泵与风机习题课课件.ppt
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- 风机 习题 课件
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1、泵与风机习题课泵与风机习题课1 1、分析:离心风机的吸入风道及压出风道直径均为、分析:离心风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm,送风量,送风量 qV=18500m3/h。试求风机产生的全压及风机。试求风机产生的全压及风机入口、出口出的静压入口、出口出的静压,设吸入风道的总压力损失为设吸入风道的总压力损失为700Pa,压出风道的总阻力损失为,压出风道的总阻力损失为400Pa。(未计压出风道出口的阻力损失)空气的密度(未计压出风道出口的阻力损失)空气的密度=1.2kg/m3。00112233pw1=700Papw2=400Pa提示:提示:解:取距风机吸入风道无穷远处为00截面,风机入口、出口
2、处分别为11、22截面,风机的压出风道出口为33截面,设风机的全压为p。1)列00及33截面的伯努利方程得:2123320022wwppppp其中p00,00,p30,压出风道出口速度为:(m/s)172.265.043600185004223dqV则风机的全压为:2002123322pppppww(Pa)984.15100400700172.2622.1022 2)由于风机的吸入管道和压出管道直径均为)由于风机的吸入管道和压出管道直径均为500mm500mm,因此风机进口和出口处的,因此风机进口和出口处的速度分别为:速度分别为:m/s172.26321Pa)(984.410172.2622.
3、122222212dd1pp121120022wpppPa984.111021211wpp223322222wpppPa40022wpp解法解法2:1)列00及11截面的伯努利方程得:列22及33截面的伯努利方程得:121120022wppp223322222wppp则风机的全压为:Pa984.1510222220021233211222pppppppww2、试求输水量、试求输水量qV=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口压力表读数为时离心泵所需的轴功率。设泵出口压力表读数为255000Pa,泵入口,泵入口真空表真空表读数为读数为33340Pa,表位差为,表位差为0.6m,吸水管与压水,
4、吸水管与压水管管管径管径相同,离心泵的总效率相同,离心泵的总效率=0.62。解:由于吸水管与压水管管径相同,因此解:由于吸水管与压水管管径相同,因此21 该泵的扬程为:该泵的扬程为:222121Z255000()0.603021000 9.80633340ppHHgg(m)轴功率轴功率 59.662.036001000004.3050806.91000esh HgqPPV(kW)注意问题:真空3、有一台可把、有一台可把15冷空气加热到冷空气加热到170的空气预热器,当其流量的空气预热器,当其流量qm=2.957103kg/h时,预热器及管道系统的全部阻力损失为时,预热器及管道系统的全部阻力损失
5、为150kPa,如果在,如果在该系统中装一台离心风机,问把它装在预热器前,还是装在预热器后(设风该系统中装一台离心风机,问把它装在预热器前,还是装在预热器后(设风机效率机效率 =70%)?)?解:由于风机的全压用来克服预热器及管道系统的全部阻力损失,因此全压解:由于风机的全压用来克服预热器及管道系统的全部阻力损失,因此全压 p150 kPa 225.11 7967.02 查表得在查表得在1atm下,下,15时空气密度为时空气密度为 170时空气密度为时空气密度为kg/m3kg/m3 风机的轴功率为:风机的轴功率为:10001000meshpqpqPPV注意:经济性分析-轴功率大小;测量流量:风
6、机入口;泵出口;测量流量时,对风机以进口流量计算,因此测量流量时,对风机以进口流量计算,因此当风机装在预热器前时:当风机装在预热器前时:1447.0225.1360010001015010957.233sh1 P(kW)当风机装在预热器后时:当风机装在预热器后时:2217.07967.0360010001015010957.233sh2 P(kW)由于由于Psh2 Psh1,即风机装在预热器后时消耗的轴功率大,所以应将风机装,即风机装在预热器后时消耗的轴功率大,所以应将风机装在预热器前。在预热器前。4、已知离心式水泵叶轮的直径D2=400mm,叶轮出口宽度b250mm,叶片厚度占出口面积的8,
