泵与泵站习题总汇.docx
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泵与泵站习题总汇
泵与泵站习题总汇..
1.水泵 ：
它是一种水力机械。
它把动力机的机械能传递给所输送的水流，使水流的能量增加，从而把水流从低处抽提到高处，或从一处输送到另一处。
2.流量 ：
单位时间内水泵所抽提的水体体积。
3.有效功率：
水流流经水泵时，实际得到的功率。
4.汽蚀 ：
由于某种原因，使水力机械低压侧的局部压力降低到该温度下的汽化压力以下，引起气泡的发生、发生和溃灭，从而造成过流部件损坏的全过程。
1．常见叶片泵的叶轮形式有 封闭式 、 半开式 、 敞开式 。
2．离心泵的工作原理是 利用装有叶片的叶轮的高速旋转所产生的离心力来工作的 。
3．轴流泵主要与离心泵不同的构件有 进水喇叭管 、 导叶体 、 出水弯管 。
4．叶片泵的性能曲线主要有 基本性能曲线 、 相对性能曲线 、 通用性能曲线 、 全面性能曲线 、 综合（或系列）型谱 。
5．离心泵工况点的调节方法有 变径 、 变速 、 变角 、 变阀 等。
6．叶片泵按其叶片的弯曲形状可分为 后弯式 、 前弯式 和 径向式 三种。
而离心泵大都采用 后弯式 叶片。
1.下列泵中，不是叶片式泵 【 B 】
Ａ 混流泵 Ｂ 活塞泵 Ｃ 离心泵 Ｄ 轴流泵。
2.与低比转数的水泵相比,高比转数的水泵具有 【 C 】
3. Ａ 流量小、扬程高 Ｂ流量小、扬程低 Ｃ 流量大、扬程低 Ｄ 流量大、扬程高 3.离心泵的叶轮一般都制成 【 D 】
Ａ 敞开式 Ｂ 半开式 Ｃ 半闭封式 Ｄ闭封式
4.叶片泵在一定转数下运行时,所抽升流体的容重越大（流体的其它物理性质相同）,其理论扬程 【 C 】
Ａ 越大 Ｂ 越小 C 不变 D 不一定
5.水泵铭牌参数（即设计或额定参数）是指水泵在 时的参数 【 B 】
Ａ 最高扬程 Ｂ 最大效率 Ｃ 最大功率 Ｄ 最高流量
6. 当水泵站其它吸水条件不变时，随当地海拔的增高水泵的允许安装高度 【 A 】
Ａ 将下降 Ｂ 将提高 Ｃ 保持不变 Ｄ 不一定
7.定速运行水泵从水源向高水池供水,当水源水位不变而高水池水位逐渐升高时,水泵的流量 【 B 】
Ａ 保持不变 Ｂ 逐渐减小 Ｃ 逐渐增大 Ｄ 不一定
8． 固定式轴流泵只能采用 【 C 】
A 变径调节 B 变角调节 C 变速调节 D 变阀调节
9．上凸管处危害最大的水击是 【 D 】
A 启动水击 B 关阀水击 C 正水击 D 负水击
10．轴流泵的叶轮一般安装在水面 【 A 】
A 以下 B 以上 C 位置 D 不一定
1.并联的目的是为了提高水泵的扬程，串联的目的是为了增加水泵的流量。
【 × 】
2.水泵的比转数越大，其扬程越高。
【 × 】
3.离心泵大都是立式机组，一般安装在水面以上。
【 × 】
4.两台水泵的比转数必定相等，则其几何形状相似。
【 × 】
5.压力管道常用的敷设方式有镇墩、支墩和管床。
【 × 】
1.给出下列水泵型号中各符号的意义：
① 60—50—250 ②14 ZLB—70
答：
① 60——水泵的进口直径，单位mm；50——水泵的出口直径，单位mm； 250——叶轮标称直径，单位mm；单级单吸悬臂式离心泵。
② 14 ——水泵的出口直径，单位英寸；Z——轴流泵；L——立式；B——半调节；70——比转速为700。
1.已知某12SH型离心泵的额定参数为Q=730 m3/h ，H=10m ，n=1450 r/min 。
试计算其比转数：
300
