泵与风机计算题.docx
泵与风机第一章1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：4=35mm,¼=19mm,D1=178mm,D2=38lmm,ht=18°,2a=20oo设流体径向流入叶轮，如n=1450rmin,试画出出口速度三角形，并计算理论流量%7和在该流量时的无限多叶片的理论扬程HTg解：由题知：流体径向流入叶轮Aa1=90°贝(I：TrDIn-×178×103×1450/,、6060U1=-1-=13.51(ms)Vl=V;ra=ultgkl=13.51×tg18°=4.39(ms)：Qw=九Dlbl%”=TFX0.178X4.39X0.035=0.086(nt)/s)cIwD2b2 ;rx 0.38 Ix 0.019。86 叩8 (ms)D,n×381×103×1450“/,、6060U7=-J=28.91(ms)V2tt3c=U2-%,ctgla=28.91-3.78Xctg20o=18.52(ms)HTTI 8U2V2ica _ 28.91x18.52-7 91-=54.63(m)1-2有一离心式水泵，其叶轮外径3=22Omm,转速n=2980rmin,叶片出口安装角=45°,出口处的轴面速度,=3.6ms0设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程77加，又若环流系数K=0.8,流动效率以=0.9时，泵的实际扬程H是多少？ASD.n×0.22×2980(、解：U7=34.3(m/s)26060VV,w=3.6m/sAa=45°w,=-=5.09(m/s)画出出口速度三角形sin公,. % =90。34.31×30.719.8=u2-wctgla=34.31-3.6×ctg45o=30.71(m/s)=107.5(m)实际扬程H=KHT=K%H,f=0.8X0.9X107.5=77.41(m)13有一离心式水泵，叶轮外径2=36Omm,出口过流断面面积A2=0.023，叶片出口安装角尾“二30°,流体径向流入叶轮，求转速n=1480rmin,流量纵.尸86.8Ls时的理论扬程Hr。设环流系数K=0.82°解：流体径向流入叶轮=90°山 JXO.36x1480 =27.88 (ms)6060qv83.8×103/,、0.023=-=3.64(ms)V2h30=U2v2mc72m=27.883.64×=21.58(ms)HTTI 8以二 27.88x2L58*.39 (m)9.8H=KHr=0.82×61.39=50.34(m)14有一叶轮外径为30Omm的离心式风机，当转速为2890rmin时。无限多叶片叶轮的理论全压是多少？设叶轮入口气体沿径向流入，叶轮出口的相对速度，设为半径方向。空气密度P=L2kg/。解：气体沿径向流入=90°又叶轮出口相对速度沿半径方向河=90°U严山:ixO3x2980=46.79 (nVs)6060由图知U2=L=46.79ms*=1.2×46.79×46.79=2626.7(Pa)15有一离心式风机，转速n=15(X)rmin,叶轮外径2=60Omm,内径D=480mm,叶片进、出口处空气的相对速度为吗=25ms及必=22ms,它们与相应的圆周速度的夹角分别为4=60°,2=l20o,空气密度夕=1.2kgm30绘制进口及出口速度三角形，并求无限多叶片叶轮所产生的理论全压Pj。解：u1 = = 7×048×150° =37.68 (Vs)6060山 JXo.6x1500 =47,1 (m/s)6060vlm=w1sin凡=25Xsin60°=21.65(ms)v2m=w2sin2a=22×sin120o=19.05(ms)知、心、夕可得速度三角形vloo=w1-w1cos2a=37.68-25×cos60°=25.18(ms)V2wx=u2-w2cos2a=47.1-22×cos120o=58.1(ms)PTg=p(u2v2uef-M1Vluoo)=1.2×(47.1×58.1-37.68×25.18)=2145.27(Pa)16有一离心式水泵，在转速n=1480rmin时，流量=89Ls,扬程H=23m,水以径向流入叶轮，叶轮内的轴面速度,=3.6ms°内、外径比OJA=OS叶轮出口宽度=0.12,若不计叶轮内的损失和叶片厚度的影响，并设叶轮进口叶片的宽度4=20Omm,求叶轮外径2、出口宽度打及叶片进、出口安装角川和公。解：由即=D*匕”得R=0Q39(m)=39mmTrbMm70.2x3.6h2 =0.12 D2 =9.36mm由A/2=0.5得D2=2D1=2×390=78(mm)TrDln×0.039×l480C八。/,、U1=!=3.02(ms)1 6060tg=-=7=1.192得缘=50。