水泵与水泵站考试计算题

六、计算题(4小题，共50分)：31.已知某12SH型离心泵的额定参数为Q=730m/h，H=10m，n=1450r/min。试计算其比转数。（本小题10分）3.65n14507311解：nsQ2360030033.65103H44答：（略）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=160L/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）解：吸水管计算：v14Q40.161.27m/s表压196KPaπ23.140.42密闭水箱74.50D1l12301272hf1v10.028.0.17mλ12g0.429.81D1水泵35.0032.00（2分）Pa压水管计算：吸水井4Q40.161.66m/sv223.142πD20.35hf2l2v220.0292001.6622.33m（2分）λ2D22g0.3529.81总水头损失为：hhf1hf220.172.3324.5m（2分）HST74.5032.0020.0062.50m（2分）HHSTh62.504.5067.00mNuQH9.810.1667.00105.16KW（2分）NNu105.16150.23KW（20.7分）答：（略）已知某变径运行水泵装置的管道系统特性曲线H303500Q2和水泵在转速为D2300mm时的(Q～H)曲线如图。试图解计算：(1).该抽水装置工况点的Q1与H1值，(2).若保持静扬程不变，流量下降10%时其直径D2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）（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=sＨＡ=⋯⋯⋯（4分）、流量下降%时，功况点移动到B点，ＱＢ=（），Ｑ=s由图中查得ＨＢ=，⋯⋯⋯（3分）L）抽水装置特性曲线计算表/s010203040流量Q（扬程H（m）相似功况抛物线方程为HKQ2HBQ222.69Q20.03129Q2⋯⋯⋯（2分）QB226.932（m）50(Q-H)4030H20100102030405060（502(3)、绘制H=KQ曲线：相似工况抛物线计算表流量Q（L/s）010203040扬程H（m）2H=KQ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n2QB则n1QA1⋯⋯⋯（4分）QB26.93n2n1950716r/minQA135.75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。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（2），90°弯头一个（9000.59），DN350×300渐缩管一个（渐缩0.17）。吸水管局部水头损失为沿程水损10%。3。2.已知某双吸5级离心泵的额定参数为Q=800m/h，H=24m，n=1450r/min试计算其比转数。3.一台水泵[NPSH]=2.3m，进水管的水头损失hs2.5m，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34.某泵站平均供水量Q=×104m/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）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）。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（m）50性曲线H303500Q2和水泵在管径为40(Q-H)D2300mm时的(Q～H)曲线如图。2试图解计算：(1).该抽水装置工况点的30H=HST+SQQ1与H1值，(2).若保持静扬程不变，流量20下降10%时其直径D2应降为多少（要求10详细写出图解步骤，列出计算表，画出相应0102030405060的曲线，计算结果不修正）。（L/S）33的离心泵，以n=1450r/min的转速7.一台H=25m，Q=180m/h，泄漏量为5.2m/h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。38.用户要求一台泵，其性能参数为，n=1900r/min。现有3H=5m，Q=100m/h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=。3乙泵：H=33m，Q=160m/h，n=2900r/min，η=。丙泵：H=，Q=200l/s，n=980r/min，η=。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1500r/min时，试作其水泵特性曲线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一、基本方程式已知: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。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。3.水泵工作轮的内径D=180mm，外径00D2=280mm，转速n=960rpm，进口C=2.5m/s,α1=60,出口α2=20,11C2=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：Hp2v22p1v12z2z1γ12.6hpγ2g2g12.6112.6m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。[解]:总扬程为：HHSThshdHSTS1Q2S2Q2HSTS1S2Q2136.17317.980.36216.13m。