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/ m3，试计算该泵有效功率和轴功率的大小。 解： 06667.03600240 ==Vq （m3/s） 该泵有效功率为： 1.761000 12006667.081.99701000 =×××=HgqP Ve r＝ （kW） 该泵轴功率为： 9.9877.0 1.76 === hePP （kW） 2、某台离心通风机的额定参数为：流量44090 m3/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： 25.12360044090 ==Vq （m3/s） 1029797.9105 =×=p （Pa） 电动机的容量应为： 8.1698.088.01000 102925.1215.11000 =×× ××== tm V g pqkP 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 gtm V g HgqP hhh r 1000 ' = 得： 6.0312081.91000 172090.098.078.010001000 ' =×× ××××== gH Pq ggtmV r hhh （m3/s） 21712= （m3/h） 4、若水泵流量qV为25L／s，泵出口压力表读数pB为32×104Pa，入口处真空表读数pm为4× 104Pa，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／πd21＝4×25×10－3(3.14×12)＝0.032(m／s) 泵出口的流速w2＝qV／A2＝4qV／πd22＝4×25×10－3／(3.14×0.752)＝0.057(m／s) 水获得的能量H＝(pB＋pm)／ρg＋(w22－w21)／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 ppH r 12 ?= ，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： g vghgHpp wa 2 2 1 111 ???= rr g vghgHpp w 2 2 2 22022 ?++= rr 代入公式（2－7e）得： ( ) ( ) ( ) ( ) g gvvhhgHHgppH wwa r rr 2/2122121202 ??++++?= wZ a hH g ppH ++?= r 02 解： 泵的扬程为： 8653081.99984990000102 =++×=++?= wZ hHg ppH 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 wZ hHgppH ++?= r 0102 。 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： ( ) ( ) 183219 81.9950 107.07.17 6' =?+ × ×?=?+?= z g ppH gg 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： ( ) ( ) ( ) ( )12121122 ddbbdd ppppppppp ?+?=+?+= 解： 该风机的全压为： ( ) ( ) ( ) ( ) addbb POmmHppppp 6255.625.65.125.3719 21212 ≈=?++=?+?= 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。