效率，避免了采用阀门调节的节流损失。 变频调节：通过改变电源频率来调节异步电动机的转速，进而改变泵与风机的性能曲线，从而改变它们的工作点。变频调速节能效果明显，且易于实现过程自动化。但变频调速器的功率不能适应大型火力发电厂主要泵与风机的需要，功率因素也不是非常高，在实际应用中，以中小型泵与风机的调节为主。 8.比较离心泵叶轮叶片的切割方式？
答：叶轮外径的切割应使效率不致大幅度下降为原则。因此，对于不同的泵应采用不同的切割或加长方式。对于ns＜60的低比转数多级离心泵，只切割叶片而保留前后盖板，则能够保持叶轮外径与导叶之间的间隙不变，液流有较好的引导作用，但园盘摩擦损失仍保持未变而导致效率下降。因此是否同时切割前后盖板要视具体情况而定。对高比转数离心泵，则应
?要大于后盖板处的直径当把前后盖板切成不同的直径，使流动更加平顺，前盖板的直径D2??，且平均直径为 D2D2dp??D?22??22 ?D2?9.离心泵轴向力是如何产生的？又如何平衡的？
答：以单级叶轮为例，如图所示，由叶轮流出的液体，有一部分经间隙回流到了叶轮盖板的两侧。在密封环(直径Dw处)以上，由于叶轮左右两侧腔室中的压力均为p2，方向相反而相互抵消，但在密封环以下，左侧压力为p1，右侧压力为p2，且户p2>p1，产生压力差
?p?p2?p1。此压力差积分后就是作用在叶轮上的推力，以符号F1表示。
另外，液体在进入叶轮后流动方向由轴向转为径向，由于流动方向的改变，产生了动量，导致流体对叶轮产生一个反冲力F2。反冲力F2的方向与轴向力F1的方向相反。在泵正常工作时，反冲力F2与轴向力F1相比数值很小，可以忽略不计。但在启动时，由于泵的正常压力还未建立，所以反冲力的作用较为明显。启动时卧式泵转子后窜或立式泵转子上窜就是这个原因。
对于立式水泵，转子的重量是轴向的，也是轴向力的一部分，用F3表示，方向指向叶轮入口。
总的轴向力F为
F?F1?F2?F3
精选
在这三部分轴向力中，F1是主要的。
如何平衡：（1）采用双吸叶轮或对称排列的方式平衡 （2）采用平衡孔和平衡管平衡 （3）采用平衡盘平衡 （4）采用平衡鼓平衡
10．离心泵径向力是如何产生的？又如何平衡的？
答：采用螺旋形压水室的水泵，在设计工况工作时，没有径向力。在变工况下工作时会产生径向力。
在设计流量时，压水室内液体流动的速度和方向与液体流出叶轮的速度和方向基本上是一致的，因此从叶轮流出的液体能平顺地流入压水室，所以叶轮周围液体的速度和压力分布是均匀的，此时没有径向力。
在小于设计流量时，压水室内液体流动的速度减小，但是，液体流出叶轮时的速度
?，如左图所示。v2?>v2，并却由v2增加到v2且方向也改变了，结果使流出叶轮的液体撞
击压水室中的液体，使流出叶轮的液体速度减慢，动能减小，在压水室内液体的压力则升高。液体从压水室的隔舌开始就受到冲击而增加压力。以后沿压水室不断受到冲击，压力不断增加，因此压水室的液体压力在隔舌处最小，到出口扩压管处压力处最大。由于这种压力分布不均匀在叶轮上产生一个集中的径向力R，其方向为自隔舌开始沿叶轮旋转方向转90°的位置。
此外，压水室中压力越小的地方，从叶轮中流出的液体就越多，液体对叶轮的反冲力也越大。由此可见，反冲力的大小是隔舌处最大，扩压管处最小，而反冲力引起的径向力T是从R开始向叶轮旋转的反方向转90°的方向，即指向隔舌的方向。这是引起径向力的次要原因。
于是，作用于叶轮上的总径向力F为R和T的向量和，其指向如左图所示方向。
当流量大于设计流量时，压水室内的液体压力是从隔舌开始下降到扩压管处最小，径向力R的方向是自隔舌开始沿叶轮旋转的反方向转90°的位置，如左图所示。而反冲力是隔舌处最小，扩压管处最大，由反冲力引起的径向力T的方向是从R开始向叶轮旋转的反方向旋转90°，此时作用于叶轮上总的径向力F为R和T的向量和，其指向如左图所示。 如何平衡：（1）采用双层压水室平衡
精选
（2）采用两个压水室相差180度的布置方法平衡
第五章
5-1 水泵在n=1450r/min时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500qv2（qv单位以m3/s计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000qv2（qv单位以m3/s计算）。
【解】根据Hc=10+8000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： qv(L/s) 0 10 20 30 40 50 qv(m3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Hc（m） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30 管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于M点（46L/s，27m） 同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：
