泵与风机答案汇总

思考题答案

绪论

思考题

1． 泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？

答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。

在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数

。

2． 离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？

答：离心泵

叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。

吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。

压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。

导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。

密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。

轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏到泵外。

离心风机

叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能

蜗壳：汇集从叶轮流出的气体并引向风机的出口，同时将气体的部分动能转化为压力能。

集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。

进气箱：改善气流的进气条件，减少气流分布不均而引起的阻力损失。

3． 轴流式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？

答：叶轮：把原动机的机械能转化为流体的压力能和动能的主要部件。

导叶：使通过叶轮的前后的流体具有一定的流动方向，并使其阻力损失最小。

吸入室（泵）：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。

集流器（风机）：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。

扩压筒：将后导叶流出气流的动能转化为压力能。

第一章

思考题

1． 试简述离心式与轴流式泵与风机的工作原理。

答：离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。流体沿轴向流入叶轮并沿径向流出。

轴流式：利用旋转叶轮、叶片对流体作用的升力来输送流体，并提高其压力。流体沿轴向流入叶轮并沿轴向流出。

2． 流体在旋转的叶轮内是如何运动的？各用什么速度表示？其速度矢量可组成怎样的图形？

答：当叶轮旋转时，叶轮中某一流体质点将随叶轮一起做旋转运动。同时该质点在离心力的

作用下，又沿叶轮流道向外缘流出。因此，流体在叶轮中的运动是一种复合运动。

叶轮带动流体的旋转运动，称牵连运动，其速度用圆周速度u表示；

流体相对于叶轮的运动称相对运动，其速度用相对速度w表示；

流体相对于静止机壳的运动称绝对运动，其速度用绝对速度v表示。

以上三个速度矢量组成的矢量图，称为速度三角形。

10. 轴流式泵与风机的扬程（全压）为什么远低于离心式？

答：因为轴流式泵与风机的能量方程式是：

TH=22212vvg＋22122wwg ⑴

离心式泵与风机的能量方程式是:

TH=22212vvg＋22212uug＋22122wwg ⑵

因为⑴式中1u=2u=u 故流体在轴流式叶轮中获得的总能量远小于离心式。

第二章

思考题

3、功率分为哪几种？它们之间有什么关系？

答：常用功率分为原动机功率gP、轴功率P和有效功率eP

gP=g,ginP

P=tmgP

eP=P

7．轴流式泵与风机空载运行时，功率为什么不为零？

答：由于存在机械损失和二次回流损失。

第三章

思考题

1． 当一台泵的转速发生改变时，其扬程、流量、功率将如何变化？

答：根据比例定律可知：流量Vpq＝Vmqpmnn 扬程pH＝mH2()pmnn 功率pP＝mP3()pmnn

第四章

思考题:

1． 何谓汽蚀现象？它对泵的工作有何危害？

答：汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。

危害：（1）材料破坏 （2）噪声和振动（3）性能下降

2． 为什么泵要求有一定的几何安装高度？在什么情况下出现倒灌高度？

答：提高吸水性能，使泵在设计工况下工作时不发生汽蚀。

当吸水池液面压力等于该温度下液体所对应的饱和压力Pv时，出现倒灌高度。

3． 何谓有效汽蚀余量ah和必需汽蚀余量rh，二者有何关系？

答：有效汽蚀余量ah：指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力（饱和蒸汽压力）的富余能量。

必需汽蚀余量：指液体在泵吸入口的能头对压力最低点处静压能头的富余能头。

二者关系：当（rh＞ah）时，泵内发生汽蚀；

当（rh＜ah＝时，泵内不会发生汽蚀；

当（rh＝ah＝ch）时，处于临界状态。

4． 为什么目前多采用汽蚀余量来表示泵的汽蚀性能，而较少用吸上真空高度来表示？

答：因为使用汽蚀余量时不需要进行换算，特别对电厂的锅炉给水泵和凝结水泵，吸入液面都不是大气压力的情况下，尤为方便。同时汽蚀余量更能说明汽蚀的物理概念，因此，目前已较多使用汽蚀余量。

