教学辅导 1
泵与风机（课后习题答案）
第五章
5-1 水泵在n=1450r/min时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500qv2（qv单位以m3/s计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000qv2（qv单位以m3/s计算）。
【解】根据Hc=10+8000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线：
qv(L/s) 0 10 20 30 40 50
qv(m3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
Hc（m） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30
管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于M点（46L/s，27m）
同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：
5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000qv2（qv单位以m3/s计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？
【解】绘出泵联后性能曲线
根据Hc=20+2000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线：
qv(L/s) 0 10 20 30 40 50 60
qv(m3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Hc（m） 20 20.2 20.8 21.8 23.2 25 27.2
管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于C点（33L/s，32m）
管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M点（56L/s，25m）.
5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p=4 qv2（qv单位以m3/s计，p以pa计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50中，问管路中的风量增加了多少？
【解】根据p=4 qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线：
qv(103m3/h) 0 5 10 15 20 25
流体力学泵与风机的课后习题
泵与风机的结构
1、指出离心式风机主要部件名称
2、指出轴流泵主要部件名称
3、在下列热力发电厂的泵与风机序号中选择至少两个正确序号填入下面各题的空白处。
（a）锅炉给水泵 （b）汽轮机凝结水泵 （c）循环水泵
（d）送风机 （e）引风机 （f）排粉风机 （g）烟气循环风机
1）热力发电厂的泵与风机中 可以采用轴流式；
2）热力发电厂的泵与风机中 应注意防磨、防积灰和防腐蚀；
3）热力发电厂的泵与风机中 输送的是饱和热水，应采取防汽蚀措施。
4、简述热力发电厂主要有哪些风机？根据所输送的气体性质说明它们在结构上应注意哪些
问题？
5、轴端密封的方式有几种？它们各自是起到怎样的密封作用？各有何特点？
泵与风机的叶轮理论
1、转速n=1500r/min的离心风机，叶轮内径D1=480mm。叶片进口处空气相对速度ω1=25m/s，
与圆周速度的夹角为β1=60°，试绘制空气在叶片进口处的速度三角形。
答案：
2、有一离心泵转速为1450r/min，其叶轮的进口尺寸为：宽度 ，直径 ，安装角 。假设有
无限多叶片且叶片为无限薄，不考虑叶片厚度对流道断面的影响。
(1)设液体径向流入叶轮，计算叶轮的理论流量。
(2)转速不变，理论流量增大20％，设进口相对流动角仍等于安装角，计算绝对速度的圆周分速度，并说明它的方向是否与圆周速度方向一致。
分析：
按照题目已知条件，要计算叶轮理论流量，应想到它等于叶轮进口流道断面面积与进口径向
分速度的乘积，进口流道断面面积很容易看出如何计算，进口径向分速度需根据进口速度三
角形进行计算，那么就要进一步找出速度三角形的三个参数，从题意中已知了相对流动角 ，
容易看出圆周速度如何计算，剩下的一个条件是什么呢？其实，“设液体径向流入叶轮”隐
含了一个条件，它意味着进口绝对速度方向为径向，而径向总是与圆周速度方向垂直，所以
进口绝对流动角 。
解： (1) 由题意知：、。
概念
1、流量：单位时间内泵与风机所输送的流体的量称为流量。
2、扬程：流经泵的出口断面与进口断面单位重量流体所具有总能量之差称为泵的扬程。
3、全压：流经风机出口断面与进口断面单位体积的气体具有的总能量之差称为风机的全压
4、有效功率：有效功率表示在单位时间内流体从泵与风机中所获得的总能量。
5、轴功率：原动机传递到泵与风机轴上的输入功率为轴功率
6、泵与风机总效率：泵与风机的有效功率与轴功率之比为总效率
7、绝对速度：是指运动物体相对于静止参照系的运动速度；
8、相对速度：是指运动物体相对于运动参照系的速度；
9、牵连速度：指运动参照系相对于静止参照系的速度。
10、泵与风机的性能曲线：性能曲线通常是指在一定转速下，以流量qv作为基本变量，其他各参数（扬程或全压、功率、效率、汽蚀余量）随流量改变而变化的曲线。
11、泵与风机的工况点：在给定的流量下，均有一个与之对应的扬程H或全压p，功率P及效率η值，这一组参数，称为一个工况点。
12、比转速：在相似定律的基础上寻找一个包括流量、扬程、转速在内的综合相似特征量。
13、通用性能曲线：由于泵与风机的转速是可以改变的，根据不同转速时的工况绘制出的性能和相应的等效曲线绘制在同一张图上的曲线组，称为通用性能曲线。
14、泵的汽蚀：泵内反复出现液体的汽化与凝聚过程而引起对流道金属表面的机械剥蚀与氧化腐蚀的破坏现象称为汽蚀现象，简称汽蚀。
15、吸上真空高度：液面静压与泵吸入口处的静压差。
16、有效的汽蚀余量：按照吸人装置条件所确定的汽蚀余量称为有效的汽蚀余量或称装置汽蚀余量
17、必需汽蚀余量：由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为必需汽蚀余量或泵的汽蚀余量（或液体从泵吸入口至压力最低k点的压力降。）
18、泵的工作点：将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两条曲线相交于M点，M点即泵在管路中的工作点。
填空
1、１工程大气压等于98.07千帕，等于10m水柱高，等于735.6毫米汞柱高。
. .. . .
. . . w 4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min时，总扬程为25.8m, qv=170m3/h,
P=15.7kW, ηv=0.92, ηm=0.90,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解：
76.07.151000/8.253600/17081.91000PHgqPPve
hvm
∴92.092.090.076.0vmh
4-2 离心风机叶轮外径D2=460mm,转速n=1450r/min,流量qv=5.1m3/s,υ1u∞=0,υ2u∞=u2,(1+P)=1.176,流动效率ηh=0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m3。试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：
pT∞=ρ(u2v2u∞-u1 v1u∞)
∵v1u∞=0
∴pT∞=ρu2v2u∞=1.2×6046.014506046.01450=1462.1（Pa）
根据斯托道拉公式：PK11，∴855.017.11K
∴p= K·ηh·pT∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa）
Pe=pqv/1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)
4-3 离心风机n=2900r/min，流量qv=12800 m3/h，全压p=2630Pa，全压效率η=0.86，求风机轴功率P为多少。
4-3
P=η Pe=0.86×pqv/1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)
