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《流体输配管网》习题集及部分参考答案

主要编写人员 龚光彩 章劲文 李孔清 唐海兵 龙舜心 许淑惠等

第一部分 习题集

第1章

1-1 何谓零速点（零点）？

1-2 闭合差是指什么？给出燃气管网各环闭合差的确定方法

1-3 什么是枝状管网与环状管网，普通的通风系统在什么条件下可以理解成环状管网？ 1-4 补充完整例题[1-2]的水力计算表

1-5 给出沿程均匀泄流管道阻力计算公式, 当无转输流量时阻力损失是多少? 1-6 分析农村灶台或炕烟气流动驱动力？ 1-7 渠底坡度与分类

1-8 明渠均匀流的条件与特性

1-9 写出谢才公式和曼宁公式，并指出两个公式中各物理量的意义 1-10 水力最优断面是什么？

1-11 无压圆管在何时具有最大流速和流量？

第2章（第8章水泵计算等部分习题入此）

2-1 已知4—72—No6C型风机在转速为1250 r/min 时的实测参数如下表所列，求： 各测点的全效率；

绘制性能曲线图；定出该风机的铭牌参数（即最高效率点的性能参数）； 计算及图表均要求采用国际单位。 测点编号 H(m水柱） P（N/㎡） Q（m3/h） N(kW) 1 86 843.4 5920 1.69 2 84 823.8 6640 1.77 3 83 814.0 7360 1.86 4 81 794.3 8100 1.96 5 77 8800 2.03 6 71 9500 2.08 7 65 637.4 10250 2.12 8 59 578.6 11000 2.15 755.1 696.3 2-2 根据题2-1中已知数据，试求4-72-11系列风机的无因次量，从而绘制 该系列风机的无因次性能曲线 。计算中定性叶轮直径D2=0.6m。

2-3 得用上题得到的无因次性能曲线 求4-72-11No5A型风机在n=2900 r/min 时的最佳效率点各参数什，并计算该机的比转数值。计算时D2=0.5m。

2-4 某一单吸单级泵，流量Q=45m3/s ，扬程H=33.5m ，转速n=2900r/min ,试求其比转数为多少？如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的流量计算，则其比转数应为多少，当该泵 设计成八级泵，应以H/8作为比转数中的扬和计算值，则比转数为多少？

2-5 某一单吸单级离心泵，Q=0.0375(m3/s) ，H=14.65m ，用电机由皮带拖动，测得n=1420r/min,N=3.3kW; 后因改为电机 直接联动，n增大为1450r/min，试求此时泵的工作参数为多少？

2-6 在n=2000的条件下实测一离心泵的结果为Q=0.17m?/s,H=104m,N=184kW.如有一几何相似的水泵，其叶轮比上述泵的叶轮大一倍，在1500r/min之下运行，试求在相同的工况点的流量，扬程及效率各为多少?

2-7 有一转速为1480r/min的水泵，理论流量Q=0.0833m?/s ，叶轮外径D?=360mm，叶轮出中有效面积A=0.023㎡，叶片出口安装角β?=30°，试做出口速度三角形。假设流体进入叶片前没有预旋运动，即Vu?=0,试计算此泵的理论压头Ht∞.设涡流修正系数k=0.77，理论压HT这多少？

2-8 有一台多级锅炉给水泵，要求满足扬程H=176m，流量Q=81.6m3/h，试求该泵所需的级数和轴功率各为多少？计算中不考虑涡流修正系数。其余已知条件如下：

叶轮个径 D? =254m 水力效率 ηh=92% 容积效率 ηv=90% 机械效率 ηm=95 % 转速 n=1440r/min

液体出口绝对流速的切向分速为出口圆周速度的55﹪.