qvpnp30?1450 ?，qvm??1142r/min qvmnm46
5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000qv2（qv单位以m3/s计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线
根据Hc=20+2000qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： 10 20 30 40 50 60 qv(L/s) 0 qv(m3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Hc（m） 20 20.2 20.8 21.8 23.2 25 27.2 管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于C点（33L/s，32m） 管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M点（56L/s，25m）.
5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p=4 qv2（qv单位以m3/s计，p以pa计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50中，问管路中的风量增加了多少？
【解】根据p=4 qv2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： qv(103m3/h) 0 5 10 15 20 25 qv(m3/s) 0 1.4 2.8 4.2 5.6 7 0 7.84 31.36 70.56 125.44 196 p（pa） 管路特性曲线与No.2风机和No.1风机并联工作后性能曲线交于点M（33×103m3/h，700pa）
于单独使用No.1风机相比增加了33×103-25×103=8 m3/h
5-4 某锅炉引风机，叶轮外径为1.6m，qv-p性能曲线绘于图5-51中，因锅炉提高出力，需改风机在B点（qv=1.4×104m3/h，p=2452.5pa）工作，若采用加长叶片的方法达到此目的，问叶片应加长多少？
【解】锅炉引风机一般为离心式，可看作是低比转速。 求切割直线：
pB2452.5?3600K???63.06 qvB14000精选
p?63.06qv
描点做切割直线 qv(104m3/h) 2 4 6 8 10 12 14 qv(m3/s) 5.56 11.11 16.67 22.22 27.78 33.36 38.89 350.6 700.6 1051.2 1401.2 1751.8 2103.7 2452.4 p（pa） 切割直线与泵性能曲线交于A（11 m3/h，2000 pa） A点与B点为对应工况点，则由切割定律得
??qvD2214??()，D2?D2()?1.8m qvD211则应加长1.8-1.6=0.2m
5-6 8BA-18型水泵的叶轮直径为268mm，车削后的8BA-18a型水泵的叶轮直径为250mm，设效率不变，按切割定律计算qv、H、P。如果把8BA-18a型水泵的转速减至1200r/min，假设效率不变，其qv、H、P各为多少？8BA-18型水泵额定工况点的参数为：n=1450r/min，qv=7.9L/s，H=18m，P=16.6kW，η=84%。 【解】根据公式得： nqv14507.9?10?3ns?3/4??22.64 3/4H18
可知该泵为低比转速，可用如下切割定律求出切割后的qv、H、P，其值如下：
? q?D22502?2v?()，q?()?7.9?7.3L/s vqvD2260
? H?D22502?()2，H??()?18?16.64m HD2260 ??PD25042 ?()4，P??()?16.6?15.35kWD2260 P对8BA-18a型水泵只改变转速，可根据相似定律计算泵的qv、H、P，其值如下：
qvpnp7.3?1200 ?，qvm??6.04L/s qvmnm1450
Hpnp212002 ?（），Hm?（）?16.64?11.4m Hmnm1450
Ppnp212002 ?（），P?（）?15.35?10.51kWm Pnm1450m精选
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