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1、【P107习题】【1】.(1)已知，出水水箱内绝对压强P1=3.0atm，进水水箱绝对压强P2=0.8atm以泵轴为0-0线，大气压P =1atma出水水箱测压管水头：H =(P -P )x 10 =(3- 1)x 10 = 20m1 1a进水水箱测压管水头：H =(P -P )x 10 =(0.8- 1)x 10 = -2m (“-”表示在泵轴以2 2a下)H = H H = 20 (-2) = 22mST12(2) 泵的吸水地形高度：H = H =2mss2(3) 泵的压水地形高度：H = H = 20msd1【2】.解答：如图(a), H= 3mss (a)据题意：H = H = H=
2、3mss (b)ss (C)ss( a)以泵轴为基准面(1) b水泵位置水头：Z = HbAb水泵吸水池测压管水柱高度：h =(0.5 1)x 10 = 5mb水泵吸水池测压管水头：H = Z + h = H +C 5)m测 bAb 水泵 H= 0 H、= 0 (H 5)= 5 H = 3mss (b)测AA解得：H = 2mA(2) c水泵位置水头：Z =5m (在泵轴以下)cc水泵吸水池测压管水柱高度：h =(P 1)x 10 = 10P 10ccc水泵吸水池测压管水头：H = Z + h = 5 +10P 10 = 10P 15(m)测 cccC 水泵 H= 0 - H = 0 (10P
3、 -15)= 15 - 10P = 3m Hss (c)测cc解得：P = 1.2atmc【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匚=5.7 %。压水管沿程水头损失系数i = 11.6 %1V 2 Az真空表读数：H = H +Eh +十 (见P24，公式2-30) V sd s 2 g2、Az 八真空表安装在泵轴处= 0V 2则：H = H + E h +1-V sss 2 g计算水泵的吸水管流速：h016= 1.27m / s兀 D2、3.14 x 0.42s )()QA1 ( / )(44泵吸水地形高度：Hss=35 32 = 3m
4、吸水管水头损失：工h=i -11+1=0.0057 x 30+1=1.17m1 272则：真空表读数丹=3 + 1171+ 2 X9.8 = 425mH2O*.*1atm = 10mH2O = 760mmHg则：4.25mH2O = 4.25 x 76 = 323mmHg %P P10mH O 4.25mH O .真空度=a* x 100% =22 x 100% = 57.5%Pa10mH O2(2)泵的静扬程：H =(74.5 32)+(2 1)x 10 = 52.5mST压水管水头损失:E hd= 1 - 12 + 1 = 0.0116 X 200 + 1 =彳32管道总水头损失:E h
5、= E h +E h = 1.17 + 3.32 = 4.49msd总扬程：H = Hst+ 工 h = 52.5 + 4.49 = 56.99m轴功率：“ =P0X1000 X 9.8 X 0.16 X 56.991000 x 0.7=127.66kw【4】.解答：以吸水池水面为基准面列0-0, 1-1, 2-2, 3-3断面能量方程如下:0-0断面:V 2PP+ + 亠=0 + 0 +2 gPgPg1-1断面:+ 二 + P = (H2 gPgss仝)+二+一22 gPg2-2断面:+ 2 -2 gPgssP+ 22 gPg3-3断面:v 2 P+ 亠 + 4 = H2 gPgSTPaPg
6、吸水管水头损失:厂厂P PrAz)V 2rAz E E = a1 H 1 = H H01P gI ss 2 丿2 gV乂 ss2丿E h =sV 212 g得：H =EhVsAz )ss压水管水头损失:P 一 PE h = E 一 E = 2a +d 23p g(Az)H +鼻2Az )V 2 V 2-H = H +rAz)H+3-H +tss2丿2 gSTdI ss 2 丿V 2 V 2 + T 4 H2 gSTss泵装置总扬程H = H + HvdV 2 V 2 一 + H2 gst则：H = H + H =Eh + HssH +勻2丿ssV 2 V 224 + H2 gST=(Eh +E
7、h )-Az + H + HdST（总水头损失为h订h +工V 2h + H +- + st 2 g/ V 2 V 2、-4匸 AzI2 gV 2 v 2忽略流速差，即V1V2，12g2 =。；压力表和真空表沿泵轴安装，即Az = 0则最后：H = H + E h +ST【5】.解答：泵的基本方程式:lCu2u 22 (u g2 C2rctg卩)=g (u2 - u2C2rctg卩2)叶轮出口牵连速度:nD2 = 1450 X 314 X 28 = 21.25(m/s)u2 6060叶轮出口面积:F ”D2 - b2 = 3.14x 0.28X 0.04 = OEE)径向流速：C 2 r=Q=
8、聶=38-57Q(m/s)2代入基本方程式，得理论特性曲线:1H =（21.252 21.25x 38.57Q ctg30。）= 40.08 144.86Q9.8【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1.3倍。因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度?被消掉了，因此，水泵的理论扬程 和液体密度无关，水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程ht和qt关系曲线的基础上减 去各种泵内的损失绘制的，液体的其他物理特性和水相同，贝I，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Q-H不变。水泵的轴功率和液体密度p有关，N = pgQH，N和p成正比，当
9、p = 1.3p时，1000q水则功率变为原来的1.3倍。（2）压力表读数变为原来的1.3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不变， d泵的压力表读数：P =P gH （MPa），和密度成正比，当p= 1.3P .时，则P变为原来的 dd水,d1.3 倍。（3）以吸水池水面为基准面吸水池和高位水池的高度差：Z = 48mP - P1.013 x 105 x（2 -1）咼位水池的测压官内液柱咼度：h =a = 7.9mPg1-3P 水 g水静扬程：H = Z + h = 48 + 7.9 = 55.9mST【7】.解答：测压管水头：H = Z + pgh测Z
10、位置水头P gh 测压管内水柱高度（压强水头）管道水头损失：Ah二H -H （计算段前后测压管水头差）=SQ22 1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，贝I，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，则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
11、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V 2动。水泵的总扬程H = H + H，真空表读数H = H +工h +，闸阀关小时，流量减 vdvsss 2 g小，则工h减小，v减小，H不变，则H读数减小，而总扬程H是增大的，因此H是 s1ssvd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 +工h ，闸阀关小，流量减小，BDBD工h = S Q2减小，H 口门不变，则B点的压力表读数减小，对应的测压管水面高度减小。 BDBD=BD（3）C表读数减小，C比压管水面高
12、度增加。因为：如(1)问中，H读数减小，即C表读数减小。又因为C表处为负压，C v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，贝I，水泵的效率降低。【10】.解答：(1) 一样。因为：总扬程H = H +Zh。两种情况，静扬程H 一样，水头损失一样，则 STST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 增加，则总扬程增加。其管道特性曲线变化如图。ST【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
13、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。因为调速后满足比例率:4-比转速ns13.65n -Q=14比转速:3.65n3.65n3.65n【15】.解答:根据相似律：Q(n )mI 实丿则：实际泵流量:Q 实九3 - nm广-926L / sX 730据已知：比例尺九 m ， H 0.8m, Q 11L/s， n 730r/min D 4实实际泵 n 960r / min实Q n九 3 m ，n实H - n 2 m 实九 2 - n 2m0.8 x 960222mx 7302(1 )2 4丿【16】.解答:该水泵的比转速:
