【正文】 生汽蝕，需采用倒灌高度，因此給水泵及凝結(jié)水泵都安裝在水容器的下面。4． 何謂有效汽蝕余量和必需汽蝕余量，二者有何關(guān)系？答：有效汽蝕余量：指泵在吸入口處，單位重量液體所具有的超過汽化壓力（飽和蒸汽壓力）的富余能量。必需汽蝕余量：指液體在泵吸入口的能頭對(duì)壓力最低點(diǎn)處靜壓能頭的富余能頭。二者關(guān)系：當(dāng)（＞）時(shí)，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（＜＝時(shí)，泵內(nèi)不會(huì)發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（＝＝）時(shí)，處于臨界狀態(tài)。5． 產(chǎn)品樣品中提供的允許汽蝕余量[]是怎樣得到的？答：廠家通過汽蝕實(shí)驗(yàn)得到臨界汽蝕余量，為保證泵不發(fā)生汽蝕，加一安全量，得允許汽蝕余量[]。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?yàn)槭褂闷g余量時(shí)不需要進(jìn)行換算，特別對(duì)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。同時(shí)汽蝕余量更能說明汽蝕的物理概念，因此，目前已較多使用汽蝕余量。7． 提高轉(zhuǎn)速后，對(duì)泵的汽蝕性能有何影響？答：對(duì)同一臺(tái)泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變化，即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為惡化。8． 為什么說汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)也是一個(gè)相似特征數(shù)？使用無因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)有何優(yōu)點(diǎn)？答：因?yàn)槠g比轉(zhuǎn)數(shù)是由流量相似定律和汽蝕相似定律推導(dǎo)而來的。因此也是一個(gè)相似特征數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：不需要進(jìn)行單位換算。 9． 提高泵的抗汽蝕性能可采用那些措施？基于什么原理？答：一、提高泵本身的抗汽蝕性能(1)降低葉輪入口部分流速。一般采用兩種方法：①適當(dāng)增大葉輪入口直徑；②增大葉片入口邊寬度。也有同時(shí)采用既增大又增大的方法。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變，均應(yīng)有一定的限度，否則將影響泵效率。(2)采用雙吸式葉輪。雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸式葉輪的63％，因而提高了泵的抗汽蝕性能。(3)增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。這樣可以減小局部阻力損失。(4)葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加長(zhǎng)。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。(5)首級(jí)葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。如采用含鎳鉻的不銹鋼、鋁青銅、磷青銅等。二、提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量可以采取如下措施：(1)減小吸入管路的流動(dòng)損失。即可適當(dāng)加大吸入管直徑，盡量減少管路附件，如彎頭、閥門等，并使吸人管長(zhǎng)最短。(2)合理確定兩個(gè)高度。即幾何安裝高度及倒灌高度。(3)采用誘導(dǎo)輪。主葉輪前裝誘導(dǎo)輪，使液體通過誘導(dǎo)輪升壓后流入主葉輪(多級(jí)泵為首級(jí)葉輪)，因而提高了主葉輪的有效汽蝕余量，改善了泵的汽蝕性能。(4)采用雙重翼葉輪。雙重翼葉輪由前置葉輪和后置離心葉輪組成，與誘導(dǎo)輪相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且不存在誘導(dǎo)輪與主葉輪配合不好，而導(dǎo)致效率下降的問題。所以，雙重翼離心泵不會(huì)降低泵的性能，卻使泵的抗汽蝕性能大為改善。 (5)采用超汽蝕泵。在主葉輪之前裝一個(gè)類似軸流式的超汽蝕葉輪，其葉片采用了薄而尖的超汽蝕翼型，使其誘發(fā)一種固定型的汽泡，覆蓋整個(gè)翼型葉片背面，并擴(kuò)展到后部，與原來葉片的翼型和空穴組成了新的翼型。其優(yōu)點(diǎn)是汽泡保護(hù)了葉片，避免汽蝕并在葉片后部潰滅，因而不損壞葉片。(6)設(shè)置前置泵。采用在給水泵前裝置低速前置泵，使給水經(jīng)前置泵升壓后再進(jìn)入給水泵，從而提高了泵的有效汽蝕余量，改善了給水泵的汽蝕性能；同時(shí)除氧器的安裝高度也大為降低。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡(jiǎn)單而又可靠的一種方法。第五章思考題1． 如何繪制管路特性曲線？答：由泵的管路特性曲線方程可知，當(dāng)流量發(fā)生變化時(shí)，裝置揚(yáng)程也隨之發(fā)生變化。對(duì)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(jì)，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。？泵（風(fēng)機(jī)）的揚(yáng)程（全壓）與泵（風(fēng)機(jī)）裝置揚(yáng)程（裝置風(fēng)壓）區(qū)別是什么？?jī)烧哂钟惺裁绰?lián)系？ 