泵与泵站自编习题集[1]

《泵与泵站》教学改革成果系列之二

《泵与泵站》习题集

适用专业：给水排水工程/环境工程

苏州科技学院

环境科学与工程学院环境工程系

2007年12月

思 考 题

第一章 绪论

1．什么是泵？它是怎样分类的？ 2．各种水泵的主要特点有哪些？

第二章 叶片式水泵

1．离心泵是怎样抽送液体的？它由哪几个主要部件构成？各部件有何功能和作用？

2．离心泵叶轮上为什么有的设平衡孔，有的却不设？

3．哪些参数能表达叶片泵性能？各参数表示什么含义？常用哪些字母表达？各自的单位是什么？

4．什么是叶片泵的有效功率和轴功率？它们之间有何关系？ 5．离心泵装置上的真空表与压力表读数各表示什么意思？ 6．液体在叶轮内的运动是什么运动？各运动间有什么关系？

7．什么是动量矩定理？用它推导叶片泵基本方程式时为什么要有三个假设？基本方程式为什么能适用于所有叶片泵的所有流体？

8．两台叶片泵符合哪些条件才能相似？两台相似的叶片泵的比转数相等，能说明什么问题？

9．什么是叶片泵基本性能曲线和实验性能曲线？它们在本质上有何区别？ 10．离心泵与轴流泵的性能曲线各有哪些特征？ 11．叶片泵的性能曲线有何用途？ 12．什么是叶片泵性能的工作范围？如何确定工作范围？它与叶片泵的性能表有何关系？ 13．什么是叶片泵的通用性能曲线？离心泵与活叶式轴流泵的通用性能曲线是怎样绘制的？它们的理论根据是什么？

14．什么是叶片泵工作点？它由哪些因素构成？工作点确定由哪些方法？ 15．什么是装置特性曲线？它表示什么含义？

16．什么是叶片泵装置的设计工况与运行工况？它们间有何区别？ 17．什么是工况调节？叶片泵有哪几种工况调节法？各有何优缺点？

18．什么是车削调节法？它的理论根据是什么？适用于哪些叶片泵？使用时需注意哪些事项？

19．什么是车削抛物线？它在车削计算中有何用处？ 20．什么是变速调节法？它的理论根据是什么？适用于哪些叶片泵？使用时需注意哪些问题？

21．如果说，在学本课程前，你对着一台离心泵的铭牌，可以直接说出它能打多少水，扬程是多高。那么，现在对于这个问题，你将如何回答？为什么？ 22．什么是变角调节法？它有何理论根据？有哪几种变角方法？适用于何种叶片

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泵？

23．什么是节流调节法？它有何理论根据？适用于何种叶片泵？一般在何种场合下采用？ 24．试从概念上区分水箱自由出流时，测压管水头与管道水头损失特性曲线间的不同。

25．什么是比例定律？它有何用处？

26．试从比例律的内涵说明泵站中采用调速运行的重要意义。 27．试归纳调速运行的优点以及需要注意的事项。

28．同一台水泵，在运行中转速由n1变为n2，试问其比转数ns值是否发生相应的变化？为什么？ 29．什么是叶片泵的比转数？如何计算？若两台叶片泵的比转数相等，能说明什么问题？ 30．什么是并联装置？其工作点如何求解？适用于何种场合？使用时应注意哪些问题？

31．什么是串联装置？其工作点如何求解？适用于何种场合？使用时应注意哪些问题？ 32．试论述4台同型号并联工作的泵站，采用一调三定或采用二调二定方案作调速运行时，其节能效果各有何不同？

33．什么是叶片泵汽蚀？泵内汽蚀的主要原因是什么？有哪些危害？ 34．泵内汽蚀有哪些类型？各在叶片泵的哪些部位发生？为什么？

35．采取哪些措施可以预防和减轻泵内汽蚀的程度？

36．什么是叶片泵的汽蚀方程式？它的物理意义是什么？ 37．什么是汽蚀余量、装置汽蚀余量和必需汽蚀余量？其中装置汽蚀余量和必需汽蚀余量有何区别？

38．什么是允许汽蚀余量？如何确定？离心泵与轴流泵的汽蚀性能曲线有何区别？为什么？ 39．什么是吸上真空高度与允许吸上真空高度？它与流量间的关系曲线为什么是下降型的？

