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水泵与水泵站考试计算题

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六、计算题 (4小题，共50分)：
1.已知某12SH型离心泵的额定参数为Q=730 m3/h ，H=10m ，n=1450 r/min 。试计算其比转数。（本小题10分）

解：
答：（略）

2. 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=160 L/s ，吸水管：直径Ｄ1=400mm ，管长Ｌ1=30m ，摩阻系数λ1=0.028；压水管：直径Ｄ2=350mm ，管长Ｌ2=200m ，摩阻系数λ2=0.029 。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：
（2分）
压水管计算：
（2分）
总水头损失为： （2分）
（2分）

（2分）
（2分）
答：（略）

4.已知某变径运行水泵装置的管道系统特
性曲线和水泵在转速为
时的(～)曲线如图。
试图解计算：(1).该抽水装置工况点的
与值，(2).若保持静扬程不变，流量
下降时其直径应降为多少? （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（40.2，38.28）即ＱＡ=40.2L/s ＨＡ=38.28m ………（4分）
(2)、流量下降33.3%时，功况点移动到B点，
ＱＢ=（1-0.333），Ｑ=26.93L/s 由图中查得ＨＢ=22.69m，………（3分）

抽水装置特性曲线计算表
流量Q（L/s）
0
10
20
26.93
30
40
40.2
50
扬程H（m）
10.00
11.75
17.00
22.69
25.75
38.00
38.28
53.75

相似功况抛物线方程为
………（2分）

(3)、绘制H=KQ2曲线：
相似工况抛物线计算表
流量Q（L/s）
0
10
20
30
35.75
40
扬程H（m）
0.00
3.13
12.52
28.16
39.99
50.06

H=KQ2曲线与（Q—H）曲线的交点为
A1（35.75，39.99）即ＱＡ１=35.75L/s，ＨＡ１=39.99m………（2分）
则根据比例律有
………（4分）
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=0.0065，管径D=400mm，压水管路长度l2=300m，i=0.0148。管径为D=300mm。吸水井水面标高为58.00m，水泵泵轴高度为60.00m，水厂混合水面标高为90.00m。吸水进口采用无底阀的滤水网（），90°弯头一个（），DN350×300渐缩管一个（）。吸水管局部水头损失为沿程水损10%。
2. 已知某双吸5级离心泵的额定参数为Q=800 m3/h ，H=24m ，n=1450 r/min。试计算其比转数。
3.一台水泵[NPSH]=2.3 m，进水管的水头损失m，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=3.17mH2O）热水时，水泵安装高度各为多少？
4.某泵站平均供水量Q=8.48×104m3/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2.2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=42.7 kPa，△Z=0.25m，V1=2.3m/s，V2=3.5m/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=0.3m，l2=0.5m，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
性曲线和水泵在管径为
时的(～)曲线如图。
试图解计算：(1).该抽水装置工况点的
与值，(2).若保持静扬程不变，流量
下降时其直径应降为多少? （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）。
7.一台H=25m，Q=180m3/h，泄漏量为5.2m3/h的离心泵，以n=1450r/min的转速运行时，泵的轴功率P=14.67kW.机械效率ηm=95.2%。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。
8.用户要求设计一台泵，其性能参数为H=5m，Q=100m3/h，n=1900r/min。现有3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=0.25m3/s，n=580r/min，η=0.83。
乙泵：H=33m，Q=160m3/h，n=2900r/min，η=0.82。
丙泵：H=7.7m，Q=200l/s，n=980r/min，η=0.84。
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1500 r/min时，试作其水泵特性曲线？

10. 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？

11.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？

12. 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
1.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。
2.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=0.25，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D1=180mm，外径D2=280mm，转速n=960rpm，进口C1=2.5m/s,α1=600, 出口α2=200, C2=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
1. 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：

3. 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=6.173 S2/m5 ，压水管路阻抗Ｓ2=17.98 S2/m5，求解水泵Ｈ、Ｎ和η 。
[解]:总扬程为：

。
水泵轴功率即电机输出功率：
水泵效率为：

5.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=160 L/s ，吸水管：直径Ｄ1=400mm ，管长Ｌ1=30m ，摩阻系数λ1=0.028；压水管：直径Ｄ2=350mm ，管长Ｌ2=200m ，摩阻系数λ2=0.029 。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。

[解]:吸水管计算：

压水管计算：

总水头损失为：

12.离心泵的输水量Q=75m3/h,在压水管接头上的压力表读数为p=17.2个大气压,吸水管上真空表读数为H=150mm汞柱,压力表与真空表接点间的垂直距离为ΔZ=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0.15￥/Kw h。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Ｈ=10+17500Ｑ2(Ｑ以m３/s计)。试问　(1).该水泵装置工况点的ＱA与ＨA值，(2).若保持静扬程为10m，流量下降33.3%时其转速应降为多少?
[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（40.5，38.2）即ＱＡ=40.5L/s ＨＡ=38.2m
(2)、流量下降33.3%时，功况点移动到B点，
ＱＢ=（1-0.333）Ｑ=27L/s 由图中查得ＨＢ=23m，
相似功况抛物线方程为
编号
1
2
3
4
5
6
7
流量Ｑ（L/s）
10