答：將泵本身的性能曲線與管路特性曲線按同一比例繪在同一張圖上，則這兩條曲線相交于一點(diǎn)，這點(diǎn)即泵在管路中的工作點(diǎn)。區(qū)別：泵(風(fēng)機(jī))的揚(yáng)程：是提供能量的,隨流量的增加揚(yáng)程降低,曲線下降。裝置揚(yáng)程：管路系統(tǒng)所消耗的能量，隨流量的增加，揚(yáng)程增加，曲線上升。關(guān)系：當(dāng)二者相等時(shí)，泵（風(fēng)機(jī)）穩(wěn)定工作。？答：并聯(lián)特點(diǎn)：揚(yáng)程彼此相等，總流量為每臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）輸出流量之和。串聯(lián)特點(diǎn)：流量彼此相等，總揚(yáng)程為每臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）揚(yáng)程之和。？并聯(lián)后流量和揚(yáng)程（或全壓）如何變化？并聯(lián)后為什么揚(yáng)程會(huì)有所增加？答：（1）泵與風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的目的是保證揚(yáng)程相同時(shí)增加流量。 （2）兩臺(tái)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(shí)相比，兩臺(tái)泵并聯(lián)后的總流量小于各泵單獨(dú)工作時(shí)流量的二倍，而大于一臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的流量。并聯(lián)后每臺(tái)泵工作流量較單獨(dú)工作時(shí)的較小。（3）因?yàn)檩斔偷墓艿廊允窃械?，直徑也沒增大，而管道摩擦損失隨流量的增加而增大了，從而導(dǎo)致總阻力增大，這就需要每臺(tái)泵都提高它的揚(yáng)程來克服增加的阻力，故并聯(lián)后揚(yáng)程大于并聯(lián)前揚(yáng)程。2． 泵與風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作的目的是什么？串聯(lián)后流量和揚(yáng)程（或全壓）如何變化？串聯(lián)后為什么流量會(huì)有所增加？答：（1）泵與風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作的目的是提高揚(yáng)程。 （2）兩臺(tái)泵串聯(lián)工作時(shí)所產(chǎn)生的總揚(yáng)程小于泵單獨(dú)工作時(shí)揚(yáng)程的二倍，而大于串聯(lián)前單獨(dú)運(yùn)行的揚(yáng)程。 （3）因?yàn)閾P(yáng)程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的揚(yáng)程促使流量增加。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?yàn)橹挥挟?dāng)泵與風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)位于高效區(qū)時(shí)，經(jīng)濟(jì)性才高。因此單憑泵或風(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)摹?．泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)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(shí)，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)。優(yōu)點(diǎn)是大大減少附加的節(jié)流損失，在很大變工況范圍內(nèi)保持較高的效率。缺點(diǎn)是投資昂貴。 節(jié)流調(diào)節(jié)：原理是在管路中裝設(shè)節(jié)流部件，利用改變閥門開度，使管路的局部阻力發(fā)生變化，來達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。①出口端節(jié)流：只改變管路特性曲線。優(yōu)點(diǎn)是方法可靠，簡(jiǎn)單易行。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(jì)流量一方調(diào)節(jié)。②入口端節(jié)流：既改變管路特性曲線，也改變風(fēng)機(jī)本身的性能曲線。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(huì)使進(jìn)口壓力下降，對(duì)于泵有引起汽蝕的危險(xiǎn)，只能適用于風(fēng)機(jī)。 入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)：原理是改變風(fēng)機(jī)本身性能曲線。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省功率。只適用于風(fēng)機(jī)。 汽蝕調(diào)節(jié)：原理是利用泵的汽蝕特性來調(diào)節(jié)流量，改變泵本身的性能曲線。優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)通流部件損壞并不嚴(yán)重，可使泵自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，減少運(yùn)行人員，降低水泵耗電。如果汽輪機(jī)負(fù)荷常變，特別是長(zhǎng)期在底負(fù)荷下時(shí)采用汽蝕調(diào)節(jié)會(huì)使壽命大大降低。只適用于泵。 