40．允许汽蚀余量与允许吸上真空高度有何区别？有什么关系？ 41．什么是叶片泵安装基准线？卧、立、斜等各种叶片泵的安装基准线如何确定？ 42．为什么允许吸上真空高度受水温与海拔影响时必须修正？而允许汽蚀余量却不须修正？

43．叶片泵内的汽蚀现象可否消灭？为什么？ 44．轴流泵是按什么原理抽送液体的？它由哪几个主要部件构成的？各部件有何功能和作用？

45．液流进入和流出离心泵、混流泵和轴流泵叶轮时有何不同？ 46．什么是抽水装置？离心泵与轴流泵的抽水装置有何不同？ 47．离心泵装置的起动与停机分哪几步进行？

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48．轴流泵装置的启动与停机分哪几步进行？

第三章 泵房设计

1．泵房有何作用？它是怎样分类的？泵房设计应包含哪些内容？

2．固定式泵房有哪几种结构型式？各有何优、缺点？分别适用于何种场合？ 3．湿式型泵房按其湿式结构可分哪几种形式？各有何优、缺点？分别适用于何种场合？

4．选定泵房结构型式时应主要考虑哪些因素？ 5．立、卧式泵的泵房平面设计有何不同？

6．泵房内主机组布置有哪几种型式？各有何优、缺点？分别适用于何种场合？ 7．立、卧式泵的泵房内附属设备布置有何不同？分别应遵循哪些原则？ 8．卧式泵泵房的立面尺寸应确定哪几个高程？如何确定？ 9．室型泵房为什么要进行稳定分析？其方法与水闸、土坝等水工结构有何区别？ 10．室型泵房的抗滑稳定不能满足要求时有哪些措施可以补救？ 11．湿室型泵房的机电梁与水泵梁在结构计算中有哪些异、同点？

12．卧式泵机组的基础设计应满足哪些要求？设计时如何确定基础的平立面尺寸？

第四章 泵站机组安装与管理

1．卧式泵机组安装应分哪几步进行？每步有哪些技术要求？

2．中、小型立式泵机组安装应分为哪几步进行？每步有哪些技术要求？ 3．在立式泵机组安装时为什么要测定转子的同心度和摆度？如何测定？ 4．管路安装有哪些技术要求？管道连接有哪几种型式？

5．泵站工程的经营管理有哪几个经济技术指标？各指标的含义是什么？如何考核？

6．水泵运行效率与泵站运行效率有何区别？哪些因素影响泵站效率的提高？ 7．提高泵站效率应从哪几个方面着手？

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计算题

第一节 水泵部分

1．如图2-24所示的水泵装置。水泵从一个密闭水箱抽水，输入另一个密闭水箱，水箱内的水面与泵轴齐平，试问：

3 atm0.8 kg/cm2

图2-24 密闭式离心泵装置

(1) 该水泵装置的静扬程HST=？ (m) (2) 水泵的吸水地形高度Hss=？ (m) (3) 水泵的压水地形高度Hsd=？ (m)

2．三台水泵三种抽水装置如图2-25(A) 、(B) 、(C) 所示。三台泵的泵轴都在同一标高上，其中(B) 、(C) 装置的吸水箱式密闭的，(A) 装置吸水井是敞开的。试问：

要使Hss(A) = Hss(B) = Hss(C) 时，则图2-25中H(A) =？ (m) ；PC=？ (atm)

0.5 atm3m0.5 atmH（A）=?Pc=？5m

图2-25 三种抽水装置

3．如图2-26所示的岸边取水泵房，水泵由河中直接抽水输入高地密闭水箱中。

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2 atm74.50Dd=350 mm32.0035.00

图2-26 岸边取水泵房

已知条件：

水泵流量Q=160L/s，管道均采用铸铁管，吸水及压水管道中的局部水头损失假设各为1m。

吸水管：管径Ds=400mm，长度l1=30m； 压水管：管径Dd=350mm，长度l2=200m；

水泵的效率η=70%；其它标高值见图2-26所示。 试问：

(1) 水泵吸入口处的真空表读数为多少mH2O？相当于多少mmHg？相当于真空度为%多少？

(2) 水泵的总扬程H=？

(3) 电动机输给水泵的功率N=？ (kw)

4．现有一台离心泵装置如图2-27所示，试证：该离心泵装置的扬程公式应为：

HHSTh消防喷流322g

33212100

图2-27 水泵喷射出流

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5．现有离心泵一台，量测其叶轮的外径D2=280mm，宽度b2=40mm，出水角β2=30°，假设此水泵的转速n=1450r/min，试绘制QT-HT理论特性曲线。