15
20
25
30
35
40
扬程Ｈ（ m ）
3.2
7.1
12.6
19.7
28.4
38.7
50.1
(3)、绘制H=KQ2曲线：
H=KQ2曲线与（Q—H）曲线的交点为
A1（36，40）即ＱＡ１=36L/s，ＨＡ１=40m
则根据比例律有

答：

12.已知某变速运行水泵装置的管道系统特性曲线H=HST+SQ2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33.3%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）

四、     离心泵换轮运行
17. 4BA—12单级单吸式离心泵的性能如下表：n=2900rpm，D=174mm
Q (l/s)
0
10
18
25
33.3
36
H (m)
36.5
38.5
37.7
34.6
28
25.8
N(KW)
5.8
9.5
12.6
14.8
16.8
17
η (%)
0
55
72
78
74.5
70
扬水地形高度（静扬水高度）Hr=20m，管道特性曲线为H=Hr+SQ2，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；
③.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：

管道曲线Q—hw方程式为H=HST+SQ2=10+0.0175Q2。试求：
①.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Q、H；
④.如果水塔水位上升ΔZ=5m，串联的流量不变，一台的转速仍为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：

扬水高度如图所示，各管道阻力率为：
SCA=0.0012（ms2/l），SDA=0.0025（ms2/l）
SAB=0.0063（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D2=218mm，在Q=99m3/h，H=51.0m和η=69.0%的工况下工作。当叶轮外径切削为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)
0
20
40
60
80
100
H1 (m)
40
35
28.5
21
12
2
H2 (m)
44
41.5
37
32
26.5
20
各管道阻力率为：SAB=0.0004（ms2/l），
SBC=0.0005（ms2/l），SBD=0.0009（ms2/l）。
①.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=50 l/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
1.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]:

答：
2.已知水泵装置流量Ｑ=0.12m3/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=10.2m H2O）
[解]:
列吸水井水面（0—0）和水泵吸入口断面（1-1）能量方程：

答：泵轴最大安装标高为。

3.12SH-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，吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40Co，试计算最大安装高度Hg. (海拔1000m时的大气压为ha=9.2mH2O，水温40Co时的汽化压强为hva=0.75mH2O)
[解]:吸水管流速为

=
列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（1—1）能方程：

。
答：米。
4.水泵输水流量Ｑ=20m3/h,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=0.025，局部阻力系数底阀ζｅ=5，弯头ζｂ=0.3，求水泵进口C-C断面的真空值ｐＶＣ 。
[解]:

列吸水井水面（0—0）与水泵进口断面（C—C）能方程：

5.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）
[解]: （2分）

= （3分）
（2分）
。 （3分）
6.已知水泵的供水量Q=120 l/s，吸水管直径为350mm，长度为40m，沿程阻力系数为λ=0.02，吸水管上的管路附件有：底阀一个（ζ底=6），弯头三个（ζ弯=0.3），大小头一个（ζ=0.1）；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。
22.12Sh—19型离心泵的输水量为217 l/s时，允许吸上真空高度[H]=5.1m，吸水管直径D吸=350mm，总阻力系数为λ+Σζ=10，当地海拔为1000m，水温为t=40℃，试求水泵的最大安装高度。

7.锅炉给水泵将除氧器内的软化水送入蒸汽锅炉，如图所示。
设除氧器内压力为p0=117.6 KPa，相应的水温为饱和温度
（t=104℃），吸水管内的水力损失为1.5m，所用给水泵为
六级离心泵，其允许汽蚀余量 [NPSH] 为5m，其到灌高度Hg
为多少？若p0=1atm ，t=90℃（相应的饱和蒸汽压力高度为
7.14米水柱），则Hg又为多少？

8.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Ｑ=68m3/h ，水泵的必要汽蚀余量为[NPSH]=2.3m ，冷凝水箱中液面绝对压强为p0=8.829Kpa，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hv=0.75m）（10分）
[解]: [Hg]= [NPSH]－＋hs
=[NPSH] －＋hv＋hs
=2.3－＋0.75＋0.5=2.64m

七、离心泵比转数

4.已知某12ＳＨ型离心泵的额定参数为Ｑ=684 m3/h ，Ｈ=10m ，n=1450 r/min 。试计算其比转数ns 。
[解]: 比转数为：
6.已知某多级泵，其额定参数为Ｑ=45m3/h ，Ｈ=33.5m ，转数n=2900 r/min ，级数为8，试求其比转数ns 。
[解]:
答：该多级泵的比转数为400。

1. 已知某多级泵，其额定参数为Ｑ=45m3/h ，Ｈ=33.5m ，转数n=2900 r/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）
3. 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=6.173 S2/m5 ，压水管路阻抗Ｓ2=17.98 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=69.0%。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=0.013），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 410 mm ，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。

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