《泵与风机_》第三章思考题

《泵与风机 》第三章思考题

1．两台几何相似的泵与风机，在相似条件下，其性能参数如何按比例关系变化？ 答：流量相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其流量之比与几何尺寸之比的三次方成正比、与转速比的一次方成正比，与容积效率比的一次方成正比。

扬程相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其扬程之比与几何尺寸比的平方成正比，与转速比的平方成正比，与流动效率比的一次方成正比。

功率相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其功率之比与几何尺寸比的五次方成正比，与转速比的三次方成正比，与密度比的一次方成正比，与机械效率比的一次方成正比。

2．当一台泵的转速发生改变时，其扬程、流量、功率将如何变化？

答：根据比例定律可知：流量Vp q ＝Vm q p m n n 扬程p H ＝m H 2()p m

n n 功率p P ＝m P 3()p m

n n 3．当某台风机所输送空气的温度变化时其全压、流量、功率将如何变化？ 答：温度变化导致密度变化，流量与密度无关，因而流量不变。

全压 m

P m p p p ρρ= 功率 m P m p P P ρρ= 4．为什么说比转数是一个相似特征数？无因次比转数较有因次有何优点？ 答：比转数是由相似定律推导而得，因而它是一个相似准则数。

优点：有因次比转数需要进行单位换算。

5．为什么可以用比转数对泵与风机进行分类？

答：比转数反映了泵与风机性能上及结构上的特点。如当转数不变，对于扬程(全压)高、流量小的泵与风机，其比转数小。反之，在流量增加，扬程(全压)减小时，比转数随之增加，此时，叶轮的外缘直径2D 及叶轮进出口直径的比值02D D 随之减小，而叶轮出口宽度2b 则随之增加。当叶轮外径2D 和02D D 减小到某一数值时，

为了避免引起二次回流，致使能量损失增加，为此，叶轮出口边需作成倾斜的。此时，流动形态从离心式过渡到混流式。当2D 减小到极限02D D =1时，则从混流

式过渡到轴流式。由此可见，叶轮形式引起性能参数改变，从而导致比转数的改变。所以，可用比转数对泵与风机进行分类。

6．随比转数增加，泵与风机性能曲线的变化规律怎样？

答：在低比转数时，扬程随流量的增加，下降较为缓和。当比转数增大时，扬程曲线逐渐变陡，因此轴流泵的扬程随流量减小而变得最陡。

在低比转数时(s n <200)，功率随流量的增加而增加，功率曲线呈上升状。但随

比转数的增加(s n =400)，曲线就变得比较平坦。当比转数再增加(s n =700)，则功率随流量的增加而减小，功率曲线呈下降状。所以，离心式泵的功率是随流量的增加而增加，而轴流式泵的功率却是随流量的增加而减少。

比转数低时，效率曲线平坦，高效率区域较宽，比转数越大，效率曲线越陡，高效率区域变得越窄，这就是轴流式泵和风机的主要缺点。为了克服功率变化急剧和高效率区窄的缺点，轴流式泵和风机应采用可调叶片，使其在工况改变时，仍保持较高的效率。

7．无因次的性能曲线是如何绘制的？与有因次性能曲线相比有何优点？

答：凡几何相似的泵或风机，在相似工况下运行时，其无因次系数相同。用无因次系数，可以绘出无因次性能曲线。 用无因次性能参数V q 、p 、P ，η绘制无因次性能曲线时，首先要通过试验求得某一几何形状叶轮在固定转速下不同工况时的V q 、P 、p 及，η值，然后计算出相应工况时的V q 、P 、p 、η，并绘制出以流量系数V q 为横坐标，以压力系数p 、功率系数P 及效率η为纵坐标的一组V q —p 、V q —P 及V q —η曲线。无因次性能曲线的特点是，由于同类泵与风机都是相似的，同时没有计量单位，而只有比值关系，所以可代表一系列相似泵或风机的性能。因此，如把各类泵或风机的无因次性能曲线绘在同一张图上，在选型时可进行性能比较。

8．通用性能曲线是如何绘制的？

答：通用性能曲线可以用试验方法得到，也可以用比例定律求得。

用比例定律可以进行性能参数间的换算，如已知转速为1n 时的性能曲线，欲求转速为2n 时的性能曲线，则可在转速为1n 时的V q —H 性能曲线上取任意点1、2、3…等的流量与扬程代入比例定律，由

V V q n n q 122= 12

122H n n H ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛= 可求得转速为2n 时与转速为1n 时相对应的工况点1'、2'、3'…。将这些点连成光滑的曲线，则得转速为2n 时的V q —H 性能曲线。 制造厂所提供的是通过性能试验所得到的通用性能曲线。