第三章泵与风机的性能 1、某台IR125-100-315型热水离心泵的流量为240m3/h,扬程为120m,泵效率为77%,热 水温度为80℃,密度为970kg/m,试计算该泵有效功率和轴功率的大小。 解 240 =0.06667(m/s) 该泵有效功率为:P=图4=970×981×067×120=761W) 该泵轴功率为:P=P=761=989(w n0.77 2、某台离心通风机的额定参数为:流量44090m3/h,全压105mmH2O,风机效率088。采 用联轴器直联传动,ηm=0.98,取电动机容量富余系数k=1.5,问该风机应选用多大容量 的电动机? 解 44090 =1225(m3/s) 3600 P=105×9.797=1029(P) 电动机的容量应为 P=k,41P-=1.15 12.25×1029 =168(kW) 1000nn 1000×0.88×0.98 说明 电动机的容量一般是指电动机的铭牌额定输出功率,在工程实际中,进行了上述计算后, 应查阅有关电动机产品系列,选用容量等级等于或略大于16.8kW的电动机,对于本题可选 用容量为185kW的电动机 风机全压单位换算是1mmHO等于9797Pa,工程计算时可取10Pa 3、某电厂循环水泵的电动机输入功率为1720kW,电动机效率为090,直联传动效率为098, 泵的扬程为20m,循环水的密度为1000kg/m,问该循环水泵的流量为多少立方米小时(取 泵的效率为078)?
第三章 泵与风机的性能 1、某台 IR125-100-315 型热水离心泵的流量为 240 m3 /h，扬程为 120m，泵效率为 77％，热 水温度为 80℃，密度为 970kg/ m 3，试计算该泵有效功率和轴功率的大小。 解： 0.06667 3600 240 qV = = （m 3 /s） 该泵有效功率为： 76.1 1000 970 9.81 0.06667 120 1000 = ´ ´ ´ = gq H P V e r ＝ （kW） 该泵轴功率为： 98.9 0.77 76.1 = = = h Pe P （kW） 2、某台离心通风机的额定参数为：流量 44090 m 3 /h，全压 105mmH2O，风机效率 0.88。采 用联轴器直联传动，ηtm=0.98，取电动机容量富余系数 k=1.15，问该风机应选用多大容量 的电动机？ 解： 12.25 3600 44090 qV = = （m 3 /s） p = 105´9.797 = 1029（Pa） 电动机的容量应为： 16.8 1000 0.88 0.98 12.25 1029 1.15 1000 = ´ ´ ´ = = ´ tm V g q p P k hh （kW） 说明： 电动机的容量一般是指电动机的铭牌额定输出功率，在工程实际中，进行了上述计算后， 应查阅有关电动机产品系列，选用容量等级等于或略大于 16.8kW 的电动机，对于本题可选 用容量为 18.5 kW 的电动机。 风机全压单位换算是 1 mmH2O 等于 9.797Pa，工程计算时可取 10Pa。 3、某电厂循环水泵的电动机输入功率为 1720 kW，电动机效率为 0.90，直联传动效率为 0.98， 泵的扬程为 20m，循环水的密度为 1000 kg/m3，问该循环水泵的流量为多少立方米/小时（取 泵的效率为 0.78）？ 解：
由公式P=891H 得 10000m7x3 1000m31000×0.78×0.98×0.90×1720 6031(m/s) H =21712(m3/h) 4、若水泵流量q为25L/s,泵出口压力表读数p为32×10Pa,入口处真空表读数m为4× 10Pa,吸入管直径d为10cm,出水管直径h为75cm,电动机功率表读数p2为126kW,电 动机效率n1为0.9,传动效率n2为0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率 答案:解:d1=100cm=1m,d2=75cm=075m 泵入口的流速w1=q/A1=4qv/d1=4×25×10-(314×12)=0032(m/s) 泵出口的流速=q/A2=4q/d2=4×25×10-3/(314×0.753)=0057(m/s 水获得的能量H=(pB+pm)/pg+(n2-n2)/2g=(32×104+4×105)/1000×9.81+ (00572-0.032)/(2×9.81)=3669m) 所以泵的有效功率P=p8qH11000=1000×981×25×10-3×3669/1000=8.998w 所以泵的总效率n=P/(P2n1n2)×100%=8998/(126×09×097)×100%=818% 泵的轴功率P=P/n=898/0.818=11(kW) 答:泵的轴功率为lkW,有效功率为8998KW,泵的总效率为818% 5、某水泵把温度为50℃的水提高到H2=30m的地方,吸水面压力为大气压p,出水面的 表压力为4990Pa,水的密度为98kgym,管路的全部流动损失为hw=5m,试计算泵的扬 分析 题目中没有明确给出泵进、出口处的水密度,而只是笼统地指出了水的密度,说明本题 可忽略泵进、出口的密度差别。