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扬程:单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量 qv:单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压 p:单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义:容器转了一周,流体微团相对于容器也转了一周,其旋转角速 度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反, 这种旋转运动就称轴向涡流。 影响: 使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失:(一)机械损失:指叶轮旋转时,轴与轴封、轴与轴承 及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。 (二)容积损失:部分已经从叶轮获得能量的流 体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失, 为了减小这部分损失,一般在入口处都装有密封环。(三),流动损失:流体和 流道壁面生摸差,流道的几何形状改变使流体产生旋涡,以及冲击等所造成的损 失。多发部位:吸入室,叶轮流道,压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失:1、适当选取 n 和 D2 的搭配。2、降低叶轮盖板 外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动, 而离心式泵与风机应在关闭阀门的 情况下启动。 泵与风机泵与风机(课(课后习题答案)后习题答案) 第一章第一章 1 1- -1 1 有一离心式水泵,其叶轮尺寸如下:1b=35mm, 2b=19mm, 1D=178mm, 2D=381mm, 1a=18,2a=20。设流体径向流入叶轮,如 n=1450r/min,试画出出口速度三角形,并计算理论流量,V Tq和在该流量时的无限多叶片的理论扬程TH。 解解:由题知:流体径向流入叶轮 1=90 则: 1u= 1n 60D= 3178 101450 60=13.51 (m/s) 1V=1mV=1utg1a=13.51tg18=4.39 (m/s) 1Vq=1D1b1mV=0.1784.390.035=0.086 (3m/s) 2mV=122Vq D b=0.086 0.381 0.019=3.78 (m/s) 2u=2D 60n=3381 101450 60=28.91 (m/s) 2uV=2u-2mVctg2a=28.91-3.78ctg20=18.52 (m/s) TH=22uu V g=28.91 18.52 9.8=54.63 (m) 1-2 有一离心式水泵,其叶轮外径2D=220mm,转速 n=2980r/min,叶片出口安装角2a=45,出口处的轴面速度2mv=3.6m/s。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TH,又若环流系数K=0.8,流动效率h=0.9 时,泵的实际扬程 H 是多少? 解解:2u=2D 60n=0.22 2980 60=34.3 (m/s) 2mV=3.6 m/s 2a=452w=22sinmav =5.09 (m/s) 画出出口速度三角形 2uV=2u-2mVctg2a=34.31-3.6ctg45=30.71 (m/s) 1=90TH=22uu V g=34.31 30.71 9.8=107.5 (m) 实际扬程 H=KTH=KhTH=0.80.9107.5=77.41 (m) 1-3 有一离心式水泵,叶轮外径2D=360mm,出口过流断面面积2A=0.0232m,叶片出口安装角2a=30,流体径向流入叶轮,求转速 n=1480r/min,流量,V Tq=86.8L/s 时的理论扬程TH。设环流系数 K=0.82。 解解:流体径向流入叶轮 1=90 2u=2D 60n=0.36 1480 60=27.88 (m/s) 2mv=,V TqA=383.8 10 0.023=3.64 (m/s) 2uv=2u2mv2actg=27.883.643=21.58 (m/s) TH=22uu V g=27.88 21.58 9.8=61.39 (m) TH=KTH=0.8261.39=50.34 (m) 1-4 有一叶轮外径为 300mm的离心式风机,当转速为 2890r/min 时。无限多叶片叶轮的理论全压Tp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 =1.2kg/3m。 解解:气体沿径向流入1=90 又叶轮出口相对速度沿半径方向2a=90 2u=2D 60n=0.3 2980 60=46.79(m/s) 由图知2u=2uV=46.79m/s Tp=22uu V=1.246.7946.79=2626.7(Pa) 1-5 有一离心式风机, 转速 n=1500r/min, 叶轮外径2D=600mm, 内径1D=480mm,叶片进、出口处空气的相对速度为1w=25m/s 及2w=22m/s,它们与相应的圆周速度的夹角分别为1=60,2=120,空气密度=1.2kg/3m。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Tp。 