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2012年天津自考“输水工程与水泵站”复习大纲
课程名称:输水工程与水泵站 课程代码:3288、4164
第一部分 课程性质与自考本科目标
一、课程性质与特点:
本课程是高等教育自学考试环境工程专业所开设的一门专业基础课程,是在进入专业课程学习后开设的必修课之一,是一门理论联系实际、应用性较强的课程,本课程的学习对以后顺利掌握环境工程领域各方面的知识起重要的前驱和桥梁的作用。
本课程以水的输送过程为纲,以水泵、泵站等典型输水设备、构筑物为对象,重点论述输水工程的任务、各种影响因素以及水泵、泵站等典型输水设备、构筑物的性能、作用,阐明输水工程的内在规律、设备的选型方法以及最优化的输水工艺路线。通过学习使学生对输水工程有全面、系统的认识,熟悉并理解基本理论和基本内容,尤其是建立工程化的概念,为后续专业课程的学习打好基础。
二、课程目标和基本要求
本课程的目标是通过对输水工程的任务以及水头、流量等影响因素的分析,掌握水泵、泵站等典型输水设备、构筑物的性能、作用,使学生在输水工程的基础理论、基本知识、工程实践和基本设计方面得到比较全面的培养和训练,熟悉输水工程领域科技的最新进展,为后续专业课程的学习和以后指导实践打下坚实的基础。
通过本课程学习,要求学生达到以下基本要求:
1、掌握输水系统的流量关系、水压关系、输水构筑物的设计;
2、掌握输水管网的布置、水力计算和规划设计;
3、掌握混凝、沉淀、澄清、过滤、消毒等给水处理的方法;
4、掌握叶片式水泵的构造、工作原理、基本方程式、特性曲线、性能参数与工况调节;
5、掌握输水泵站的工艺设计;
6、学习多种常用水泵的构造、原理和应用;
7、学习水泵的控制和优化运行;
8、本课程设置实践课,学习水流阻力关系、流量计使用、水泵特性及控制的基本技术和实验操作。
三、与本专业其它课程的关系
本课程是环境工程专业学生必修的专业基础课程,它是学习《水污染控制工程》等专业课程的先导课程,而《高等数学》等课程则是学习本课程的基础。
第二部分 考核内容和考核目标
第一章 城市给水系统的规划布置
一、学习目的和要求
通过本章学习,明了给水系统的分类,明了给水工程的任务及与社会发展的关系,熟悉给水系统的组成、布置和给水要求。
二、考核知识点和考核目标
(一)给水系统的基本概念(重点)
识记:给水系统的分类
应用:给水系统的组成、布置,不同用户对给水的要求
(二)给水工程规划的任务、原则和方法(次重点)
理解:给水工程规划的任务,给水工程规划的一般原则,给水工程规划的步骤和方法
(三)给水工程规划与城市其他规划间的关系(一般)
理解:给水工程规划与城市其他单项工程规划间的关系,给水工程规划与城市总体规划间的关系
第二章 城市用水量计算
一、学习目的和要求
通过本章学习,了解城市用水量的构成和不同用水定额,熟悉城市总体规划用水量的估算和详细规划设计中用水量的计算方法,为给水设计打下基础。
二、考核知识点和考核目标
(一)城市用水量的构成和定额(一般)
识记:城市用水量的构成,不同用户的用水量定额和依据
(二)城市总体规划用水量的估算(次重点)
应用:城市用水量规划涉及的因素,城市用水量规划中各部分用水量的估算和依据
(三)城市详细规划设计中用水量的计算方法(重点)
理解:城市详细用水量规划的范围,用水量的变化和变化曲线
应用:用水量的计算方法
第三章 给水系统的工作情况
一、学习目的和要求
通过本章学习,了解给水系统各组成部分间的关连,掌握给水系统的流量、水压关系,熟悉水量调节构筑物的容积的计算方法。
二、考核知识点和考核目标
(一)给水系统的流量关系(重点)
理解:给水系统各组成部分的作用
应用:各级泵站、输水管、管网、水塔的流量关系,给水系统各部位流量的计算
(二)给水系统的水压关系(重点)
理解:影响给水系统水压关系的因素
应用:给水系统水泵扬程和水塔高度的计算