水泵轴功率即电机输出功率：NN电η电790.9272.68KWηNuγQH9.810.3616.13NN72.6878.4水泵效率为：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=160L/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。表压196KPa密闭水箱74.50水泵35.0032.00Pa吸水井[解]:吸水管计算：v14Q40.161.27m/sπD123.140.42hf1l1v120028301.2720.17mλ1D12g.0.429.81压水管计算：v24Q40.161.66m/sπ23.142D20.35hf2λ2l2v220.0292001.662233D22g0352981.m..总水头损失为：hhf1hf220.172.3324.5mHST74.5032.0020.0062.50mHHSTh62.504.5067.00mNuQH9.810.1667.00105.16KWNNu105.16150.23KW0.7312.离心泵的输水量p=个大气压,吸水管上真空表读数为Q=75m/h,在压水管接头上的压力表读数为H=150mm汞柱,压力表与真空表接点间的垂直距离为Z=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。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￥/Kwh。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Ｈ2(Ｑ以３A与ＨA值，(2).若保持静扬程为10m，=10+17500Ｑm/s计)。试问(1).该水泵装置工况点的Ｑ流量下降%时其转速应降为多少（m）50[解]:(1)、根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线：40图解得交点Ａ（，）即ＱＡ=40.5L/sＨＡ=38.2m(Q-H)30(2)、流量下降%时，功况点移动到B点，20ＱＢ=（）Ｑ=27L/s由图中查得ＨＢ=23m，2HB22322100.0316HKQ2Q2QQ相似功况抛物线方程为QB270102030405060（L/S(3)、绘制2H=KQ曲线：2编号1234567H=KQ曲线与（Q—H）曲线的交点为A1（36，40）即ＱＡ１=36L/s，ＨＡ１=40m10则根据比例律有流量Ｑ152025303540n2QB（L/s）则n1QA1扬程Ｈn2QBn127（m）QA1950713r/min36答：2已知某变速运行水泵装置的管道系统特性曲线H=HST+SQ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）（m）50(Q-H)4030H=HST+SQ220100102030405060四、离心泵换轮运行（L/S）17.4BA—12单级单吸式离心泵的性能如下表：n=2900rpm，D=174mmQ(l/s)010182536H(m)28N(KW)17η(%)055727870扬水地形高度（静扬水高度）2Hr=20m，管道特性曲线为H=Hr+SQ，试求：①.水泵的输水流量、水头、轴功率和效率；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；.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：Q(l/s)01020304050H(m)4445444238322管道曲线Q—hw方程式为H=HST+SQ=10+。试求：.工作点处的Q、H；②.n1=720rpm时的Q、H；③.扬水高度HST=25m，将两台n1=720rpm的水泵串联时，每台的④.如果水塔水位上升Z=5m，串联的流量不变，一台的转速仍为Q、H；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：Q(l/s)01020304050H(m)444544423832扬水高度如图所示，各管道阻力率为：22SCA=（ms/l），SDA=（ms/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3，H=51.0m和η=%的工况下工作。当叶轮外径切削D2=218mm，在Q=99m/h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)020406080100H1(m)403521122H2(m)44373220各管道阻力率为：SAB=（ms2/l），22SBC=（ms/l），SBD=（ms/l）。.试用图解法求出水泵的工作点及BD和BC管路的流量和流向。②.若在B点另外输出流量Q=50l/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）[解]:HsHs(10.33ha)(hva0.24)4.5(10.339.2)(0.750.24)2.86m答：32.已知水泵装置流量Ｑ=0.12m/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]:HsHs(10.33ha)5(10.3310.2)4.87m列吸水井水面（0—0）和水泵吸入口断面（1-1）能量方程：paHgp1v12hsγγ2gpvpap1Hgv12γγhs2gHsHgv12hs2gHgHsv124.870.300.793.78mhs2g答：泵轴最大安装标高为102Hg1023.78105.78m。-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，o吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40C，试计算最大安装高度Hg.