2. 12SH-19A型离心水泵，设计流量为Ｑ=220L/s，在水泵样本中查得相应流量下的允许吸上真空高度为[HS]=4.5m，水泵吸水口直径为Ｄ=300mm，吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40Co，试计算最大安装高度Hg. （海拔1000m时的大气压为ha=9.2mH2O，水温40Co时的汽化压强为hva=0.75mH2O）
列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（1—1）能方程：
论述题
11.试述离心式水泵减漏环的作用及常见类型。
答：
作用：
减少回流，承受摩损。
常见类型：
单环型，双环型，双环迷宫型。
12.单级单吸式离心泵可采用开平衡孔的方法消除轴向推力，试述其作用原理及优缺点。
答：
在叶轮后盖板上开平衡孔并在后盖板与泵壳之间加装减漏环。
压力水经减漏环时压力下降，并经平衡孔流回叶轮中，使叶轮后盖板的压力与前盖板相近，这样即消除了轴向推力。
优点：
结构简单，容易实行。
缺点：
叶轮流道中的水流受到平衡孔回流水的冲击，使水力条件变差，水泵效率有所降低。
13.为什么离心泵的叶轮大都采用后弯式（β2＜90°）叶片。
答：
后弯式叶片其Ｑ－Ｎ曲线上升平缓，有利于配用电机的运行。
另外，后弯式叶片叶槽弯度小，水力损失小，有利于提高水泵效率。
因此，离心泵大都采用后弯式叶片。
14.为什么一般情况下离心式水泵要闭阀启动而轴流式水泵要开阀启动？
答：
一般离心泵随流量的增加轴功率增加，零流量时轴功率最小，而轴流式水泵随流量增加而轴功率减小，零流量时轴功率最大。
故离心泵要闭阀启动而轴流式水泵要开阀启动。
以达到轻载启动得目的。
15.轴流泵为何不宜采用节流调节？
常采用什么方法调节工况点？
答：
轴流泵Ｑ－η曲线呈驼峰形，也即高效率工作范围很小，流量在偏离设计工况不远处效率就下降很快。
因此不宜采用节流调节。
轴流泵一般采用变角调节来改变其性能曲线，从而达到改变工况点的目的。
图解题
1. 已知管路特性曲线H=HST+SQ2和水泵在n1转速下的特性曲线（Q—H）1的交点为Ａ1，但水泵装置所需工况点A2（Q2，H2）不在（Q—H）1曲线上,如图所示，若采用变速调节使水泵特性曲线通过A2点，则水泵转速n2应为多少？
试图解定性说明之。
（要求写出图解的主要步骤和依据，示意地画出必要的曲线，清楚标注有关的点和参数。
）
[解]:
（1）写出通过Ａ２点的相似工况抛物线方程：
并绘制抛物线；
（２）
曲线与（Ｑ—Ｈ）1曲线相交于B（Q1，H1）点，
则B点与A2点为相似工况点。
根据比例律得调节后的转速为
2. 已知水泵在n1转速下的特性曲线（Q—H）1如图所示，若水泵变速调节后转速变为n2，试图解定性说明翻画（Q—H）2特性曲线的过程。
（要求写出图解的主要步骤和依据，示意地画出必要的曲线，清楚标注有关的点和参数。
）
[解]:
（1）在（Q—H）1特性曲线上定出A1、B1、C1……等点，各点参数Q1，H1为已知。
（2）根据比例率计算与A1、B1、C1……等各点对应的相似工况点A2、B2、C2……，
（3）将所得A2、B2、C2……各点光滑连线，得变速后特性曲线（Q—H）2。
3. 已知管路特性曲线H=HST+SQ2和水泵特性曲线（Q—H）的交点为A1，但水泵装置所需工况点A2不在（Q—H）曲线上如图所示，若采用变径调节使水泵特性曲线通过A2（Q2，H2）点，则水泵叶轮外径D2应变为多少？
试图解定性说明。
（要求写出图解的主要步骤和依据，示意地画出必要的曲线，清楚标注有关的点和参数。
）
[解]:
（1）写出通过Ａ２点的等效率曲线
方程：
并绘制该曲线；
（２）
曲线与（Ｑ—Ｈ）1曲线相交于B（Q1，H1）点，则B点与A2点为对应点。
根据切削律得调节后的叶轮外径为
4.两台同型号水泵对称并联运行，若吸水管路水头损失可忽略不计，其单台水泵特性曲线（Q—H）1，2及压水管路特性曲线H=HST+SQ2如图所示，试图解定性说明求解水泵装置并联工况点的过程。
