流体机械试卷一及参考答案

一、填空〔115分〕1.离心泵叶轮依据叶片出口相对流淌角β2β2<90º时为，β2=90º时为，β2>90º时为；对应于三种叶轮效率为、、。2前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向 。叶轮是离心泵的能量转换元件它的构造形式有 三种。泵与风机中能量转换时的损失可分为 、 、 。要保证泵不发生汽蚀，首先要正确地确定泵的 。泵串联运行时，所输送的流量均 联后的总场程为串联各泵所产生的扬程之和。二、选择〔220分〕离心式泵的主要部件不包括〔〕A.叶轮 C.机壳 D.吸入室v2-v2 u2-u2 w2-w2H 2

1 2 1 1 2在理论能头T21u2-u221

2g 2g 2g 中，表示液体静能头的中〔〕2gv2-v22 2g1w2-w21 22gu2-u2

w2-w222

1 1 22g离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于〔〕叶片入口安装角叶片出口安装角D．叶轮内径和宽度电厂中要求具有陡降型性能曲线的设备是〔〕给水泵 B．送风机 C．循环水泵 5．以下各项中与有效汽蚀余量NPSHa值无关的是〔〕吸入管路参数管路中流量泵的构造泵入口压力6．两台风机并联运行的主要目的是〔〕B．增加扬程C．增加全压D为了保证串联运行时泵都工作在高效区，选择设备时，应使各泵在最正确工况点有相等或相近的〔〕A．扬程 C．比转数D．功率8．目前电厂大型机组的离心式送、引风机常承受的调整方式是〔〕导流器调整进口端节流调整回流调整出口端节流调整某台水泵在转速不变时，当输送的水温度增加时，其轴功率( A.增加 B.降低 C.不变 D.先降低，后增加当流体以α1=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( )HHu22u,T, g

HT,

u 2 2ugH w

2 2u,

wH 2 2uT,

g D.

T, g三、简答〔515分〕泵与风机的效率是如何定义的？它有哪几种效率组成？降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？ 缺点。四、计算〔50分〕500r/min36m3/s，由于网络阻力增加风量削减到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是否允许。分40℃的几何吸入高度？〔400.75m10.36m〕3.(18分)有一离心泵，其叶轮外径D2=22cm,n=2980r/min,叶轮出口安装角为b2=45о,出口处轴向速度Cm2=3.6m/s,速度三角形并计算求无限多叶片叶轮的理论扬程H 假设滑移系数u=0.8,泵的实际扬程为多少？。

T∞,4.〔14分〕试画图确定两台风机并联的工况点并说明步骤。《流体机械原理》试卷一参考答案及评分标准一．填空〔115分〕前弯叶片叶轮径向叶片叶轮后弯叶片 低 高中一样 3.开式闭式半开半闭式4.机械损失水力损失容积损失5.几何安装高度 6.相等二.选择〔220〕1-5BDBCC 6-10ABBBA三.简答〔515〕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η表示。(2分)(3分)降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？(1分二项5分)泵与风机的工况调整的方法有很多种，以节流调整和变速调整为例分析其优缺点。节流调整有出口节流和进口节流其调整方法便利简洁易于操作，但流淌损失较多不经济〔3分〕〔2分〕四.计算〔50〕1、解：应用比例定律有n=n1q1/q2=500*36/30=600rpm 〔7〕由于风机最大转速为600r/min，现为保证风量，风机需要在600r/min转速下工作才能安全应更换风机。〔10〕解：设泵的安装高度为HSZ:p p0va0

