泵与风机试题答案

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。

不稳定运行工况点：在受到外界影响而脱离了原来的平衡状态后，在新的条件下不能再恢复到原来平衡状态的工况点。

影响工况点的因素：H-qv 1 、n 2、βzy（动叶可调）3、流体粘性4、积灰、结焦、积垢。5、泄露。HC-qv:1、吸水池、压水池、液面高度。2、ρ3、流体的粘性4、积灰、结焦、积垢。5、泄露。

几何相似的两台泵在相似工况下，其比值n√－（Qv）/（H）3/4必然相等，因此它反映了相似泵的特征，称之为泵的比转速，用Nq表示。

泵内汽蚀现象：气泡形成、发展、溃灭、以致使过流壁面遭到破坏的全过程。危害及防止措施：1、缩短泵的使用寿命，为了延长泵的使用寿命，对泵易汽蚀的部位常采用抗汽蚀性能较好的材料。2，产生噪声和振动，机组在这种情况下应停止工作。3、影响泵的运行性能。

有效汽蚀余量NPSHa：在泵吸入口处，单位重力流体所具有的超过汽化压力能头的富裕能头。2，qv增大NPSHa降低3、越大越好。4、只与吸入管路有关，与泵结构无关。

必需汽蚀余量NPSHr：单位重力流体从泵吸入口

至叶轮内压力最底点所必需的压力降。2、越小越好。3、只与泵入口结构有关，而与吸入管路无关。4、随qv的增大而增大

轴向力产生的原因：前后盖板面积不等；轴向流入，径向流出。

平衡方法：径向止推轴承，平衡孔和管，单级泵用双吸轮。多级泵用叶轮对称排列的方式。平衡盘（？自动平衡轴向力）。平衡鼓。

平衡盘为什么采用自动平衡轴向力：作用于转子上的轴向力大于平衡盘上的平衡力则转子就会向低压侧窜动而平衡盘是固定在转轴上的，因此，使轴向间隙减小，经间隙的流动阻力增加，泄漏量减少。这将导致液体流过径向间隙的速度减小，既经间隙中流动损失减小，从而提高了平衡盘前面的压强，于是作用在盘上的平衡力也就增大。

轴端密封类型： 1）压盖填料密封，只用于低速泵。通过适当拧紧螺栓使填料和轴之间保持很小的间隙。

2）机械密封，适用于高温、高压、高转速的给水泵。

3）迷宫密封：泄露大，功率损耗小。

吸入室的分类：1、圆锥管2、圆环形3、半螺旋形。作用：引导液体在流动损失最小的情况下平稳地流入叶轮，并使叶轮进口处流速分布均匀。

压出室的分类：1、螺旋形2、节段式多级泵 a、流道式导叶，b径向式导叶。作用：收集从叶轮中高速流出的液体，使其速度降低，实现部分动能到压能的转化，并把液体在流动损失最小的情况下送入下级叶轮进口或送入排出管路。

两台相同性能泵串联，确定安装高度，和选择电动机（离心轴流），看B点；管路性能曲线越陡越好，泵的越平坦越好。

并联以增加流量。图：相同扬程，其流量叠加。

相同泵并联，选择水泵看B点；确定安装高度，和选择电动机（离心轴流），看C点；管路性能曲线越平坦越好，泵的越陡越好。若有一台进行节流调节，另一台可能汽蚀，或烧电机；若一台变速，同样。

原动机功率Pg=Psh/η+m

全压P=(P2+ρv22/2)+(P1+ρv12/2)

理论能头:Ht∞=（U2.V2u∞-U1.V1u∞）.1/g

全压:Pt∞=ρ（U2.V2u∞-U1.V1u∞）

相似定律：qv=qv0; p/p0=ρ/ρ0=(pa/10.13x104)x(273+t0/273+t);

psh/psh0=ρ/ρ0=(pa/10.13x104)x(273+t0/273+t)

