水泵与水泵站考试计算题

一、基本方程式
1.已知:C1=4m/s,D1=160mm,α1=750,n=1450r/min,α2=120, C2=24m/s,D2=350mm,试求离心泵所产生的理论水头。
2.已知离心泵转速n=1450rpm，工作轮外径D2=300mm，水力效率ηr=85%，叶片为有限数目时的反馈系数P=，水流径向进入叶片，出口的绝对速度C2=20m/s，夹角α2=150，试求水泵所产生的实际水头HO，并绘出其出口速度三角形。
试问：应选择那台泵作为设计的模型泵？
9.已知某水泵的特性曲线如图所示，其转数n1=2900r/min，当转数变为1500 r/min时，试作其水泵特性曲线？
10. 已知某泵站水泵的特性曲线如图所示，其转数n1=2900r/min，后由于用户用水量的减少，工况点变为A2(40,40)，试求通过变速调节后其转数n2？
[解]:(1)、根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线：
图解得交点Ａ（，）即ＱＡ=40.5L/s ＨＡ=38.2m
(2)、流量下降%时，功况点移动到B点，
ＱＢ=（）Ｑ=27L/s 由图中查得ＨＢ=23m，
相似功况抛物线方程为
编号
1
2
3
4
5
6
7
流量Ｑ（L/s）
10
15
20
25
30
35
40
扬程Ｈ（ m ）
[解]:吸水管流速为
=
列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（1—1）能方程：
[解]:总扬程为：
。
水泵轴功率即电机输出功率：
水泵效率为：
5.如图所示取水泵站，水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa的高地密闭水箱中。已知水泵流量Ｑ=160 L/s ，Baidu Nhomakorabea水管：直径Ｄ1=400mm，管长Ｌ1=30m，摩阻系数λ1=；压水管：直径Ｄ2=350mm，管长Ｌ2=200m，摩阻系数λ2= 。假设吸、压水管路局部水头损失各为1m，水泵的效率η=70％，其他标高见图。试计算水泵扬程Ｈ及轴功率Ｎ。
[解]:吸水管计算：
压水管计算：
总水头损失为：
12.离心泵的输水量Q=75m3/h,在压水管接头上的压力表读数为p=个大气压,吸水管上真空表读数为H=150mm汞柱,压力表与真空表接点间的垂直距离为ΔZ=0.3m。读得电力表上电动机输入功率为P=54Kw，设电动机的效率η电=95%。试求：水泵所产生的水头、轴功率和水泵的效率。
读数为hp=１m,求水泵的扬程H。
（设吸水管口径Ｄ1等于压水口径Ｄ2）
[解]: 水泵的扬程为：
3. 已知水泵供水系统静扬程ＨST=13m，流量Ｑ=360L/s ，配用电机功率Ｎ电=79KW ，电机效率η电=92％，水泵与电机直接连接，传动效率为100％，吸水管路阻抗Ｓ1= S2/m5，压水管路阻抗Ｓ2= S2/m5，求解水泵Ｈ、Ｎ和η 。
②.用出水管闸阀调节使其流量减少15%时的水头、效率和轴功率；
③.叶轮直径车削10%时的流量和水头，并且绘出其特性曲线；
④.流量减少10%的转速和叶轮直径。
18．已知n=950rpm时，水泵的Q—H关系如下表所示：
管道曲线Q—hw方程式为H=HST+SQ2=10+。试求：
①.工作点处的Q、H；
②.n1=720rpm时的Q、H；
5.如图所示的水泵装置，泵将水由进水池抽送到出水池。
（1）试用以下参数表示泵的扬程。泵出口压力表读数为Mt（kPa），泵进口真空表的读数为Vs（kPa），泵进出口断面垂直高度为△Z（m）（泵进出口仪表轴心位于各被测断面中心的平面图），泵进出口断面的流速分别为V1和V2（m/s）。
（2）若Mt=380kPa，Vs= kPa，△Z=，V1=s，V2=s。试求水泵扬程H（H）。
六、计算题(4小题，共50分)：
1.已知某12SH型离心泵的额定参数为Q=730m3/h，H=10m，n=1450 r/min。试计算其比转数。（本小题10分）
解：
答：（略）