6．一台输送清水的离心泵，现用来输送容重为水的1.3倍的液体，该液体的其它物理性质可视为与水相同，水泵装置均同，试问：

(1) 该泵在工作时，其流量Q与扬程H的关系曲线有无改变？在相同的工作情况下，水泵所需要的功率有无改变？

(2) 水泵出口处压力表读数(MPa) 有无改变？如果输送清水时，水泵的压力扬程Hd为0.5MPa，此时压力表读数应为多少MPa？

(3) 如该水泵将液体输往高地密闭水箱时，密闭水箱内的压力为2atm(如图2-32所示)，试问此时该水泵的静扬程HST应为多少？

2 atm48m1 atm

图2-32

7．在图2-41所示的水泵装置上，在出水闸阀前后装A、B两只压力表，在进水口处装上一只真空表C，并均相应地接上测压管。现问：

(1) 闸阀全开时，A、B压力表的读数及A、B两根测压管的水面高度是否一样？ (2) 闸阀逐渐关小时，A、B压力表的读数以及A、B两根测压管的水面高度有何变化？

(3) 在闸阀逐渐关小时，真空表C的读数以及它的比压管内水面高度如何变化？

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1 atmB闸阀AC2 atm

图2-41 闸阀调节时的压力表的变化

8．如图2-42所示，A点为该水泵装置的极限工作点，其相应得效率为ηA。当闸阀关小时，工作点由A点移至B点，相应的效率为ηB。由图可知ηB＞ηA，现问： (1) 关小闸阀是否可以提高效率？此现象如何解释？ (2) 如何推求关小闸阀后该泵装置的效率变化公式？

HB'BA'Aη（% ）NB\"0图2-42

A\"Q

9．某取水工程进行初步设计时，水泵的压水管路可能有两种走向，如图2-43(a) 及(b) 所示。试问：

(1) 如管道长度、口径、配件等都认为近似相等，则这两种布置，对泵站所需的扬程是否一样？为什么？

(2) 如果在图2-43(a) 的布置中，将最高处的管道改为明渠流，对水泵工况有何

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影响？电耗有何变化？为什么？

(a)5 m

(b)0.5 m

图2-43 取水泵房管道走向的比较

10．试用数解法拟合12Sh-19型离心泵的Q-H特性曲线方程(见2-59图，D=290mm) 。

(1) 抛物线法；(2) 最小乘二法

111．在产品试制中，一台模型离心泵的尺寸为实际泵的倍，并在转速n=730r/min

4时进行试验。此时量出模型泵的设计工况出水量Qm=11L/s，扬程Hm=0.8m。如果模型泵与实际泵的效率相当。试求：实际水泵在n=960r/min时设计工况流量和扬程。

12．清理仓库时，找出一台旧的BA型水泵，从其模糊的铭牌上，可看出：Q=32L/s，H=50m，n=2900r/min，N=22.9kW，η=68.5%。

试绘制其Q-H，Q-N及Q-η性能曲线。

13．在美国文献中报导了一份ns=1800的离心泵的试验资料，问该泵折算为我国采用的单位时，其比转数ns=？

14．某循环水泵站中，夏季为一台12Sh-19型离心泵工作，水泵叶轮直径D2=290mm，管路中阻力系数S=225s2/m5，静扬程HST=14m。到了冬季，用水量减少了，该泵站须减少12%的供水量，为了节电，到冬季拟将另一备用叶轮切小后装上使用。问：该备用叶轮应切削外径百分之几？ 15．某机场附近一个工厂区的给水设施如图2-78所示。

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密闭水箱液面压力3.5 kg/cm2123.00100.00120.00BAC 图2-78 厂区给水设施

已知：采用一台14SA-10型离心泵工作，转速n=1450r/min，叶轮直径D=466mm，管道阻力系数SAB=200s2/m5，SBC=130s2/m5，试问：

(1) 当水泵与密闭压力水箱同时向管路上B点的四层楼房屋供水时，B点的实际水压等于保证4层楼房屋所必须的自由水时，问B点出流的流量应为多少m3/h。 (2) 当水泵向密闭压力水箱输水时，B点的出流量已知为40L/s时，问水泵的输水量及扬程应为多少？输入密闭压力水箱的流量应为多少？ (以图解法或数解法求之)

