【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壓力最低點處靜壓能頭的富余能頭。二者關(guān)系：當(dāng)（＞）時，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（＜＝時，泵內(nèi)不會發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（＝＝）時，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：廠家通過汽蝕實驗得到臨界汽蝕余量，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。同時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，對泵的汽蝕性能有何影響？答：對同一臺泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，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)也是一個相似特征數(shù)？使用無因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)有何優(yōu)點？答：因為汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是由流量相似定律和汽蝕相似定律推導(dǎo)而來的。因此也是一個相似特征數(shù)。優(yōu)點：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。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。(5)首級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，并使吸人管長最短。(2)合理確定兩個高度。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(多級泵為首級葉輪)，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)點是軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，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，裝置揚程也隨之發(fā)生變化。對于風(fēng)機，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)機是將煙氣排入大氣，故該風(fēng)機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，此拋物線起點應(yīng)在縱坐標(biāo)靜揚程處；風(fēng)機為一條過原點的二次拋物線，如圖所示。？泵（風(fēng)機）的揚程（全壓）與泵（風(fēng)機）裝置揚程（裝置風(fēng)壓）區(qū)別是什么？兩者又有什么聯(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，這點即泵在管路中的工作點。區(qū)別：泵(風(fēng)機)的揚程：是提供能量的,隨流量的增加揚程降低,曲線下降。裝置揚程：管路系統(tǒng)所消耗的能量，隨流量的增加，揚程增加，曲線上升。關(guān)系：當(dāng)二者相等時，泵（風(fēng)機）穩(wěn)定工作。？答：并聯(lián)特點：揚程彼此相等，總流量為每臺泵（風(fēng)機）輸出流量之和。串聯(lián)特點：流量彼此相等，總揚程為每臺泵（風(fēng)機）揚程之和。？并聯(lián)后流量和揚程（或全壓）如何變化？并聯(lián)后為什么揚程會有所增加？答：（1）泵與風(fēng)機并聯(lián)工作的目的是保證揚程相同時增加流量。 （2）兩臺泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和，與各泵單獨工作時相比，兩臺泵并聯(lián)后的總流量小于各泵單獨工作時流量的二倍，而大于一臺泵單獨工作時的流量。并聯(lián)后每臺泵工作流量較單獨工作時的較小。（3）因為輸送的管道仍是原有的，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，這就需要每臺泵都提高它的揚程來克服增加的阻力，故并聯(lián)后揚程大于并聯(lián)前揚程。2． 泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是什么？串聯(lián)后流量和揚程（或全壓）如何變化？串聯(lián)后為什么流量會有所增加？答：（1）泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是提高揚程。 （2）兩臺泵串聯(lián)工作時所產(chǎn)生的總揚程小于泵單獨工作時揚程的二倍，而大于串聯(lián)前單獨運行的揚程。 （3）因為揚程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的揚程促使流量增加。6．為什么說單憑泵或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟(jì)性高低是不恰當(dāng)?shù)?？答：因為只有?dāng)泵與風(fēng)機的工作點位于高效區(qū)時，經(jīng)濟(jì)性才高。因此單憑泵或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟(jì)性高低是不恰當(dāng)?shù)摹?．泵與風(fēng)機運行時有哪幾種調(diào)節(jié)方式？其原理是什么？各有何優(yōu)缺點？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)機的性能曲線，從而改變工況點。優(yōu)點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)點是方法可靠，簡單易行。缺點是調(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)。②入口端節(jié)流：既改變管路特性曲線，也改變風(fēng)機本身的性能曲線。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。 入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)：原理是改變風(fēng)機本身性能曲線。優(yōu)點是節(jié)省功率。只適用于風(fēng)機。 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：對通流部件損壞并不嚴(yán)重，可使泵自動調(diào)節(jié)流量，減少運行人員，降低水泵耗電。如果汽輪機負(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。只適用于泵。 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)機本身的性能曲線來調(diào)節(jié)流量。泵與風(fēng)機在低負(fù)荷時的效率大大提高。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)異步電動機的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變泵與風(fēng)機的性能曲線，從而改變它們的工作點。變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯，且易于實現(xiàn)過程自動化。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)機的需要，功率因素也不是非常高，在實際應(yīng)用中，以中小型泵與風(fēng)機的調(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，對于不同的泵應(yīng)采用不同的切割或加長方式。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。因此是否同時切割前后蓋板要視具體情況而定。對高比轉(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，以符號表示。另外，液體在進(jìn)入葉輪后流動方向由軸向轉(zhuǎn)為徑向，由于流動方向的改變，產(chǎn)生了動量，導(dǎo)致流體對葉輪產(chǎn)生一個反沖力。反沖力的方向與軸向力的方向相反。在泵正常工作時，反沖力與軸向力相比數(shù)值很小，可以忽略不計。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。啟動時臥式泵轉(zhuǎn)子后竄或立式泵轉(zhuǎn)子上竄就是這個原因。對于立式水泵，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)計工況工作時，沒有徑向力。在變工況下工作時會產(chǎn)生徑向力。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。在小于設(shè)計流量時，壓水室內(nèi)液體流動的速度減小，但是，液體流出葉輪時的速度卻由增加到，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)生一個集中的徑向力，其方向為自隔舌開始沿葉輪旋轉(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)計流量時，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）采用兩個壓水室相差180度的布置方法平衡