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离心风机结构大特点全5 lG/Y6-51型锅炉鼓引风机1、该系列风机设计是以经过一年多模型试验定型的空气动力学略图为依据并采用了“具有可调式进风口”的专利技术；高强度耐磨叶轮、防漏油轴承箱、调心式轴向调节门等先进的专有技术成果。2、高效工况范围宽，机号排列密集，容易选到高效工矿点。3、具有“可调式进风口的”的专利技术。该项专利技术在风机安装时调整到理想位置。风机检修时将进风口沿轴向调整至与叶轮脱开后，可垂直吊出转子。4、高强度耐磨叶轮。叶轮采用近径、后向单板叶片，减少气流冲击，稳定性好，电动机不易过载，克服了原4-73型机翼型空心叶片磨穿后内部进灰，非工作面积灰引起振动等不良现象，引风机叶片易磨损部位采用风机专用的耐磨焊接型堆焊，大大延长了风机使用寿命。该系列风机压力系数高，周速低、噪声小，因而实用性好。5、防漏油轴承箱。采用塔接式甩油环，将高速旋转轴承带起的油甩至轴承箱内壁，流回油池；半开式铝制油封除方便检修和防止摩擦事故外，可沿轴向增大阻力将部分稀油截回油池；外压盘根是将少量的稀油挡住；轴承箱上部位设有通气塞，减小了轴承箱内部的微正压，保证不漏油，防尘性能好。6、调心式轴向调节门。该调节门导叶片支点均设有调心轴承，在运行和调节过程中无“死”点，因而调节灵活省力，安全可靠，保证了执行机构不过载，也可在露天使用。7、该风机为整体或分体组装式。该系列离心风机16D以下的传动组、电动机、联轴器罩在出厂前已组装在一个完整的底座上；机壳、进风口和调节门为另一个基础，小型号风机出厂前组装为两个基础，大型号的分解组装为三个基础，其电动机为另一个基础。8、该风机配套齐全。调节门、联轴器罩、进出风口法兰、整套机器用地脚螺栓，进出风口软连接及中大型号所配测振仪表，根据需要也可配成套执行机构，减震器和消声器等。 lG/Y6-51型锅炉鼓引风机B4-72为防暴型离心式通风机主要由铝叶轮、机壳、进风口等部分与防爆机组成，可作为易燃挥发性气体的通风换气之用，其性能与地基尺寸同于4-72型。　　F4-72为防腐性离心式通风机主要有不锈钢（或玻璃钢）材质做成叶轮、机壳、进风口等部分与电机组成，可用于输送腐蚀性气体，其性能与地基尺寸同于4-72。
l4－68型风机主要由叶轮、机壳、进风口等部分配直联电动机组成。№6.3-20除上述部分外还有传动部分。　　 1、叶轮：由12片后倾翼形叶片焊接于孤锥型的轮盖与平板型的轮盘中间。均用钢板制造，并经过静动平衡较正，空气性能良好，效率高，运转平稳。　　 2、机壳：机壳是普通钢板焊接而成的蜗形体，机壳作成两种不同型式，№2.8-12.5机壳作成整体，不能拆开。№16、20机壳作成三开式，除沿中分水平面分为两半外，上半部再沿垂直中心线分为两半，用螺栓连接。　　 3、进风口：作成收敛式流线型的整体结构，用螺栓固定在风机入口侧。　　 4、传动组：由主轴、轴承箱、滚动轴承、皮带轮或联轴器等组成。主轴由优质钢制成。№6.3—12.5四个机号风机，轴承箱整体结构，在轴承上装有温度计和油标，№l6、20两个机号风机用二只并列轴承座，在轴承座上装有温度计，采用轴承润滑脂润滑。 l4-70型离心通风机№.2.8～6风机主要由叶轮、机壳、进风口等部分配直联电机而组成；№.7～12除具有上述部分外，还有传动部分等。 　　1)叶轮由10个后倾的圆弧薄板型叶片、曲线型前盘和平板后盘组成。均用钢板制造，并经动、静平衡校正，空气性能良好，效率高、运转平稳。 　　2)进风口制成整体，装于风机的则面。与轴向平行的截面为曲线形状，能使气体顺利进入叶轮，且损失较小。 　　3)传动部2分由主轴、轴承箱、滚动轴承、带轮组成。 4-2×72型离心通风机结　构：　　风机由叶轮部、机壳部、进风口、轴承座、电动机等组成，具有结构紧凑，安装方便，便于维修的特点。　　1、叶轮：由两个旋向不同的叶轮组成，每一叶轮各有10个翼型叶片，并具有弧形前盘，经动平动校正，运转平稳。　　2、机壳：由钢板焊成蜗形体，并带有轴承支架，风机座。　　3、进风口：钢板制成锥弧形流道。　　4、轴承座：采用双列向心球面轴承并用钙纳基润滑脂润滑。 l4-79.4-2×79型离心通风机 主要由叶轮、机壳、进风口等部分配直联电机而组成。№7～20除具有上述部分外，还有传动部分等。　　