2-9 为什么离心式泵与风机性能曲线中的Q-η 曲线有一个最高效率点？

2-10 影响泵或风机的性能的能量损失有哪几种？简单地讨论造成损失的原因。证明全效

率等于各分效率之乘积。 2-11 试简论述相似律与比转数的含义和用途，指出两者的区别。 2-12 无因次性能曲线 何以能概括同一系列中，大小不同，工况各异的性能？应用无因

次性能曲线 要注意哪些问题？ 2-13 试简论不同叶型对风机性能的影响，并说明前向叶型的风机为何容易超载？ 2-14 利用电机拖动的离心式泵或风机，常在零流量下启动，试说明其理由。 2-15 关闭节流设备使泵或风机常在零流量下运行，这时轴功率并不等于零，为什么？是

否可以使风机或泵长时期在零流量下工作？原因何在？ 2-16 下表所列4-72-11型风机中的数据任选某一转速下三个工况点，再选 另一个转速

下三个工况点，验证它们是否都落在同一无因次性能上。 取T4-72-11No.5A型风机其参数如下： n=1450r/min 点1 点4 点8 n=2900r/min 点1 点4 点8 P(Pa) 800 740 500 P(Pa) 3200 2960 2010 3(m/h) QP 0.464 0.429 0.290 Q 0.148 0.202 0.273 3976 5402 7310 3(m/h) QP 0.463 0.428 0.291 Q 0.148 0.202 0.273 7942 10840 14620 2-17 根据欧拉方程，泵与风机所产生的理论扬程HT，与流体种类无关。这个结论应该如何理解？在工程实践中，泵在启动前必须预先向泵内充水，排除空气，否则水泵就打不上水来，这不与上述结论相矛盾吗？

2-18 本书中，H代表扬程，P代表水头，而在工程实践中，风机样本上又常以H表示风机的压头，单位为Pa，此压头H与扬程H及压头P有何异同？

2-19 你能否说明相似律中和式

H3NQn ===

NmnmHmQm有什么使用价值。

2-20 计算泵或风机的轴功率时，我国常用下列公式： N=

rQH?；N=

QHQp；N= 102??其中，N的单位为kW，你能否说明每个公式中，r、Q、H及p都应采用什么单位。

2-21 一系列的诸多泵或风机遵守相似律，那么，同一台泵或风机在同一转速下运转，其各个工况（即一条性能曲线上的许多点）当然等要遵守相似律。这些说法是否正确。

2-22 风机的实际使用条件（当地气压B、温度t）与样本规定条件不同时，应该用什么公式进行修正？如将样本提供的数据修正成实际使用工况，能否反其道而行之，将使用条件下的Q及p换算成样本条件下的Q0及p0？上述两种做法，哪种最佳？

2-23 泵与风机的理论基础，都包括哪些内容？

2-24 泵的扬程与泵出口总水头是否是一回事？两者何时相等，何时扬程大于出水总水头及何时小于出水总水头。

2-25 在实际工程中，是在需要的流量下计算出管路阻力，即已知Q和?h，此时如何确定管路系统特征曲线。

2-26 管路特性曲线与机器特性曲线相交点有何含义，与N-Q与η-Q曲线的焦点是何含意？机器功率N、效率η如何确定。

2-27 两机并联运行时，其总流量Q为什么不能等于各机单独工作所提供的流量q1与q2之和。

2-28 两机联合运行时，其功率如何确定。

2-29 试简述泵产生气蚀的原因 和产生气蚀的具体条件。

2-30为什么要考虑水泵的安装高度？什么情况下，必须使泵装设在吸水池水面以下？ 2-31水泵性能曲线中的Q—[Hs]和 Q-[⊿h]曲线都与泵的气蚀有关，试简述其区别。 2-32已知下列数据，试求泵所需的扬程。

水泵轴线标高130m，吸水面标高170m，吸入管段阻力0.81m，压出管段阻力1.91m。 2-33如图所示的泵装置从低水箱抽送容重γ980kgf/m? 的液体，已知条件如下：

x=0.1m, y=0.35m, z=0.1m,

M? 读数为124kPa, M? 读数为1024kPa, Q=0.025m?/s, η =0.80.

试求此泵所需的轴功率为多少？