5． 提高转速后，对泵的汽蚀性能有何影响？

答：对同一台泵来说，当转速变化时，汽蚀余量随转速的平方成正比关系变化，即当泵的转速提高后，必需汽蚀余量成平方增加，泵的抗汽蚀性能大为恶化。

第五章

思考题

1． 如何绘制管路特性曲线？

答：由泵的管路特性曲线方程2vstcqHH可知，当流量发生变化时，装置扬程cH也随之发生变化。对于风机，因气体密度很小，tH形成的气柱压力可以忽略不计，即tH为零，又因引风机是将烟气排入大气，故该风机的管路特性曲线方程可近似认为2vcqp

因此可以看出，管路特性曲线是一条二次抛物线，此抛物线起点应在纵坐标静扬程stH处；风机为一条过原点的二次抛物线，如图所示。

2.什么是泵与风机的运行工况点？泵（风机）的扬程（全压）与泵（风机）装置扬程（装置风压）区别是什么？两者又有什么联系？

答：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一点，这点即泵在管路中的工作点。

区别：泵(风机)的扬程：是提供能量的,随流量的增加扬程降低,曲线下降。

装置扬程：管路系统所消耗的能量，随流量的增加，扬程增加，曲线上升。

关系：当二者相等时，泵（风机）稳定工作。

3.试述泵与风机的串联工作和并联工作的特点？

答：并联特点：扬程彼此相等，总流量为每台泵（风机）输出流量之和。

串联特点：流量彼此相等，总扬程为每台泵（风机）扬程之和。

4.泵与风机并联工作的目的是什么？并联后流量和扬程（或全压）如何变化？并联后为什么扬程会有所增加？

答：（1）泵与风机并联工作的目的是保证扬程相同时增加流量。

（2）两台泵并联后的流量等于各泵流量之和，与各泵单独工作时相比，两台泵并联后的总流量小于各泵单独工作时流量的二倍，而大于一台泵单独工作时的流量。并联后每台泵工作流量较单独工作时的较小。

（3）因为输送的管道仍是原有的，直径也没增大，而管道摩擦损失随流量的增加而增大了，从而导致总阻力增大，这就需要每台泵都提高它的扬程来克服增加的阻力，故并联后扬程大于并联前扬程。

2． 泵与风机串联工作的目的是什么？串联后流量和扬程（或全压）如何变化？串联后为什么流量会有所增加？

答：（1）泵与风机串联工作的目的是提高扬程。

（2）两台泵串联工作时所产生的总扬程小于泵单独工作时扬程的二倍，而大于串联前单独运行的扬程。

（3）因为扬程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的扬程促使流量增加。

扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。

流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。

全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。

轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。

叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。

如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。

轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。

泵与风机（课后习题答案）

第一章

1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b=35mm, 2b=19mm, 1D=178mm,

2D=381mm, 1a=18°，2a=20°。设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,VTq和在该流量时的无限多叶片的理论扬

程TH。

解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1=90° 则：

1u= 1n

60D= 317810145060=13.51 （m/s）

1V=1mV=1utg1a=13.51tg18°=4.39 （m/s）

∵1Vq=1D1b1mV=0.1784.390.035=0.086 （3m/s）

∴2mV=122VqDb=0.0860.3810.019=3.78 （m/s）

2u=2D60n=338110145060=28.91 （m/s）

2uV=2u-2mVctg2a=28.91-3.78ctg20°=18.52 （m/s）

TH=22uuVg=28.9118.529.8=54.63 （m）

1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2D=220mm,转速n=2980r/min，叶片出口安装角2a=45°，出口处的轴面速度2mv=3.6m/s。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程TH，又若环流系数K=0.8，流动效率h=0.9时，泵的实际扬程H是多少？

解：2u=2D60n=0.22298060=34.3 （m/s）

∵2mV=3.6 m/s 2a=45°∴2w=22sinmav=5.09 （m/s） 画出出口速度三角形

2uV=2u-2mVctg2a=34.31-3.6ctg45°=30.71 （m/s）

∵1=90°TH=22uuVg=34.3130.719.8=107.5 (m)

实际扬程H=KTH=KhTH=0.80.9107.5=77.41 (m)

1-4有一叶轮外径为300mm的离心式风机，当转速为2890r/min时。无限多叶片叶轮的理论全压Tp是多少？设叶轮入口气体沿径向流入，叶轮出口的相对速