HaHSZ:= g ga

〔6分〕＝2.71m 〔8分〕dnu解：出口圆周速度：

2 60

34.31m/s 〔2分〕轴面速度： Cm2=3.6m/sc uu2 2

c cot 30.71m2 2 〔6分〕w c

m2 5.092 cosc2c2 c2u2 m2

m/sc2由欧拉方程式：

30.92

m/s 〔10分〕gH ucucth 2 u2 1 u1由于流体径向流入叶轮

〔14分〕PaabBPaabBBA1、2所以有u1滑移系数为u=0.8HHth所以u= th=86.01m/s 〔18分〕解：为简洁起见，以两台一样风机为例。依据并联时风压相等，流量相加的特点，作一系列的等风压线。〔4分〕〔8分〕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〔10分〕作图〔14分〕bHA HQB QA Q一、填空〔120分〕离心泵叶轮依据叶片出口相对流淌角β2的不同可分为三种不同形式，当β2<90º时为 ，β2=90º时为 ，β2>90º时为 是离心泵的能量转换元件它的形式有 三种。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越多，越 。泵与风机中能量转换时的损失可分为 、 、 。反作用度表示 在总能量头中的比重。通用特性曲线是以 为横坐标； 为纵坐标绘制的。泵与风机调节工况的方法有 、 、 、 、 、 。二、简答〔每题5分共20分〕试述泵与风机的工作原理?各有何优缺点?3.．降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？4..某水泵按图纸要求安装后，开动起来抽不上水，试分析可能缘由。三、计算〔共60分〕1.〔10分〕有一水泵，当其转速为n=2900r/minQ=9.5m3/min，扬程H=120mQ=38m3/minH=80问其叶轮的转速应为多少？215分〕某工厂由冷冻站输送冷冻水到空气调整室的蓄水池，承受一台单吸25cm2％。泵出口压力表读数3.0kgf/cm2,0.2m0.3m，求泵的扬程。3.〔20分〕有一离心泵，叶轮外径D2=22cm，叶轮出口宽度b2=1cm，叶轮出口安装角b2=22о，转速n=2900r/min，理论流量Q=0.025m3/s，设流体径向流程。415分〕如下图，水泵吸水管内径d=50mm，总长L=60H=30m,泵的流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。《流体机械原理》试卷四参考答案及评分标准一．填空〔20分〕后弯径向前弯2.叶轮开式闭式半开半闭式3.不简洁发生汽蚀4.机械损7.节流调整，导叶调整，动叶调整，气蚀调整，变速调整，转变台数调整二.简答〔20〕机的的吸入口通过叶轮前盘中心的孔口吸入，源源不断地输送气体。状况。————————————————————————〔1分〕分〕工作区。——————————————〔5分〕(2)加装诱导轮(3)承受双重翼叶轮、超汽蚀叶轮4.吸水管路不严密，有空气漏入。泵内未灌满水，有空气存在。叶轮及出水口堵塞。三.3.65nqv3.65*3.65nqv3.65*2900 0.1581275Hs 31.解：原泵的比转速 4

115.92

(3分)3.65nqvHn3.65nqvHs1 33.65*3.65*n18753860

(6分〕nn相像泵的比转速应相等即

s1 ss13.65 0.633n ns13.65 0.633

1068那么1 r/m〔10分〕m2.解：p =3.0kgf/cm2=30000kgf/m2m

9.807=294.0kPaH 4mBQ60L/s0.06m3/s (3v 0.06(10.02)41.87m/s2 3.140.22 (30.064v 1.23m/s1 3.140.252 (4HpMH

2v 2v

v21

Z”294.04(1.87)2(1.23)20.3 B 2g 9.807 29.807 (43040.1010.334.4m (1u

Db2 2

3.14*0.22*2900

33.383.解：2

60 60 m/s (3分)v Q2r Db2 2

0.0253.14*0.22*0.01

m/s 〔4分〕vw 22 sin

3.62rsinrb2

m/s 〔4分〕22w u22w22

24.682sin

2v 2r

3.62

2 2 0.146

m/s2 v 24.68 2

2

〔4分〕2 2 2 2

cos 23.38*24.68*0.989T g 9.8 m〔5分〕4.解：选取１－１和２－２两过流断面，列伯努利方程pZ 11

21

Z2

P

22

hlZ01

ZH2

V01PP1

QV2AVQ2

2.12mshf

l d2g

沿程损失 ----------------10分

hhhj j1

V2 V222 221 212

---------13分

p p1 239.54m10m故此泵不能正常吸水，泵入口处的表压力为零．----------------------------15分一、填空题〔120分〕 依据工作原理来分，可以将叶片式流体机械分为 和还击式，而还击式流体机械又可分为 、 和 等三种类型。 工作机的流量是指流过其 断面的流量，原动机的流量则是指其 断面的流量。 无穷远来流在