（要求写出图解的主要步骤和依据，示意地画出必要的曲线，清楚标注有关的点和参数。
）（10分）
[解]
（1）在（Q—H）1，2特性曲线上定出1、2、3…..等点根据等扬程下
流量叠加原理将各点流量加倍得相应各点1′、2′、3′…。
（2）将所得1′、2′、3′…各点光滑连线，得并联特性曲线（Q—H）1+2。
（3）（Q—H）1+2并联特性曲线与管路特性曲线H=HST+SQ2的交点即为所求并联工况点。
5.三台同型号水泵并联运行，其单台水泵特性曲线（Q—H）1，2及管路特性曲线H=HST+SQ2如图所示，试图解定性说明求解水泵装置并联工况点的过程。
（要求写出图解的主要步骤和依据，示意地画出必要的曲线，清楚标注有关的点和参数。
）
[解]:
（1）在（Q—H）1，2，3特性曲线上定出1、2、3…..等点根据等扬程下流量
叠加原理将各点流量乘3得相应各点1′、2′、3′…；
（2）将所得1′、2′、3′…各点光滑连线，得并联特性曲线（Q—H）1+2+3；
（3）（Q—H）1+2+3并联特性曲线与管路特性曲线H=HST+SQ2的交点即为所求并联工况点。
6.水泵与高位水池联合工作系统如图所示。
已知水泵的Q—H特性曲线和各管段的阻抗SAB、SBC、SBD。
试图解定性说明高位水池D蓄水时水泵的工况点M（Q，H）和C、D两个高位水池各自的进水量QC和QD。
（要求写出图解的主要步骤和依据，示意地画出必要的曲线，清楚标注有关的点和参数。
）
计算题
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HO，并绘出其出口速度三角形。
3.水泵工作轮的内径D1=180mm，外径D2=280mm，转速n=960rpm，进口C1=2.5m/s,α1=600,出口α2=200,C2=16m/s，当水流径向流入叶片（α2=900）时。
试问理论水头如何变化？
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：
3.已知水泵供水系统静扬程ＨST=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=6.173S2/m5，压水管路阻抗Ｓ2=17.98S2/m5，求解水泵Ｈ、Ｎ和η。
[解]:
总扬程为：
。
水泵轴功率即电机输出功率：
水泵效率为：
5.如图所示取水泵站，水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa的高地密闭水箱中。
已知水泵流量Ｑ=160L/s，吸水管：
直径Ｄ1=400mm，管长Ｌ1=30m，摩阻系数λ1=0.028；压水管：
直径Ｄ2=350mm，管长Ｌ2=200m，摩阻系数λ2=0.029。
假设吸、压水管路局部水头损失各为1m，水泵的效率η=70％，其他标高见图。
试计算水泵扬程Ｈ及轴功率Ｎ。
[解]:
吸水管计算：
压水管计算：
总水头损失为：
12.离心泵的输水量Q=75m3/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=2.5m3/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￥/Kwh。
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n1=950r/min时的（Ｑ-Ｈ）1曲线如图，其管道系统特性曲线方程为Ｈ=10+17500Ｑ2（Ｑ以m３/s计）。
试问
（1）.该水泵装置工况点的ＱA与ＨA值，
（2）.若保持静扬程为10m，流量下降33.3%时其转速应降为多少?