叶轮由16个后倾的圆孤薄板型叶片、曲线型前盘和平板后盘组成，均用钢板制造，并经过静、动平衡校正，保证运转平稳。　　机壳作成两种不同型式，№3～12机壳作成整体，不能拆开；№14～20的机壳制成两开式，沿中分水平面分为两半，由螺栓连接。　　进风口制成整体，装于风机的侧面，与轴向平行的截面为曲线形状，能使气体顺利进入叶轮，且损失较小。　　传动部分由主轴，轴承箱，滚动轴承，皮带轮组成。lCPE型离心通风机结构：　　1、机壳——由两块侧板和一块蜗板组成，钢板焊成。　　2、叶轮——后弯型长叶片，钢板铆接，适于高压小流量。　　3、进风口——装于进气侧板，供管道过接。lCAS型离心通风机结构：　　⑴机壳——由两块矩形侧板和一块蜗形板组成，，侧板有揩边（法兰）材料为钢板。　　⑵叶轮——后向叶片，钢板焊接。　　⑶进风口——装于前侧板上，材料，铸铝。　　⑷轴承组——由一根轴及两只轴承组成，装于机壳后侧板上。 &风机空气动力学基础知识
[本节为“水平轴机”与“升力型垂直轴风机”与“阻力型垂直轴风机”栏目共用]
风能曾是发明之前最重要的动力，数千年前就有了帆船用于交通运输，后来有了风车用来磨面与抽水等。近年来，由于传统能源逐渐枯竭、对环境污染严重，风能作为清洁的新能源得到人们的重视。为方便风机知识的学习，下面介绍一些风机空气动力学的基础知识。
& & 升力与阻力
风就是流动的空气，一块薄平板放在流动的空气中会受到气流对它的作用力，我们把这个力分解为阻力与升力。图1中F是平板受到的作用力，FD为阻力，FL为升力。阻力与气流方向平行，升力与气流方向垂直。
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图1-升力与阻力示意图
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我们先分析一下平板与气流方向垂直时的情况，见图2，此时平板受到的阻力最大，升力为零。当平板静止时，阻力虽大但并未对平板做功；当平板在阻力作用下运动，气流才对平板做功；如果平板运动速度方向与气流相同，气流相对平板速度为零，则阻力为零，气流也没有对平板做功。一般说来受阻力运动的平板当速度是气流速度的20%至50%时能获得较大的功率，阻力型风机就是利用叶片受的阻力工作的。
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图2-阻力的形成
当平板与气流方向平行时，平板受到的作用力为零（阻力与升力都为零）。 当平板与气流方向有夹角时（见图3），气流遇到平板的向风面会转向斜下方，从而给平板一个压力，气流绕过平板上方时在平板的下风面会形成低压区，平板两面的压差就产生了侧向作用力F，该力可分解为阻力FD与升力FL。
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图3-升力与阻力的形成
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平板与气流方向的夹角称为攻角，当攻角较小时，平板受到的阻力FD较小；此时平板受到的作用力主要是升力FL，见图4。
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图4-小攻角时升力大阻力小
飞机、风筝能够升到空中就是依靠升力，升力型风机就是靠叶片受到的升力工作的。
翼型本是来自航空动力学的名词，是机翼剖面的形状，翼型均为流线型，风机的叶片都是采用机翼或类似机翼的翼型，图5是翼型的几何参数图
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图5-翼型的几何参数
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与翼型上表面和下表面距离相等的曲线称为中弧线，翼型通过以下参数来描述：
（1）前缘、后缘&&
翼型中弧线的最前点称为翼型的前缘，最后点称为翼型的后缘。
（2）弦线、弦长
连接前缘与后缘的直线称为弦线；其长度称为弦长，用c表示。弦长是很重要的数据，翼型上的所有尺寸数据都是弦长的相对值。
（3）最大弯度、最大弯度位置
中弧线在y坐标最大值称为最大弯度，用f表示，简称弯度；最大弯度点的x坐标称为最大弯度位置，用xf表示。
（4）最大厚度、最大厚度位置
