水泵知识问答

1、1. 何谓水锤？水锤会产生哪些危害？如何预防或减轻水锤的危害？能否加以利用，试举 例说明？. 答：水锤：在有压管路中流动的液体，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水 泵或水轮机组突然停车等）使得液体流速发生突然变化，并由于液体的惯性作用，引起压 强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水击。升压和降压交替进行时，对于 管壁或阀门的作用如同锤击一样，因此水击也称水锤。 水锤引起的压强升高，其大小与速度变化过程的快慢及流动质量和动量的大小有关， 轻微时表现为噪声和管路振动，严重时则造成阀门损坏、管路接头断开，甚至管路爆裂等 重大事故。 预防方法：（1）缓慢关闭阀门；（2）缩短管路长度；（3）在

2、管路上装置空气室、安全 阀或调压塔。 2. 试图示说明压强的三种表示方法 相对压强 绝对压强 真空度 绝对压强 P 绝对压强、相对压强和真空度的关系 PP Pa大气压强 pa p=0绝对真空 2.大气压与大气压强是一回事吗？如不是，请指出二者之间的区别。答： 不 是； “大气压”是一种压强单位，其值是固定的，如1个工程大气压（lata）即指1kgf/cm2。 而大气压强则是指某空间大气的压强，其量随此空间的地势与温度而变化。“大气压强” 可高于大气压，也可低于大气压。 3. 雷诺实验揭示了哪些流动现象和一般规律？ 答：雷诺实验提示了流体运动有不同的运动状态：层流与紊流及过渡态。 通过雷诺实验科

3、学工作者较好地研究得出了流动状态与水头损失的关系：即，层流运动时 的沿程阻力损失与流速的一次方成正比；紊流运动时的沿程阻力损失与流速的平方成正 比；而介于层流与紊流之间的流动的沿程阻力损失与流速的m （=1.752）次幕成正比。 4. 何谓水泵的汽蚀？有哪些危害？如何预防？ 答：当水泵的叶轮入口处的最低压力等于或低于当时水温的饱和蒸汽压力Pv时, 则将有蒸汽及溶解在液体中的气体大量逸放出来，形成很多由蒸汽与气体混合的小气泡。 这些气泡随液体至高压区，由于气泡周围的压强大于气泡内的汽化压强，气泡受压而破裂， 并重新凝结；液体质点从四周向气泡中心加速冲来。在凝结的一瞬间，质点相互撞击，产 生很高的

4、局部压强。而这些气泡在靠近金属表面的地方破裂而凝结，则液体质点将似小弹 头打击金属表面，此金属表面在高压强、高频率的连续打击下，逐渐疲劳而破坏，形成机 械剥蚀。而且，气泡中还杂有一些活泼气体（如氧），当气泡凝结放出热量时，就对金属 进行化学腐蚀。 金属在机械剥蚀与化学腐蚀的作用下，加速损坏的现象，叫做汽蚀现象。 汽蚀发生时，一般伴有因高频冲击引起的噪声和振动；泵的流量减少、扬程和效率明 显降低，甚至造成液流间断；严重时甚至吸不上水，且发生汽蚀的部位，很快就被破坏成 蜂窝状或海绵状，甚至可使叶轮报废。 可采用下述方法防止汽蚀的发生与发展：（1泵的安装位置尽可能低些，以增加有效 吸入水头；（2）降

5、低泵的转速；（3）尽量减小吸水管的阻力损失（尤其是局部阻力损失）: （4）减少通过叶轮的流量。（5）采用较粗的吸水管径；（6）尽量采用水面高于水泵的压 入式布置方式。（7）吸水管路应少用弯头及闸门等管路附件，管道长度应尽量缩短，并尽 量减小滤水器和底阀的阻力（或取消底阀）。 5. 画图说明离心式水泵工况点的确定方法。 答：当离心水泵在某一管道上工作时，水泵的流量 必然是管道的流量，水泵产生的扬程等于管道需要的扬 程。因为水泵的流量和扬程的变化规律服从本身的扬程 特性曲线，管道需要的扬程和通过的流量则服从管道特_ 性曲线的要求,因此离心式水泵在这一管道工作时必然 在这两条曲线的交点上工作才能满足

6、要求，此点即为离 心式水泵的工况点，如图所示的 m点。 6 简述组成离心式水泵的主要零部件及各自作用。 答：离心式水泵的主要部件有叶轮、吸水室（进水段）、螺壳（出水段）以及多级 分段式水泵中的导水圈和返水圈，这些部件统称为通流部件。除此之外，还有密封环、填 料箱和平衡盘等重要的辅助部件。 叶轮是传递能量的部件；吸水室是把进入吸水法兰口的水引到叶轮入口；螺壳一 是把叶轮散流出来的水收集起来，由一个圆形断面的出口送出；导水圈一一主要起导流 和扩散的作用；返水圈一一将导水圈导流过来的水喟入次级叶轮；密封环一一减少泄漏损 失和维护级间间隙；填料一一密封间隙 7. 离心式水泵保持良好吸水的条件有哪些?