2.如图所示取水泵站，水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa的高地密闭水箱中。已知水泵流量Ｑ=160 L/s ，吸水管：直径Ｄ1=400mm，管长Ｌ1=30m，摩阻系数λ1=；压水管：直径Ｄ2=350mm，管长Ｌ2=200m，摩阻系数λ2= 。假设吸、压水管路局部水头损失各为1m，水泵的效率η=70％，其他标高见图。试计算水泵扬程Ｈ及轴功率Ｎ 。（本小题15分）
水泵流量Q=120L/S，吸水管路长度l1=20m，吸水管i=，管径D=400mm，压水管路长度l2=300m，i=。管径为D=300mm。吸水井水面标高为，水泵泵轴高度为，水厂混合水面标高为。吸水进口采用无底阀的滤水网（ ），90°弯头一个（ ），DN350×300渐缩管一个（ ）。吸水管局部水头损失为沿程水损10%。
的曲线，计算结果不修正）（15分）
[解]:(1)、根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线：
图解得交点Ａ（，）即ＱＡ=s ＨＡ=………（4分）
(2)、流量下降%时，功况点移动到B点，
ＱＢ=（），Ｑ=s 由图中查得ＨＢ=，………（3分）
抽水装置特性曲线计算表
流量Q（L/s）
0
10
20
30
40
50
扬程H（m）
五、离心泵并、串联运行
20.两台不同型号的水泵串联，输水到两个水塔（如图所示），其性能见下表：
Q (l/s)
0
20
40
60
80
100
H1(m)
40
35
21
12
2
H2(m)
44
37
32
20
各管道阻力率为：SAB=（ms2/l），
SBC=（ms2/l），SBD=（ms2/l）。
①.试用图解法求出水泵的工作点
四、离心泵换轮运行
17.4BA—12单级单吸式离心泵的性能如下表：n=2900rpm，D=174mm
Q (l/s)
0
10
18
25
36
H (m)
28
N(KW)
17
η(%)
0
55
72
78
70
扬水地形高度（静扬水高度）Hr=20m，管道特性曲线为H=Hr+SQ2，试求：
①.水泵的输水流量、水头、轴功率和效率；
相似功况抛物线方程为
………（2分）
(3)、绘制H=KQ2曲线：
相似工况抛物线计算表
流量Q（L/s）
0
10
20
30
40
扬程H（m）
H=KQ2曲线与（Q—H）曲线的交点为
A1（，）即ＱＡ１=s，ＨＡ１=………（2分）
则根据比例律有
………（4分）
答：（略）
水泵及水泵站（计算题）
1.
如图所示为岸边式取水泵房，已知下列数据，求该水泵扬程。
11.已知某给水泵站，设有三台同型号泵，水泵特性曲线及管路特性曲线如图所示，已知给水泵站设计流量为QA=95L/S，试探讨水泵定调速配制方案？
12.已知某二级泵站，最高日设计流量为Qd=100m/s，清水池水面标高为32m，用户地形标高为58m，用户一般为6层，吸水管和压水管水头沿程水头损失为3.2m，局部水头损失为沿程15%，用户出流水头为2m。试求水泵的流量和扬程？
列吸水井水面（0—0）和水泵吸入口断面（1-1）能量方程：
答：泵轴最大安装标高为。
-19A型离心水泵，流量Ｑ=220L/s时，在水泵样本中查得允许吸上真空高度[HS]=4.5m，装置吸水管的直径为Ｄ=300mm，吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40Co，试计算最大安装高度Hg. (海拔1000m时的大气压为ha=，水温40Co时的汽化压强为hva=
SCA=（ms2/l），SDA=（ms2/l）
SAB=（ms2/l）。
试用图解法确定每台水泵的工作点。
23.某离心泵的叶轮外径为D2=218mm，在Q=99m3/h，H=51.0m和η=%的工况下工作。当叶轮外径切削为D2′=200mm时（设此时水泵的效率近似不变），式求切削后水泵的性能参数Q、H和N各是多少？
及BD和BC管路的流量和流向。
②.若在B点另外输出流量Q=50 l/s，
试求每台水泵的流量及BC、BD管路的流量。
六、离心泵吸水性能
1.已知某离心泵铭牌参数为Ｑ=220L/s ，[HS]=4.5m，若将其安装在海拔1000m的地方，抽送40℃的温水，试计算其在相应流量下的允许吸上真空高度[HS]′。（海拔1000m时，ha=9.2m，水温40℃时，hva=0.75m）
(3)、绘制H=KQ2曲线：
H=KQ2曲线与（Q—H）曲线的交点为
