【正文】 低泵的性能，卻使泵的抗汽蝕性能大為改善。對于風(fēng)機(jī)，因氣體密度很小，形成的氣柱壓力可以忽略不計，即為零，又因引風(fēng)機(jī)是將煙氣排入大氣，故該風(fēng)機(jī)的管路特性曲線方程可近似認(rèn)為 因此可以看出，管路特性曲線是一條二次拋物線，此拋物線起點(diǎn)應(yīng)在縱坐標(biāo)靜揚(yáng)程處；風(fēng)機(jī)為一條過原點(diǎn)的二次拋物線，如圖所示。 （2）兩臺泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和，與各泵單獨(dú)工作時相比，兩臺泵并聯(lián)后的總流量小于各泵單獨(dú)工作時流量的二倍，而大于一臺泵單獨(dú)工作時的流量。7．泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行時有哪幾種調(diào)節(jié)方式？其原理是什么？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：變速調(diào)節(jié)：原理是在管路特性曲線不變時，用變轉(zhuǎn)速改變泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線，從而改變工況點(diǎn)。同一流量下，入口端節(jié)流損失小于出口端節(jié)流損失，但由于入口端調(diào)節(jié)會使進(jìn)口壓力下降，對于泵有引起汽蝕的危險，只能適用于風(fēng)機(jī)。 可動葉片調(diào)節(jié)：原理是動葉安裝角可隨不同工況而改變，通過改變泵與風(fēng)機(jī)本身的性能曲線來調(diào)節(jié)流量。對于＜60的低比轉(zhuǎn)數(shù)多級離心泵，只切割葉片而保留前后蓋板，則能夠保持葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙不變，液流有較好的引導(dǎo)作用，但園盤摩擦損失仍保持未變而導(dǎo)致效率下降。但在啟動時，由于泵的正常壓力還未建立，所以反沖力的作用較為明顯。并且方向也改變了，結(jié)果使流出葉輪的液體撞擊壓水室中的液體，使流出葉輪的液體速度減慢，動能減小，在壓水室內(nèi)液體的壓力則升高。這是引起徑向力的次要原因。 如何平衡：（1）采用雙層壓水室平衡（2）采用兩個壓水室相差180度的布置方法平衡。由此可見，反沖力的大小是隔舌處最大，擴(kuò)壓管處最小，而反沖力引起的徑向力是從開始向葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)90176。在設(shè)計流量時，壓水室內(nèi)液體流動的速度和方向與液體流出葉輪的速度和方向基本上是一致的，因此從葉輪流出的液體能平順地流入壓水室，所以葉輪周圍液體的速度和壓力分布是均勻的，此時沒有徑向力。反沖力的方向與軸向力的方向相反。？答：葉輪外徑的切割應(yīng)使效率不致大幅度下降為原則。如果汽輪機(jī)負(fù)荷常變，特別是長期在底負(fù)荷下時采用汽蝕調(diào)節(jié)會使壽命大大降低。缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟(jì)，而且只能在小于設(shè)計流量一方調(diào)節(jié)。6．為什么說單憑泵或風(fēng)機(jī)最高效率值來衡量其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高低是不恰當(dāng)?shù)?？答：因為只有?dāng)泵與風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)位于高效區(qū)時，經(jīng)濟(jì)性才高。串聯(lián)特點(diǎn)：流量彼此相等，總揚(yáng)程為每臺泵（風(fēng)機(jī)）揚(yáng)程之和。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡單而又可靠的一種方法。(4)采用雙重翼葉輪。(5)首級葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。也有同時采用既增大又增大的方法。6． 為什么目前多采用汽蝕余量來表示泵的汽蝕性能，而較少用吸上真空高度來表示？答：因為使用汽蝕余量時不需要進(jìn)行換算，特別對電廠的鍋爐給水泵和凝結(jié)水泵，吸入液面都不是大氣壓力的情況下，尤為方便。 危害：（1）材料破壞 （2）噪聲和振動（3）性能下降2． 為什么泵要求有一定的幾何安裝高度？在什么情況下出現(xiàn)倒灌高度？