同样,题目中没有指出水泵进、出口的高度差,也没有给出 进、出口的水速或用于计算该水速的其它条件,因此,本题可忽略泵进、出口处的高度差和 流速差。所以,本题计算可用泵扬程定义式中的公式(2-7e),即H=,式中p、 p为泵进、出口处的绝对压力。 假设泵的吸水高度为H1、排水高度为H2,由题意知:H1+H2=30m;设吸水管道的流 动损失为h、排水管道的流动损失为h2,由题意知:h+h2=5m。吸水面压力为大气压 力p,根据题意,出水面的绝对压力则为p=p2+49900(P)
由公式 tm g V g gq H P hh h r 1000 ' = 得： 6.031 1000 9.81 20 1000 1000 0.78 0.98 0.90 1720 ' = ´ ´ ´ ´ ´ ´ = = gH P q tm g g V r hh h （m 3 /s） = 21712（m 3 /h） 4、若水泵流量qV为25L／s，泵出口压力表读数pB为32×104 Pa，入口处真空表读数pm为4× 104 Pa，吸入管直径d1为100cm，出水管直径d2为75cm，电动机功率表读数pg为12.6kW，电 动机效率η1为0.9，传动效率η2为0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。 答案:解：d1＝100cm＝1m，d2＝75cm＝0.75m 泵入口的流速 w1＝qV／A1＝4qV／πd 2 1＝4×25×10－3 (3.14×1 2 )＝0.032(m／s) 泵出口的流速w2＝qV／A2＝4qV／πd 2 2＝4×25×10－3／(3.14×0.752 )＝0.057(m／s) 水获得的能量H＝(pB＋pm)／ρg＋(w 2 2－w 2 1)／2g＝(32×104＋4×104 )／1000×9.81＋ (0.0572－0.0322 )／(2×9.81)＝36.69(m) 所以泵的有效功率Pe＝ρgqVH／1000＝1000×9.81×25×10－3×36.69／1000＝8.998(kW) 所以泵的总效率η＝Pe／(Pgη1η2)×100%＝8.998／(12.6×0.9×0.97)×100%＝81.8% 泵的轴功率Psh＝Pe／η＝8.998／0.818＝11(kW) 答：泵的轴功率为11kW，有效功率为8.998kW，泵的总效率为81.8%。 5、某水泵把温度为 50℃的水提高到 Hz=30 m 的地方，吸水面压力为大气压 pa，出水面的 表压力为 499000Pa，水的密度为 998kg/m3，管路的全部流动损失为 hw=5m，试计算泵的扬 程。 分析： 题目中没有明确给出泵进、出口处的水密度，而只是笼统地指出了水的密度，说明本题 可忽略泵进、出口的密度差别。同样，题目中没有指出水泵进、出口的高度差，也没有给出 进、出口的水速或用于计算该水速的其它条件，因此，本题可忽略泵进、出口处的高度差和 流速差。所以，本题计算可用泵扬程定义式中的公式（2－7e），即 g p p H r 2 - 1 = ，式中 p2、 p1为泵进、出口处的绝对压力。 假设泵的吸水高度为 H1、排水高度为 H2，由题意知：H1＋H2=30m；设吸水管道的流 动损失为 hw1、排水管道的流动损失为 hw2，由题意知：hw1＋hw2=5m。吸水面压力为大气压 力 pa，根据题意，出水面的绝对压力则为 p02= pa＋499000（Pa）