(三)水塔和清水池的容积计算(重点)
应用:确定水塔和清水池的容积的依据,水塔和清水池容积的计算方法
第四章 城市给水管网的规划设计
一、学习目的和要求
通过本章学习,明了给水管网的布置要求,掌握给水管网的水力计算的步骤和计算方法,熟悉给水管材和附属构筑物的基本要求,具备指导实践的能力。
二、考核知识点和考核目标
(一)给水管网的布置(一般)
理解:给水管网的组成和各部分的作用,配水管网的形式和特点
应用:给水管网及各组成部分的布置原则
(二)给水管网各管段计算流量(重点)
识记:干管网的组成要素
应用:树状网和环状网的流量分配,给水管网的沿线流量、节点流量和管段流量的计算
(三)管径的确定(重点)
识记:经济流速和经济管径的概念
应用:管段管径的确定原则和计算方法
(四)管网水头损失计算(重点)
识记:沿程水头损失和局部水头损失的概念
应用:水力坡度的常用计算方法,管网水头损失的计算
(五)给水管网水力计算(重点)
识记:虚环法、管网平差的概念,水力计算步骤
应用:树状网、环状网、多水源管网的水力计算和管网核算条件
(六)给水管材及管道附属构筑物(次重点)
应用:给水管材、管网附件和附属构筑物的使用
第五章 给水处理
一、学习目的与要求
通过本章学习,了解一般水源中杂质的种类和特点,掌握根据用水水质标准进行给水处理的常用方法和程序,掌握各处理过程的原理、影响因素、设备及有关工艺设计。
二、考核知识点和考核目标
(一)水源水质(一般)
识记:原水中杂质的种类和特性,各种天然水源的水质特点
(二)水质标准(一般)
识记:不同使用目的的用水水质标准
(三)给水处理方法(次重点)
识记:给水处理的任务
理解:澄清工艺、除臭、除味、除铁、除锰、除氟、软化、淡化、除盐的作用和原理
应用:给水常规处理、预处理和深度处理的方法和使用
(四)混凝(重点)
识记:混凝、电位离子、反离子双电层、吸附层、扩散层的概念,凝聚剂、助凝剂的种类
应用:水中胶体的稳定性、电动电位、胶体脱稳、压缩扩散层、网捕、吸附架桥的概念,混凝过程,混凝工艺基本要求,凝聚剂、助凝剂的作用,凝聚剂的配置和投加、混合和絮凝条件、混凝工艺设备的结构、作用和设计参数
(五)沉淀和澄清(重点)
识记:自由沉淀、拥挤沉淀、截留沉速、表面负荷率
理解:理想沉淀池的沉淀过程,影响平流沉淀池沉淀效果的因素,澄清池的工作特点
应用:平流沉淀池的构造、设计,斜板与斜管沉淀池的结构和特点,泥渣悬浮型和泥渣循环型澄清池的结构、工作原理和使用特点
(六)过滤(重点)
识记:过滤、冲洗的目的、作用,冲洗强度、滤层膨胀度
理解:过滤、冲洗的过程、原理,级配滤料的粒径级配,配水系统的形式、作用
应用:普通快滤池的构造及设计,虹吸滤池、重力无阀滤池、移动冲洗罩滤池、压力滤池、均质滤料气水反冲快滤器的构造、工作原理和使用特点
(七)消毒(次重点)
识记:消毒的目的,消毒方法分类
理解:氯消毒原理,漂白粉、二氧化氯、次氯酸钠消毒的原理、特点
应用:氯消毒法,加氯量、加氯点的确定,氯瓶、加氯机的结构、使用特点,加氯间和氯库的布置要点
第六章 水泵的作用和分类
一、学习目的与要求
通过本章学习,了解水泵及其分类,熟悉常用水泵的使用范围,掌握水泵和水泵站在给水排水工程中的地位和作用。
二、考核知识点与考核目标
(一)水泵和水泵站在给水排水工程中的地位和作用(一般)
识记:城市给水系统和排水系统的组成
理解:各种有关水泵站在城市给水系统和排水系统中的作用
(二)水泵的定义和分类(次重点)
识记:水泵的定义,水泵发展的总趋势
理解:叶片式水泵、容积式和其他水泵的结构要素、作用原理
应用:常用水泵的特点和使用范围
第七章 叶片式水泵
一、学习目的与要求
通过本章学习,了解叶片式水泵的种类,掌握离心泵的基本构造、原理、基本方程式、性能参数、特性曲线、结构与性能关系以及离心泵装置的工况关系和维护使用,能指导对水泵的正确工况调节和联合使用。
二、考核知识点与考核目标
(一)离心泵的基本构造与工作原理(一般)
