【正文】 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。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。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。這是引起徑向力的次要原因。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。的位置。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。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。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。 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。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。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。反沖力的方向與軸向力的方向相反。此壓力差積分后就是作用在葉輪上的推力，以符號表示。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)。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。？答：葉輪外徑的切割應(yīng)使效率不致大幅度下降為原則。變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯，且易于實(shí)現(xiàn)過程自動化。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。 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。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。 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)點(diǎn)是節(jié)省功率。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)。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)。①出口端節(jié)流：只改變管路特性曲線。缺點(diǎn)是投資昂貴。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)。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，經(jīng)濟(jì)性才高。 （2）兩臺泵串聯(lián)工作時所產(chǎn)生的總揚(yáng)程小于泵單獨(dú)工作時揚(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)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）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。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。關(guān)系：當(dāng)二者相等時，泵（風(fēng)機(jī)）穩(wěn)定工作。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。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。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡單而又可靠的一種方法。(6)設(shè)置前置泵。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。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。(4)采用雙重翼葉輪。(3)采用誘導(dǎo)輪。(2)合理確定兩個高度。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。(5)首級葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。(4)葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加長。(3)增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。(2)采用雙吸式葉輪。也有同時采用既增大又增大的方法。 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。因此也是一個相似特征數(shù)。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。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。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)。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。3． 電廠的給水泵及凝結(jié)水泵為什么都安裝在給水容器的下面？答：給水泵的吸入容器是除氧器，凝結(jié)水泵的吸入容器是凝汽器，除氧器和凝汽器里都是飽和狀態(tài)，即液面壓力等于該溫度下水的飽和壓力。 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。制造廠所提供的是通過性能試驗(yàn)所得到的通用性能曲線。用比例定律可以進(jìn)行性能參數(shù)間的換算，如已知轉(zhuǎn)速為時的性能曲線，欲求轉(zhuǎn)速為時的性能曲線，則可在轉(zhuǎn)速為時的—性能曲線上取任意點(diǎn)3…等的流量與揚(yáng)程代入比例定律，由 可求得轉(zhuǎn)速為時與轉(zhuǎn)速為時相對應(yīng)的工況點(diǎn)、…。因此，如把各類泵或風(fēng)機(jī)的無因次性能曲線繪在同一張圖上，在選型時可進(jìn)行性能比較。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(yàn)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。7．無因次的性能曲線是如何繪制的？與有因次性能曲線相比有何優(yōu)點(diǎn)？答：凡幾何相似的泵或風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時，其無因次系數(shù)相同。比轉(zhuǎn)數(shù)低時，效率曲線平坦，高效率區(qū)域較寬，比轉(zhuǎn)數(shù)越大，效率曲線越陡，高效率區(qū)域變得越窄，這就是軸流式泵和風(fēng)機(jī)的主要缺點(diǎn)。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)再增加(=700)，則功率隨流量的增加而減小，功率曲線呈下降狀。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。6．隨比轉(zhuǎn)數(shù)增加，泵與風(fēng)機(jī)性能曲線的變化規(guī)律怎樣？答：在低比轉(zhuǎn)數(shù)時，揚(yáng)程隨流量的增加，下降較為緩和。由此可見，葉輪形式引起性能參數(shù)改變，從而導(dǎo)致比轉(zhuǎn)數(shù)的改變。此時，流動形態(tài)從離心式過渡到混流式。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。 5． 為什么可以用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類？答：比轉(zhuǎn)數(shù)反映了泵與風(fēng)機(jī)性能上及結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。全壓 功率 4． 為什么說比轉(zhuǎn)數(shù)是一個相似特征數(shù)？無因次比轉(zhuǎn)數(shù)較有因次有何優(yōu)點(diǎn)？答：比轉(zhuǎn)數(shù)是由相似定律推導(dǎo)而得，因而它是一個相似準(zhǔn)則數(shù)。功率相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時，其功率之比與幾何尺寸比的五次方成正比，與轉(zhuǎn)速比的三次方成正比，與密度比的一次方成正比，與機(jī)械效率比的一次方成正比。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。特點(diǎn)：熱力學(xué)法測效率，揚(yáng)程越高，溫差越大，其相對測量誤差越小，測量精度很高，因而適用于100m以上的高揚(yáng)程泵。泵葉輪旋轉(zhuǎn)對流體做功，除了使流體獲得有用功率之外，尚有各種損失轉(zhuǎn)化為熱能，使水溫升高；同時流體從泵進(jìn)口到出口的等熵壓縮過程，也會使水溫升高。由于二次回流伴有較大的能量損失，因此，效率也隨之下降。當(dāng)時來流速度的流動角減小，沖角增大。7．軸流式泵與風(fēng)機(jī)空載運(yùn)行時，功率為什么不為零？答：由于存在機(jī)械損失和二次回流損失。所以離心式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動。6．離心式和軸流式泵與風(fēng)機(jī)在啟動方式上有何不同？答：離心式泵與風(fēng)機(jī)，在空載時，所需軸功率（空載功率）最小，一般為設(shè)計軸功率的30%左右。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，還需在d線的各點(diǎn)減去相應(yīng)的泄漏量q，即得到流量與揚(yáng)程的實(shí)際性能曲線，如圖中e線所示。沖擊損失在設(shè)計工況下為零，在偏離設(shè)計工況時則按拋物線增加，在對應(yīng)流量下再從c曲線上減去因沖擊而損失的揚(yáng)程后即得d線。考慮實(shí)際流體粘性的影響，還要在曲線上減去因摩擦、擴(kuò)散和沖擊而損失的揚(yáng)程。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。3． 功率分為哪幾種？它們之間有什么關(guān)系？答：常用功率分為原動機(jī)功率、軸功率和有效功率===，而實(shí)驗(yàn)所得的及關(guān)系為曲線形式，原因何在？答：對于有限葉片的葉輪，由于軸向渦流的影響使其產(chǎn)生的揚(yáng)程降低，該葉輪的揚(yáng)程可用環(huán)流系數(shù)進(jìn)行修正。2． 為什么圓盤摩擦損失屬于機(jī)械損失？答：因?yàn)槿~輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩側(cè)的流體，由于受離心力的作用，形成回流運(yùn)動，此時流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失。流體和各部分流道壁面摩擦?xí)a(chǎn)生摩擦損失；流道斷面變化、轉(zhuǎn)彎等會使邊界層分離、產(chǎn)生二次流而引起擴(kuò)散損失；由