与孤立翼型弦〔由首端指向尾端〕之间的夹角称为 角，叶片式流体机械的叶栅绕流中即可反映为 与平均流淌角 。 水泵的根本性能曲线是指正常工况下以 转速运行是的 、 以及 等三条能量性能曲线和 汽蚀性能曲线。水轮机的有机械效率 等于 ，容积效率等于 ，流淌效率等于 ，总效率为 。通常叶轮番道投影图有两种形式它们是 投影图和 投影图。二、单项选择题〔220分〕 某一台水轮机工作时，其进口的流量为 ，出口流量为 ，叶轮番量为 ，则其容积效率为〔 〕。B． C．叶轮高压侧用符号“”表示，低压侧用符号“”表示，为重力加速度，为流体密度， ， 为总能头，则对于可压缩与不行压缩流体，叶片式流体机械的反作用度均可表示为〔 〕。B． C．s 由 可知，一台在额定转速下工作的水泵，随着其工作流量的减小，比转速n将〔 〕。s增大压缩机的轴功率

B．减小指的是〔 〕。

C．不变随着水泵流量的加大，其必需汽蚀余量A．增大 B．减小

将〔 〕。C．变化不定随着流体机械工作流量的削减，叶片的进口冲角将

〔 〕。增大水轮机的装置汽蚀系数水轮机的吸出装置有关；

减小与〔 〕。

变化不定B．水轮机叶轮进口的几何参数及运动参数有关；C．水轮机叶轮出口的几何参数及运动参数有关。立式混流水轮机的安装高程是指〔〕的高程。其固定底座平面；B．其基准面；C．其进口导叶水平中心平面。全调整轴流泵的叶片安放角增大，其

曲线〔 〕。向右上方抬高

向左下方降低

不发生位移随着比转数的增大，叶轮的滑移系数将〔〕。变化不定 B．增大 C．减小三、推断题〔2分，共20分〕〔〕有流体与转动的叶轮之间的摩擦所引起的圆盘损失属于流淌损失。〔〕叶片的凹面为工作面，凸面为反面。〔〕工作面比反面的压强大。〔〕相像的流体机械，其比转速相等；反过来，比转速相等的流体机械，其性能肯定相像。〔〕比转速越大，叶片的扭曲程度也越大。〔〕当流体机械的安装位置海拔高程越高，则其允许的安装高度也就越高。〔〕汽蚀比转速较大的水泵，其抗汽蚀性能较好。〔〕给定流量等其他参数不变，掌握在肯定的限制范围内提高叶轮的转速，其叶片进口的冲角将加大。〔〕以相对参数、无量纲参数和单位参数为变量所绘制的水泵的相对性能曲线、风机的无量纲性能曲线以及水轮机的综合特性曲线是比转速的函数。〔〕有限多叶片叶槽内轴向旋涡的旋向与叶轮转动的方向一样。四、简答题〔1020分〕 作为综合相像判别数，流体机械的比转数应具有唯一性，请具体说明有关规定。两台水轮机相像，其比转数是否相等？为什么？试用速度三角形和欧拉方程分析说明：轴流式叶轮的叶片是扭曲的。五、计算题〔1020分〕水轮机的流量 m3/s，水轮机进口压力表的读数为 N/m2，水轮机出口真空表的读数为

N/2

〔压力表处〕和排水管〔真空表处〕的直径分别为3.5m和5m，发电机功率表读数为kW，发电机效率为 ，求此时水轮机的轴功率、有效功率和水轮机的效率〔无视水轮机与发电机之间的传动损失，

