流体机械原理试题

1、一、 填空（每空1分 共15分）1.离心泵叶轮根据叶片出口相对流动角2的不同可分为三种不同形式，当2<90 º时为前弯叶片叶轮，2=90 º时为径向叶片叶轮，2>90º时为后弯叶片轮lu n；对应于三种叶轮效率为低、高、中。2前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同。3.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有开式、闭式、半开半闭式三种。4. 泵与风机中能量转换时的损失可分为机械损失、水力损失、容积损失。5.要保证泵不发生汽蚀，首先要正确地确定泵的几何安装高度。6.泵串联运行时，所输送的流量均相等，而串联后的总场程为串联各泵所产生的扬程之和。二、选

2、择（ 每题2分 共20分）1离心式泵的主要部件不包括（B） A.叶轮 B.汽缸 C.机壳 D.吸入室2.在理论能头中，表示液体静能头的中（D）A B C D3离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（B）A 叶片入口安装角 B、叶片出口安装角 C、叶轮外径和宽度 D、叶轮内径和宽度4电厂中要求具有陡降型性能曲线的设备是（C）A 给水泵B送风机C循环水泵D凝结水泵5下列各项中与有效汽蚀余量NPSHa值无关的是（C）A 吸入管路参数 B管路中流量 C 泵的结构 D.泵入口压力6两台风机并联运行的主要目的是（A）A增加流量B增加扬程C增加全压既增加扬程也增加全压7为了保证串联运行时泵都工作在高效

3、区，选择设备时，应使各泵在最佳工况点有相等或相近的（B）A扬程B流量C比转数D功率8目前电厂大型机组的离心式送、引风机常采用的调节方式是（B）A 导流器调节B进口端节流调节C回流调节D出口端节流调节9.某台水泵在转速不变时，当输送的水温度增加时，其轴功率(B ) A.增加 B.降低 C.不变 D.先降低，后增加10.当流体以1=90°的方向进入叶轮时，离心式泵的无限多叶片的理论扬程为(A ) A. B. C. D. 三、简答（ 每题5分 共15分）1. 泵与风机的效率是如何定义的？它有哪几种效率组成？泵与风机的效率是有效功率和轴功率之比，也称总效率，用表示。机械效率 容积效率 流动效

4、率。2降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？首级叶轮采用双吸式叶轮； 加装诱导轮；采用双重翼叶轮、超汽蚀叶轮。3. 泵与风机的工况调节的方法有很多种，以节流调节和变速调节为例分析其优缺点。泵与风机的工况调节的方法有很多种，以节流调节和变速调节为例分析其优缺点。节流调节有出口节流和进口节流其调节方法方便简单易于操作，但流动损失较多不经济。变速调节是比较经济的调节方法产生的损失较少且调节的范围较大。四、计算（ 共50分）1.（10分）某风机最大转速为600r/min，当转速为500r/min时，风量为36m3/s，由于网络阻力增加风量减少到30m3/s，为保证原风量，风机转速应为多少并分析在此转速下工作

5、是否允许。解：应用比例定律有n=n1q1/q2=500*36/30=600rpm 由于风机最大转速为600r/min，现为保证风量，风机需要在600r/min转速下工作才能满足要求。对此应视具体情况确定，若作为短期措施可以使用。但若长期运行，为保证安全应更换风机。2.（8分）有一单级离心泵，流量qv=68m3/h，hr=6m，从容器中抽送温度为40的清水，吸水管路阻力损失H=0.5m。水泵的安全空化余量为0.4m，试求泵的几何吸入高度？（40时水的汽化压力为0.75m，当地大气压为10.36m）解：设泵的安装高度为HSZ:=2.71m 3.(18分)有一离心泵，其叶轮外径D2=22cm,转速n

