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=381mm,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)V1=V;ra=u1tgk1=13.51×tg18°=4.39(ms)：Qw=九D1b1%”=TFX0.178X4.39X0.035=0.086(nt)/s)cIwD2b2;rx0.38Ix0.019。86叩8(ms)D,n×381×103×1450/,、6060U7=-J=28.91(ms)V2tt3c=U2-%,ctg1a=28.91-3.78Xctg20o=18.52(ms)HTTI8U2V2ica_28.91x18.52-791-=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-wctg1a=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86.81s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)HTTI8以二27.88x2158*.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=12kg/。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=1=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=120o,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。v1m=w1sin凡=25Xsin60°=21.65(ms)v2m=w2sin2a=22×sin120o=19.05(ms)知、心、夕可得速度三角形v1oo=w1-w1cos2a=37.68-25×cos60°=25.18(ms)V2wx=u2-w2cos2a=47.1-22×cos120o=58.1(ms)PTg=p(u2v2uef-M1V1uoo)=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=891s,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=0.12D2=9.36mm由A/2=0.5得D2=2D1=2×390=78(mm)TrD1n×0.039×1480C八。/,、U1=!=3.02(ms)1 6060tg=-=7=1.192得缘=50。w13.02万D2_60)x0.078x148060=6.04(ms)也U=388(ms)rD2b2/TX0.078X0.009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=12kg/,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X0.6X1450U7=-=6060=45.53(ms)由qv=D2b2V2mV2m=外,丁_IooooD2b2360040.60.15=9.83(ms)V2=-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=12x45.5328.5=1557.3(Pa)由风机的斯托道拉公式：K=IZ(2与乃SinA.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=12kg,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)=J33.52+57.67+47.6622=62.42m/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)sin16.09,Cv-=×=).Z)/t匕1+吆熊吆氏5.81+fg1°”g16.09'1-10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，vf1=30ms,在转速n=2000rmin时，圆周分速=5.9ms,求Cy1设a=1°oAnDn3.14×0.47×2000Z1C1八/.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°b2(v2tt-V1JSin"2×(5.9-0)sin32.97°-=×tvrt+tgtg301+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=4.01m/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X0.98X375u=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=02085uu19.23由A=-401=0.2327%19.232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=12kg.a2Dn3.14×0.25×2×1450i、解：u=37.94(m/s)6060V 24tg=-1=-±-=0.63264=32.32。2=71+20o=52.32oPT=puva(ctgs-ctg2)=1.2×37.94×24×(Cfg32.32°-c52.32°)=883.43Pa第二章21有一叶轮外径为460mm的离心式风机，在转速为1450rmin时，其流量为5.1"心试求风机的全压与有效功率。设空气径向流入叶轮，在叶轮出口处的相对速度方向为半径方向，设其p/p加=0.85,p=1.2kgAW3oAp兀Dyn×0.46×1450o.nz,、解：w9=34.9(m/s)6060Y叶轮出口处的相对速度为半径方向A=90oVy对PTg=pu2V2wx=1.2×34.9X34.9=1462.14(Pa)p=0.85PTg=0.85×1462.1=1242.82