流体输配管网习题答案（老龚版）

《流体输配管网》习题集及部分参考答案

部分习题、作业参考答案

第1章 （略）

第2章

2-1 已知4—72—No6C型风机在转速为1250 r/min 时的实测参数如下表所列，求：

各测点的全效率；绘制性能曲线图；定出该风机的铭牌参数（即最高效率点的性能参数）； 计算及图表均要求采用国际单位。 测点编号 H(m水柱） P（N/㎡） Q（m3/h） N(kW) 效率 Q(m3/s) 1 86 843.4 5920 1.69 0.821 1.64 2 84 823.8 6640 1.77 0.858 1.84 3 83 814.0 7360 1.86 0.895 2.04 4 81 794.3 8100 1.96 0.912 2.25 5 77 8800 2.03 6 71 9500 2.08 7 65 637.4 10250 2.12 0.856 2.85 8 59 578.6 11000 2.15 0.822 3.06 755.1 696.3 0.909 0.883 2.44 2.64

风机性能曲线效率曲线H（mm水柱），效率（%）10090807060504030201001.522.533.5Q（m/s)3.532.521.5N(kW)Q-H曲线Q-N曲线4

2-2 根据题2-1中已知数据，试求4-72-11系列风机的无因次量，从而绘制 该系列风机的无因次性能曲线 。计算中定性叶轮直径D2=0.6m。 测点编号 1

2 3 4 5 1

6 7 8 流量系数 压力系数 功率系数 效率 0.148 0.454 0.082 82% 0.166 0.444 .086 5.7% 0.184 0.438 0.090 89.5% 0.203 0.428 0.095 91.5% 0.220 0.407 0.099 90.4% 0.238 0.375 0.101 88.4% 0.257 0.343 .103 85.6% 0.276 0.312 0.104 82.8%

风机无因次性能曲线0.2N0.180.160.140.120.10.080.060.14效率p与效率0.950.90.850.80.750.7压强0.65功率0.60.550.50.450.40.350.30.250.190.240.29无因次流量

2-3 得用上题得到的无因次性能曲线 求4-72-11No5A型风机在n=2900 r/min 时的最佳效率点各参数

什，并计算该机的比转数值。计算时D2=0.5m。

解： 查无因次曲线表得：P=0.428 Q =0.203 N =0.095

u2??D2n/60?3.14*0.5*2900/60?75.9m/s3.14*0.52Q?3600u2Q?3600*75.9**0.203?1088644P??u22P?1.205*75.92*0.428?2971N??D22?D2243.14*0.52?u2N/1000?*1.025*75.93*0.095/1000?9.82kW43

2-4 某一单吸单级泵，流量Q=45m?/s ，扬程H=33.5m ，转速n=2900r/min ,试求其比转数为多少？如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算，则其比转数应为多少，当该泵 设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬和计算值，则比转数为多少？

2

nsp?3.65nQH34?3.65*2900*Q3600?85333.5445双吸式：nsp'?3.65n八级式：nsp\?3.65n2?3.65*2900*45/7200?60.1333.53/4H4Q(H/8)34?3.65*2900*45/3600?404.3(33.5/8)3/4 2-5 某一单吸单级离心泵，Q=0.0375(m3/s) ，H=14.65m ，用电机由皮带拖动，测得n=1420r/min,N=3.3kW; 后因改为电机 直接联动，n增大为1450r/min，试求此时泵的工作参数为多少？

解： 设增大后的泵的参数用Q’ H’ N’来表示

Q'n'1450???1.02解得Q'?1.02Q?0.075m3/sQn1420H'n'214502?()?()?1.04解得H'?1.04H?15.24mHn1420N'n'314503?()?()?1.065解得N'?1.065N?3.5kWn1420 N

2-6 在n=2000的条件下实测一离心泵的结果为Q=0.17m?/s,H=104m,N=184kW.如有一几何相似的水

泵，其叶轮比上述泵的叶轮大一倍，在1500r/min之下运行，试求在相同的工况点的流量，扬程及效率各为多少?