上下翼面在y坐标上的最大距离称为翼型的最大厚度，简称厚度，用t表示；最大厚度点的x坐标称为最大厚度位置，用xt表示。
（5）前缘半径
翼型前缘为一圆弧，该圆弧半径称为前缘半径，用r1表示。
（6）后缘角
翼型后缘上下两弧线切线的夹角称为后缘角，用τ表示。
对称翼型的弯度f为0，t1=t2,上下表面对称。
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图6-对称翼型
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& & 翼型的升力与阻力
民航飞机机翼的截面是常用的翼型，能产生较大的升力，且对气流的阻力很小，常用的飞机翼型上表面弯曲，下表面平直，是有弯度翼型（不对称翼型），见图7，即使叶片弦线与气流方向平行也会有升力产生，这是因为绕过翼型上方的气流速度比下方气流快许多，跟据流体力学的伯努利原理，上方气体压强比下方小，翼片就受到向上的升力FL。
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图7-攻角为0时的非对称翼型也有升力
翼型的弦线与来流方向的夹角称为攻角或迎角，当攻角增大时，翼型受到的升力会增大，有攻角的翼型能受到较大的升力，在来流不变时翼型受到的升力随攻角的增大而增大，阻力虽有增加但很小，与升力相比可忽略不计。图8是攻角为12度时的气流与升力图。
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图8-在合适攻角下翼型有最大升力
有弯度翼型在攻角为某一负值时，升力为0，称该攻角为零升力攻角（零升力角）。
虽然翼型受到的升力随攻角的增大而增大，但攻角增大到某个临界角度后，翼型上方气流会发生分离，产生涡流，升力会迅速下降，阻力会急剧上升，这一现象称为失速。对于不同的翼型这个角度也不同，一般为10至15度，关于失速下面有进一步介绍。
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风力发电用风机有阻力型与升力型两种，水平轴风机基本都是升力型，垂直轴风机有升力型结构也有多种阻力型结构，一些实度比很高的风机（水平轴或垂直轴）会工作在升力与阻力状态。
& & 压力中心
正常工作的翼型受到下方的气流压力与上方气流的吸力，这些力可用一个合力来表示，该力与弦线（翼型前缘与后缘的连线）的交点即为翼型的压力中心。
对称翼型在不失速状态下运行时，压力中心在离叶片前缘1/4叶片弦长位置（见图9）。
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图9-翼型的压力中心
运行在不失速状态下的非对称翼型，在较大攻角时压力中心在离叶片前缘1/4叶片弦长位置，在小攻角时压力中心会沿叶片弦长向后移。
& & 雷诺数
雷诺数是衡量作用于流体上的惯性力与粘性力相对大小的一个无量纲参数，雷诺数用Re表示，
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式中ρ——流体密度；V——流场中的特征速度；L——特征长度；μ——流体的粘度，流体的粘度主要随温度变化，空气的粘度随气温升高加大；而液体则相反，温度升高粘度减小。
定义ν为流体的运动粘度，
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由于空气的密度ρ随气温上升而减小、空气的粘度μ随气温上升而增加，所以雷诺数Re随气温上升而减明显减小。
在研究翼型的气动特性时，V取翼型的运动速度，L取翼型的弦长，得到的就是该翼型的雷诺数。
雷诺数对翼型气动特性影响较大，一般翼型的失速迎角随雷诺数的增大而增大、最大升力系数也随失速攻角的增大而增大；阻力系数在总体上会有降低。
有关雷诺数的简单计算见NACA0012翼型的截面与升力曲线图章节
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& & 失速迎角
当翼片运行较小迎角时，翼片处在正常升力状态，翼片上方与下方的气流都是平顺的附着翼型表面流过，见图10中的A图，此时有较大的升力且阻力很小。如果将翼片迎角变大，当超过某个临界角度时，翼片上表面气流会发生分离，不再附着翼型表面流过，翼型上方会产生涡流，导致阻力急剧上升而升力下降，这种情况称为失速。见图10中的B图，在翼型受来流产生升力与阻力动画中后部分也有翼型失速时气流动画。 。
