泵与风机杨诗成第四版习题集及标准答案
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4-1 输送20℃清水的离心泵,在转速为1450r/min 时,总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解:
76.07
.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===
P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=
∴92.092
.090.076
.0=⨯=
⋅=
v
m h ηηηη
4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞
=u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。试求风机的全压及有效功率。
4-2,解:
p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0
∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=1462.1(Pa )
根据斯托道拉公式:P
K +=11,∴855.017
.11==K
∴p= K·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7(Pa )
P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)
4-3 离心风机n=2900r/min ,流量q v =12800 m 3/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 P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)
4-4 离心泵转速为480r/min ,扬程为136m ,流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。设容积效率、机械效率均为92%,ρ=1000kg/m 3,求流动效率。
4-4解:
77.09860
1000/1367.581.91000=⨯⨯⨯===
P H gq P P v e ρη 91.092
.092.077
.0=⨯=
⋅=
v
m h ηηηη
4-5 若水泵流量q v =25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa ,入口处真空表读数为40kPa ,吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm ,电动机功率表读数为12.6kW ,电动机效率为0.90,传动效率为0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。
∵P e =ρg·q v ·H
∵()w Z g
v v g p p H h Z 2122
12212+-+-+-=ρ
w
v v
m B g
d q d q g p p H h 0244
2
212
2
2
++⎪
⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ππρ
00241025.04
75.0025.09810
400003200002
22
2
++⎪
⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⎪⎪⎪⎪⎭⎫
⎝⎛
++=g
H ππ=36.69+6.19001.00032.0-=36.69m
∴P
·H/1000=9810×0.025×36.69/1000=9.0(kw)
P g ´ · ηg ·ηd =12.6×0.90×0.97=11.0(kw) %82.81%1000
.110.9%100=⨯=⨯=
p P e η 4-6 离心风机转速n=1450r/min ,流量q v =1.5m 3/min ,
风机的全压p=1.2kPa ,ρ=1.2kg/m 3。
今用它输送密度ρ=0.9kg/m 3的烟气,风压不变,则它的转速应为多少?实际流量为若干?
根据相似定律,在转速不变时(同为1450r/min 时),p 1/p 2=ρ1/ρ2 因此,假定转速不变,只是气体密度发生变化(变为ρ2=0.9kg/m 3),则风压为:
p 2=p 1×ρ2/ρ1=1.2×103×0.9/1.2=900(Pa )
(2)同一台风机,其它条件不变,仅仅转速变化,符合相似定律:
p 1/p 2=(n 1/n 2)2
∴n 2=n 121/p
p =14509.0/2.1=1674(r/min )
根据相似定律:q 1/q 2=n 1/n 2
∴q 2= q 1×n 2/n 1=1.5×1674/1450=17.32(m 3/min )
4-7 有一只可把15℃冷空气加热到170℃热空气的空气预热器,当它的流量
q m =2.957×103kg/h 时,预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa ,如果在该系统中装一只离心风机,问从节能的角度考虑,是把它装在预热器前,还是预热器后(设风机效率η=70%)
P e1=pq v /1000
装在预热器前时(t=15℃),输送同样质量流量(q m =2.957×103kg/h )的气体,体积流量为:(查的t=15℃时的气体密度为ρ1=1.226kg/m 3)
q v1=q m /ρ1=2.957×103/1.226=2.412×103(m 3/h )=0.67 m 3/s ∴P e1=pq v =150×0.67=100.5(W )
消耗轴功率P= P e1/η=100.5/0.7=143.6(W )