Q'n'D'31500'?()?*23?6解得Q?6Q?1.02m/3sQnD2000H'n'2D'2?()()?2.25解得H'?234mHnDN'n'3D'5?()()?13.5解得N'?2484kWnD N

2-7 有一转速为1480r/min的水泵，理论流量Q=0.0833m?/s ，叶轮外径D?=360mm，叶轮出中有效面积A=0.023㎡，叶片出口安装角β?=30°，试做出口速度三角形。假设流体进入叶片前没有预旋运动，即Vu?=0,试计算此泵的理论压头Ht∞.设涡流修正系数k=0.77，理论压HT这多少？

解：

Q?0.0833/0.023?3.62m/sAD1480*?*0.36u2?2???27.88260如图所示：vu2?u2?vr2ctg?2?27.88?3.62*ctg30?21.61vr2?11u2vu2?*27.88*21.61?61.5mg9.8 HT?kHT??0.77*61.5?47.4mHT??

2-8 有一台多级锅 炉给水泵，要求满足扬程H=176m，流量Q=81.6m/h，试求该泵所需的级数和轴功

3

3

率各为多少？计算中不考虑涡流修正系数。其余已知条件如下：

叶轮个径 D? =254m 水力效率 ηh=92% 容积效率 ηv=90% 机械效率 ηm=95 % 转速 n=1440r/min

液体出口绝对流速的切向分速为出口圆周速度的55﹪. 解：

u2??19.1m/s6011HT?u2vu2?0.55u22?20.46mggH?HT?h?18.82mH总176??9.35取整为10级H18.82Ne??QH/1000?39.1kWN?Ne?D2n?所需级数为?h?V?m?39.1/0.92*0.90*0.95?49.7kW

?需要的轴功率为49.7kW

2-9为什么离心式泵与风机性能曲线中的Q-η 曲线有一个最高效率点？

答：由于???QHN???v?hNQTHT,而且QT，HT满足关系HT?A?Bctg?2QT,代入上式得：????vNQ（A?Bctg?2Q?h）在?v，?h不变或变化不大的情况下，?与Q满足二次函数关系，函数图象开口向下，故??Q存在一个最高效率点。

另外，还可以参见教材P49页关于水力损失的描述。

2-10 影响泵或风机的性能的能量损失有叧几种？简单地讨论造成损失的原因。证明全效率等于各分效率之乘积。

答： 泵或风机的能量损失分为水力损失，容积损失，机械 损失，水力损失是由于过 流部件的几何形状，壁 面粗糙度以及流体的粘性而导至的局部和沿程阻力 损 失。由于机内存在高压低压 两部分，同时部件之间存在缝隙，使流体从高压区 回流到低压区，造成容积损失。机械损失包括轴承和轴封的摩擦损失，以及叶 轮转动时其外表与机壳内流体之间发生的圆盘摩擦损失。

证明：???QHN??QT?vHT?hN?m?

?QTHTN,????v?h?m

2-11 简论述相似律与比转数的含 义和用途，指出两者的区别。

4

答： 当原型机和模型机性能曲线 上所对应的两个工况点呈三角形相似 ，即：

QnDngHnDnN?nD?(2n)3(n),?(2n)2(n)2,n?n(n)3(2n)5QD2mnmgHmD2mnmNm?mnmD2m

m

则说明两机相似 。比转数是用来描述同一类型的泵或风机不论其尺寸大小而反映其 流量Q，扬程H和转数n之间关系的类型性能代表量。相以委描述的是同一类型的风机 之间的关系，比转数是不同类型的风机之间比较的基础。

2-12 无因次性能曲线 何以能概括同一系列中，大小不同，工况各异的性能？应用无因次性能曲线 要

注意哪些问题？

答：因为同一系列的风机的相似工况点的流量，压力，功率虽不一样，但是它们的对应的

无因次量却是相等的，故由无因次量作出的曲线能概括它们的性能。应用时要注意，它只适 用于同一系列的风机，而且对同一系列的风机如果机器的大小过分悬殊也会引起很大误差。

2-13 试简论不同叶型对风机性能的影响，并说明前向叶型的风机为何容易超载？

答：前向叶型，径向叶型，后向叶型 的扬程依次减小，但是所消耗的功率却依次增大。 由公式

NT??QT(A?BQTctg?2) 可知对前向型，公式的二次项系数为正，随着流量

的增大，风机要求的功率增加很快，故而容易超载。 …… 此处隐藏：2776字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……