wl3.02万 D2 _60)x0.078x148060=6.04 (ms)也U=388 (ms)rD2b2 /TX 0.078 X 0.009由%8二生空=23V2woo=37.31(ms)gctg2a=(2-v2moo)/v2h,=(6.O4-37.31)38.8=-0.806夕2“=128.85,(数据有问题，离心泵出口安装角应是锐角，即后弯式叶片)1-7有一离心式风机，叶轮外径2=60()mm,叶轮出口宽度4=150mm,叶片出口安装角河。=30°,转速n=1450rmin°设空气在叶轮进口处无预旋，空气密度P=L2kg/,试求:(1)当理论流量翁.7=10(XM)m3h时，叶轮出口的相对速度叼和绝对速度匕；(2)叶片无限多时的理论全压PTg；(3)叶片无限多时的反作用度一(4)环流系数K和有限叶片理论全压PT(设叶片数z=12)解:(1)2n 乃 X 0.6 X1450U7 =-=6060=45.53 (ms)由 qv = D2 b2 V2m V2m =外,丁 _ IooooD2b2 360040.60.15=9.83 (ms)= 19.66 (m/s)sin lu sin 30oV2=-2吗2CoSK=1J19.662+45.532-2×19.66x45.53×cos30°=30.15(ms)2 2)Vu2=45.53ms½w=9.83msv2tt=c=u2-½n,cPia=45.53-9.83×ctg30o=28.5(nVs)P.8=PU2%8=l2x45.5328.5=1557.3(Pa)(3) r=l- = l2w2=o687由风机的斯托道拉公式：K=IZ(2与 乃 Sin A.D2b2tg2aK=12(45.53-45.53×sin30o1000036000 ×× 0.6 ×0.15× Pg30°-=0.79 )：.PT=KPrac=0.79×1557.3=1230.3(Pa)1-8有一轴流式风机，在叶轮半径380mm处。空气以片=33.5ms的速度沿轴向流入叶轮，当转速n=1450rmin时，其全压=692.8Pa,空气密度夕=L2kg,求该半径处的平均相对速度心的大小和方向。解:四二3.14x0.38x2x1450 = 57.67 (ms)6060v1=Wa=33,5(ms)2=692.8=oo(ms)p1.2×57.67由题知轴向进入九=0,所以W加=。W2h=U-v2h=57.67-10.01=47.66(m/s)2匕一 +=J33.52 +57.67 + 47.6622=62.42 m/s2x33.3557.67 + 47.662匕%，+ W2“ >=32.34°19有一单级轴流式水泵，转速n=580rmin,在叶轮直径70Omm处，水以斗=5.8ms的速度沿轴向流入叶轮，又以圆周分速=2.3向5从叶轮流出，试求,2为多少？设九二1。=幽=3.14x0.7x580=21.25(ms)6060v1=Wa=va=5.8(ms)由题知轴向进入为=0,所以“=。w2h=U-v2ii=21.25-2.3=18.95(ms)Q(2匕)(2×5.8BR="Ug-=arctSQn=16.09Iw1“+vv2u)<21.25+18.95；_2(也一)SinAO2×(2.3-0)sinl6.09,Cv-=×=).Z)/t匕1+吆熊吆氏5.8l+fgl°”gl6.09'1-10有一后置导叶型轴流式风机，在外径3=047m处，空气从轴向流入，vfl=30ms,在转速n=2000rmin时，圆周分速=5.9ms,求CyL设a=1°oAnDn3.14×0.47×2000ZlCl八/.解：u=49.19(ms)6060v1=Wa=va=30(m/s)由题知轴向进入匕0=0,所以“=。>v2m=U-v2u=49.19-5.9=43.29(m/s)=arctg2匕%，+ W2“ >2x3049.19 + 43.29=32.97°b 2(v2tt -V1J Sin "2 ×(5.9-0) sin 32.97°-=×t vrt + tgtg 301 + 吆1°/吆32.97。=0.208111有一单级轴流式水泵，转速为375rmin,在直径为98Omm处，水以速度匕=4.01 m/s轴向流入叶轮,在出口以岭=4.48ms的速度流出。试求叶轮进出口相对速度的角度变化值(四-四)。解:TrDn 乃 X 0.98 X 375 u =6060= 19.23 (m/s)水轴向流入v1m=0v2m = J片一片=相-4 = 4.482 -4.012 =2 (m/s)由速度三角形可知：旧优= % = k= W里=02085 u u 19.23由 A = -401 = 0.2327 % % 19.23 2得4 = 11.78。得夕2 = 13.10°- = 13.10°-11.78° =1.32°112有一单级轴流式风机，转速n=1450rmin,在半径为250mm处，空气沿轴向以24ms的速度流入叶轮，并在叶轮入口和出口相对速度之间偏转20° ,求此时的理论全压p7。空气密度P = L2kg.a2 Dn 3.14×0.25×2×1450 i 、解：u = 37.94 (m/s)6060V 24tg=-L=-±-=0.63264=32.32。2=71+20o=52.32oPT=puva(ctgs-ctg2)=1.2×37.94×24×(Cfg32.32