6、=2980r/min,叶轮出口安装角为b2=45,出口处轴向速度Cm2=3.6m/s,设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算求无限多叶片叶轮的理论扬程HT,若滑移系数u=0.8,泵的实际扬程为多少？。解：出口圆周速度：34.31m/s 轴面速度： Cm2=3.6m/s m/s m/s 由欧拉方程式： 由于流体径向流入叶轮所以有 滑移系数为u=0.8 所以u=86.01m/s 4.（14分）试画图确定两台风机并联的工况点并说明步骤。为简单起见，以两台相同风机为例。根据并联时风压相等，流量相加的特点，作一系列的等风压线。 在等风压线上，将流量相加得一系列点，用光滑曲线连接这些点即得

7、等效特性曲线。用同一比例将网络特性做在同一坐标图上，两条曲线的交点为等效工况点A，过A作等风压线交风机特性曲线于B点，B点即为风机并联是各自的工况点。1、2QPQB QAB AHA HBa ab b一、填空（每空1分 共15分）1.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有开式 闭式 半开半闭式 三种。2.泵与风机中能量转换时的损失可分为机械损失 水力损失 容积损失三种。3.前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同。4.我国水泵行业习惯使用的比转速表达式为。5.泵或风机的工作点是管网特性曲线与泵的特性曲线的交点。6.当使用比例定律进行流体机械的变转速调节时，其流量和转速的一次方成正比，压力和

8、转速的二次方成正比，功率和转速的三次方成正比。7.泵与风机的无因次特性曲线是以流量系数为横坐标；压力系数为纵坐标绘制的。二、选择（ 每题2分 共20分）1根据泵与风机的工作原理，离心式泵属于那种类型的泵。（C）A.容积式 B.往复式 C.叶片式 D.其它类型的泵2下面的哪一条曲线是泵的特性曲线？ （A）A.泵所提供的流量与扬程之间的关系曲线 B.流量与沿程损失系数之间的关系曲线C.管路的流量与扬程之间的关系曲线 D.管路的性能曲线3离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（B）A叶片入口安装角B叶片出口安装角C叶轮外径和宽度D叶轮内径和宽度4对径向式叶轮，其反作用度值的大小为（D）A B

9、C D 5管路系统能头和流量的关系曲线是（C）A斜率为 的直线， 为综合阻力系数B水平直线C二次抛物线D任意曲线6在离心式风机叶轮前的入口附近，设置一组可调节转角的静导叶，通过改变静导叶的角度以实现风机流量调节的方式称为（B）.A.节流调节 B.导流器调节 C.动叶调节 D.静叶调节7.泵与风机的有效功率Pe，轴功率P和原动机输入功率Pg之间的关系为(B )。 A. Pe<Pg<P B. Pe<P<Pg C. P<Pe<Pg D. P<Pg<Pe8.两台泵串联运行时，为提高串联后增加扬程的效果，下列说法中正确的是( D )。 A.管路特性曲线应平

10、坦一些，泵的性能曲线应陡一些 B.管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应平坦一些 C.管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应陡一些 D.管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应平坦一些9.泵在不同工况下有不同的比转速，作为相似准则的比转速是指(C )。 A.最大流量工况下的比转速 B.最高转速工况下的比转速 C.最高效率工况下的比转速 D.最高扬程工况下的比转速10.在工作点处，泵提供给流体的能量与流体在管路系统中流动所需的能量关系为(C )。 A.泵提供的能量大于流体在管路系统中流动所需的能量 B.泵提供的能量小于流体在管路系统中流动所需的能量 C.泵提供的能量等于流体在管路系统中流动所需的能量

11、D.以上说法都不正确三、简答（ 每题5分 共15分）1.什么是汽蚀现象？它对泵的工作性能有何危害？液体在叶轮中流动时由于流体压力降低产生的气体或液体中溶解的气体析出，对叶轮起腐蚀作用，我们把汽泡的形成，发展，和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。材料造成破坏 产生噪声或震动 流道堵塞 扬程下降 效率降低。2.离心式水泵有哪过流部件？各起什么作用？叶轮： 是能量转换的元件。吸入室：向叶轮提供具有合适大小的均匀分布的入流速度。压水室: 将叶轮内流出的介质收集起来送到出口管路或下一级，将圆周速度对应的动能转化为压力能。导流器：用于工况调节。3泵与风机工况调节的方法有哪几种？出口节流调节 进口