理解:离心泵的基本构造,离心泵的工作原理
(二)离心泵的主要零件(次重点)
识记:离心泵的转动部件、固定部件和交接部件及其结构
应用:离心泵各部件的作用,离心泵各部件的组装结构、材质和性能要求
(三)水泵的基本性能参数(次重点)
识记:水泵的6个基本性能参数的名称、定义、表示方法
应用:水泵的基本性能参数的物理意义、相互关系和计算
(四)离心泵的基本方程式(重点)
识记:离心泵中的水的三种运动,水功率,理论扬程
应用:基本方程式的三个假设,离心泵的基本方程式的作用,对离心泵基本方程式的推导、讨论和修正
(五)安装角对叶轮性能的影响(重点)
识记:设计状态下的理论扬程计算公式
应用:三种叶片安装形式对理论扬程、动扬程流道内水流速度、流道弯度、水头损失以及效率的影响,后弯式叶片叶轮和径向式叶片叶轮的应用
(六)离心泵的特性曲线(重点)
识记:离心泵特性曲线的概念,水泵内部的能量损失
理解:理论特性曲线、能力损失、实测特性曲线
应用:离心泵特性曲线的应用和确定电机配套功率
(七)离心泵装置的总扬程(重点)
识记:水泵装置
应用:水泵装置的工作扬程、设计扬程的构成和计算
(八)离心泵装置的工况(重点)
识记:水泵工况,瞬时工况点
理解:决定水泵工况点的两方面因素
应用:抛物线法求解离心泵工况点,图解法求解离心泵装置的工况点,水箱出流工况点,折引特性曲线法求解工况点
(九)水泵叶轮的相似定律(重点)
识记:相似定律,几何相似条件,运动相似条件,动力相似条件
理解:水泵的三个相似定律
应用:比转数的推导、讨论和应用
(十)水泵工况调节(重点)
识记:工况调节,自动调节,阀门调节,变速调节,比例率,切削调节,变角调节,摘段调节
理解:通过改变管路特性曲线或通过改变水泵特性曲线来改变水泵工况,切削定律
应用:自动调节、阀门调节、变速调节、切削调节、变角调节、摘段调节的原理和特点
(十一)水泵联合工作(重点)
理解:水泵联合工作的目的,串、并联工作的特点
应用:水泵并联特性曲线的绘制,同型号、同水位、管路相同的两台水泵并联工作,多台同型号水泵并联工作,两台不同型号的水泵并联工作,一台水泵向两个并联工作的高地水池送水,多台并联水泵调速运行,水泵串联运行
(十二)水泵的吸水性能(重点)
理解:气蚀,气蚀余量,允许吸上真空高度、最大安装高度的影响因素
应用:允许吸上真空高度、最大安装高度、气蚀余量的计算,气蚀的防止
(十三)离心泵的维护和使用(一般)
识记:盘车,灌泵
应用:水泵启动前的准备工作,运行中应注意的问题,启动后泵不正常送水故障的原因和排除
(十四)轴流泵和混流泵(次重点)
识记:混流泵的结构,轴流泵和混流泵的使用特点
理解:轴流泵的基本构造、工作原理,轴流泵的性能特点
第八章 常用水泵介绍
一、学习目的与要求
通过本章学习,了解常用的叶片式水泵的特点、用途、型号意义,掌握其他类型常用水泵的基本构造、原理、特点、用途、型号意义。
二、考核知识点与考核目标
(一)常用的叶片式水泵(次重点)
识记:IS型单级单吸清水离心泵、Sh型单级双吸离心泵、TC型自吸泵、IH型单级单吸化工离心泵、WL型立式排污泵、WW型无堵塞污水污物泵、JC型深井泵、潜水泵、GD型管道泵、TC型液下泵的特点、用途、型号意义
理解:D型多级离心泵、DG型锅炉给水泵等多级泵的基本构造、原理、特点、用途、型号意义
(二)射流泵和气升泵(次重点)
应用:射流泵的构造、工作原理、计算和应用特点,气升泵的构造、工作原理以及气升泵装置的计算和应用特点
(三)往复泵和螺旋泵(次重点)
应用:往复泵和螺旋泵装置的构造、工作原理和应用特点
第九章 给水泵站工艺设计
一、学习目的与要求
通过本章学习,了解给水泵站的分类和组成,掌握选泵、水泵布置、对基础的要求、吸水和压水管路设计、泵站工艺设计以及附属设备工艺等。
二、考核知识点与考核目标
(一)给水泵站的作用及分类(次重点)
理解:给水泵站的作用,给水泵站的组成,取水泵站、送水泵站、加压泵站和循环泵站的作用、特点,泵站的设计流量和扬程