可動(dòng)葉片調(diào)節(jié)：原理是動(dòng)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。泵與風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)的效率大大提高。在較大流量范圍內(nèi)幾乎可以保持高效率，避免了采用閥門調(diào)節(jié)的節(jié)流損失。 變頻調(diào)節(jié)：通過改變電源頻率來調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線，從而改變它們的工作點(diǎn)。變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯，且易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化。但變頻調(diào)速器的功率不能適應(yīng)大型火力發(fā)電廠主要泵與風(fēng)機(jī)的需要，功率因素也不是非常高，在實(shí)際應(yīng)用中，以中小型泵與風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)為主。？答：葉輪外徑的切割應(yīng)使效率不致大幅度下降為原則。因此，對(duì)于不同的泵應(yīng)采用不同的切割或加長(zhǎng)方式。對(duì)于＜60的低比轉(zhuǎn)數(shù)多級(jí)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。因此是否同時(shí)切割前后蓋板要視具體情況而定。對(duì)高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵，則應(yīng)當(dāng)把前后蓋板切成不同的直徑，使流動(dòng)更加平順，前蓋板的直徑要大于后蓋板處的直徑，且平均直徑為？又如何平衡的？答：以單級(jí)葉輪為例，如圖所示，由葉輪流出的液體，有一部分經(jīng)間隙回流到了葉輪蓋板的兩側(cè)。在密封環(huán)(直徑處)以上，由于葉輪左右兩側(cè)腔室中的壓力均為，方向相反而相互抵消，但在密封環(huán)以下，左側(cè)壓力為，右側(cè)壓力為，且戶，產(chǎn)生壓力差。此壓力差積分后就是作用在葉輪上的推力，以符號(hào)表示。另外，液體在進(jìn)入葉輪后流動(dòng)方向由軸向轉(zhuǎn)為徑向，由于流動(dòng)方向的改變，產(chǎn)生了動(dòng)量，導(dǎo)致流體對(duì)葉輪產(chǎn)生一個(gè)反沖力。反沖力的方向與軸向力的方向相反。在泵正常工作時(shí)，反沖力與軸向力相比數(shù)值很小，可以忽略不計(jì)。但在啟動(dòng)時(shí)，由于泵的正常壓力還未建立，所以反沖力的作用較為明顯。啟動(dòng)時(shí)臥式泵轉(zhuǎn)子后竄或立式泵轉(zhuǎn)子上竄就是這個(gè)原因。對(duì)于立式水泵，轉(zhuǎn)子的重量是軸向的，也是軸向力的一部分，用表示，方向指向葉輪入口?？偟妮S向力F為 在這三部分軸向力中，是主要的。 如何平衡：（1）采用雙吸葉輪或?qū)ΨQ排列的方式平衡 （2）采用平衡孔和平衡管平衡 （3）采用平衡盤平衡 （4）采用平衡鼓平衡10．離心泵徑向力是如何產(chǎn)生的？又如何平衡的？答：采用螺旋形壓水室的水泵，在設(shè)計(jì)工況工作時(shí)，沒有徑向力。在變工況下工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生徑向力。在設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓水室內(nèi)液體流動(dòng)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(shí)沒有徑向力。在小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓水室內(nèi)液體流動(dòng)的速度減小，但是，液體流出葉輪時(shí)的速度卻由增加到，如左圖所示。，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(dòng)能減小，在壓水室內(nèi)液體的壓力則升高。液體從壓水室的隔舌開始就受到?jīng)_擊而增加壓力。以后沿壓水室不斷受到?jīng)_擊，壓力不斷增加，因此壓水室的液體壓力在隔舌處最小，到出口擴(kuò)壓管處壓力處最大。由于這種壓力分布不均勻在葉輪上產(chǎn)生一個(gè)集中的徑向力，其方向?yàn)樽愿羯嚅_始沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)90176。的位置。此外，壓水室中壓力越小的地方，從葉輪中流出的液體就越多，液體對(duì)葉輪的反沖力也越大。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。的方向，即指向隔舌的方向。這是引起徑向力的次要原因。于是，作用于葉輪上的總徑向力為和的向量和，其指向如左圖所示方向。當(dāng)流量大于設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓水室內(nèi)的液體壓力是從隔舌開始下降到擴(kuò)壓管處最小，徑向力的方向是自隔舌開始沿葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)90176。的位置，如左圖所示。而反沖力是隔舌處最小，擴(kuò)壓管處最大，由反沖力引起的徑向力的方向是從開始向葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向旋轉(zhuǎn)90176。，此時(shí)作用于葉輪上總的徑向力為和的向量和，其指向如左圖所示。 如何平衡：（1）采用雙層壓水室平衡（2）采用兩個(gè)壓水室相差180度的布置方法平衡