7、答：（1）应尽可能地降低吸上速度和水头损失。为此，可适当加大吸水管直径， 尽量采用阻力较小的吸水管件；弯头曲率半径应尽量加大，特别注意不要采用死角弯头。 （2）安装时应使入口处的收缩管的上平面有一定的向下倾斜度。否则，将在最大高位置 处憋住空气，此部分空气在吸水时，受到周围水压降低的影响而膨胀，恶化吸水条件，甚 至不吸水。（3）吸水管各连接处要严密，注水后要关紧放气栓，吸水滤网的淹没深度应不 小于 300400mm。 8. 在离心泵的排液管上，以节流法降低流量，可以减少汽蚀危险；而在吸液管上节流，却 增加这种危险。试说明理由 。 答：（1 ）排液管上节流是通过增大排液管阻力的方法，将泵的工况点

8、向前提， 即在小流量下工作，从而降低了吸液管内流体的流速，则在减小了吸液管内所消耗的动压 头的同时减小了吸液管内的局部阻力损失，而其它条件几乎不发生变化，从而可以减小汽 蚀危险。 （2）在吸液管上节流，尽管也降低了吸液管内流体的流速，减小了吸液管内的动压水头 和吸液管内的沿程阻力损失水头，但也同时增大了吸液管的局部阻力损失水头.H，又由 于吸液管较短，其上的局部阻力损失水头.H占主导地位，从而增加了汽蚀的危险。 9.简述离心式水泵工况的调节方法？并图示说明应用节流调节需注意的问题。 答： 所谓调节就是改变工况，而工况是管路特性与泵扬程特性的交点，因此，若 拟改变工况，就必须改变管路特性或泵特性

9、。常用的方法有：A、改变管道特性曲线的调 节，即节流调节：对于确定了的排水管路，适当改变管路上闸阀的开启程度，其特性将在 输水高度不变情况下发生变化，从而可以改变工况，以增大或减少流量，如图所示（图一 ）；B、改变水泵特性曲线的调节，可采取的措施有（1）减少叶轮数目；（2）削短 叶轮直径；（3）改变叶轮转速等。 应当指出，利用节流调节法改变管道特性调节工况的方法时，应当进行经济核算，即要比 较调节前、后的单位能耗，尽量避免由于排水阻力增加过大所造成的无益功耗不足以弥补 调节的目的。 10. 保持离心式水泵吸水性能的措施有哪些？ 答：（1）水泵起动前，不必注水，水缸中的空气可以在活塞挤压下，排入

10、排水 管，然后在新的工作循环中，仍可照常吸水和排水。（2）水泵的流量决定于缸的尺寸和泵 的转速，并且与泵的扬程大小基本无关。（3）水泵中的水是活塞压入排水管的，只要泵的 强度和功率足够大，就可以产生很高的扬程，而且水泵工作扬程的高低完全取决于管道特 性。（4）必须在闸门完全打开的情况下启动，如果象离心泵一样关闭排水管上的闸门启动 水泵，将使水泵的传动机构或缸体发生损坏。（5）水泵的流量是不均匀的。 11. 活塞式水泵主要由水缸1、活塞2、活塞杆3、吸水阀4、排水阀5和由曲柄6、连杆7 十字头8组成的传动机构等组成。在图中标出各自位置，并简述活塞式水泵的工作原理。 排水管 0 1.2 1.5 2

11、.0 活塞式水泵的工作原理图 曲线 亍、从上至下，顺时针: 5-2-1-3-8-7-6-4当原动机带动1旋转时，通过6、7、8将旋转运动变为 2在1中的往复直 线运动。2自左端向右移动时，1工作容积增大并形成负压，使水池中的水在大气压强pa 的作用下经滤水器和吸水管推开4进入1。2达到右端时，4关闭、5打开，开始排水，随 着2左移，1的工作容积逐渐减小，1中的水被挤压到排水管路中，活塞移到左端，排水 结束。活塞式水泵就是这样循环往复地工作的。 12. 简述活塞式水泵工作性能的特点。 K =（ 1） 后在新的工作循环中， 仍可照常吸水和排水。（2）水泵的流量决定于缸的尺寸和泵的转速， 并且与泵的

