水力学与水泵复习题

水力学与水泵复习题考试题型一、名词解释（每题2.5分，共10分）二、单项选择题10题，每题2分，共20分三、简答题3题，每题10分，共30分四、计算题3题，共40分复习提纲名词解释绝对压强p/：以无气体分子存在的完全真空为零点起算的压强相对压强p：以当地同高程的大气压强pa为零点起算的压强p=p/-pa真空压强:当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，该点的相对压强为负值，则称该点存在真空。负压的绝对值称为测压管高度（h)：液体中任意一点的相对压强可以用测压管内的液柱高度来表示。此液柱高度称为测压管高度。测压管水头：把任意一点的相对压强高度与该点在基准面以上的位置之和，称为测压管水头.水泵：水泵是输送和提升液体的机器。它把原动机的机械能转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。叶片式水泵：是依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换。容积式水泵流量：水泵在单位时间内所输送的液体数量扬程；单位重量液体通过水泵后所获得的能量，又叫总扬程或总水头轴功率；原动机或电动机传给水泵泵轴上的功率有效功率；有效功率是单位时间内通过泵或风机的流体实际所得到的功率效率；水泵的有效功率与轴功率的比值允许吸上真空高度Hs；指水泵在标准状况下运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度汽蚀余量Hsv；指水泵入口处，单位重量液体所具有的超过饱和蒸气压力的富裕能量。反应轴流泵，锅炉泵的吸水性能。吸水地形高度；自泵吸水井水面得测管水面至泵轴之间的垂直距离压水地形高度；从泵轴至水塔得最高水位或密闭水箱液面得测管水面之间的垂直距离水泵静扬程；泵吸水井得设计水面与水塔（或密闭水箱）最高水位之间得测管高差。闭闸启动；泵启动前，压水管上闸阀是全闭的，待电动机运转正常后，再逐步打开闸阀开闸启动；闸阀全开情况下启动电动机水泵工况点；给定的流量下，均有一个与之对应的扬程H或全压p，功率N及效率η值，这一组参数，称为一个工况点水泵并联工作；指两台或两台以上的泵或风机向同一压力管路输送流体的工作方式水泵串联工作；指前一台泵或风机的出口向另一台泵或风机的人口输送流体的工作方式工作扬程；把正在运行中的水泵装置的真空表和压力表的读数相加设计扬程；水泵在最高效率点运行时的扬程水头损失；水流中单位重量水体因克服水流阻力作功而损失的机械能。二、各章节重点绝对压强、相对压强、真空压强之间的关系。p=p/-pa掌握水泵的分类？掌握离心泵的工作原理及工作过程。水泵按其作用原理可分为以下三类：(1)叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类的有离心泵、轴流泵、混流泵(2)容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。一般使工作室容积改变的方式有往复运动和旋转运动两种。(3)其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一类螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵。离心泵的工作原理及工作过程:离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水。离心泵主要零部件中的叶轮类型、轴封装置、减漏环的作用，设置位置。叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种叶轮按其盖板情况可分封闭式叶轮、敞开式叶轮和半开式叶轮三种减漏环：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处存在一个转动接缝，容易发生水的回流。产生容积损失。作用：增加水流回流阻力位置：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处轴封装置：泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在着间隙，如不采取措施，间隙处就会有泄漏，所以需在轴与壳之间的间隙处设置密封装置，防止泄漏掌握离心泵的主要性能参数的定义及计算公式，水泵铭牌上各参数的意义。P16掌握离心泵的工作扬程与设计扬程的计算方法和计算公式。P23-24工作扬程：设计扬程：离心泵特性曲线中：为什么离心泵要闭闸启动；轴流泵要开闸启动？