(二)确定工作泵和备用泵的型号和台数(次重点)
识记:选泵的依据和原则要求,水泵储备要求
应用:泵站减少能量浪费和提高运行效率的途径,选泵时还要考虑的其他因素,考虑最不利工况的选泵方法和步骤,选泵后的校核
(三)水泵机组、管路的布置(一般)
理解:水泵机组布置的基本要求和布置形式,水泵机组基础的作用和要求,吸水管路设计要求,压水管路设计要求
(四)泵站水锤及防护(重点)
识记:水锤,关闭水锤,直接水锤,间接水锤,停泵水锤
应用:停泵水锤的危害及防护
(五)泵站的辅助设备(重点)
识记:水泵的两种启动方式,泵站起重、通风、采暖、排水、通讯设备的作用,风机的种类,选择风机的依据
理解:电磁流量计、超声波流量计、插入式涡轮流量计、插入式涡街流量计和均速管流量计的原理和特点,泵站防火、避雷措施
应用:水泵的两类引水方式,风机风量和风压损失的计算
(六)给水泵站的工艺设计(重点)
识记:给水泵站的设计基础资料和参考资料
应用:泵站工艺设计的步骤和方法,管段管径的确定原则和计算方法
第十章 排水泵站
一、学习目的与要求
通过本章学习,了解排水泵站的分类和组成,掌握污水泵站的基本设计方法、雨水泵站及合流泵站的基本特点、工艺流程等。
二、考核知识点与考核目标
(一)排水泵站(次重点)
识记:排水泵站分类
理解:排水泵站的基本组成,排水泵房的基本形式
(二)污水泵站(重点)
理解:污水泵房的布置,污水泵站的构造特点
应用:水泵的选择,集水池的容积和布置,主要辅助设备的选择,
(三)雨水泵站及合流泵站(次重点)
识记:雨水泵站的工艺特点,雨水泵站与合流泵站的区别
应用:雨水泵站的工艺流程,出水设施的组成和作用,雨水泵站的内部布置,水泵房的基本类型,水泵的选择,集水池的设计和布置
第十一章 水泵的控制与优化运行
一、学习目的与要求
通过本章学习,了解水泵控制与优化运行的目的、多种调节控制方法,初步了解多水源给水系统泵站的优化运行。
二、考核知识点与考核目标
(一)水泵的调节控制(重点)
识记:水泵调节的目的和内容,离心泵的两类调节方法,恒压给水控制技术的几种类型
理解:水泵的恒压调节与恒流调节
应用:水泵的双位控制系统,水泵的串级调速、液力偶合器调速以及变频调速,变频调速恒压给水系统及其压力控制点的选择,气压给水系统及其压力控制点位置的分析
(二)多水源给水系统泵站的优化运行(一般)
识记:多水源给水系统泵站的优化运行的目的
第三部分 实践环节
实验一 柏努利方程实验
一、考核的目的与要求
熟悉流体流动中各项能量和压头的概念及其相互转换关系,在此基础上掌握柏努利方程,掌握实验装置的原理和操作,通过数据分析得出正确实验结论。
二、考核的内容
1、明了柏努利方程实验装置的流程原理和实验操作要点。
2、测定几种不同流量条件下的压头,分析比较,验证柏努利方程的原理、三种压头的转换和机械能守恒。
3、测定水在管内的平均流速和流程中同一流路上不同管径中心的点速度,验证流型、流速分布。
4、实验报告编写。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
柏努利方程实验装置,包括不等径测量管、测压管、活动测压头、高位槽、水槽、温度计、水泵等。
2、考核方式
采用形成性考核,包括实验原理学习、实验预习、实验操作、数据采集、数据分析以及最终编写实验报告。
实验二 管道阻力的测定
一、考核的目的与要求
熟悉管路阻力损失、管子摩擦系数、管件阻力系数的测定方法,掌握它们的变化规律,验证流体阻力基本理论,掌握实验装置的原理和操作,通过数据分析得出正确实验结论。
二、考核的内容
1、明了管道阻力实验装置的流程原理和实验操作要点。
2、测定不同流速条件下流体流经直管时的摩擦系数,验证不同流动形态下摩擦系数与雷诺准数的关系。
3、测定球阀或闸阀全开时的阻力系数,测定90°标准弯头的阻力系数,验证局部阻力。
4、测定螺旋管或粗糙管的摩擦系数与雷诺数的关系,验证管壁粗糙度对流动阻力的影响。