A1（36，40）即ＱＡ１=36L/s，ＨＡ１=40m
则根据比例律有
答：
12.已知某变速运行水泵装置的管道系统特性曲线H=HST+SQ2和水泵在转速为n=950r/min时的(Ｑ-Ｈ)曲线如图。试图解计算：(1).该水泵装置工况点的ＱA与ＨA值，(2).若保持静扬程不变，流量下降%时其转速应降为多少? （要求详细写出图解步骤，列出计算表，画出相应的曲线）（15分）
（3）若将进、出口仪表接管分别抬高l1和l2（m），真空表接管内无液体，压力表接管内无气体，其他条件不变，写出水泵扬程表达式。又如l1=，l2=，求这时的水泵扬程H为多少。
6.已知某变径运行水泵装置的管道系统特
性曲线 和水泵在管径为
时的( ～ )曲线如图。
试图解计算：(1).该抽水装置工况点的
与 值，(2).若保持静扬程不变，流量
③.扬水高度HST=25m，将两台n1=720rpm的水泵串联时，每台的Q、H；
④.如果水塔水位上升ΔZ=5m，串联的流量不变，一台的转速仍为n1=720rpm，另一台的转速n2为多少？
19.具有不同静扬程的两台同型号水泵并联，已知n=950rpm时，水泵的Q—H性能为：
扬水高度如图所示，各管道阻力率为：
8.用户要求设计一台泵，其性能参数为H=5m，Q=100m3/h，n=1900r/min。现有3台模型泵可供选用，其最佳工况下的性能参数分别为：
甲泵：H=7m，Q=s，n=580r/min，η=。
乙泵：H=33m，Q=160m3/h，n=2900r/min，η=。
丙泵：H=，Q=200l/s，n=980r/min，η=。
下降 时其直径 应降为多少? （要求
详细写出图解步骤，列出计算表，画出相应
的曲线，计算结果不修正）。
7.一台H=25m，Q=180m3/h，泄漏量为5.2m3/h的离心泵，以n=1450r/min的转速运行时，泵的轴功率P=.机械效率ηm=%。试求（1）泵的有效效率；（2）泵的效率；（3）泵的容积效率；（4）泵的水力效率。
3.水泵工作轮的内径D1=180mm，外径D2=280mm，转速n=960rpm，进口C1=2.5m/s,α1=600,出口α2=200, C2=16m/s，当水流径向流入叶片（α2=900）时。试问理论水头如何变化？
二、基本性能参数
1.如图在水泵进、出口处按装水银差压计。
进、出口断面高差为△Z=0.5m，差压计的
[解]:
答：
2.已知水泵装置流量Ｑ=0.12m3/s ，吸水管直径D1=0.25m，抽水温度t=20℃，允许吸上真空高度为[Hs]=5m，吸水井水面绝对标高为102m，水面为大气压强，设吸水管水头损失为hs=0.79m，试确定泵轴的最大安装标高。（海拔为102m时的大气压为ha=10.2mH2O）
[解]:
解：吸水管计算：
（2分）
压水管计算：
（2分）
总水头损失为： （2分）
（2分）
（2分）
（2分）
答：（略）
4.已知某变径运行水泵装置的管道系统特
性曲线 和水泵在转速为
时的( ～ )曲线如图。
试图解计算：(1).该抽水装置工况点的
与 值，(2).若保持静扬程不变，流量
下降 时其直径 应降为多少?（要求
详细写出图解步骤，列出计算表，画出相应
13.水泵机组采用直接传动，水泵的流量Q=2.5m3/h，几何扬程Hr=25m，管道的水头损失hw=6m，水泵和电动机的效率分别为70%和95%。取机组每天工作小时数为T=20h/d，电价为￥/Kw h。试求电动机的输入功率每天的电费。
三、离心泵调速运行
11.某变速运行离心水泵其转速为n1=950r/min时的(Ｑ-Ｈ)1曲线如图，其管道系统特性曲线方程为Ｈ=10+17500Ｑ2(Ｑ以m３/s计)。试问 (1).该水泵装置工况点的ＱA与ＨA值，(2).若保持静扬程为10m，流量下降%时其转速应降为多少?
2. 已知某双吸5级离心泵的额定参数为Q=800m3/h，H=24m，n=1450 r/min。试计算其比转数。
3.一台水泵[NPSH]=2.3m，进水管的水头损失 m，水泵自敞开进水池抽水。问在液面为标准大气压，分别抽送20℃清水和70℃（hva=）热水时，水泵安装高度各为多少？
4.某泵站平均供水量Q=×104m3/d,扬程H=40m，水泵和电机的功率均为70%，求这个泵站工作20h电费（每度电元）？