转速改变时性能参数的换算：比例定律

qv/ qv0 =n/n0；H/H0=（n/n0）2，全压 P/P0=（n/n0）2；轴功率 Psh/Psh0=（n/n0）3。

泵的比转速：ns=3.65n（qv）1/2/（H）3/4

风机比转速：ny= n（qv）1/2/（1.2p/ρ）3/4

已知：离心泵D2, 叶轮出口宽度b2, 叶片厚度占出口面积的8%，流动角β2，n, qvT,

求：叶轮出口速度三角形。

解：u2=πD2n/60,

ψ=1－8%=92%,

绝对速度的径向分速v2r=qvT/πD2b2ψ

作图：1）作u B；2）以B为原点作β2；3）作uAB的平行线且两线间距为v2r，此线与β2的延长线交于C点，则ΔABC为出口速度三角形。

已知：前向式离心风机，D2，n, β2y, 叶片出口处空气的相对速度w2∞。设空气以径向进入叶轮，空气的密度ρ。

求：全压。

解：u2=πD2n/60，

v2u∞=u2+ w2∞cos(180-β2y),

∵径向流入，∴v1u∞=0

PT∞=ρ(u2v2u∞－u1v1u∞)= ρu2v2u∞。

已知：海拔500m，qv，t，允许吸上真空高度[Hs]。d, l, 吸入管路总损失∑hs。求：几何安装高度 [Hg]

解：由海拔知pa, 由t知饱和蒸汽压强pv和密度ρ。

修正后的吸上真空高度

[Hs]’=[Hs]+[(pa－pv)/ ρg] －(10.13－0.24)

由因为：

vs=qv/A=4 qv/πd2,

所以知：vs2/2g。

几何安装高度[Hg]= [Hs]’－ vs2/2g －∑hs。已知：单吸单级离心泵，qv, 临界汽蚀余量NPSHc, 封闭容器t, ρ, p, 吸入管路阻力∑hs =0.5m。

求：允许几何安装高度？

解：允许汽蚀余量 [NPSH]=NPSHc+0.3m；

由t知水的饱和蒸汽压强为pv，

[Hg]=[（pe－pV）/ρg]－[NPSH] －∑hs。

已知：qv，出口p2, 入口p1, 压力计与真空计的标示差为Δz，吸水管与压水管管径相同，泵的总效率η。

求：所需轴功率。

解：扬程H =(P2-P1/ρg)+(V22-V12/2g)+Z2-Z1，

有效功率Pe=ρgHqv/1000 kw，

轴功率 Psh=Pe/η。

流量与能头曲线

HT∞随qvT的变化是直线关系，且直线的斜率随β2y∞的不同而变化。即叶轮的形式不同，HT∞---qvT具有不同形状。后向式叶轮，β2y∞<90, 曲线下降。β2y∞=90，径向式叶轮，平行于横轴。前向式叶轮，β2y∞>90，上升曲线。

流量与功率性能曲线

后向式叶轮其功率随着流量的增加而增加，当达到某一数值后，则随着流量的增加而减小，所以流量变化时，功率变化比较平坦，原动机的裕量可以小些。

离心泵后向式叶轮流量与能头性能曲线的3种基本形式。

A，陡隆型曲线，特点：当流量变化很小时，能头变化很大，使用于火电厂取自河流等的循环水泵。

b，平坦型曲线，特点：当流量变化很大时，能头变化很小，适合火电厂的给水泵，凝结水泵。

C，驼峰型曲线，特点：能头随流量的变化先增大，后减小。设计时尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。

原运行工况点M，流量qvm。关小进口法门，风机的性能曲线变为II，管路的性能曲线变为2，工况点为B，流量为qvb,进口节流损失为Δh1。如果在满足同一流量qvb下，将调节方式改为出口端节流调节，则运行工况点为C，这时出口节流损失为Δh2。Δh1<Δh2，故进口端调节比出口端节流调节要经济些。

串联