12、扬程大小基本无关。（3）水泵中的水是活塞压入排水管的，只要泵的强度和功 率足够大，就可以产生很高的扬程，而且水泵工作扬程的高低完全取决于管道特性。（4） 必须在闸门完全打开的情况下启动，如果象离心泵一样关闭排水管上的闸门启动水泵，将 使水泵的传动机构或缸体发生损坏。（5）水泵的流量是不均匀的。 13. 简述活塞式水泵流量的四种调节方法。 答：由于活塞式水泵的流量和扬程基本无关，因此不能用在排水管道上增加阻力（关 小闸门）的方法进行调节。常用的调节方法有下列四种： （1） 改变曲轴转速n。对于用皮带或齿轮传动的水泵，可以用更换不同直径皮带轮或不同 齿数齿轮的方法来改变曲轴转数。 （2） 改变活塞

13、行程 S。对于曲柄连杆传动的水泵，可以通过变更曲柄销的位置，改变曲柄 半径R，从而改变活塞的行程。 （3）在原有水缸中加缸套并相应减小活塞直径。这样就可以减小水缸工作容积，相应也 就减小了水泵的流量。 （4 ）将水泵排出口的水通过阀门部分返回吸水管，以减小水泵流量。 14. 简述螺杆泵的工作原理及其特点。 答：螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当主动螺杆 旋转时，密封容积在螺牙的挤压下提高其压力，并向轴向移动。由于螺杆是等速旋转，所 以，液体出流的流量也是均匀的。 特点是：损失小、经济性好。压力高而均匀、流量均匀、转速高，能与原动机直联。机 组结构紧凑，传动平稳，工作可

14、靠，无噪声，效率高。 15、 举三种容积式水泵的名称：活塞式水泵、隔膜泵、膜片泵、螺杆泵。 16、在“各类水缸的流量变化曲线”图中标出各是哪类活塞式水泵 Q 伞 + （a） Q 牛 + + （b） Q 牛 + + 各类水缸的流量变化曲线 a- b- c- a单作用水缸的流量变化曲线。 b-双作用水缸的流量变化曲线。 c差动水缸的流量变化曲线。 17. 离心式通风机主要由哪些部件组成？答：叶轮是通风机的心脏部分， 一般由前盘、 后盘、叶片和轴秀等组成；机壳由蜗壳、进风口和风舌等零部件组成；进气箱；前导器和 扩散器。 18图示并简述通风机风量和工况点的转速调节方法。 答：通风机转速改变时， 特性曲

15、线变化， 因而工况点改变， 如图所示。当通风机转速由ni下降到n2或n3时，压力曲线由 Hi下降到H2或 出，通风机的工况点由 mi变为m2或m3，流 量、压力也相应改变。由于通风管道特性曲线 R是通过原点的 抛物线，而转速改变时，相似工况点的变化轨迹（称为比例曲 线）也是一条通过原点的抛物线，现在通过mi点的管道特性 曲线必然和通过 m1点的比例曲线重合， 所以m】、m2、m3各点 都是相似工况点；因而可以直接利用比例定律求取改变转速后 的新流量和新压力，或者是已知新的流量和压力来求取新转 速，而不必进行作图。这种调节方法的优点是：改变转速前、 后的工况点是相似工况点，所以两点的效率基本相等

16、，因而是 最经济的调节方法。缺点是调速的设备往往比较复杂、价钱较 贵。比较常用的 调速方法 有：（1）有皮带轮传动的风机可以改 变皮带轮直径，调整减速比； （2）更换不同转速电机；（3）米 用可调速的电机。 19. 简述风机管道特性与泵的管道特性之间的异同点。 答：（1）泵的管道特性方程为 H = H st RQ2:它说明泵管道供水时需要的扬程决 定于输水高度 H毬、管道系统阻力系数的大小，并和流量的平方成正比。当管道一定时, Hst为定值，如果管道中的闸门位置不变，一般管道阻力系数R出是不变的，因此，对于 一定的管道而言，扬程和流量的平方成正比。 （2）在通风系统中，因为空气比较轻，一般不计

17、由于管道高差而引起的压力变化，通 风机产生的压力几乎全部用于克服空气通过风管的阻力损失。因此，风管的特性方程为： h二RQ2，显然，此式表明：风管供风时需要的风压主要决定于管道系统阻力系数的大小 和供风量。 20. 轴流式风机由哪些主要部件组成？各部件的作用如何？ 答：轴流式风机的主要部件包括：带放射状叶片的叶轮、电动机、流线罩、集风 器、整流器、扩压器、外壳和尾罩组成。叶轮是将机械能传递给空气的唯一部件。喇叭 形集风器和流线罩组成平滑的进风口，用以减小进风阻力并提高风机的效率。叶轮后面的 整流器的作用是消除气液通过叶轮产生的旋转分速度，增加静压能。外壳和尾罩之间形成 断面逐渐扩大的环形扩压器