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图10-攻角超过失速迎角就会失速
发生转变的临界角度称之为临界迎角或失速迎角，对于不同的翼型不同的气流速度失速迎角也不同，普通翼型多在10度至15度，一般薄翼型失速迎角稍小，厚翼型失速迎角要大一些；对于同一个翼型影响失速迎角的是翼片运行时的雷诺数与翼片的光洁度。
风能与风能利用系数
风能就是空气运动的动能，当风速为v时每秒通过面积为S的空气流的动能为
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由于是每秒的动能，E也就是功率，称为风功率，例如，风速为6m/s的空气流，通过1平方米所具有的功率为129.6W。
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风在通过风轮时推动风轮旋转，把它的动能转变为风轮旋转的能量，但经过风轮做功后的风速不会为零，仅仅是减小，故风只能把一部分能量转交给风轮，若流过风机叶片扫掠面积的风功率为E，风机获得的功率定为P,则风能利用系数为Cp
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风能利用系数也称为功率系数，有关风能利用系数更多知识见风能与风功率章节。
& & 贝茨极限
风能就是空气运动的动能，风在通过风轮时推动风轮旋转，把它的动能转变为风轮旋转的能量，但经过风机风轮做功后的风速不会为零，仅仅是减小，故风只把一部分能量转交给风轮。
那么风能把多大的能量转交给风轮呢，1927年德国人贝茨从理论上计算出最大值为59.3%，如果在风轮前方的风速是v，计算认为通过风轮的风速为2v/3，通过风轮远离位置的风速为1v/3。
59.3%称为贝茨极限，是风力发电机组的风能利用系数的最大值。目前高性能的风力发电机组风能利用系数一般为40%至45%。
& & 相对风速
风机叶片运动时所感受到的风速是实际风速与叶片运动速度的合成速度，称为相对风速。图11是一个风机的叶片截面，当叶片运动时，叶片感受到的相对风速为w→，它是叶片的线速度（矢量）u→与风进叶轮前的速度（矢量）v→的合成矢量
& && &w→=u→+v→
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图11-风速与叶片运动速度的合成速度称为相对风速
相对风速与叶片弦线之间的夹角就是叶片的攻角α，见图12。
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图12-相对风速与攻角
& & 叶尖速比
风轮叶片尖端线速度与风速之比称为叶尖速比。 图13是一个风机的叶轮，u是旋转的风机风轮外径切线速度，v是风进叶轮前的速度，v与风轮平面垂直，叶尖速比λ
& && &λ=u/v
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图13-叶尖速比
阻力型风机叶尖速比一般为0.3至0.6，升力型风机叶尖速比一般为3至8。
在升力型风机中，叶尖速比直接反映了相对风速与叶片运动方向的夹角，即直接关系到叶片的攻角，是分析风机性能的重要参数。
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Powered by2-19．提高转速后，对泵的汽蚀性能有何影响？
2-20．电厂的给水泵和凝结水泵为什么都安装在给水容器的下面？
2-21．什么叫几何安装高度和吸上真空高度？
2-22．有效汽蚀余量和必需汽蚀余量在意义上有何不同？又有什么联系？
2-23．泵的允许汽蚀余量[NPSH]是怎样确定的？
3-1．什么是叶片式通风机的无因次性能曲线和空气动力学略图？有哪些特征和用途？
3-2．有人说：“凡几何相似的通风机，其无因次性能曲线p-qV，试就此谈谈你的看法。
第四章 简答题
4-1．两台同性能的泵串联运行时，总扬程总流量如何变化？
4-2．绘图说明在同一流量下，泵采用节流调节和变速调节的运行工况点与经济性。