[解]:
（1）、根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线：
图解得交点Ａ（40.5，38.2）即ＱＡ=40.5L/sＨＡ=38.2m
（2）、流量下降33.3%时，功况点移动到B点，
ＱＢ=（1-0.333）Ｑ=27L/s由图中查得ＨＢ=23m，
相似功况抛物线方程为
编号
1
2
3
4
5
6
7
流量Ｑ（L/s）
10
15
20
25
30
35
40
扬程Ｈ（m）
3.2
7.1
12.6
19.7
28.4
38.7
50.1
（3）、绘制H=KQ2曲线：
H=KQ2曲线与（Q—H）曲线的交点为
A1（36，40）即ＱＡ１=36L/s，ＨＡ１=40m
则根据比例律有
答：
12.已知某变速运行水泵装置的管道系统特性曲线H=HST+SQ2和水泵在转速为n=950r/min时的（Ｑ-Ｈ）曲线如图。
试图解计算：
（1）.该水泵装置工况点的ＱA与ＨA值，
（2）.若保持静扬程不变，流量下降33.3%时其转速应降为多少?
（要求详细写出图解步骤，列出计算表，画出相应的曲线）（15分）
四、 离心泵换轮运行
17.4BA—12单级单吸式离心泵的性能如下表：
n=2900rpm，D=174mm
Q（l/s）
0
10
18
25
33.3
36
H（m）
36.5
38.5
37.7
34.6
28
25.8
N（KW）
5.8
9.5
12.6
14.8
16.8
17
η（%）
0
55
72
78
74.5
70
扬水地形高度（静扬水高度）Hr=20m，管道特性曲线为H=Hr+SQ2，试求：
①.水泵的输水流量、水头、轴功率和效率；
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。
18．已知n=950rpm时，水泵的Q—H关系如下表所示：
管道曲线Q—hw方程式为H=HST+SQ2=10+0.0175Q2。
试求：
①.工作点处的Q、H；
②.n1=720rpm时的Q、H；
③.扬水高度HST=25m，将两台n1=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n2为多少？
19.具有不同静扬程的两台同型号水泵并联，已知n=950rpm时，水泵的Q—H性能为：
扬水高度如图所示，各管道阻力率为：
SCA=0.0012（ms2/l），SDA=0.0025（ms2/l）
SAB=0.0063（ms2/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D2=218mm，在Q=99m3/h，H=51.0m和η=69.0%的工况下工作。
当叶轮外径切削为D2′=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
20.两台不同型号的水泵串联，输水到两个水塔（如图所示），其性能见下表：
Q（l/s）
0
20
40
60
80
100
H1（m）
40
35
28.5
21
12
2
H2（m）
44
41.5
37
32
26.5
20
各管道阻力率为：
SAB=0.0004（ms2/l），
SBC=0.0005（ms2/l），SBD=0.0009（ms2/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=50l/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，[HS]=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[HS]′。
（海拔1000m时，ha=9.2m，水温40℃时，hva=0.75m）
[解]:
答：
2.已知水泵装置流量Ｑ=0.12m3/s，吸水管直径D1=0.25m，抽水温度t=20℃，允许吸上真空高度为[Hs]=5m，吸水井水面绝对标高为102m，水面为大气压强，设吸水管水头损失为hs=0.79m，试确定泵轴的最大安装标高。
（海拔为102m时的大气压为ha=10.2mH2O）
[解]:
列吸水井水面（0—0）和水泵吸入口断面（1-1）能量方程：
答：
泵轴最大安装标高为
。
