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:30010360012731145065.365.34343=⨯==HQ n n s 答:(略)解v 1=h f 1h f 2总水头损失为: m ...h h h f f 542332170221=++=++=∑ (2分)m H ST 50.6200.2000.3250.74=+-= (2分)m h H H ST 00.6750.450.62=+=+=∑KW QH N u 16.10500.6716.081.9=⨯⨯==γ (2分)KW N N u23.1507.016.105===η(2分) 答:(略)4.性曲线2350030Q H +=mm D 3002=时的(Q ~H )试图解计算:(1).1Q 与1H 值,(2).下降%10时其直径2D '应降为多少? 的曲线,计算结果不修正)(15分)[解]: (1)图解得交点A(40.2,38.28)即QA (2)、流量下降33.3%QB=(1-0.333),Q=26.93L/s 由图中查得HB=22.69m ,………(3分)抽水装置特性曲线计算表相似功况抛物线方程为22222203129.093.2669.22Q 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/min71695075.3593.26112112=⨯===n Q Q n Q Qn n A B A B则 ………(4分)答:(略)相似工况抛物线计算表水泵及水泵站(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 ),真空表接管无液体,压力表接管无气体,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%107.一台(28.台模型泵可供选用,其最佳工况下的性能参数分别为:甲泵:H=7m,Q=0.25m3/s,n=580r/min,η=0.83。
乙泵:H=33m,Q=160m3/h,n=2900r/min,η=0.82。
丙泵:H=7.7m,Q=200l/s,n=980r/min,η=0.84。
试问:应选择那台泵作为设计的模型泵?9. 已知某水泵的特性曲线如图所示,其转数n1=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C2=20m/s,夹角α2=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.水泵工作轮的径D1=180mm,外径D2=280mmC2=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 6122γ2γ21112222=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=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:2221QS Q S H hh H H ST dsST ++=++=∑∑()()22213609817173613...Q S S HST ⨯++=++=m .1316= 。
水泵轴功率即电机输出功率:KW..ηN N 687292079=⨯==电电水管:。
mH ST 50.6200.2000.3250.74=+-=mh H H ST 00.6750.450.62=+=+=∑KWQH N u 16.10500.6716.081.9=⨯⨯==γKW N N u23.1507.016.105===η12.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222Q 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 7139503627112112=⨯===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 gv p H p +++=2γγ211s g a v h gvH γp p γp ++=-=2211[][]s g s h gv H H ++='221[][]m ....h gv H H s s g 783790300874221=--=--'=答:泵轴最大安装标高为[]m..Hg78105783102102=+=+。