解:1u= 1n 60D=0.48 1500 60=37.68(m/s) 2u=2D 60n=0.6 1500 60=47.1(m/s) 1mv=11sinaw=25sin60=21.65(m/s) 2mv=22sinaw=22sin120=19.05(m/s) 知u、mv、可得速度三角形 18.2560cos2568.37cos2111 auwuv(m/s) 2uv=2u-2w2cosa=47.1-22cos120=58.1(m/s) 27.214518.2568.371 .581 .472 . 11122uuTvuvup(Pa) 1-6 有一离心式水泵,在转速 n=1480r/min 时,流量Vq=89L/s,扬程 H=23m,水以径向流入叶轮,叶轮内的轴面速度1mv=3.6m/s。内、外径比1D/2D=0.5,叶轮出口宽度2b=0.122D,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1b=200mm,求叶轮外径2D、出口宽度2b及叶片进、出口安装角1a和2a。 解解:由Vq=1D1b1mV得1D=1 1Vmq bv=389 10 0.2 3.6 =0.039(m)=39mm 由1D/2D=0.5 得 2D=21D=2390=78(mm) 2b=0.122D=9.36mm 1u= 1n 60D=0.039 1480 60=3.02(m/s) tg1a=11mv u=3.6 3.02=1.192 得1a=50 2u=2D 60n=0.078 1480 60=6.04(m/s) 2mv=22Vq D b=389 10 0.078 0.009 =38.8(m/s) 由TH=22uu V g=23 得2uV=37.31(m/s) 806. 08 .38/31.3704. 6/2222muavvuctg 85.1282a(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2D=600mm,叶轮出口宽度2b=150mm,叶片出口安装角2a=30,转速 n=1450r/min。设空气在叶轮进口处无预旋,空气密度=1.2kg/3m,试求: (1)当理论流量,V Tq=100003m/h 时,叶轮出口的相对速度2w和绝对速度2v; (2)叶片无限多时的理论全压Tp; (3)叶片无限多时的反作用度; (4)环流系数 K 和有限叶片理论全压Tp(设叶片数 z=12) 解解: (1)2u=2D 60n=0.6 1450 60=45.53(m/s) 由,V Tq=2D2b2mV得2mV=,22V TqD b=10000 36000.6 0.15=9.83(m/s) 2w=22sinmaV =9.83 sin30=19.66(m/s) 2V=22 222222cosawuw u=2219.6645.532 19.66 45.53 cos30 =30.15(m/s) (2)2u=45.53m/s 2mV=9.83m/s 2uV=2u2mVctg2a=45.53-9.83ctg30=28.5(m/s) Tp=2u2uV=1.245.5328.5=1557.3(Pa) (3)=1222uV u=128.5 2 45.53=0.687 由风机的斯托道拉公式:K 122, 2 222sin()aV Tau qz uD b tgK 145.53sin30 1000012(45.53)360000.6 0.1530tg=0.79 Tp=KTp=0.791557.3=1230.3(Pa) 1-8 有一轴流式风机, 在叶轮半径 380mm 处。 空气以1v=33.5m/s 的速度沿轴向流入叶轮,当转速 n=1450r/min 时,其全压p=692.8Pa,空气密度=1.2kg/3m,求该半径处的平均相对速度w的大小和方向。 解解:u=60Dn=67.57601450238. 014. 3(m/s) awv 1=33.5(m/s) 2uvp u=01.1067.572 . 18 .692(m/s) 由题知轴向进入01uv,所以uwu1。66.4701.1067.5722uuvuw(m/s) 42.62266.4767.575 .3322 22 212 1 uuwwvwm/s 34.3266.4767.5735.3322211 arctgwwvarctguu 1-9有一单级轴流式水泵, 转速 n=580r/min, 在叶轮直径700mm处, 水以1v=5.8m/s的速度沿轴向流入叶轮,又以圆周分速2uv=2.3m/s 从叶轮流出,试求ycb t为多少?设=1。 解:u=60Dn=25.21605807 . 014. 3(m/s) 8 . 51aavwv(m/s) 由题知轴向进入01uv,所以uwu1。95.183 . 225.2122uuvuw(m/s) 09.1695.1825.218 . 522211 arctgwwvarctguu 207. 009.16/1109.16sin 8 . 5 03 . 22 /1sin212 tgtgtgtgvvv tbcauu y1-10 有一后置导叶型轴流式风机,在外径2D=0.47m 处,空气从轴向流入,av=30m/s,在转速 n=2000r/min 时,圆周分速2uv=5.9m/s,求ybct。设=1。 解:u=60Dn=19.4960200047. 014. 3(m/s) 301aavwv(m/s) 由题知轴向进入01uv,所以uwu1。29.439 . 519.4922uuvuw(m/s) 97.3229.4319.493022211 arctgwwvarctguu 208. 097.32/1197.32sin 3009 . 52 /1sin212 tgtgtgtgvvv tbcauu y1-11 有一单级轴流式水泵,转速为 375r/min,在直
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