16．24Sh-19型离心泵的铭牌上注明：在抽升20℃水温的水时，Hs=2.5m。现问： (1) 该泵在实际使用中，是否其水泵吸入口的真空表值Hv只要不大于2.5mH2O，就能够保证该泵在运行中不产生气蚀？

(2) 铭牌上Hs=2.5m是否意味着，该泵在叶轮中的绝对压力最低于10.33m–2.5m=7.83 mH2O高？为什么？

17．某离心泵装置的流量为468m3/h，进水口直径为250mm，出水口直径为250mm，真空白读数为58.7kpa(440mmHg)，压力表读数为225.63kpa(2.3kgf/cm2)，真空表测压点与压力表轴心间垂直距离为30cm，试计算该泵的扬程。

18．某水泵装置在运行时测得流量为102L/S，扬程为20.0m。轴功率为27kw，试计算该泵的运行效率为多少？若将运行效率提高到80℅时它的轴功率为多少？ 19．某离心泵的额定转速为1450r/min，叶轮外径为300mm，叶轮内径为120mm，设水流径向流入叶片(α1=90°) ，其出口绝对速度20m/s，水流出口方向角为15°，此时的水力效率为85℅，若考虑叶片数有限的反旋系数为0.25。试计算该泵所产生的扬程为多少？并绘制叶片出口速度三角形。

20．在产品试制中，一台模型泵的尺寸为原型泵的1/4，在转速为730r/min时进行试验。策的流量为11lL/s，扬程为0.8m，如果模型泵与原型泵的效率相同，试求：

(1) 模型泵的转速为960r/min时的流量和扬程各为多少？ (2) 原型泵的转速为1450r/min时的流量和扬程各为多少？

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21．一台混流泵，已知流量为360m3/h，扬程为6.5m，额定转速为1450r/min，试计算其比转数。

22．一台Sh型泵，已知其流量为45L/s，扬程为78.0m，额定转速为2900 r/min，试计算其比转数。 24．一台型号为50D8×6型多级离心泵，已知其流量为5 L/s，扬程为51.0m，额定转速为2950 r/min，试计算其比转数。

23．某离心泵装置，其进水管路直径为200 mm，管路全长280 m，局部水头损失为盐城水头损失的25℅，该装置的净扬程测得为30.0m，管路糙率0.013，试计算其运行流量为150m3/h时的该泵工作扬程。

24．某泵站安装32Sh-19型泵，其口径为800mm，吐出口直径为600mm，运行时测得流，量为1530 L/s，真空表读数为38.16kpa(86mmHg)，压力表读数为294.3kpa(3.0kgf/cm2) ，压力表轴心高于真空表测压点0.3m，该泵站实际净扬程为30.0m，测得轴功率为580kw，试计算： (1) 水泵的工作扬程；

(2) 管路的水头损扬程； (3) 该泵的运行效率。

25．某泵站安装若干台6B33型水泵，实际净扬程为30.0m，管路沿程与局部阻力系数之和为0.0022s2/m5，试推求该泵运行时的流量、扬程、轴功率与效率等各为多少？

26．在第10题中使用节流调节法是该泵的运行流量减少15℅，试推求调节后的水泵扬程、轴功率与效率各为多少？

27．用两台10Sh-19型水泵串联于一个供水系统中，从水源到蓄水池的水位差为20.0m，管

路糙率为0.013，管路长度为52.0m，管径为300mm，局部水头损失为沿程水头损失的25℅，试推求：

(1) 该串联泵在运行时的流量、扬程、轴功率与效率等各为多少？

(2) 如供水需求增加10℅，拟采用一台泵变速，则变速后的实际转速是多少？ 28．某灌溉泵站安装两台12Sh-13型水泵并联，如图9-1所示。

并联点前拟用12in铸铁管，长度为12.0m，管路上各设无

底阀滤网1个，R/d=1.5的90°弯头2个，10in/12in的渐扩管1个，闸阀1个；并联点后(含并联点) 采用14英寸铸铁管，长度40.0m，管路上设置12in等径正三通1个，12in/14in的渐扩管1个，R/d=1.5的45°弯头2个，带

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平衡锤的拍门1个。进水池水位为32.0m，出水池水位为58.0m，出水管口中心高程为60.0m，试推求：

(1) 并联泵运行时的总流量、水泵效率、轴功率。 (2) 一台泵单独运行时的流量、水泵效率、轴功率。

29．一台14Sh-13型水泵，叶轮直径为410mm，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290 L/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。,

