共50分):
1.已知某12SH 型离心泵的额定参数为Q=730 m 3/h ,H=10m ,n=1450 r/min 。
试计算其比转数。
(本小题10分)
解:30010
3600
1
2731145065
.365.34
3
4
3=⨯
==
H
Q n n s 答:(略)
解v 1=
h f 1
h f 2
H ST H KW QH N u 16.10500.6716.081.9=⨯⨯==γ (2分)
KW N N u
23.1507.016
.105==
=
η
(2分)
答:(略)
相似功况抛物线方程为
22
222203129.093
.2669.22Q Q Q Q H KQ H B B ===
= ………(2分)
(3)、绘制H=KQ 2曲线:
H=KQ 2曲线与(Q —H )曲线的交点为
A 1(35.75,39.99)即QA1=35.75L/s ,HA1=39.99m ………(2分) 则根据比例律有
r/min
71695075.3593.261121
12=⨯===n Q Q n Q Q n n A B A B
则 ………(4分)
答:(略)
水泵及水泵站(计算题)
1.
如图所示为岸边式取水泵房,已知下列数据,求该水泵扬程。
水泵流量Q=120L/S ,吸水管路长度l 1=20m ,吸水管i=0.0065,管径D=400mm ,压水管路长度l 2=300m ,i=0.0148。
管径为D=300mm 。
吸水井水面标高为58.00m ,水泵泵轴高度为60.00m ,水厂混合水面标高为90.00m 。
吸水进口采用无底阀的滤水网(2=ζ),90°弯头一个(59.0090=ζ),DN350×300渐缩管一个(17.0=渐缩ζ)。
吸水管局部水头损失为沿程水损10%。
2. 已知某双吸5级离心泵的额定参数为Q=800 m 3/h ,H=24m ,n=1450 r/min 。
试计算其比转数。
3.一台水泵[N PSH ]=2.3 m ,进水管的水头损失5
.2=∑
s h m ,水泵自敞开进水池抽
水。
问在液面为标准大气压,分别抽送20℃清水和70℃(h va =3.17mH 2O )热水时,水泵安装高度各为多少?
4.某泵站平均供水量Q=8.48×104m 3/d,扬程H=40m ,水泵和电机的功率均为70%,求这个泵站工作20h 电费(每度电2.2元)?
5.如图所示的水泵装置,泵将水由进水池抽送到出水池。
(1)试用以下参数表示泵的扬程。
泵出口压力表读数为Mt (kPa ),泵进口真空表的读数为Vs (kPa ),泵进出口断面垂直高度为△Z (m )(泵进出口仪表轴心位于各被测断面中心的平面图),泵进出口断面的流速分别为V 1和V 2(m/s )。
(2)若Mt=380kPa ,Vs=42.7 kPa ,△Z=0.25m ,V 1=2.3m/s ,V 2=3.5m/s 。
试求水泵扬程H (H )。
(3)若将进、出口仪表接管分别抬高l1和l2(m ),真空表接管内无液体,压力表接管内无气体,其他条件不变,写出水泵扬程表达式。
又如l1=0.3m ,l2=0.5m ,求这时的水泵扬程H 为多少。
6.性曲线H D 3002=1Q 与1H 下降%10
7.一台率;(2
8.3甲泵:乙泵:丙泵:
9. 已知某水泵的特性曲线如图所示,其转数n 1=2900r/min ,当转数变为1500 r/min 时,试作其水泵特性曲线?
10. 已知某泵站水泵的特性曲线如图所示,其转数n1=2900r/min,后由于用户用水量的减少,工况点变为A2(40,40),试求通过变速调节后其转数n2?
11.已知某给水泵站,设有三台同型号泵,水泵特性曲线及管路特性曲线如图所示,已知给水泵站设计流量为Q A=95L/S,试探讨水泵定调速配制方案?
12. 已知某二级泵站,最高日设计流量为Q d=100m/s,清水池水面标高为32m,用户地形标高为58m,用户一般为6层,吸水管和压水管水头沿程水头损失为
3.2m,局部水头损失为沿程15%,用户出流水头为2m。
试求水泵的流量和扬程?
一、基本方程式
1.已知:C1=4m/s,D1=160mm,α1=750,n=1450r/min,α2=120, C2=24m/s,D2=350mm,试求离心泵所产生的理论水头。
2.已知离心泵转速n=1450rpm,工作轮外径D2=300mm,水力效率ηr=85%,叶片为有限数目时的反馈系数P=0.25,水流径向进入叶片,出口的绝对速度C22=150,试求水泵所产生的实际水头H O,并绘出其出口速度三角形。
3.水泵工作轮的内径D1=180mm,外径D2=280mm
C2=16m/s,当水流径向流入叶片(α2=900
二、基本性能参数
1.如图在水泵进、出口处按装水银差压计。
进、出口断面高差为△Z=0.5m,差压计的
读数为hp=1m,求水泵的扬程H。
(设吸水管口径D1等于压水口径D2)
[解]: 水泵的扬程为:
p h .g v p z g
v p z H 6122γ2γ21112
222=⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=
m ..6121612=⨯=
3. 已知水泵供水系统静扬程HS T =13m ,流量Q=360L/s ,配用电机功率N电=79KW ,电机效率η电=92%,水泵与电机直
接连接,传动效率为100%,吸水管路阻抗S1=6.173 S 2/m 5 ,压水管路阻抗S2=17.98 S 2/m 5
,求解水泵H、N和η 。
[解]:总扬程为:
2
221Q
S Q S H h
h H H ST d
s
ST ++=++
=∑∑
()()2
2213609817173613...Q S S H ST ⨯++=++=
m .1316= 。
KW
..ηN N 687292079=⨯==电电水管:。
m H ST 50.6200.2000.3250.74=+-=
m h H H ST 00.6750.450.62=+=+=∑
KW
QH N u 16.10500.6716.081.9=⨯⨯==γ
KW N N u
23.1507.016
.105==
=
η
12.离心泵的输水量Q=75m 3/h,在压水管接头上的压力表读数为p=17.2个大气压,吸水管上真空表读数
为H=150mm 汞柱,压力表与真空表接点间的垂直距离为ΔZ=0.3m 。
读得电力表上电动机输入功率为P=54Kw ,设电动机的效率η电=95%。
试求:水泵所产生的水头、轴功率和水泵的效率。
13.水泵机组采用直接传动,水泵的流量Q=2.5m 3/h ,几何扬程Hr=25m ,管道的水头损失hw=6m ,水泵和
电动机的效率分别为70%和95%。
取机组每天工作小时数为T=20h/d ,电价为0.15¥/Kw h 。
试求电动机的输入功率每天的电费。
三、 离心泵调速运行
11.某变速运行离心水泵其转速为n 1=10+17500Q2(Q以m 3
/s 计)。
试问 流量下降33.3%时其转速应降为多少?
[解]:(1)
图解得交点A(40.5,38.2)即QA=40.5L/s (2)、流量下降33.3%时,功况点移动到B QB=(1-0.333)Q=27L/s 由图中查得HB相似功况抛物线方程为2
22
Q Q H KQ H B B
==(3)、绘制H=KQ 2
曲线:
H=KQ 2
曲线与(Q —H )曲线的交点为 A 1(36,40)即QA1=36L/s ,HA1=40m 则根据比例律有
n Q Q n Q Q n n A B A B 71395036271121
12
=⨯===则
答: ②.用出水管闸阀调节使其流量减少15%时的水头、效率和轴功率; ③.叶轮直径车削10%时的流量和水头,并且绘出其特性曲线; ④.流量减少10%的转速和叶轮直径。
w ST
①.工作点处的Q 、H ; ②.n 1=720rpm 时的Q 、H ;
③.扬水高度H ST =25m ,将两台n 1=720rpm 的水泵串联时,每台的Q 、H ;
④.如果水塔水位上升ΔZ=5m ,串联的流量不变,一台的转速仍为n1=720rpm ,另一台的转速n 2
为多少?