7、流动角220,当转速n2135r/min时,理论流量qvT=240L/s,求作叶轮出口速度三角形。,求作叶轮出口速度三角形。求作叶轮出口速度三角形。解:出口圆周速度u2为:220.4 213544.72(m/s)6060D nu出口绝对速度的径向分速v2r为:T2r22240/10004.15(m/s)(1 8%)0.4 0.05VqD b 由径向分速度、圆周速度及流动角可作出速度三角形:5、某某前向式离心风机前向式离心风机叶轮的外径叶轮的外径D2500mm,转速,转速n1000r/min,叶片出,叶片出口安装角口安装角 2y120,叶片出口处空气的相对速度,叶片出口处空气的相对速度w2 20
8、m/s。设空气以径向。设空气以径向进入叶轮,空气的密度进入叶轮,空气的密度 1.2kg/m3,试求该风机叶轮产生的理论全压。,试求该风机叶轮产生的理论全压。18.365.02018.26120cos222u wu 解:由题意得:解:由题意得:圆周速度圆周速度 18.266010005.06022 nDu(m/s)绝对速度的周向分速度绝对速度的周向分速度(m/s)速度三角形如图所示:速度三角形如图所示:u2w2 2 理论全压为:理论全压为:pT u2 2u 1.226.1836.181136.63 (Pa)6、有一离心式水泵,转速为、有一离心式水泵,转速为480r/min,总扬程为,总扬程为13
9、6m时,流量为时,流量为5.7m3/s,轴功率为轴功率为9860k,容积效率、机械效率均为,容积效率、机械效率均为92%,求流动效率、理论流,求流动效率、理论流量和理论扬程?(已知:水温为量和理论扬程?(已知:水温为t=20时,水的密度为时,水的密度为=998.2kg/m3)解:解:由题意可得该泵的有效功率为:由题意可得该泵的有效功率为:93.758710001367.5806.92.9981000e HgqPV(kW)效率为:效率为:%96.76%100986093.7587%100she PP 流动效率为:流动效率为:%9191.092.092.07696.0Vmh 实际流量除以理论流量就
10、是容积效率;实际扬程除以理论扬程就是流动效率实际流量除以理论流量就是容积效率;实际扬程除以理论扬程就是流动效率理论流量为:理论流量为:2.692.07.5VT VVqq(m3/s)理论扬程为理论扬程为:14991.0136hT HH(m)实际流量除以理论流量就是容积效率;实际扬程除以理论扬程就是流动效率实际流量除以理论流量就是容积效率;实际扬程除以理论扬程就是流动效率7 7、有一离心式风机,转速、有一离心式风机,转速1450r/min1450r/min时,流量时,流量q qV V15m15m3 3/min/min,全压,全压p p1177Pa1177Pa(空气的密度(空气的密度 1.2kg/m
11、1.2kg/m3 3)。今用同一送风机输送)。今用同一送风机输送 0.9kg/m0.9kg/m3 3烟烟气,全压与输送空气时相同,此时的转速应为多少,其流量是多少?气,全压与输送空气时相同,此时的转速应为多少,其流量是多少?解:当风机输送烟气时,由全压定律得:解:当风机输送烟气时,由全压定律得:22222222ppppDDD nD n因且则输送烟气时的转速为:按照现有电动机的档次,取n1670r/min由流量定律得:316701517.28(m/min)1450VVnqqn221.2 14501674.32(r/min)0.9nn相似工况点和不相似工况点的区分相似工况点和不相似工况点的区分 A
12、和和B点点(表征了泵在同一转速下的不同工况点)(表征了泵在同一转速下的不同工况点)不是相似工况点;不是相似工况点;A和和M点点【位于同一条管路性能曲线(其顶点未位于坐标原点)上,它们表示了泵变速运位于同一条管路性能曲线(其顶点未位于坐标原点)上,它们表示了泵变速运行时的不同运行工况点行时的不同运行工况点】亦不是相似工况点;亦不是相似工况点;。对正确地确定泵与风机变速对正确地确定泵与风机变速运行时的运行工况点及其性能参数的换算)运行时的运行工况点及其性能参数的换算)。9、如右图所示,某台可变速运行的离心泵,在转速如右图所示,某台可变速运行的离心泵,在转速n0下的运下的运行工况点为行工况点为M(q
13、VM,HM),当降转速后,流量减小到,当降转速后,流量减小到qVA,试,试确定这时的转速。确定这时的转速。【解解】确定变速后的确定变速后的运行工况点运行工况点A(qVA,HA);过过A点作相似抛物线,求点作相似抛物线,求A点对应的相似工况点点对应的相似工况点B;2AA/VqHk 利用比例定律对利用比例定律对A、B两点的参数进行换算,以确定两点的参数进行换算,以确定满足要求的转速:满足要求的转速:将将qVA、HA代入下式代入下式以确定相似抛物线的以确定相似抛物线的k值;值;qVBHBHAqVMqVAqVHOH-qVHC-qVMABBABA0HHqqnnVV 工况点 在一定转速下,每一个流量对应着