5、实验报告编写。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
管道阻力实验装置,包括不等径测量管、螺旋槽管、计量槽、测压管、U形管、倒U形管、流量计、高位槽、水槽、温度计、水泵等。
2、考核方式
采用形成性考核,包括实验原理学习、实验预习、实验操作、数据采集、数据分析以及最终编写实验报告。
实验三 流量计的校核
一、考核的目的与要求
熟悉流量计的校核、标定的方法,掌握标准孔板、文丘里流量计孔流系数的测定方法,验证孔流系数的变化规律,掌握实验装置的原理和操作,通过数据分析得出正确实验结论。
二、考核的内容
1、明了流量计校核实验装置的流程原理和实验操作要点。
2、测定不同流量条件下标准孔板流量计的孔流系数,验证孔流系数的变化规律。
3、测定不同流量条件下文丘里流量计的孔流系数,验证孔流系数的变化规律。
4、实验报告编写。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
流量计校核实验装置,包括标准孔板流量计、文丘里流量计、活动摆头、计量槽、高位槽、水槽、温度计、水泵等。
2、考核方式
采用形成性考核,包括实验原理学习、实验预习、实验操作、数据采集、数据分析以及最终编写实验报告。
实验四 离心泵性能的测定
一、考核的目的与要求
熟悉离心泵的特性,掌握离心泵特性曲线的测定方法,掌握离心泵特性曲线的应用,掌握实验装置的原理和操作,通过数据分析得出正确实验结论。
二、考核的内容
1、明了离心泵性能测定实验装置的流程原理和实验操作要点。
2、测定离心泵在恒定转速条件下的特性曲线(压头-流量曲线、功率-流量曲线、效率-流量曲线以及允许吸上真空度-流量曲线),验证不同流量时压头、功率、效率和允许吸上真空度的变化规律。
3、实验报告编写,其中特别要求指出该台离心泵的适宜操作范围和最适宜的操作点。
三、考核方式与环境要求
1、考核环境
离心泵性能测定实验装置,包括转速表、马达-天平式测功器、功率表、真空表、计量槽、测压管、U形管、倒U形管、流量计、温度计、水槽等。
2、考核方式
采用形成性考核,包括实验原理学习、实验预习、实验操作、数据采集、数据分析以及最终编写实验报告。
第四部分 有关说明与实施要求
一、考核目标的能力层次表达
本大纲在考核目标中按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系,后者必须建立在前者的基础上,其含义是:
识记:能知道有关的名词、概念、知识的含义,并能正确认识和表述,是低层次的要求。
理解:在识记的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系,是较高层次的要求。
应用:在理解的基础上,能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题,是最高层次的要求。
二、指定教材
1、《城市给水工程》 张启海编著 中国水利水电出版社 2003年版
2、《水泵与水泵站》 张景成 张立秋主编 哈尔滨工业大学出版社 2006年版
三、自学方法指导
1、在开始阅读指定教材某一章之前,先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标,以便在阅读教材时做到心中有数,有的放矢。
2、阅读教材时,要逐段细读,逐句推敲,集中精力,吃透每一个知识点,对基本概念必须深刻理解,对基本理论必须彻底弄清,对基本方法必须牢固掌握。
3、在自学过程中,既要思考问题,也要做好阅读笔记,把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理,这可从中加深对问题的认知、理解和记忆,以利于突出重点,并涵盖整个内容,可以不断提高自学能力。
