泵与风机五章计算题

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1、第一章1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：=35mm, =19mm, =178mm, =381mm, =18，=20。设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min，试画出出口速度三角形，并计算理论流量和在该流量时的无限多叶片的理论扬程。解：由题知：流体径向流入叶轮 =90 则：= = =13.51 （m/s）=13.5118=4.39 （m/s）=0.1784.390.035=0.086 （/s）=3.78 （m/s）=28.91 （m/s）=-ctg=28.91-3.78ctg20=18.52 （m/s）=54.63 （m）1-2有一离心式水泵，其叶轮外径=220mm,转速n=2980r/

2、min，叶片出口安装角=45，出口处的轴面速度=3.6m/s。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程，又若环流系数K=0.8，流动效率=0.9时，泵的实际扬程H是多少？解：=34.3 （m/s）=3.6 m/s =45=5.09 （m/s） 画出出口速度三角形=-ctg=34.31-3.6ctg45=30.71 （m/s）=90=107.5 (m)实际扬程H=K=K=0.80.9107.5=77.41 (m)1-3有一离心式水泵，叶轮外径=360mm，出口过流断面面积=0.023，叶片出口安装角=30，流体径向流入叶轮，求转速n=1480r/min，流量

3、=86.8L/s时的理论扬程。设环流系数K=0.82。解：流体径向流入叶轮 =90=27.88 （m/s） =3.64 （m/s）=27.883.64=21.58 （m/s）=61.39 （m）=0.8261.39=50.34 （m）1-4有一叶轮外径为300mm的离心式风机，当转速为2890r/min时。无限多叶片叶轮的理论全压是多少？设叶轮入口气体沿径向流入，叶轮出口的相对速度，设为半径方向。空气密度=1.2kg/。解：气体沿径向流入=90又叶轮出口相对速度沿半径方向=90=46.79（m/s） 由图知=46.79m/s=1.246.7946.79=2626.7（Pa）1-5有一离心式风机

4、，转速n=1500r/min，叶轮外径=600mm，内径=480mm，叶片进、出口处空气的相对速度为=25m/s及=22m/s，它们与相应的圆周速度的夹角分别为=60，=120，空气密度=1.2kg/。绘制进口及出口速度三角形，并求无限多叶片叶轮所产生的理论全压。解：= =37.68（m/s） =47.1（m/s） =25=21.65（m/s） =22=19.05（m/s） 知、可得速度三角形（m/s）=-=47.1-22=58.1（m/s）(Pa)1-6有一离心式水泵，在转速n=1480r/min时，流量=89L/s，扬程H=23m，水以径向流入叶轮，叶轮内的轴面速度=3.6m/s。内、外径

5、比/=0.5，叶轮出口宽度=0.12，若不计叶轮内的损失和叶片厚度的影响，并设叶轮进口叶片的宽度=200mm，求叶轮外径、出口宽度及叶片进、出口安装角和。解：由=得=0.039(m)=39mm由/=0.5得 =2=2390=78(mm) =0.12=9.36mm= =3.02（m/s）tg=1.192 得=50=6.04（m/s）=38.8（m/s）由=23 得=37.31（m/s）（数据有问题，离心泵出口安装角应是锐角，即后弯式叶片）1-7 有一离心式风机，叶轮外径=600mm，叶轮出口宽度=150mm，叶片出口安装角=30，转速n=1450r/min。设空气在叶轮进口处无预旋，空气密度=1

6、.2kg/，试求：（1）当理论流量=10000/h时，叶轮出口的相对速度和绝对速度； （2）叶片无限多时的理论全压；（3）叶片无限多时的反作用度；（4）环流系数K和有限叶片理论全压（设叶片数z=12）解：（1）=45.53（m/s）由=得=9.83（m/s）=19.66（m/s）=30.15（m/s）（2）=45.53m/s =9.83m/s =ctg=45.53-9.83ctg30=28.5（m/s）=1.245.5328.5=1557.3（Pa）（3）=1=1=0.687由风机的斯托道拉公式： =0.79=0.791557.3=1230.3（Pa）1-8有一轴流式风机，在叶轮半径380mm

7、处。空气以=33.5m/s的速度沿轴向流入叶轮，当转速n=1450r/min时，其全压=692.8Pa，空气密度=1.2kg/，求该半径处的平均相对速度的大小和方向。解：=（m/s） =33.5（m/s）=（m/s） 由题知轴向进入，所以。(m/s)m/s1-9有一单级轴流式水泵，转速n=580r/min，在叶轮直径700mm处，水以=5.8m/s的速度沿轴向流入叶轮，又以圆周分速=2.3m/s从叶轮流出，试求为多少？设=1。解：=（m/s） （m/s）由题知轴向进入，所以。(m/s)1-10有一后置导叶型轴流式风机，在外径=0.47m处，空气从轴向流入，=30m/s，在转速n=2000r/m