14、一定的扬程(全压)、轴功率及效率,这一组参数反映了泵与风机的某种工作状态,简称工况;泵与风机是按照需要的一组参数进行设计的,由这组参数组成的工况称为设计工况,而对应与最佳效率点的工况为最佳工况。泵与风机性能曲线上的每一点都表示泵与风机的一个工况点。将管路性能曲线和泵与风机本身的性能曲线用同样的比例尺画在同一张图上,两条曲线的交点即为泵与风机的运行工况点,即工况点。在同一条相似抛物线上的点为相似工况点;10、已知某离心泵在转速为、已知某离心泵在转速为n1450r/min时的参数见表时的参数见表1-10。qV(m3/h)07.214.421.628.83643.250.4H (m)11.010.8
15、10.510.09.28.47.46.0 ()()015304560655530将此泵安装在静扬程将此泵安装在静扬程Hst6m的管路系统中,已知管路的综合阻力系数的管路系统中,已知管路的综合阻力系数 0.00185h2/m5,试用图解法求运行工况点的参数。如果流量降低,试用图解法求运行工况点的参数。如果流量降低20,试确,试确定这时的水泵转速应为多少。设综合阻力系数不变。定这时的水泵转速应为多少。设综合阻力系数不变。参参 数数 表表解:解:1)管路系统能头)管路系统能头HcHst ,由题意可求出各流量点对应的管,由题意可求出各流量点对应的管 路系统能头如下表所示:路系统能头如下表所示:2Vq
16、qV(m3/h)07.214.421.628.83643.250.4Hc (m)66.0966.3846.8637.5348.3989.45310.699由以上数据可作出该泵的由以上数据可作出该泵的HqV和和HcqV曲线如下图所示:曲线如下图所示:MqVHHcqVHqV图中图中HcqV曲线与曲线与HqV曲线的交点曲线的交点M即为泵的运行工况点。从图中可以读出:即为泵的运行工况点。从图中可以读出:qVM=36m3/h,HM=8.4m MqVHHcqVHqVBA2)流量降低)流量降低20后,后,qVB(120)qV28.8(m3/h),),此时的运行工此时的运行工况点位于况点位于HcqV上流量为上
17、流量为28.8 m3/h这一点,即图中的这一点,即图中的B点,从图中可读出该点,从图中可读出该点的扬程为:点的扬程为:HB=7.534 m。但但M点与点与B点不是相似工况点,需利用相似抛物线找出点不是相似工况点,需利用相似抛物线找出B 点的相似工况点点的相似工况点A。相似抛物线方程为:相似抛物线方程为:H=kqV222222BB009.08.22534.7VVVVqqqqH 作相似抛物线交泵性能曲线于作相似抛物线交泵性能曲线于A点,则点,则点点A是点是点B的相似工况点。的相似工况点。从图中可读出,从图中可读出,HA=8.8m,qVA=31m3/h,且且nA=nM=1450 r/min13473
18、18.281450ABAB VVqqnn13418.8534.71450 ABABHHnn由相似定律可得:由相似定律可得:(r/min)(r/min)或或(两种方法算出的转速有差别是因为用图解法作图和读数误差产生的)(两种方法算出的转速有差别是因为用图解法作图和读数误差产生的)11、火力发电厂中的、火力发电厂中的DG520-230型锅炉给水泵,型锅炉给水泵,共有共有8级叶轮级叶轮,当转速,当转速为为n5050r/min,扬程,扬程H2523m,流量,流量qV576m3/h,试计算该泵的比,试计算该泵的比转速,并指出该叶轮的型式。转速,并指出该叶轮的型式。解:该泵的比转速为:解:该泵的比转速为:
19、52.988/25233600/576505065.3/65.34/34/3s iHqnnV 查表查表19可知该泵为中比转速离心泵,叶片形状为入口处扭曲,出可知该泵为中比转速离心泵,叶片形状为入口处扭曲,出口处柱形。口处柱形。12、某台风机D2=1.6m,n=1450r/min,在标准进气条件下,由进气箱试验得出的性能参数为:sh,VqpP求该风机的无因次参数:3sh21.97m h,16598Pa,425kWVqpP解:52221.972.5 103600 121.47 2.01VVqqu A22 1.6 1450121.47 m/s6060D nu222165980.9371.2 121.
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