(海拔1000m时的大气压为oha=，水温40C时的汽化压强为hva=Q22010003.11m/svπ032ω[解]:吸水管流速为4.HsHs(10.33ha)(hva0.24)=4.510.339.20.750.242.86m列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（1—1）能方程：pap1v2hsγHgγ2gHvpap1Hgv2hsγ2gHsHgv2hs2gHgHsv23.1121.01.37mhs2.869.812g2。答：Hg1.37米。3安装高度Ｈg=5.5m(见图)，吸水管直径Ｄ=100mm吸水管长度Ｌ=9M,管道沿程阻力系数λ=，4.水泵输水流量Ｑ=20m/h,局部阻力系数底阀ζｅ=5，弯头ζｂ=，求水泵进口C-C断面的真空值ｐＶＣ。[解]:vQQ4200.71m/s弯头ωπ23.140.123600d4v20.7120.026m2g29.81hslξev20.02590.712底阀(λξb50.3)0.19md2g0.129.81列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（C—C）能方程：paHgpcv2hsγγ2gHvpapcHgv2hsγ2g5.50.0260.195.72m(H2O)则：pvcγHv98105.7256113.2Pa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1500m的地方，抽送20℃的温水，若装置吸水管的直径为Ｄ=300mm，吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,试计算其在相应流量下的允许安装高度Hg。（海拔1500m时，ha=8.6m；水温20℃时，hva=0.24m）vQ22010003.11m/sωπ032[解]:4.（2分）HsHs(10.33ha)=4.510.338.62.77m（3分）HsHgv2hs2g（2分）HgHsv2hs3.1121.01.28m2g2.7729.81。（3分）已知水泵的供水量Q=120l/s，吸水管直径为350mm，长度为40m，沿程阻力系数为λ=，吸水管上的管路附件有：底阀一个（ζ底=6），弯头三个（ζ弯=），大小头一个（ζ=）；吸水池水面标高为120m，水泵样本上查出最大允许真空高度[H]=5m，水温为30℃，当地海拔为2000m。试求水泵最大允许标高。—19型离心泵的输水量为217l/s时，允许吸上真空高度[H]=5.1m，吸水管直径D吸=350mm，总阻力系数l为λD+Σζ=10，当地海拔为1000m，水温为t=40℃，试求水泵的最大安装高度。除氧器0p007.锅炉给水泵将除氧器内的软化水送入蒸汽锅炉，如图所示。104°C设除氧器内压力为p0=KPa，相应的水温为饱和温度g（t=104℃），吸水管内的水力损失为1.5m，所用给水泵为H六级离心泵，其允许汽蚀余量[NPSH]为5m，其到灌高度Hg给水泵为多少若p0=1atm，t=90℃（相应的饱和蒸汽压力高度为1至锅炉7.14米水柱），则Hg又为多少18.如图所示，冷凝水泵从冷凝水箱中抽送40℃的清水，已知水泵额定流量为Ｑ3，水泵的必要汽蚀=68m/h余量为[NPSH]=2.3m，冷凝水箱中液面绝对压强为p0=，设吸水管阻力为hs=0.5m,试计算其在相应流量下的最小倒罐高度[Hg]。（水温40℃时，水的密度为992kg/m3,水的汽化压强为=0.75m）（10分）hvp0pV冷凝水箱p0[解]:[Hg]=[NPSH]－＋hsp0Hg=[NPSH]－＋＋冷凝水泵hvhs8829=－9929.81＋＋=2.64m七、离心泵比转数34.已知某12ＳＨ型离心泵的额定参数为Ｑ=684m/h，Ｈ=10m，n=1450r/min。试计算其比转数ns。ns3.65nQ[解]:3比转数为：H436.已知某多级泵，其额定参数为Ｑ=45m/h6841145036003.6523428810，Ｈ=33.5m，转数n=2900r/min，级数为8，试求其比转数ns。ns3.65nQ[解]:H8129004512236003.6540433433.548答：该多级泵的比转数为400。1.已知某多级泵，其额定参数为Ｑ3=45m/h，Ｈ=33.5m，转数n=2900r/min，级数为7，试求其比转数ns。2.已知某离心泵铭牌参数为Ｑ=360L/s，[HS]=4.3m，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）已知水泵供水系统静扬程ＨST=15m，流量Ｑ=360L/s，配用电机功率Ｎ电=91KW，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。）4.某离心泵的叶轮外径为D2=228mm，其额定工况点为Q=99m3/h，H=56.0m和η=%。当叶轮外径切削为D2′=200mm后，式求切削后水泵在最高效率时的性能参数Q、H和N各是多少5、12Sh-19A型离心泵，流量为220L／s时，在水泵样本的Q～Hs曲线中查得，其允许吸上真空高度Hs=4.5m，泵进水口直径为300mm，吸水管从喇叭口到泵进口的水头损失为1.0m，当地海拔为1000m，水温为40℃，试计算其最大安装高度Hss。6、有150S100型离水泵，流量为50L/S时，其允许吸上真空度Hsa=5.5m，已知吸水管的水头损失为1.0m，压水管长度100m，直径200mm，采用铸铁管（n=），不考虑压水管局部水头损失，水泵的静扬程85m，试求：（1）水泵的扬程。（2）水泵的最大安装高度。7、一台14s-13型水泵。叶轮直径为410mm，其扬程为37~50m，而当地实际需要的扬程为36m。属扬程偏高。而流量需要为290L／s现采用车削的方法进行性能调节。试求：(1）叶轮的车削量(2）叶轮车削后的水泵轴功率。