答：提高吸水性能，使泵在設(shè)計工況下工作時不發(fā)生汽蝕。用無因次性能參數(shù)、繪制無因次性能曲線時，首先要通過試驗求得某一幾何形狀葉輪在固定轉(zhuǎn)速下不同工況時的、及，值，然后計算出相應(yīng)工況時的、并繪制出以流量系數(shù)為橫坐標(biāo)，以壓力系數(shù)、功率系數(shù)及效率為縱坐標(biāo)的一組—、—及—曲線。在低比轉(zhuǎn)數(shù)時(200)，功率隨流量的增加而增加，功率曲線呈上升狀。反之，在流量增加，揚(yáng)程(全壓)減小時，比轉(zhuǎn)數(shù)隨之增加，此時，葉輪的外緣直徑及葉輪進(jìn)出口直徑的比值隨之減小，而葉輪出口寬度則隨之增加。第三章思考題1． 兩臺幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似條件下，其性能參數(shù)如何按比例關(guān)系變化？答：流量相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時，其流量之比與幾何尺寸之比的三次方成正比、與轉(zhuǎn)速比的一次方成正比，與容積效率比的一次方成正比。當(dāng)時來流速度的流動角減小，沖角增大。5．為什么前彎式葉片的風(fēng)機(jī)容易超載？在對前彎式葉片風(fēng)機(jī)選擇原動機(jī)時應(yīng)注意什么問題？答：前彎式葉輪隨流量的增加，功率急劇上升，原動機(jī)容易超載。因此，有限葉片葉輪的—曲線，也是一條向下傾斜的直線，且位于無限多葉片所對應(yīng)的—曲線下方。如何減?。簽榱藴p少進(jìn)口的容積損失，一般在進(jìn)口都裝有密封環(huán)(承磨環(huán)或口環(huán))，在間隙兩側(cè)壓差相同的情況下，如間隙寬度減小，間隙長度增加，或彎曲次數(shù)較多，則密封效果較好，容積損失也較小。答：（1）機(jī)械損失：主要包括軸端密封與軸承的摩擦損失及葉輪前后蓋板外表面與流體之間的圓盤摩擦損失兩部分。如圖所示。因此，前彎式葉片所產(chǎn)生的揚(yáng)程最大，徑向式葉片次之，后彎式葉片最小。即隨不斷減小，亦不斷下降。 一般采用環(huán)流系數(shù)k或滑移系數(shù)σ來修正。因此，流體在葉輪中的運(yùn)動是一種復(fù)合運(yùn)動。真空泵：利用葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空來輸送流體。故一般用于大容量低揚(yáng)程的場合。吸入室（泵）：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的液體流速分布均勻。導(dǎo)葉：匯集前一級葉輪流出的液體，并在損失最小的條件下引入次級葉輪的進(jìn)口或壓出室，同時在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。目前，大容量機(jī)組多作為循環(huán)水泵及引送風(fēng)機(jī)。補(bǔ)給水泵：補(bǔ)充管路系統(tǒng)的汽水損失。（3）寫出該風(fēng)機(jī)最高效率點(diǎn)的參數(shù)。求切割直線：描點(diǎn)做切割直線qv(104m3/h)2468101214qv(m3/s)p（pa）切割直線與泵性能曲線交于A（11 m3/h，2000 pa）A點(diǎn)與B點(diǎn)為對應(yīng)工況點(diǎn)，則由切割定律得= 略56 8BA18型水泵的葉輪直徑為268mm，車削后的8BA18a型水泵的葉輪直徑為250mm，設(shè)效率不變，按切割定律計算qv、H、P。水溫為20℃，試求水泵裝置的有效汽蝕余量為多少？解：＝＝－(＋) （m）45有一離心式水泵：=4000，=495r/min，倒灌高度為2m，吸入管路阻力損失為6000Pa，水溫為35℃，試求水泵的汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)。求其比轉(zhuǎn)數(shù)。今用該風(fēng)機(jī)輸送密度=，要求全壓與輸送空氣時相同，問此時轉(zhuǎn)速應(yīng)變?yōu)槎嗌伲苛髁坑譃槎嗌?？解：由題知：=1 ；各效率相等，=根據(jù)全壓相似關(guān)系 ===1得==1450=( r/min)流量與密度無關(guān)，根據(jù)相似關(guān)系= 得===(/min)32有一泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min，揚(yáng)程H=100m，流量=，若用和該泵相似但葉輪外徑為其2倍的泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1450r/min時，流量為多少？