S CA =0.0012(ms 2/l ),S DA =0.0025(ms 2/l ) S AB =0.0063(ms 2/l )。
试用图解法确定每台水泵的工作点。
23.某离心泵的叶轮外径为D 2=218mm ,在Q=99m 3
/h ,H=51.0m 和η=69.0%的工况下工作。
当叶轮外径切削为D 2′=200mm 时(设此时水泵的效率近似不变),式求切削后水泵的性能参数Q 、H 和N 各是多少?
五、 离心泵并、串联运行
AB S BC =0.0005(ms 2/l ),S BD =0.0009(ms 2
/l )。
①.试用图解法求出水泵的工作点 及BD 和BC 管路的流量和流向。
②.若在B 点另外输出流量Q=50 l/s , 试求每台水泵的流量及BC 、BD 管路的流量。
六、 离心泵吸水性能
1.已知某离心泵铭牌参数为Q=220L/s ,[H S ]=4.5m ,若将其安装在海拔1000m 的地方,抽送40℃的温水,试计算其在
相应流量下的允许吸上真空高度[H S ]′。
(海拔1000m 时,h a =9.2m ,水温40℃时,h v a =0.75m )
[解]:[][]).h ()h .(H H va a s s 2403310----='
m
.)..()..(.86224075029331054=----= 答:
2.已知水泵装置流量Q=0.12m 3
/s ,吸水管直径D 1=0.25m ,抽水温度t=20℃ ,面绝对标高为102m ,水面为大气压强,设吸水管水头损失为h s =0.79m ,试确定泵轴的的大气压为h a =10.2m H 2O )
[解]: [][]m .)..()h .(H H a s s 874210331053310=--=--='
列吸水井水面(0—0)和水泵吸入口断面(1-1)能量方程:
s g a h g v p H p +++=2γγ2
11
s g a v h g v H γp p γp ++=-=22
11 [][]
s
g s h g v H H ++='221
[]
[]m ....h g v H H s s g 783790300874221=--=--'=
答:泵轴最大安装标高为[]m
..H
g
78105783102102=+=+。
3.12SH-19A 型离心水泵,流量Q=220L/s 时,在水泵样本中查得允许吸上真空高度[H S ]=
4.5m ,装置吸水管的直径为D
=300mm ,吸水管总水头损失为∑h S =1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40C o
,试计算最大安装高度H g . (海拔1000m 时
的大气压为h a =9.2mH 2O ,水温40C o
时的汽化压强为h va =0.75mH 2O)
[解]:吸水管流速为
m/s
..ω
Q v π1133
02
4
1000
220=⨯==
[][]).h ()h .(H H va a s s 2403310----='
=()()
m ......86224075029331054=----
列吸水井水面(0—0)与水泵进口断面(1—1)能方程:
∑∑+
+=-=+++=s
g a v s
g a h
g
v H p p H h
g
v p H p 2γ2γγ212
1
[][]∑+
+='s
g s h
g
v
H H 22
[]
[]m
.....h g v H H s s g 371018192113862222
=-⨯-=--'=。
答:37
1.H g =米。
4.水泵输水流量Q=20m 3
/h,安装高度Hg =5.5m(见图)λ
=0.025,局部阻力系数底阀ζe=5,弯头ζb=0.3,求水泵进口 [解]:
...g v ξξd l (h m ...g v s /m ...d Q Q v b e s 30510902502λ026081
9271027103600
101432044
πω22
222++⨯=++==⨯==⨯⨯⨯===
∑
列吸水井水面(0—0)与水泵进口断面(C —C )能方程:
Pa H p O H m h g
v H p p H h g v p H p v vc s
g c a v s c g a 2.5611372.59810γ)
(72.519.0026.05.52γ2γγ222
=⨯===++=++=-=+++=∑∑则:
5.已知某离心泵铭牌参数为Q=220L/s ,[H S ]=4.5m ,若将其安装在海拔1500m 的地方,抽送20℃的温水,若装置吸水管的直径为D=300mm ,吸水管总水头损失为∑h S =1.0m,试计算其在相应流量下的允许安装高度Hg 。
(海拔1500m 时,h a =8.6m ;水温20℃时,h va =0.24m )
[解]:
m/s
..ω
Q v π1133
02
4
1000
220=⨯==
(2分)
[][])h .(H H a s s --='3310
=
()m ....77268331054=-- (3分)
[][]
∑++='s
g s h
g
v H H 22 (2分)
[]
[]m .....h g v H H s s g 281018192113772222=-⨯-=--'=。
(3分)
6.已知水泵的供水量Q=120 l/s ,吸水管直径为350mm ,长度为40m ,沿程阻力系数为λ=0.02,吸水管上的管路附件有:底阀一个(ζ底=6),水泵样本上查出最大允许真空高度[H]=5m 22.12Sh —19型离心泵的输水量为217 l/s 力系数为λD l
+Σζ=10,当地海拔为
7.锅炉给水泵将除氧器内的软化水送入蒸汽设除氧器内压力为p 0=117.6 KPa ,相应的水(t=104℃),吸水管内的水力损失为1.5m 六级离心泵,其允许汽蚀余量 [NPSH] 为5m 为多少?若p 0=1atm ,t=90℃(相应的饱和7.14米水柱),则Hg 又为多少?