4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识,培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节,在做练习之前,应认真阅读教材,按考核目标所要求的不同层次,掌握教材内容,在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥,注重理论联系实际和具体问题具体分析,解题时应注意培养逻辑性,针对问题围绕相关知识点进行层次(步骤)分明的论述或推导,明确各层次(步骤)间的逻辑关系。
四、对社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的能力层次,并深刻理解对各知识点的考核目标。
3、辅导时,应以考试大纲为依据,指定的教材为基础,不要随意增删内容,以免与大纲脱节。
4、辅导时,应对学习方法进行指导,宜提倡“认真阅读教材,刻苦钻研教材,主动争取帮助,依靠自己学通”的方法。
5、辅导时要注意突出重点,对考生提出的问题,不要有问必答,要积极启发引导。
6、注意对应考者能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导考生逐步学会独立学习,在自学过程中善于提出问题,分析问题,做出判断,解决问题。
7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事,在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。
8、助学学时:本课程共5学分,其中理论课4学分,实践课1学分,建议总助学90课时,课时分配如下:
章 次 内 容 学 时
第一章 城市给水系统的规划布置 2
第二章 城市用水量计算 3
第三章 给水系统的工作情况 4
第四章 城市给水管网的规划设计 10
第五章 给水处理 16
第六章 水泵的作用和分类 1
第七章 叶片式水泵 16
第八章 常用水泵介绍 4
第九章 给水泵站工艺设计 10
第十章 排水泵站 3
第十一章 水泵的控制与优化运行 3
实验一 柏努利方程实验 4
实验二 管道阻力的测定 5
实验三 流量计的校核 4
实验四 离心泵性能的测定 5
总 计 90
五、关于命题考试的若干规定
1、本大纲所提到的考核内容和考核目标都是考试内容,试题复盖到章,适当突出重点。
2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是“识记”为20%,“理解”为25%,“应用”为55%。
3、试题难易程度应合理:易、较易、较难、难比例为2:3:3:2。
4、每份试卷中,各类考核点所占比例约为:重点占65%,次重点占25%,一般占10%。
5、试题类型一般分为:填空题、单项选择题、多项选择题、判断改正题、名词解释题、简答题、计算题等。
6、考试采用闭卷笔试,考试时间150分钟,采用百分制评分,60分合格。
六、题型示例(样题)
(一)填空题
单位质量(1 kg)的液体通过水泵后所获得的能量称为_____。
(二)单项选择题
水泵进口处具有的超过汽化压强的那部分富余能量称为_____。
A 允许最小压力 B允许吸上真空高度 C 气蚀余量 D 最大安装高度
(三)双项选择题
水泵工况的调节方法有___,___,___。
A 自动调节 B变频调节 C 摘段调节 D 切削调节 E双位调节
(四)判断改正题
澄清和消毒工艺系统是以地表水为水源的生活饮用水的常规处理工艺系统,工业用水不需澄清工艺。( )
(五)名词解释题
1.电动电位 2.最高日用水量
(六)简答题
1.简述雨水泵站的一般工艺流程 2.简述决定水泵工况点的因素
(七)计算题
1.某水泵站原一正常工作的离心泵的叶轮外径D =290mm,管路中阻力系数S =216 s2/m3,净扬程H ST = 16 m,现欲将供水量减少12%,为节约用电,拟用一备用叶轮将直径切小后装上使用,问该备用叶轮应切削外径百分之几?