12、节流调节 采用导流器调节 采用可转动的叶片调节 变速调节 改变台数调节四、计算（ 共50分）1.（12分）离心式水泵最高效率为86%，轴功率为122.5kw，流量为720吨/时，扬程为50m流体介质密度为1000kg/m3。求有效功率和效率并分析在此效率下该泵工作的经济性。解：有效功率N1= =9800*720/3600*50=98000w=98kw。效率=N1/N=98/122.5=0.8泵的经济运行条件为效率不小于0.93*0.86=0.7998 。计算可知水泵在此效率下工作符合经济性要求。 U2cU2cr2c2w245º2.（15分）已知某离心风机转速为1000r/min，叶轮

13、外径为600mm，出口叶片安装角45度，出口轴面速度20m/s，法向入口，空气密度为1.2kg/m3。欲满足600Pa的全压要求按无穷叶片数考虑该风机能否满足。速度三角形如图，有题可得u2=2nr/60=2*1000*0.3/60=31.4m/s cu2= u2-cr2*ctg45º=11.4 m/s 由欧拉方程得 =1.2(31.4*11.4-0)=429.5Pa 风机所产生的全压小于所需的全压，故不能满足要求。3.(10分)某水泵允许吸上真空度为6.5米，吸水管流速为3.15米/秒，吸水管水头损失0.5米。现将水泵安装于距水面5.8米处，问水泵能否正常工作。解：根据水泵安装高度计

14、算公式有Hz=Hs-v2/2g-hl=6.5-3.152/2g-0.5=5.5m。为保证水泵正常工作，不发生气蚀，安装高度不应超过5.5米，现将其安装于距水面5.8米处，不能保证水泵正常工作。4.（13分）有一台通风机，其风量为70m3/s,转速为450r/min,风压为2610Pa,由于通风管路阻力增大，使其流量减小为原来的一半，问要保持原流量不变，风机转速应调为多少？对于通风机的管网特性曲线有： ，因此管网特性曲线和等效率曲线重合。则有： ，那么：n2=2n1=900r/min 。一、填空（每空1分 共20分）1、 泵与风机是指以流体为工作介质与能量载体的机械设备。2、叶片式流体机械中，介

15、质作用于叶片的力是惯性力。3、从理论上来讲，泵与风机的设计工况与最高效率点工况是一致的。4、叶片式流体机械冲角的存在破坏了无冲击进口条件，大流量工况为负冲角，小流量工况为正冲角。5、流体机械在能量转换过程中，能量损失有水力损失、容积损失、机械损失三种类型。6、反作用度的意义是静压与全压的比值，其表达式是=pst/pt。7、在离心风机中叶片形状有前弯 径向 后弯三种。分别对应的出口流动角>90º =90º <90º。8、我国水泵行业习惯使用的比转速表达式为ns=3.65q1/2/h3/4。9、离心式流体机械无穷叶片数时，理论扬程随流量的变化规律与2有关，

16、当2>90时，扬程升高；2=90不变；2<90º降低。 二简答（ 每题5分共20分）1. 1. 离心式水泵工作时轴向力是如何产生的？通常采用的平衡装置有哪些？轴向力的产生是由于在叶轮出口处的高压流体泄漏到低压侧和叶轮背面时压力不平衡造成的。通常采用的平衡装置有：平衡孔 平衡管 平衡盘 平衡鼓。2.泵与风机有哪几种工况调节的方法？出口节流调节 进口节流调节 采用可转动的叶片调节 预旋调节 采用可转动的扩压器叶片调节 变速调节 改变台数调节3.流体在叶轮中运动时，有哪几种速度？这些速度之间有什么关系？有三种：绝对速度、流体质点相对与叶轮的速度即相对速度、叶轮上与所考察的流体质