4-3．绘图说明在同一流量下，风机采用入口节流 、出口节流、变速调节的运行工况点与经济性。
4-4．定性图示两台同性能泵并联运行时的性能曲线及其运行工况点（包括并联前后单台泵的工作点）。
4-5．定性图示两台同性能泵串联运行时的性能曲线及其运行工况点（包括串联前后单台泵的工作点）。
4-6．简述风机产生喘振的条件。
4-7．简述防止风机发生喘振的措施。
4-8．回流调节的经济性如何？为什么要采用回流调节？
4-9．定性图示风机采用入口导流器调节时的性能曲线及运行工况点。
4-10．简述当两台离心泵串联运行时，泵的启动顺序。
4-11．两台同性能的泵并联运行，若其中一台泵进行变速调节时，定性图示
两泵运行工况点的变化，说明此时应注意哪些问题？
4-12．两台同性能的泵并联运行，若其中一台泵进行节流调节时，定性图示两泵运行工况点的变化，说明此时应注意哪些问题？
4-13．定性图示泵与风机回流调节时的性能曲线及运行工况点。
4-14．泵与风机的非变速调节方式有哪几种？
4-15．离心泵与混流泵的叶片切割方式有什么不同？
4-16．离心泵在变速调节前流量为qV，扬程为H，转速为n，现流量降低为qV1，扬程为H1，试用图解法求新的转速n1。
4-17．简述轴流式泵与风机入口静叶调节的主要特点。
4-18．简述轴流式泵与风机动叶调节的主要特点。
4-13．简述泵的选择程序。
4-14．简述风机的选择程序。
第一章 计算题
1-1．已知某离心风机的转速n=1450r/min，叶轮外径D2=600mm，内径D1=480mm，叶片进口安装角?1y?=60?，出口安装角?2y?=120?，叶片出口径向分速?2r?=19m/s，叶片进口相对速度w2r?=25m/s，设流体沿叶片的型线运动，空气密度?=1.2kg/m3，求该风机叶轮产生的理论全压pT?。
1-2．某前弯离心风机，叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶片出口安装角?2y?=120?，叶片出口处空气的相对速度w2r?=20m/s，设空气以径向进入叶轮，空气的密度?=1.293kg/m3，试求该风机叶轮产生的理论全压pT?。如叶轮尺寸、转速、空气密度及出口相对速度均相同，且空气仍径向流入叶轮，但叶片型式改为后弯?2y?=60?，问这时的理论全压将如何变化？
1-3．已知离心式水泵叶轮的直径D2=400mm，叶轮出口宽度b2=50mm，叶
片厚度占出口面积的8%，流动角?2=20?，当转速n=2135r/min时，理论流量qVT=240L/s，求作叶轮出口速度三角形。
1-4．某轴流风机转速为1450r/min时，理论全压pT=866Pa（pT=?u?2u），在叶轮半径r2=380mm处，空气以33.5m/s的速度沿轴向流入叶轮，若空气密度?=1.2K/m3，求该处的几何平均相对速度w?。
1-5．已知某离心泵工作叶轮直径D2=0.335m，圆周速度u2=52.3m/s，水流径向流入，出口速度的径向分速为?2r?=4.7m/s，叶片出口安装角?2y?=30?，若泵的叶轮流量为5.33 m3/min，设为理想流体并忽略一切摩擦力，试求泵轴上的转矩。
1-6．某前向式离心风机、叶轮的外径D2=500mm，转速n=1000r/min，叶片出口安装角?2y=120?，叶片出口处空气的相对速度w2?=20m/s。设空气以径向进入叶轮，空气的密度?=1.2K/m3，试求该风机叶轮产生的理论全压。
1-7．有一离心式风机，其叶轮出口直径为500mm，叶轮出口宽度为75mm，叶片出口安装角为70?，当转速n为900r/min时，测得该风机流量为3.1m3/s，进、出口处的静压差为323.6Pa。设空气径向流入叶轮，该风机的轴功率为1.65kW，机械效率为0.93。如果空气密度为?=1.25K/m3，忽略叶片厚度的影响，试求流动效率、总效率及三种损失。
1-8．有一输送冷水的离心泵，当转速为1450r/min时，流量为qV =1.24m3/s，扬程H =70m，此时所需的轴功率Psh=1100kW，容积损失q=0.093m3/s，机械效率ηm=0.94，求：该泵的有效功率、容积效率、流动效率和理论扬程各为多少?（已知水的密度ρ=1000kg/m3）。