N/m3〕。某水泵在放开抽送20C的常温清水〔0.6m，试求在武汉〔

〕，泵的转速〕和在拉萨〔

r/min，〕两地该泵的允许安装高度模型泵在转速

〔原型泵的r/min时的

是通过尺寸小一倍的模型泵试验求得的，，取汽蚀安全余量 m〕。一、填空题冲击式，径流式，斜流式，轴流式；进口，出口；攻，栅中翼型安放角，之差；4．额定， ， ， ， ；5． ， ， ， ；平面，轴面。二、单项选择题1〔；2.〔C； 3.〔C； 4.〔；5.〔C；6〔；7.〔； 8.〔C； 9.〔；10.〔C。三、是非题1〔√；2.〔×；3.〔×；4.〔√；5.〔√；6〔×；7.〔√；8.〔√；9.〔√；10.〔×。四、问答题1．1〕水泵额定点的参数，水轮机限制工况点的参数；一个标准大气压，20度清水；单个叶轮。2．径的加大，其栅中翼型的安放角是逐步变缓的。H”表述轮毂，下标“T”表述轮缘五、计算1．① ；② ；③ ;④2．①② ；武汉： ；拉萨：武汉大学动力与机械学院《流体机械及工程》2023——2023 上学期期末考试(试卷B)班级: 学号: 姓名： 成绩:＿＿＿＿＿＿题号 一 二 三 四 五 总分分数一、填空题〔120分〕流体机械是指以流体为 与 的机械设备。依据能量传递方向的不同，可以将流体机械分为 机和 机。叶栅的稠密度是 与 之比。依据流体流过叶轮前后压能是否相等，将叶片式流体机械分为 式和 式。在推导叶片式流体机械叶轮的欧拉方程时，有四个根本假定，这四个根本假定分别是 、 、 、和 。叶片式流体机械的主要性能参数有 、 、 、 、汽蚀余量和 。叶片式流体机械的速度三角形中有三条边，这三条边对应三个矢量，它们分别是 、 和 矢量。二、选择题〔220分〕某一台水轮机工作时，其进口的流量为 ，出口流量为 ，叶轮番量为 ，则其容积效率A．

为〔

C．叶片式流体机械的反作用度是〔 〕。动能与总能量头之比 B．静压能与总动能之比C．静压能与总能量头之比s由 可知，一台在额定转速下工作的水泵，随着其工作流量的减小，比转速n将〔 〕。s增大 B．减小 C．不变水轮机的轴功率N〔 〕。是发电机的输出功率 B．是水轮机的输出功率 C．等于给定水轮机装置，高池的水经过水轮机进入低池，高池的水位不变，当低池的水位上升时，水轮机的汽蚀系数A．增大

将〔 〕。B．减小 C．不定离心式水泵叶轮的叶片外形一般承受〔〕。向前弯曲水泵的有效汽蚀余量与水泵的必需汽蚀余量

径向延长〔 〕。有关；

向后弯曲B．与水泵的吸水装置有关；C．与水泵叶轮进口的运动参数有关。 某台水泵的汽蚀比转速 〔 〕。A．随水泵转速〔或流量〕的增加而增加；B．随水泵必需汽蚀余量的减小而增加；C．是一个定值。对于某叶片式流体机械，当流过它的流量偏离设计值时，冲角会发生变化，正冲角将导致在叶片的〔 〕产生旋涡。工作面 B．反面 C．工作面和反面 某给定的开敞式〔进、出水池水面为一个大气压〕离心泵系统中，当进水池的水面上升时，水泵的工作扬程将减小，而其轴功率将〔〕。不变 B．增大 C．减小三、推断题〔2分，共10分〕〔〕风机的轴功率就是驱动它的原动机的输入功率。〔〕当流体机械安装位置海拔高程越高，则流体机械的安装高度也就越高。〔