3.12SH-19A型离心水泵，流量Ｑ=220L/s时，在水泵样本中查得允许吸上真空高度[HS]=4.5m，装置吸水管的直径为Ｄ=300mm，吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40Co，试计算最大安装高度Hg.（海拔1000m时的大气压为ha=9.2mH2O，水温40Co时的汽化压强为hva=0.75mH2O）
[解]:
吸水管流速为
=
列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（1—1）能方程：
。
答：
米。
4.水泵输水流量Ｑ=20m3/h,安装高度Ｈg=5.5m（见图），吸水管直径Ｄ=100mm吸水管长度Ｌ=9M,管道沿程阻力系数
=0.025，局部阻力系数底阀ζｅ=5，弯头ζｂ=0.3，求水泵进口C-C断面的真空值ｐＶＣ。
[解]:
列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（C—C）能方程：
5.已知某离心泵铭牌参数为Ｑ=220L/s，[HS]=4.5m，若将其安装在海拔1500m的地方，抽送20℃的温水，若装置吸水管的直径为Ｄ=300mm，吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,试计算其在相应流量下的允许安装高度Hg。
（海拔1500m时，ha=8.6m；水温20℃时，hva=0.24m）
[解]:
（2分）
=
（3分）
（2分）
。
（3分）
6.已知水泵的供水量Q=120l/s，吸水管直径为350mm，长度为40m，沿程阻力系数为λ=0.02，吸水管上的管路附件有：
底阀一个（ζ底=6），弯头三个（ζ弯=0.3），大小头一个（ζ=0.1）；吸水池水面标高为120m，水泵样本上查出最大允许真空高度[H]=5m，水温为30℃，当地海拔为2000m。
试求水泵最大允许标高。
22.12Sh—19型离心泵的输水量为217l/s时，允许吸上真空高度[H]=5.1m，吸水管直径D吸=350mm，总阻力系数为λ
+Σζ=10，当地海拔为1000m，水温为t=40℃，试求水泵的最大安装高度。
7.锅炉给水泵将除氧器内的软化水送入蒸汽锅炉，如图所示。
设除氧器内压力为p0=117.6KPa，相应的水温为饱和温度
（t=104℃），吸水管内的水力损失为1.5m，所用给水泵为
六级离心泵，其允许汽蚀余量[NPSH]为5m，其到灌高度Hg
为多少？
若p0=1atm，t=90℃（相应的饱和蒸汽压力高度为
7.14米水柱），则Hg又为多少？
8.如图所示，冷凝水泵从冷凝水箱中抽送40℃的清水，已知水泵额定流量为Ｑ=68m3/h，水泵的必要汽蚀余量为[NPSH]=2.3m，冷凝水箱中液面绝对压强为p0=8.829Kpa，设吸水管阻力为hs=0.5m,试计算其在相应流量下的最小倒罐高度[Hg]。
（水温40℃时，水的密度为992kg/m3,水的汽化压强为hv=0.75m）（10分）
[解]:
[Hg]=[NPSH]－
＋hs
=[NPSH]－
＋hv＋hs
=2.3－
＋0.75＋0.5=2.64m
七、离心泵比转数
4.已知某12ＳＨ型离心泵的额定参数为Ｑ=684m3/h，Ｈ=10m，n=1450r/min。
试计算其比转数ns。
[解]:
比转数为：
6.已知某多级泵，其额定参数为Ｑ=45m3/h，Ｈ=33.5m，转数n=2900r/min，级数为8，试求其比转数ns。
[解]:
答：
该多级泵的比转数为400。
思考题（额外增加部分）
1、写出叶片泵水泵的定义及分类（离心泵）；
2、写出下图离心泵的主要组成及各部分的作用;
3、写出下列水泵型号的意义：
700ZLB-70A、IB50-32-125、IS50-32-125、250Sh-40
4、哪些参数能表达叶片泵性能？
各参数表示什么含义？
5、水泵机组在能量的传递过程中会产生哪些损失？
6、.推导叶片泵基本方程式时有哪三个基本假定？
7、写出叶片泵基本方程式？
并说明如何提高水泵的扬程？
8、计算叶片泵的比转速应注意哪几点？
9、什么是叶片泵工作（况）点？
它由哪些因素构成？
工作（况）点确定有哪些方法？
10、写出离心泵的相似率、比例率和车削率，并说出各自的用途。
11、什么是工况调节？
离心泵有哪几种工况调节法？
各有何优、缺点？
12、水泵并联工况的确定方法；
13、水
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