30．有一台32Sh-19型水泵装置，转速从730r/min降至585r/min，将水沿铸铁管提高16.0m，装置特性参数见表9-1，试求： 表9-1 流量Q(m3/s) 0.0 0.3 0.5 16.33 0.8 16.85 1.1 17.6 1.4 18.60 1.7 19.72 需要扬程H需(m) 16.0 16.12 (1) 水泵工作点流量。

(2) 用节流调节法将流量减少25℅时的轴功率。 (3) 用变速调节法将流量减少25℅时的轴功率。 31．一个浮动式泵站，安装一台12Sh-19型水泵，其铭牌参数如下：流量792 m3/h，扬程58.0m，轴功率150kw，转速1450r/min，效率83.5℅.在水库中作取水用，遇水库高水位时，水泵扬程只需35.0m，为使水泵扬程不致浪费，拟采用降速运行，试计算该泵降速运行时的实际转速。

32．在沿海地区某灌溉泵站，选用14HB-40型水泵，其铭牌参数如下：流量780 m3/h，扬程6.9m，转速980r/min，允许吸上真空高度为6.0m，效率84℅.设计中使用直径为450mm的铸铁管作进水管，长度为11.0m，选用无底滤网、45°弯头、偏心渐缩接管等附件各一个。试计算该泵的安装高度。

33．某泵站设计时选用20Sh-19型水泵，允许吸上真空高度为4.0m，运行时流量为0.54 m3/h，吸水管路拟采用22in铸铁管，长度12.0m，选用进口喇叭管、R/d=1.5的90°弯头和偏心渐缩管等附件各一个。已知该站进水池最低水位为21.5m，夏季最高水温为32℃。试确定该泵的安装高程。

34．某泵站设计时选用10Sh-9A型水泵，其铭牌流量为130L/S，允许吸上真空高度为6.0m。配备直径为300mm的铸铁管作为吸水管路，长度为10.0m，选用选用无底滤网、R/d=1.5的90°弯头和偏心渐缩接管等附件各一个。已知该站进水池最低水位为500.0m，夏季最高水温为30℃。试计算该泵的安装高程。

35．一台8B18A型水泵，其铭牌参数如下：流量260 m3/h，扬程15.7m，转速1450r/min，轴功率13.3kw，效率84℅，允许吸上真空高度为5.8m。计划将该泵放在海拔800m处使用，工作温度为20℃，实际转速降至1200 r/min，经计算吸水管路水头损失为1.5m。试计算该泵的安装高度。

36．某泵站有一台16HB-19型水泵，额定转速730 r/min，扬程为5.5-8.5m，该

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站实际只需杨程4.5m，流量320L/s，明显属扬程偏高，试问采用何种调节方法能满足要求？并推求调节后的允许吸上真空高度和轴功率。

37．某灌溉站拟安装12Sh-19型水泵，其出口直径为250mm，计划选用350mm直径的铸铁管作进出水管路，预计进水管长度10.0m，出水管长度50.0m。进水管路附件设喇叭口、R/d=1.5的90°弯头和偏心渐缩接管各一件；出水管路附件设正心渐扩接管、闸阀、拍门各一件， 45°弯头2个。该站进水池特征水位为：设计水位202.0m，最低水位200.0m，最高水位203.5m。出水池控制水位220.0m，夏季最高气温为30℃，试求：

(1) 在进水池设计水位时水泵的工作点参数：流量、扬程、轴功率、效率和允许吸上真空高度；

(2) 水泵安装高程。 38．一台14ZLB-70型水泵，工作范围内的允许气蚀余量为12.0m，当额定转速由1460 r/min降至980 r/min时，其安装高度应是多少？

39．某灌溉站经规划得如下数据：进水池设计水位4.5m，最低水位3.5m，最高水位5.6m，出水池控制水位33.5m。灌溉面积1.4万亩，灌溉模数为0.85m3/s·万亩。试选择水泵型号和确定台数。

40. 某灌溉站经规划得如下数据：进水池设计水位309.1m，最低水位308.8m，最高水位310.2m，出水池控制水位327.0m。泵站流量为2.2 m3/s。根据上述规划数据，试选择该站的合适泵型和台数。

41．某泵站需扩建，已有泵型为14ZLB-70。进水池设计水位为3.0m，出水池控制水位7.5m，试确定该泵合适的转速、叶角和最经济的台数。

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