为什么离心泵空载运行时间过长；水泵Q～H曲线中高效段范围；当重度和粘度发生变化时，特性曲线如何变化？离心泵要闭闸启动：在空转状态时，轴功率(空载功率)最小，一般为设计轴功率的30％左右，为避免启动电流过大，原动机过载，所以离心式的泵与风机要在阀门全关的状态下启动，待运转正常后，再开大出口管路上的调节阀门，使泵与风机投入正常的运行。轴流泵要开闸启动：Q-N曲线是陡降曲线，当Q=0，即出水闸阀关闭时，轴功率N很大，因此，轴流泵启动时，应当再闸阀全开情况下来启动电动机。水泵空载运行时间不能过长：这时，空载功率主要消耗在机械损失上，如旋转的叶轮与流体的摩擦，使水温迅速升高，会导致泵壳变形、轴弯曲以致汽化，因此，为防止汽化，一般不允许在空转状态下运行或不能空载运行时间太长。在最佳工况点左右的区域(一般不低于最高效率的0.85～0.9/最高效率点的10%)称为经济工作区或高效工作区当液体重度发生变化时，对各条曲线的影响。（只有Q~N曲线发生变化）当液体粘度变化时，各条曲线都发生变化掌握离心泵定速工作时求工况点的图解法作图步骤方法及数解法计算过程。图解法，直接法：（1）绘水泵性能曲线Q～H；（2）绘管道系统特性曲线Q～∑h；（3）两曲线相交点M称为水泵装置工况点(工作点），此时，M点对应横坐标QA和纵坐标HA分别为水泵装置的出水量和扬程。折引法步骤：（1）先在沿Q坐标轴下画出管道损失特性曲线Q～∑h/再在水泵特性曲线Q～H上减去相应流量下的水头损失，得到（Q～H）‘曲线（2）（Q～H）‘为折引特性曲线，沿水塔作一水平线与（Q～H）曲线交于点M’.此M’点的纵坐标代表了该装置得静扬程，由M‘向上作垂线引申与（Q～H）交于M点，则M点纵坐标为水泵的工作扬程离心泵装置工况点变化后常用的人为调节方法有哪几种？其调节的原理是什么？在调节过程中，Q，H，N时如何变化的？闸阀调节：通过改变闸阀的开启度，调节流量，使管道系统特性曲线发生变化，工况点向左移动Q减少N减少H增加调速调节：改变水泵的转速，可以使水泵的性能曲线改变，达到调节水泵工作点的目的变径调节：用车削的方法将水泵的外径车小，达到改变水泵性能曲线和扩大使用范围的目的离心泵调速，变径调节中要掌握：相似定律、比例律，切削律公式；根据书上例题及课堂上的练习题，掌握遇到两类问题的图解法步骤，数解法计算过程。比例律在泵站设计与运行中的应用，最常遇到的情形有二种：1、已知水泵转速为n1时的(Q～H)1曲线如图所示，但所需的工况点，并不在该特性曲线上，而在坐标点A2(Q2，H2)处。求：如果需要水泵在d点工作，其转速n2应是多少?2、已知水泵n1时的(Q～H)1曲线，试用比例律翻画转速为n2时的(Q～H)2曲线。重点掌握求离心泵并联工况点图解法四个模型，记住求解步骤及作图方法。数解法中要掌握同型号水泵并联、不同型号水泵并联工况点的求解方法及计算公式。掌握汽蚀的发生条件；什么是气穴现象？什么是汽蚀效应？汽蚀现象产生的原因？水泵最大安装高度的计算公式；Hs的修正公式；判断气蚀现象发生的方法。气穴现象：当叶轮进口低压区的压力户Pk≤Pva时，水就大量汽化，同时，原先溶解在水里的气体也自动逸出，出现“冷沸”现象，形成的汽泡中充满蒸汽和逸出的气体。汽泡随水流带入叶轮中压力升高的区域时，汽泡突然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向汽泡中心，在汽泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象，其瞬间的局部压力，可以达到几十兆帕，此时，可以听到汽泡冲破时炸裂的噪音，这种现象称为气穴现象气蚀现象：一般气穴区域发生在叶片进口的壁面，金属表面承受着局部水锤作用，经过一段时期后，金属就产生疲劳，金属表面开始呈蜂窝状，随之，应力更加集中，叶片出现裂缝和剥落。在这同时，由于水和蜂窝表面间歇接触之下，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起电化腐蚀，使裂缝加宽，最后，几条裂缝互相贯穿，达到完全蚀坏的程度。水泵叶轮进口端产生的这种效应称为“气蚀”现象产生的原因：安装高度太高被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；吸入管路阻力或压头损失太高水泵本身的抗气蚀性能水泵中最低压力Pk如降低到被抽液体工作温度下的饱和蒸汽压力(即汽化压力)Pva时，泵壳内即发生气穴和气蚀现象。Pk≤PvaHv＞HsHsvr＞Hsva轴流泵结构中导叶的作用；为什么轴流泵需要开闸启动？轴流泵的工况点调节方式；轴流泵叶轮类型。导叶：把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动。轴流泵的工况点调节方式：变角调节，改变叶片装