17、点重合点德速度即圆周运动速度。它们的关系为。4.试分析比转速对泵几何尺寸的影响。根据，当ns比较小时，泵的叶轮流道狭长，当随ns较大时叶轮流道变的短而宽。随着ns的增大叶轮直径比变小叶轮由离心式变为轴流式的。三、计算（ 共60分）1、（10分）一台通风机其进口静压为-367.9Pa,进口动压63.77Pa，出口静压186.4Pa，出口动压122.6Pa，求风机的全压和静压各为多少？当通风网络阻力为600Pa时该风机能否满足要求。解：由风机全压和静压的定义可得Pt=P2-P1+=186.4-(-367.9)+122.6-63.77=613.13PaPst=Pt-=613.13-122.6=490

18、.53Pa。风机静压小于网络阻力，故不能满足要求。2.（12分）有一水泵，当其转速为n=2900r/min时，流量Q=9.5m3/min，扬程为H=120m,另有一和该泵相似制造的泵，流量为Q=38m3/min，扬程为H=80m。问其叶轮的转速应为多少？解：原泵的比转速 ，相似泵的比转速 相似泵的比转速应相等即那么r/m。3.（8分）有一单级离心泵，流量qv=68m3/h，hr=6m，从容器中抽送温度为40的清水，吸水管路阻力损失H=0.5m。水泵的安全空化余量为0.4m，试求泵的几何吸入高度？（40时水的汽化压力为0.75m，当地大气压为10.36m）解：设泵的安装高度为HSZ: HSZ:=

19、2.71m。4、（15分）已知某离心风机转速为1000r/min，叶轮外径为600mm，出口叶片安装角45度，出口轴面速度20m/s，法向入口，空气密度为1.2kg/m3。按无穷叶片数求其全压。4.解：速度三角形如图，有题可得U2cU2cr2c2W245ºu2=2nr/60=2*1000*0.3/60=31.4m/scu2=cr2*ctg45º=20 m/s由欧拉方程得=1.2(31.4*20-0)=753.6Pa风机所产生的全压大于所需的全压，故能满足要求。5（15分）水泵吸水管内径d=50mm，总长L=6m，吸水高度H=3m,泵的流量Q=15m3/h，管路中有弯头一个局

20、部损失系数为0.5，底阀一个5.0，且沿程阻力系数0.03。试求泵入口处的表压力。解：取自由液面和泵的入口处分别为1-1，2-2截面，对二截面列伯努利方程： =， 其中，v1=0，v2p1=pa, Z1=0 ， Z2=3m 代入方程得：p2=49160pa一.填空（每空1分 共20分）1.离心泵叶轮根据叶片出口相对流动角2的不同可分为三种不同形式，当2<90 º时为后弯，2=90 º时为径向，2>90º时为前弯.2.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的形式有开式、闭式、半开半闭式三种。3、装置有效汽蚀余量越大，机械低压侧液体具有的能量超过液体汽化压力的余量

21、越多，越 不容易发生汽蚀。4. 泵与风机中能量转换时的损失可分为机械损失 水力损失 容积损失。5.反作用度表示静压能在总能量头中的比重。6.通用特性曲线是以流量系数为横坐标；压力系数为纵坐标绘制的。7.泵与风机调节工况的方法有节流调节，导叶调节，动叶调节，气蚀调节，变速调节，改变台数调节。二、简答（ 每题5分 共20分）1试述泵与风机的工作原理当叶轮随轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力，并使气体从叶片间的出口处甩出。被甩出的气体及入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能使风机的的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不