8.如图所示,冷凝水泵从冷凝水箱中抽送余量为[NPSH]=2.3m 应流量下的最小倒罐高度[Hg]。
(水温40[解]: [Hg]= [NPSH]-
γ
V
p p -0+hs
=[NPSH] -
γ
p +hv +hs
=2.3-81.99928829
⨯+0.75+
七、离心泵比转数
4.已知某12SH型离心泵的额定参数为Q[解]: 比转数为:
36534
3==
.H
Q n .n s 6.已知某多级泵,其额定参数为Q=45m 3
/h ,H=33.5m ,转数n=2900 r/min ,级数为8,试求其比转数n s 。
[解]:()
()()
404
853*******
3865
34
3
2
1
4
32
1
3600
45=⨯==..H nQ .n s
答:该多级泵的比转数为400。
1. 已知某多级泵,其额定参数为Q=45m 3
/h ,H=33.5m ,转数n=2900 r/min ,级数为7,试求其比转数ns 。
2. 已知某离心泵铭牌参数为Q=360L/s ,[HS]=4.3m ,若将其安装在海拔1000m 的地方,抽送40℃的温水,试计算其在相应流量下的允许吸上真空高度[HS]′。
(海拔1000m 时,ha=9.2m ,水温40℃时,hva=0.75m )
3. 已知水泵供水系统静扬程HST =15m ,流量Q=360L/s ,配用电机功率N电=91KW ,电机效率η电=92%,
水泵与电机直接连接,传动效率为100%,吸水管路阻抗S1=6.173 S 2/m5 ,压水管路阻抗S2=17.98 S 2/m 5
,求解水泵H、N和η 。
)
4.某离心泵的叶轮外径为D2=228mm ,其额定工况点为 Q=99m 3
/h ,H=56.0m 和η=69.0%。
当叶轮外径切削为D2′=200mm 后,式求切削后水泵在最高效率时的性能参数Q 、H 和N 各是多少? 5、12Sh-19A 型离心泵,流量为220L /s 时,在水泵样本的Q ~Hs 曲线中查得,其允许吸上真空高度Hs =4.5m ,泵进水口直径为300mm ,吸水管从喇叭口到泵进口的水头损失为1.0m ,当地海拔为1000m ,水温为40℃,
试计算其最大安装高度Hss。
6、有150S100型离水泵,流量为50L/S时,其允许吸上真空度Hsa=5.5m,已知吸水管的水头损失为1.0m,压水管长度100m,直径200mm,采用铸铁管(n=0.013),不考虑压水管局部水头损失,水泵的静扬程85m,试求:
(1)水泵的扬程。
(2)水泵的最大安装高度。
7、一台 14s-13型水泵。
叶轮直径为 410 mm ,其扬程为 37 ~ 50m ,而当地实际需要的扬程为 36m。
属扬程偏高。
而流量需要为 290L/s现采用车削的方法进行性能调节。
试求:
( 1 )叶轮的车削量 ( 2 )叶轮车削后的水泵轴功率。