8、in时，圆周分速=5.9m/s，求。设=1。解：=（m/s） （m/s）由题知轴向进入，所以。(m/s)1-11有一单级轴流式水泵，转速为375r/min，在直径为980mm处，水以速度=4.01m/s轴向流入叶轮，在出口以=4.48m/s的速度流出。试求叶轮进出口相对速度的角度变化值（）。解： =19.23（m/s） 水轴向流入 =0 =（m/s） 由速度三角形可知：= =0.2085 得= 由= 得= =1.321-12有一单级轴流式风机，转速n=1450r/min，在半径为250mm处，空气沿轴向以24m/s的速度流入叶轮，并在叶轮入口和出口相对速度之间偏转20，求此时的理论全压。空气密

9、度=1.2kg/。解：=（m/s） Pa第二章2-1有一叶轮外径为460mm的离心式风机，在转速为1450r/min时，其流量为5.1/s，试求风机的全压与有效功率。设空气径向流入叶轮，在叶轮出口处的相对速度方向为半径方向，设其/=0.85，=1.2kg/。解：=34.9（m/s）叶轮出口处的相对速度为半径方向=90=1.234.934.9=1462.14（Pa）=0.85=0.851462.1=1242.82（Pa）=6.34（kW）2-2有一单级轴流式水泵，转速为375r/min，入口直径为980mm，水以=4.01m/s的速度沿轴向流入叶轮，以=4.48m/s的速度由叶轮流出，总扬程为H

10、=3.7m，求该水泵的流动效率。解：=19.23（m/s） 水沿轴向流入 =4.01m/s =1.998(m/s) =m =0.949=94.9%2-3有一离心式水泵，转速为480r/min，总扬程为136m时，流量=5.7/s，轴功率为=9860KW，其容积效率与机械效率均为92%，求流动效率。设输入的水温度及密度为：t=20，=1000kg/。解：=0.77又=0.91=91%2-4用一台水泵从吸水池液面向50m高的水池输送=0.3/s的常温清水（t=20，=1000kg/），设水管的内径为=300mm，管道长度=300m，管道阻力系数=0.028，求泵所需的有效功率。解：根据伯努利方程

11、+=+由题知：=50； =0； = =4.246（m/s） =m 代入方程得=75.76(m) =（kW）2-5设一台水泵流量=25/s，出口压力表读数为323730Pa，入口真空表读数为39240Pa，两表位差为0.8m，（压力表高，真空表低），吸水管和排水管直径为1000mm和750mm，电动机功率表读数为12.5kW，电动机效率=0.95，求轴功率、有效功率、泵的总功率（泵与电动机用联轴器直接连接）。解：由题知：=323730Pa，=39240Pa，=39240Pa =0.8m，=1000mm=1m ，=750mm=0.75m =12.5kW， =0.95， =0.98m/s m/s+=

12、+ 得：=+=0.8+=37.84m=9.27（）=12.50.980.95=11.64（）=100%=100%=79.6%2-6有一送风机，其全压是1962Pa时，产生=40/min的风量，其全压效率为50%，试求其轴功率。解：=（kW）2-7要选择一台多级锅炉给水泵，初选该泵转速n=1441r/min，叶轮外径300mm，流动效率=0.92，流体出口绝对速度的圆周分速为出口圆周速度的55%，泵的总效率为90%，输送流体密度=961，要求满足扬程=176m，流量=81.6/h，试确定该泵所需要的级数和轴功率各为多少（设流体径向流入，并不考虑轴向涡流的影响）?解：=22.62（m/s） 由题知

13、：=0.55=0.5522.62=12.44（m/s） =28.7（m） (m) (级)kW2-8一台G4-73型离心式风机，在工况1（流量=70300/h，全压=1441.6Pa，轴功率=33.6k）及工况2（流量=37800/h，全压=2038.4Pa，轴功率=25.4k）下运行，问该风机在哪种工况下运行较为经济？解：工况1：= 100%=83.78% 工况2：=100%=84.26% 在工况2下运行更经济。第三章 相似理论3-1有一离心式送风机，转速n=1450r/min，流量=1.5/min，全压=1200Pa，输送空气的密度为=1.2。今用该风机输送密度=0.9的烟气，要求全压与输送

14、空气时相同，问此时转速应变为多少？流量又为多少？解：由题知：=1 ；各效率相等，=根据全压相似关系 =1得=1450=1674.32( r/min)流量与密度无关，根据相似关系= 得=1.73(/min)3-2有一泵转速n=2900r/min，扬程H=100m，流量=0.17/s，若用和该泵相似但叶轮外径为其2倍的泵，当转速n=1450r/min时，流量为多少？解：由题知：=2 ，由于两泵相似 根据流量相似关系= 得：=0.68（/s）3-3有一泵转速n=2900r/min，其扬程H=100m，流量=0.17/s，轴功率=183.8。现用一出口直径为该泵2倍的泵，当转速n=1450r/min时，保持运动状态相似，问其轴功率应是多少？解：由于两泵相似 且=2根据功率相似关系：= =得：=4=4183.8=735.2（）3-4 G4-73型离心风机在转速n=1450r/min和=1200mm时，全压=4609Pa，流量=71100/h，轴功率=99.8，若转速变到n=730r/min时