由伯努利方程可得 p,=Pa-pgH, -pgh l -g P2=Po2 +pgH,+ pgh- 12 代入公式(2-7e)得 (p-pn)+px(H2+H1)+pg(h2+h)-2-m2) Po2- Pa+h- +h pg 泵的扬程为: Po2- po 499000 +Hz+h +30+5=86(m) 998×981 说明 由上述分析、推导中可以得出这样的结论:如果已知泵吸入液面和排出液面的压力分 别为p和p2,液体的提升高度为H,管道的全部流动损失为h,在忽略泵进、出口高度 差、密度差和流速差的情况下,泵的扬程为H +H2+h 6、某锅炉给水泵进口压力表读数为0.7MPa,该压力表的安装高度为1m:出口压力表读数 为177MP,该压力表的安装高度为9m,给水的密度取90kgm3。试计算给水泵的扬程。 分析: 根据题意,本题可以忽略泵进、出口的高度差、给水密度差和速度差,但应考虑进出口 压力表的表位差。 解 该给水泵的扬程为: Pg-P8 (177-07)×10 950×9.81 +(9-1)=183 7、有一装有进风管道和出风管道的送风机,用U形管在风机进口处测得空气静压pb和动
由伯努利方程可得： g v p pa gH ghw 2 2 1 1 = - r 1 - r 1 - g v p p gH ghw 2 2 2 2 = 02 + r 2 + r 2 - 代入公式（2－7e）得： ( ) ( ) ( ) ( ) g p p g H H g h h v v g H a w w r r r / 2 2 1 2 02 - + 2 + 1 + 2 + 1 - 2 - = Z w a H h g p p H + + - = r 02 解： 泵的扬程为： 30 5 86 998 9.81 02 01 499000 + + = ´ + + = - = HZ hw g p p H r （m） 说明： 由上述分析、推导中可以得出这样的结论：如果已知泵吸入液面和排出液面的压力分 别为 p01和 p02，液体的提升高度为 Hz，管道的全部流动损失为 hw，在忽略泵进、出口高度 差、密度差和流速差的情况下，泵的扬程为 HZ hw g p p H + + - = r 02 01 。 6、某锅炉给水泵进口压力表读数为 0.7MPa，该压力表的安装高度为 1m；出口压力表读数 为 17.7MPa，该压力表的安装高度为 9m，给水的密度取 950kg/m3。试计算给水泵的扬程。 分析： 根据题意，本题可以忽略泵进、出口的高度差、给水密度差和速度差，但应考虑进出口 压力表的表位差。 解： 该给水泵的扬程为： ( ) (9 1) 1832 950 9.81 17.7 0.7 106 ' + - = ´ - ´ + D = - = z g p p H g g r （m） 7、有一装有进风管道和出风管道的送风机，用 U 形管在风机进口处测得空气静压 p1b和动
压p分别为375mmH2O和65mmH2O;风机出口处的静压p2b和动压p分别为19mmH2O 和125mmH2O,试计算风机的全压为多少? 分析 U形管测得的气体静压是气体绝对静压与大气压力之差,气体绝对静压应是大气压力加 上U形管读数;U形管测得的气体动压是气体绝对全压与绝对静压之差,气体动压就是U 形管的读数,无需考虑加减大气压力 设大气压力为pa,风机进口处空气绝对静压p=pa+pb,空气全压为p+pu;风机出口 处空气绝对静压p2=p+p2b,空气全压为p2+p。根据风机全压的定义,风机全压为 p=(P2+pa2)-(p1+pa)=(p2-pn)+(pa2-pa) 解 该风机的全压为 p=(p2-pb)+(pa2-pn)=(19+37.5)+(125-65)=62.5mmH2O≈625P 说明: 应明确风机的全压、动压与风机进、出口处气体静压、动压、全压的定义,它们之间的 区别和联系
压 pd1分别为-37.5mmH2O 和 6.5 mmH2O；风机出口处的静压 p2b和动压 pd2分别为 19mmH2O 和 12.5 mmH2O，试计算风机的全压为多少？ 分析： U 形管测得的气体静压是气体绝对静压与大气压力之差，气体绝对静压应是大气压力加 上 U 形管读数；U 形管测得的气体动压是气体绝对全压与绝对静压之差，气体动压就是 U 形管的读数，无需考虑加减大气压力。 设大气压力为 pa，风机进口处空气绝对静压 p1= pa+ p1b，空气全压为 p1+ pd1；风机出口 处空气绝对静压 p2= pa+ p2b，空气全压为 p2+ pd2。根据风机全压的定义，风机全压为： ( ) ( ) ( ) ( ) 2 d 2 1 d1 2b 1b d 2 d1 p = p + p - p + p = p - p + p - p 解： 该风机的全压为： ( ) ( ) ( ) ( ) b b d d mmH O Pa p p p p p 19 37.5 12.5 6.5 62.5 625 = 2 - 1 + 2 - 1 = + + - = 2 » 说明： 应明确风机的全压、动压与风机进、出口处气体静压、动压、全压的定义，它们之间的 区别和联系