22、断地输送气体。2. 叶片一般分为哪几种形式?各有何优缺点? 前弯叶片：能产生较大的能量头，但其效率比较低，容易出现多工况工作的情况。径向叶片：产生的能量头界与前弯叶片与后弯叶片之间，效率居中。后弯叶片：产生的能量头较低，但效率较前弯叶片高，且不容易出现不稳定工作区。3.降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？(1)首级叶轮采用双吸式叶轮(2)加装诱导轮(3)采用双重翼叶轮、超汽蚀叶轮。4.某水泵按图纸要求安装后，开动起来抽不上水，试分析可能原因。吸水管路不严密，有空气漏入。泵内未灌满水，有空气存在。安装高度太高了.电动机反转了.叶轮及出水口堵塞。三、计算（ 共60分）1.（10分）有一水泵，当其转速为

23、n=2900r/min时，流量Q=9.5m3/min，扬程为H=120m,另有一和该泵相似制造的泵，流量为Q=38m3/min，扬程为H=80m。问其叶轮的转速应为多少？解：原泵的比转速 相似泵的比转速 相似泵的比转速应相等即那么r/m2（15分）某工厂由冷冻站输送冷冻水到空气调节室的蓄水池，采用一台单吸单级离心式水泵。在吸水口测得流量为60L/s，泵前真空计指示真空度为4m，吸水口径25cm。泵本身向外泄漏流量约为吸水口流量的2。泵出口压力表读数为3.0/,泵出口直径为0.2m。压力表安装位置比真空计高0.3m，求泵的扬程。解：=3.0/=30000/9.807=294.0 3.（20分）有

24、一离心泵，叶轮外径D2=22cm，叶轮出口宽度b2=1cm，叶轮出口安装角b2=22，转速n=2900r/min，理论流量Q=0.025m3/s，设流体径向流入叶轮，即1=90，求，u2，w2，v2，2并计算无限多叶片叶轮的理论扬程。解：m/s m/s m/s m/s m4（15分）如图所示，水泵吸水管内径d=50mm，总长L=60m，H=30m,泵的流量Q=15m3/h，管路中有弯头一个局部损失系数为0.5，底阀一个5.0，且沿程阻力系数0.03。试求泵入口处的表压力。.解：选取和两过流断面，列伯努利方程沿程损失局部损失代入数据：故此泵不能正常吸水，泵入口处的表压力为零一、填空（每空1分 共

25、20分）1 通风机的静压是指全压与动压之差。2 泵在工作时的最优工况指的是设计工况。3 流体进入叶轮时进口流动角与叶片安放角相等时称为无冲击进口。 4. 欧拉方程式第二表达式的主要意义是将能量头分成两部分，第一部分表示介质通过叶轮后_静压能的变化量，第二部分表示介质的，动能的变化量。5在相似准则数中，弗劳德数表示惯性力与重力之比。6. 叶片式流体机械中的能量损失可分为水力损失，容积损失，机械损失。7. 在我国风机行业中习惯用的比转速的表达式是ns=q1/2/ptF3/4。8. 泵在工作时，当其转速不变而流量变化时，流量增大其出口相对流动角增大 (增大或减小)。9.在泵中只决定于机械装置与环境的

26、有关参数的空化余量称为装置空化余量，于机器内部流动特性有关而与装置无关的称为必须汽蚀余量。10、扩压器是将叶轮出口处的大部分动能有效的转换成压力能的装置。其形式有有叶扩压器和无叶扩压器两种。11. 流体机械工况调节方法中最经济的是变速调节。二、 简答（15分）1.泵与风机工况调节的方法有哪几种？出口节流调节 进口节流调节 采用导流器调节 采用可转动的叶片调节 变速调节 改变台数调节2.什么是汽蚀现象？它对泵的工作性能有何危害？液体在叶轮中流动时由于流体压力降低产生的气体或液体中溶解的气体析出，对叶轮起腐蚀作用，我们把汽泡的形成，发展，和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。材料造成破坏 、产生噪声或震动、流道堵塞、扬程下降、效率降低3.离心泵中压水室的作用是什么？.压水室将叶轮内流出的介质收集起来送到下一级，同时消除介质所具有的环量，将圆周速度所对应的动能转化为压力能。三