解：由題知：=2 ，由于兩泵相似 根據(jù)流量相似關(guān)系=== 得：==（/s）33有一泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min，其揚(yáng)程H=100m，流量=，軸功率=。====（Pa）===（Pa）===（kW）22有一單級軸流式水泵，轉(zhuǎn)速為375r/min，入口直徑為980mm，水以=，以=，總揚(yáng)程為H=，求該水泵的流動效率。試求葉輪進(jìn)出口相對速度的角度變化值（）?？諝庖?，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1450r/min時，其全壓=，空氣密度=，求該半徑處的平均相對速度的大小和方向。解：= ==（m/s） ===（m/s） ==25=（m/s） ==22=（m/s） 知、可得速度三角形（m/s）===（m/s）(Pa)16有一離心式水泵，在轉(zhuǎn)速n=1480r/min時，流量=89L/s，揚(yáng)程H=23m，水以徑向流入葉輪，葉輪內(nèi)的軸面速度=。無限多葉片葉輪的理論全壓是多少？設(shè)葉輪入口氣體沿徑向流入，葉輪出口的相對速度，設(shè)為半徑方向。設(shè)流體徑向流入葉輪，試按比例畫出出口速度三角形，并計算無限多葉片葉輪的理論揚(yáng)程，又若環(huán)流系數(shù)K=，流動效率=，泵的實(shí)際揚(yáng)程H是多少？解：=== （m/s）∵= m/s =45176。泵與風(fēng)機(jī)（課后習(xí)題答案）第一章11有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下：=35mm, =19mm, =178mm, =381mm, =18176。出口處的軸面速度=。=== （m/s） === （m/s）=－=－= （m/s）=== （m）=== （m）14有一葉輪外徑為300mm的離心式風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2890r/min時。繪制進(jìn)口及出口速度三角形，并求無限多葉片葉輪所產(chǎn)生的理論全壓。18有一軸流式風(fēng)機(jī)，在葉輪半徑380mm處。(m/s)111有一單級軸流式水泵，轉(zhuǎn)速為375r/min，在直徑為980mm處，水以速度=，在出口以=。解：===（m/s）∵葉輪出口處的相對速度為半徑方向∴=90176。第三章 相似理論31有一離心式送風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，流量=，全壓=1200Pa，輸送空氣的密度為=。解：===39某單級雙吸泵的最佳工況點(diǎn)參數(shù)為=18000，=20m，=375r/min。試求：⑴在吸水池液面壓力為大氣壓力時，泵的允許吸上真空高度[]為多少？⑵該泵如用于在海拔1500m的地方抽送=40℃的清水，泵的允許吸上真空高度[]又為多少？解：⑴由題知：單級雙吸泵 ＝＝900 得＝（m）＝＝ []＝+＝+＝（m）由＝ 得 ＝＝＝ （m/s）查表41及42得＝（m）＝（m）[]＝＋－[]＝－＋－＝（m）⑵海拔1500m查表41 ＝ =40℃ 查表42 ＝＝[]－＋＋－ ＝－＋＋－＝（m）44在泵吸水的情況下，當(dāng)泵的幾何安裝高度與吸入管路的阻力損失之和大于6Pa時，發(fā)現(xiàn)泵剛開始汽化。【解】根據(jù)Hc=10+8000qv2取點(diǎn)如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(L/s)01020304050qv(m3/s)0Hc（m）1030管路特性曲線與泵并聯(lián)前性能曲線交于M點(diǎn)（46L/s，27m）同一水泵，且輸送流體不變，則根據(jù)相似定律得：52 某水泵在管路上工作，管路特性曲線方程Hc=20+2000qv2（qv單位以m3/s計算），水泵性能曲線如圖549所示，問水泵在管路中的供水量是多少？若再并聯(lián)一臺性能相同的水泵工作時，供水量如何變化？【解】繪出泵聯(lián)后性能曲線根據(jù)Hc=20+2000qv2取點(diǎn)如下表所示，繪制管路特性曲線：qv(L/s)0102030405060qv(m3/s)0Hc（m）2025管路特性曲線與泵并聯(lián)前性能曲線交于C點(diǎn)（33L/s，32m）管路特性曲線與泵并聯(lián)后性能曲線交于M點(diǎn)（56L/s，25m）.53為了增加管路中的送風(fēng)量，管路特性曲線方程為p=4 qv2（qv單位以m