泵与压缩机作业1（P78）
1.离心泵的过流部件都有哪些，它们的主要功能是什么？ 答：离心泵的过流部件包括吸入室、叶轮、及排除室。
(1)吸入室是把液体从吸入管引入叶轮，要求液体流过吸入室时流动损失较小，并使液体流入叶轮时速度分布均匀。
(2)叶轮是离心泵的唯一做工部件，液体从叶轮中获得能量。对叶轮的要求是在流动损失最小的情况下使单位质量的液体获得较高的能头。
(3)排出室是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并按一定的要求送入下级叶轮入口或送入排出管。
2.离心泵的工作参数都有哪些，其中的扬程是怎样定义？
答：离心泵的工作参数包括：流量、扬程、功率、效率、转速和汽蚀余量。
单位质量的液体，从泵进口到泵出口的能量增值为泵的扬程。常用符号H表示。单位J/Kg。
3.简述离心泵的工作原理。
答：离心在启动之前，泵内应灌满液体。启动工作时，驱动机通过泵轴带动叶轮旋转，叶轮中的叶片驱使液体一起旋转，因而产生离心力。在离心力作用下，液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，并流经蜗壳送入排出管。液体从叶轮获得能量，使静压能和速度能均增加，并依靠此能量将液体输送到储罐或工作地点。
在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心处就形成了低压，在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差。吸入罐中的液体在这个压差作用下，便不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。这样，叶轮在旋转过程中，一面不断地吸入液体，一面又不断地给吸入的液体以一定的能头，将液体排除。离心泵便如此连续不断地工作。 4.试推导欧拉公式，并说明在公式推导过程中的三个假设条件。 答：半径为和的叶轮进口和出口处液体的速度分别为C1?和C2?。对轴的垂直距离分别为l1和l2。
对整个叶轮来说，dt时间内流过叶轮的液体质量?QTdt，
在此时间内流过叶轮的液流对轴的动量矩的变化值应是液流出口与入口动量矩之差为
?QTdt(C2?l2?C1?l1)。
由离心泵的基本方程式对时间求导得
又因为
dl0?M0 dtdl0?QTdt(C2?l2?C1?l1)???QT(C2?l2?C1?l1)??QT(C2?r2cos?2?C1?r1cos?1) dtdt
dl0?M0 dt
所以
?QTdt(C2?l2?C1?l1)
dt??QT(C2?l2?C1?l1)??QT(C2?r2cos?2?C1?r1cos?1)
?dl0?M0 （1 - 10） dt 驱动机传给叶轮的功率为 NT??M0?
在理想情况下液体经过叶轮所得到的功率为 N?T???gQTHT?
根据能量守恒定律，驱动机传给叶轮的功率应等于液体经过叶轮所得到的功率即 NT??N?T? 故
M0???gQTHT? 所以
HT??M0? (1 - 11) ?gQT
因为 u?r? Cu??C?cos?
所以 HT??1(u2C2u??u1C1u?) (1 - 12) g三个假设条件：
（1）液体在叶轮中的流动是恒定流；
（2）通过叶轮的液体是理想流体（无粘性）； （3）叶轮由无限多、无限薄的叶片组成； 5.简述汽蚀发生的过程，并说明其危害。
答：当叶轮入口附近最低压力Pk小于该处温度下被输进液体的饱和蒸汽压Pv时，液体在叶轮入口处就会气化，同时溶解在该液体中的气体也在逸出，形成大量小气泡。当气泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面液体压力高于气泡内的气化压力，则气泡会凝结溃灭，形成空穴。瞬间内，周围的液体以极高的速度向空穴冲击，造成液体互相撞击，使局部压力骤然剧增（有时可达数百大气压），阻碍液体正常流动。如过这些气泡在叶道壁面附近溃灭，则周围的液体以极高频率连续撞击金属表面。金属表面因冲击、疲劳而剥落。若气泡内还夹杂着某些活性气体，它们借助气泡凝结时放出的热量，对金属起电化学腐蚀作用，这就更加快了金属剥落速度。上述这种液体气化、凝结形成高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥落和电化学腐蚀的综合现象统称为“汽蚀现象”。
汽蚀现象的危害主要有（1）产生振动和噪音（2）降低泵的性能（3）破坏过流部件 6.怎样提高离心泵抗汽蚀能力？
答：一是合理的设计泵的吸入装置及安装位置，是泵的入口处有足够大的有效汽蚀余量NPSHa；二是改进泵本身的结构参数或结构类型，是泵具有尽可能小的必须汽蚀余量NPSHr。
（1）提高吸入装置的有效汽蚀余量的措施：增加吸入罐液面上的压力Pa,以提高NPSHa；减小泵的安装高度Zg以提高NPSHa；减小泵的吸上真空度Hs;；减小泵吸入管路的阻力损失；降低液体的饱和蒸汽压。
（2）提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施：改进泵入口的结构设计；采用双吸式叶轮；采用前置诱导轮；采用抗汽蚀材料。
习题
1.某离心泵输送密度为800kg/m3的油品，实测到泵出口压力表的读数为147100Pa，入口真空表的读数为300mmHg,两表测点的垂直距离为0.5m，吸入管与排出管直径相同。试求泵的实际扬程。
解：因为 1mmHg?133.28Pa
Pa 300mmHg?300?133.28?39984Pa 且为真空表，即 P1??39984由伯努利方程即
22P2?P1C2??C1? HT????(?2??1) (1 - 17)
?g2g
又因为吸入管与排出管直径相同，所以 C2?C1
所以 HT??P2?PP?P1?0?(?2??1)?21?(?2??1) ?g?g147100?(?39984)?0.5?24.36m
800?9.8代入数据得： HT??答：泵的实际扬程为24.36m。
2.有一台离心泵用来输送清水，转速n=480r/min，总扬程H=136m,流量为Q=5.7m3/s，轴功率N=9860kw,设ηv=ηm=0.92，求水力效率为多少？
解：因为水力功率 Nh??gHQ?1000?9.8?136?5.7?7596.96KW ( 1 - 3） 又由机械效率公式有 ?m?
所以 ?m?Nh ( 1 - 7） NNh7596.96??77% N9860再由泵效率公式有 ???v??h??m ( 1 - 8） 又因为 ?v??m?0.92
所以水力效率为 ?h???m??v
代入数据得 ?h?
答：水力效率为0.91。
77%?91%?0.91
0.92?0.92泵与压缩机作业2（P78、P79）
8.画出离心泵性能曲线示意图，并说明泵的实际特性曲线的作用。
答：
HT?,HT,H
泵流量扬程特性曲线(H?Q)曲线
(1)
N?Q曲线
(2)
??Q曲线
(3)