1-9．离心式水泵叶轮的外径D2=220mm，转速n=2980r/min，叶轮出口处液流绝对速度的径向速度?2r?=3.6m/s，?2y=15?，设液流径向进入叶轮，求离心泵的理论扬程并绘制出口速度三角形；若滑移系数K=0.8，则HT为多少？
1-10．有一离心式水泵，转速为480r/min，扬程为136m时，流量为5.7m3/s，轴功率为9860kW，容积效率、机械效率均为92％，求流动效率（输送常温清水20℃）。
1-11．一离心泵装置，吸水高度为2.4m，压水高度为19m，两水池液面压力
均为大气压。从吸入口到压出口的总阻力损失hw=718qV2（其中qV的单位为m3/s），
水泵叶轮直径为350mm，出口宽度为18mm，叶片安装角?2y=35°，叶片圆周方向的厚度占出口周长的5%，转速为1000r/min，水流径向流入叶轮。设实际扬程H为叶轮理论扬程HT的90％，若该泵的容积效率为85％，机械效率为91％，试求总效率和泵的流量。
1-12．试求输水量qV=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口处压力计的读数为25.5×104Pa，泵入口处真空计的读数为33340Pa，压力计与真空计的标高
差为?z=0.6m，吸水管与压水管管径相同，离心泵的总效率? =0.62。
1-13．离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm，送风量qV=18500m3/h。试求风机产生的全压及风机入口、出口处的静压。设吸入风道的总阻力损失为700Pa，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），空气密度?=1.2K/m3。
1-14．某台离心式泵输水量qV=648m3/h，泵出口压强表读数为4.56×105Pa，泵进口真空表读数为6.57×104Pa，泵进、出口管径分别为d1=350mm，d2=300mm，且泵进、出口两表位中心高度差Z2-Z1=0.5m，水的密度ρ=1000kg/m3，泵的效率?=75%，试求：①该运行工况下泵的扬程H；②轴功率Psh；③若管路静扬程Hst=45m，管路系统性能曲线方程的具体形式。
1-15．有一普通用途的离心式风机，其全压p=2000Pa，流量qV=47100m3/h，全压效率η=0.76，如果风机轴和原动机轴采用弹性联轴器联接，试计算该风机的全压有效功率、轴功率，并选配电机。
1-16．有一离心式送风机，转速1450r/min时，流量qV=15m3/min，全压p=1177Pa（空气的密度?=1.2K/m3）。今用同一送风机输送?=0.9K/m3的烟气，全压与输送空气时同，此时转速应为多少？其流量是多少？
1-17．某台锅炉引风机额定参数qV0＝5×105m3/h，p0＝3800Pa，?0=90%，n0=730r/min，配用电机功率800kW，现用此风机输送20℃的清洁空气，转速不变，求在新工作条件下的性能参数（qV、p、Psh），并核算一下电机是否能满足要求？[注：200℃烟气?＝0.745kg/m3，20℃空气?＝1.2kg/m3，联轴器传动效率?tm=98%，电机容量安全系数K=1.15。]
1-18．现有Y9-6.3(35)-12№10D型锅炉引风机一台，铭牌参数为：n0=960r/min，p0=1589Pa，qV0=20000m3/h，?=60%，配用电机功率22kW。现用此风机输送20℃的清洁空气，转速不变，联轴器传动效率?tm=0.98。求在新工作条件下的性能参数，并核算电机是否能满足要求。
1-19．有一台可把15℃冷空气加热到170℃热空气的空气预热器，当它的流量qm=2.957×103K/h时，预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa，如果在该系统中装一台离心风机，问从节能的角度考虑，是把它装在预热器前，还是预热器后（设风机效率? =70%）?
1-20．G4-73型离心风机在转速n=1450r/min和D2=1200mm时，全压p=4609Pa，流量qV=71100m3/h，轴功率Psh=99.80kW，空气密度?=1.2K/m3，若转速和直径不变，但改为输送锅炉烟气，烟气温度t =200℃，大气压力pa=0.1MPa，试计算密度变化后的全压、流量和轴功率。
1-21．已知某电厂的锅炉送风机用960r/min的电机驱动时，流量