18、，气流流过扩压器，使轴向流速逐渐减小，进一步提高风机的 静压，并减小风机出口的动能损失。 21. 何谓鼓风机的喘振？并简述防止鼓风机发生喘振的常用方法？ 答： 喘振：鼓风机由于某种原因（如闸门开得太小） ，导致管道系统阻力过大，使 得鼓风机的工况点移到鼓风机压力曲线的临界点 K以左的上倾部分，从而使鼓风机的供风 量呈现从某一最大值到零的周期性变化，不能正常稳定地工作的现象。 防止喘振的基本方法就是不让其工况点移到临界点K以左。常用的方法有两种：（1）在鼓 风机出口的附近的排气管上，装设旁通管和放风阀。；（2）关小吸气管节流阀。 22. 简述空压机需要冷却的原因及其冷却系统的一般构成。 答：空压

19、机需要冷却的原因有二：其一，使气缸不致过热以保证设备的正常动转； 其二，是为了提高空压机的效率。 空压机的冷却系统一般由气缸壁水套、中间冷却器、后冷却器、油冷却器、水泵和管路以._ 及冷却水池（或冷却水塔）组成。 23. 简述空压机安全保护系统的构成及各自的作用及具体位置 答：为了及时发现空压机运行中的不正常现象，防止事故发生，保证机器安全运转， 在大、中型空压机上应设置下列安全保护装置：（1）安全阀，是系统压力保护装置，当压 力超过标定值时，阀动作，排除多余气体，使压力下降到安全值以保护机器安全运行。I_ 级安全阀装在中冷器上，n级安全阀装在风包上。（2）释压阀，是防止空压机爆炸而装设 的保

20、护装置。当空压机发生爆炸时，安全阀因流通面积小，不能缓解爆炸冲击波对人体和 设备的伤害，而释压阀流通面积很大，可以迅速释压，对人员和设备起到保护作用。释压 阀装在贮气罐管路正对气流方向上。（3）压力继电器，防止空压机在供水及供油不足的情 况下工作而设的。应装在水管及油路上。（4）温度保护装置，为了防止排气温度及润滑油 温过高引起事故而设置的安全保护装置，装在空压机的排气管及油路（或油池）上。 24通风机在管路中的工作方式有哪三种? 25. 简述双吸式水泵的工作原理？ 补充水管 双作用式水环泵工作原理图答：当泵内注入适量的水，叶轮被原动机带动 顺时针旋转时，由于离心力作用，水被甩向外围，形成一近

21、似椭圆形的旋转水环。水环和 分配器外圆之间形成上、下两个月牙形空间。当叶轮由A点转到B点时，两叶片之间的 各小室容积由小变大， 并从吸气孔吸气； 当叶轮由 B点转向 C点时，各小室容积由大变小， 使气体受压缩然后从排气孔排出；叶轮从C点转到 D时，各小室再次吸气，从 D转到A 时，各小室再次压缩和排气。所以叶轮每放置一周，完成两次吸、排气，故称之为双作用 式。 26. 水环泵和空压机相比的主要优点体现在哪三个方面？最主要的缺点是什么？ 答：水环泵与活塞式压缩机相比具有的优点：（1 ）压缩过程接近等温压缩，排气 温度低，比较安全；（2）结构简单，无吸气和排气阀等易损失部件，工作平稳可靠，气量 均

22、匀；（3 ）输送的气体不受油污染，并可输送含有蒸汽、水分或固体微粒的气体。 其主要缺点是：效率较低 27. 结合真空泵管路及辅属装置示意图，说明如果在即将启动水环式真空泵时，发现主管 路已具有较高的真空度，应如何处理？ 4 5 1 真空泵管路及辅属装置示意图 1-水环式真空泵；2-起动用闸门；3-主管路闸门；4-真空表；5-进气管; 6-放水管；7-气水分离器 答：真空泵不允许在高真空度下直接启动，以免由于引起电流过大及起动困难。起 动时泵的吸气管路如果处于大气状态，可以直接打开主管路的闸门进行起动。如果主管路 已具有较高的真空度，贝卩(1)起动前应先关闭主管路上的闸门3、打开旁通管上的闸门

23、2, 使泵的吸气管通大气，(2 )然后再起动电机，等泵的转速达到正常转速后，再慢慢关上闸 门2, (3)当泵内的真空度与管路内的真空度相适应时，再打开主管路上的闸门3，使泵 进入正常工作状态。 28结合示意图说明平衡盘自动平衡轴向推力的原理 n 平衡盘平衡轴向推力 1- ；2- ;n- ;m-; (图 中1-平衡盘；2-平衡室；n-径向间隙；m-轴向间隙)答：如图所示，在多级水泵的 最后一级叶轮的后面，装配平衡盘1,作为平衡的专用装置。由最后一级叶轮流出的高压 水，经后腔和径向间隙中的螺旋流道，进入平衡室左侧内空间，平衡室右侧外空间与低压 区相通或直接通大气。因此，在平衡盘1的左、右侧形成压力差，从而