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《泵与泵站》第二章 课后习题答案

【1】．（1） 已知，出水水箱内绝对压强P1=3.0atm，进水水箱绝对压强P2=0.8atm

以泵轴为0-0线，大气压Pa=1atm

出水水箱测压管水头：H1??P1?Pa??10??3?1??10?20m

进水水箱测压管水头：H2??P2?Pa??10??0.8?1??10??2m（“-”表示在泵轴以下）

HST?H1?H2?20?(?2)?22m

（2）泵的吸水地形高度：Hss?H2??2m （3）泵的压水地形高度：Hsd?H1?20m

【2】．解答：如图（a），Hss(a)?3m

据题意：Hss(b)?Hss(C)?Hss(a)?3m 以泵轴为基准面

（1）b水泵位置水头：Zb?HA

b水泵吸水池测压管水柱高度：h??0.5?1??10??5m b水泵吸水池测压管水头：H测?Zb?h?HA???5?m b水泵Hss(b)?0?H测?0??HA?5??5?HA?3m 解得：HA?2m

（2）c水泵位置水头：Zc??5m（在泵轴以下）

c水泵吸水池测压管水柱高度：h??Pc?1??10?10Pc?10

c水泵吸水池测压管水头：H测?Zc?h??5?10Pc?10?10Pc?15(m) c水泵Hss(c)?0?H测?0??10Pc?15??15?10Pc?3mH 解得：Pc?1.2atm

【3】．解答：（1）根据给定的流量和管径，查《给水排水设计手册》第一册，得：

吸水管沿程水头损失系数i1?5.7‰ 压水管沿程水头损失系数i1?11.6‰ 真空表读数：Hv?Hsdv12?z??hs?? （见P24，公式2-30）

2g2真空表安装在泵轴处，

?z?0 2v12则：Hv?Hss??hs?

2g计算水泵的吸水管流速：v1?QQ0.16???1.27m/s 22A1?D3.14?0.4)(s)(44第 1 页 共 9 页

泵吸水地形高度：Hss?35?32?3m

吸水管水头损失：?hs?i1?l1?1?0.0057?30?1?1.17m

1.272则：真空表读数Hv?3?1.171??4.25mH2O

2?9.8∵1atm?10mH2O?760mmHg

则：4.25mH2O?4.25?76?323mmHg% 真空度=

Pa?Pv10mH2O?4.25mH2O?100%??100%?57.5% Pa10mH2O（2）泵的静扬程：HST??74.5?32???2?1??10?52.5m

压水管水头损失：?hd?i2?l2?1?0.0116?200?1?3.32m 管道总水头损失：?h??hs??hd?1.17?3.32?4.49m 总扬程：H?HST??h?52.5?4.49?56.99m

（3）轴功率：N??gQH1000?9.8?0.16?56.99??127.66kw

1000?1000?0.7【4】．解答：以吸水池水面为基准面

列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下：

2v0PP?0?0?0?a 0-0断面：E0?Z0?2g?g?g

v12P1v12P?z??(Hss?)??1 1-1断面：E1?Z1?2g?g22g?g22v2P2v2P?z??(Hss?)??2 2-2断面：E2?Z2?2g?g22g?g

22v3P3v3P??HST??a 3-3断面：E3?Z3?2g?g2g?g吸水管水头损失：

Pa?P1??z?v12?z?v12??hs?E0?E1???Hss????Hv??Hss???

?g2?2g2?2g???z?v12?得：Hv??hs??Hss? ??22g??压水管水头损失：

2222P2?Pa??v3?v3?z?v2?z?v2??hd?E2?E3???Hss????HST?Hd??Hss????HST 得：

?g2?2g2?2g??22?v3?z?v2?Hd??hd??Hss????HST

22g??第 2 页 共 9 页

∵泵装置总扬程H?Hv?Hd

22?v3?z?v12?z?v2????hd??Hss????HST 则：H?Hv?Hd??hs??Hss???22g22g????22v3v12?v2???hs??hd???z???HST（总水头损失?h??hs??hd）

2g2g??h?HST

22?v12?v2?v3??????z?? 2g?2g?2v12?v2?0； 忽略流速差，即v1?v2，

2g2v3??h?

2g压力表和真空表沿泵轴安装，即?z?0则最后：H?HST【5】．解答：泵的基本方程式：HT?

叶轮出口牵连速度：u2?u112C2u?u2?2(u2?C2rctg?)?(u2?u2C2rctg?2) gggn?D21450?3.14?0.28 ??21.25（m/s）6060（m2）叶轮出口面积：F2??D2?b2?3.14?0.28?0.04?0.035

径向流速：C2r?QTQ ?T?38.57Q（Tm/s）F20.035 代入基本方程式，得理论特性曲线： HT?1(21.252?21.25?38.57QT?ctg30?)?40.08?144.86QT 9.8【6】．解答：（1）Q-H关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的1.3倍。

因为：在泵的基本方程式的推导过程中，液体密度ρ被消掉了，因此，水泵的理论扬程和液体密度无关，水泵的实际特性曲线是在水泵的理论扬程HT和QT关系曲线的基础上减去各种泵内的损失绘制的，液体的其他物理特性和水相同，则，其在水泵内部的各种损失和输送水时一样，因此，水泵的特性曲线Q-H不变。

水泵的轴功率和液体密度ρ有关，N??gQH，N和?成正比，当??1.3?水时，则功率变为

1000?原来的1.3倍。

（2）压力表读数变为原来的1.3倍。

因为：如问题（1）所示，输送液体的密度改变，扬程不变，则其压力表读数Hd不变，泵的压力表读数：Pd??gHd(MPa)，和密度成正比，当??1.3?水时，则Pd变为原来的1.3倍。

（3）以吸水池水面为基准面，吸水池和高位水池的高度差：Z?48m

P?Pa1.013?105??2?1???7.9m 高位水池的测压管内液柱高度：h??g1.3?水g第 3 页 共 9 页