《泵与泵站》第二章课后习题答案【1】.（1）已知，出水水箱内绝对压强R=，进水水箱绝对压强P2=以泵轴为0-0线，大气压P a=1atm出水水箱测压管水头：已P1 P a 10 3 1 10 20m进水水箱测压管水头：H2P2 P a 10 0.8 10 2m （“ - ”表示在泵轴以下）H ST H1 H220 ( 2) 22m（2）泵的吸水地形高度：H ss H22m（3）泵的压水地形高度：H sd H120m【2】.解答：如图（a）, H ss（a）3m据题意：H ss(b) H ss(C) H ss(a) 3m以泵轴为基准面（1）b水泵位置水头：Z b H Ab水泵吸水池测压管水柱高度: h 0.5 10 5mb水泵吸水池测压管水头: H测Z b h H Ab水泵H ss（b）0 H测0 H A 5 5 H A3m解得：H A 2m（2）c水泵位置水头：Z5m （在泵轴以下）c水泵吸水池测压管水柱高度：h PC1 10 10P c 10c水泵吸水池测压管水头: 5 10P c 10 10P c 15(m)10P c 15 15 10P c 3m H解得：P c 1.2atmc 水泵H ss(c) 0 H 测0【3】.解答：（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i15・7 %。
压水管沿程水头损失系数i111.6 %真空表读数：H v H sd h s2V12gz2真空表安装在泵轴处，Z202则：H v H ss h s 孔2g计算水泵的吸水管流速：v1Q QA(-D s)(见P24,公式2-30 )0.16厂1.27m/s (3.14 0.42)真空度=虫上 100%10丽2。
4.25mH 2O 100% 57.5%F a【4】.解答：以吸水池水面为基准面压水管水头损失:吸水管水头损失： h si 1 l 11 0.0057 30 1 1.17m则：真空表读数 H v3 1.1711 2724 25mH oO2 9.8T 1atm 10mH2O 760mmHg泵吸水地形高度：H S S35 32 3m则：4.25mH 2O 4.25 76 323mmHg %0-0 断面： E 0 Z 02v F 0 0 02ggg1-1 断面： 巳 乙2 v 1R(H ssz ) 2 v1P2gg 22gg2F 22P 2 2-2 断面：E 2 Z 2v 2 (H ssz)v 22gg2 2gg3-3 断面： E 3Z 32 Va_F 3 H ST2 v3F a2g g2gg3-3断面能量方程如下:列 0-0 , 1-1 ， 2-2 ，吸水管水头损失:h d E 2 E 3P 2 P aH ss 2 V2H d h d H ss•••泵装置总扬程22gST H d H ss2 2V V 3 2gH ST 得:2V22g2 V3H STH v H d10mH 2O (2)泵的静扬程：H ST74.5 32 2 1 10 52.5m压水管水头损失: h di 2 l 21 0.0116 200 1 3.32m 管道总水头损失: h sh d 1.17 3.324.49m总扬程：H H S T52.5 4.49 56.99m (3 )轴功率：N gQH10001000 9.8 0.16 56.99127.66kw1000 0.7h s E 0 E 1P aSS2g H vSS2g得：H vh sSS2V12g2 2 V 1v 2gD 2 b 2 3.14 0.28 0.04 0.035( m 2)代入基本方程式, 得理论特性曲线:H T —(21.252 21.25 38.57Q T ctg30 ) 40.08 144.86Q T9.8【6】.解答：(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倍。
因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度P 被消掉了，因此，水泵的理论扬程和液体密度(3 )以吸水池水面为基准面，吸水池和高位水池的高度差: P p 1 013 1052 1高位水池的测压管内液柱高度：hP -P L__J7.9mg1.3 水 g静扬程：H ST Z h 48 7.9 55.9m 【7】.解答：测压管水头： H 测 Z gh则：H H vH d h sH SS亍2V 1h d H SST2 2V 2 V3H STh sh d2 2 V 1 V22g2V 3HH ST2g(总水头损失h s h d )径向流速：C 2rQ TQ TF T38.57Q T ( m /S )0.035无关，水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程 Hr 和Q 关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的, 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 QH 不变。
水泵的轴功率和液体密度p有关，N 腭,N 和成正比，当 1.3水时，则功率变为原来的倍。
(2)压力表读数变为原来的倍。
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 H d 不变，泵的压力表读 数：P d gH d (MPa)，和密度成正比，当 1.3水时，则P d 变为原来的倍。
HST2 V 32g忽略流速差，即 V 2 ,22g2 V2压力表和真空表沿泵轴安装,0则最后：HH ST h2V3【5】.解答：泵的基本方程式:H T-C2u u 2Uj2(u 2ggC 2r Ctg ) -(u | gU 2C 2r ctg 2)叶轮出口牵连速度:U 2n D 2 1450 3.1460 0 2821.25( m/s )60 叶轮出口面积: Z 48mZ ――位置水头gh ――测压管内水柱高度（压强水头）管道水头损失：h H2 H i （计算段前后测压管水头差）=SQ2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，贝U 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2程H H v H d，真空表读数H v H ss h s 空，闸阀关小时，流量减小，则h s减小，W减小，H ss2g不变，则H v读数减小，而总扬程H是增大的，因此H d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H BD h BD，闸阀关小，流量减小，h gD S BD Q减小，H BD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，H v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 ST h。
两种情况，静扬程H ST—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H ST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。
根据公式：Q Q Q0H H H0N N N0n i因为调速后满足比例率：9Q2门2 H12n1n2比转速n s13.65n1 Q13H14比转速:3.65n2. Q23.65 n2心1.n1 3.65、Q13 1n2 3.65. Q1 n|H12_□3H"3n2n s1【15】.解答:据已知：比例尺Hm0.8m,Q m 11L/S,730r / min头际泵n实960r/min根据相似律：鸟Q s实H mH实n m则：实际泵流量: Q mn m11 960926L/S730H m n实~2 2_n m0.8214960222 m27302【16】.解答：该水泵的比转速：n s 3.65n Q 3.65 2900 、0.0323100r/min3504参考P54, n s 100r/min的相对性能曲线,铭牌上参数即为：Q0 32L/S, H0 50m ,N0 22.9kw, 068.5%【17】.解答：n s 0.0706 1800 127r/min我国的比转速为美国的倍，日本的倍。
【18】.解答：12Sh-19水泵的特性曲线见 P60,图2-50据题意，已知： H ST 14m ，S 225s 2/m 5， D? 290mm 则其管道特性曲线为： H H ST h H ST SQ 2 14 225Q 2 绘制：管道特性曲线 Q h曲线交 曲线于A 点，A 点即为水泵的工况点，对应流量为 Q=195L/s ，扬程H=22.8m 。
流量减少12%，则减少后流量为 Q=( 1-12 %) x 196 = 171.6L/s ，扬程为H 14 225Q 2 20.6m ,BB'其工况点移动到 B (,)点其等效率曲线系数：k 巳700 (s 2/m )Q ?0.17162B等效率曲线：HkQ 2 700Q 2QB '=185L/s，扬程 H B '=24.°m。
Q B根据切削律：-B-QB【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。