石油矿场水力机械东油复习题

PAGEPAGE3一、填空1.单螺杆泵转子截面形状为，衬套断面轮廓为，其中两个半圆的半径与转子半径。2.单螺杆泵的理论流量与螺杆偏心距、螺杆断面直径、衬套导程及螺杆转速有关。3.往复泵泵内能量损失包括损失、损失和损失。4.从原理上讲，泵可以分为两大类，即和。螺杆泵属于泵。5.多级离心泵轴向力平衡方法有叶轮对称布置、平衡鼓和自动平衡盘法。6.常用的往复泵泵阀结构形状为平板阀、锥形阀和球阀。7.液力变矩器主要由泵轮、涡轮及等导轮组成。8.液力偶合器的循环流量是指单位时间内由泵轮泵入涡轮的液体体积。9.往复泵的总效率等于，和之积。10.离心泵叶轮转速n=1450rpm，出口直径为250mm，则叶轮出口处的圆周速率u2=m/s。11．往复泵的5项基本参数包括、、功率和冲次。12．当往复泵曲柄连杆比、曲柄半径为R，曲柄转动角速度为ω时，活塞运动的位移方程为：，速度方程为：，加速度方程为：13.离心泵吸入池液面压力与液体汽化压力之差（Pa—Pt）/ρg=5m，吸入管路阻力损失和泵许用汽蚀余量分别为1m和2m，则该泵的最大允许安装高度为m。14.往复泵调节流量的方法有、、和改变冲程。二．选择单螺杆泵螺杆偏心距为e，且衬套断面轮廓呈长圆形，则其长边长度为：A.eB.4eC.3eD.2e单螺杆泵衬套及螺杆的导程分别为T和t，则T=。A.tB.4tC.2tD.3t射流泵喷嘴的作用是将部分。A.压能转化为动能B.动能转化为压能C.压能转化为位能D.位能转化为动能4．射流泵正常工作时喷嘴出口处液体压力比喷嘴入口处的液体压力。A.高B.低C.相等D.不一定双缸单作用往复泵，当时，其流量不均度为。A.B.0.314C.D.0.141离心泵叶轮出口结构角。A.大于B.等于C.D.0.141变矩器的工作轮包括。A.泵轮B.涡轮C.导轮D.泵轮、导轮和涡轮8．偶合器泵轮转速涡轮转速时，偶合器才能正常工作。A.大于B.等于C.小于D.以上都正确曲柄转动一周，双缸双作用往复泵的单个液缸实现次吸入次排出。A.1，1B.2，2C.离心泵不平衡轴向力产生的原因是。A.叶轮吸入口压力过高B.叶轮排出口压力过高C.叶轮两侧压力不等D.叶轮两侧压力相等11．单缸单作用往复泵冲程曲柄半径R=200mm，则该泵冲程S=mm。A.200B.400C.300D.12．单螺杆泵螺杆的导程t=150mm，则该泵衬套导程T=mm。A.600B.450C.300D.13.从本质上看，泵是将的能量转换的机器。A.机械能转换为液体能B.液体能转换为机械能C.机械能转换为机械能D.以上都对三．简答1．试论述往复泵排出空气包的工作原理？如图所示，往复泵排出过程中，在曲柄连杆和活塞杆的推动下活塞向右加速运动，泵排出的流量大，管路L1和L2内的流量增加，流速加快，管线的压力P1和P2增大，当P2＞P气时，部分液体进入空气包，空气包储存液体。活塞运行到后半段，活塞减速运动，泵排出的流量减少，管路L1和L2内的流量减小，流速下降，管线的阻力P1和P2降低；当P2＜P气时，空气包内的液体自动补充到排出管线L2内，使排出总管线中的流速趋于均匀，从而减小了排出总管线中的惯性水头。2.绘出三缸单作用往复泵流量曲线，列出各缸瞬时流量计算式，并计算流量不均度。答：三缸单作用往复泵流量不均度为：（5分）（3分）各缸瞬时流量表达式为：，，3.为何说钻井用往复泵的有效压头全部用于克服管路阻力。答：在排出池和吸入池表面各取一断面，单位重量液体在排出池和吸入池所具有的能量分别为：由能量守恒知：针对钻井泵，上式中，由于因此钻井用往复泵的有效压头全部用于克服管路阻力。4.牵引工况下偶合器泵轮与涡轮转速能否相等？为什么？答：偶合器工作时，泵轮内液体在离心力的作用下沿流道从中心部位流向边缘并在出口处以一定速度冲出涡轮，使涡轮同向转动。涡轮内的液体也受到离心力的作用从而阻止泵轮内液体进入涡轮，若，则液体将不再流动，循环流量，此时偶合器无法正常工作。因此。5.变矩器涡轮输出力矩能否大于泵论输入力矩？为什么？答：变矩器泵轮，导轮及涡轮对液体作用力矩为：且=，=，=因此++=0若忽略各种摩擦力，则有++=0即+当＞0时，即有＞，因此变矩器输出力矩可以大于泵轮力矩。6．往复泵流量系数与容积效率有何区别与联系。答：往复泵流量系数，它不仅与泵的漏失量有关，也与泵的充满程度相关。而容积效率，它反映的是得到能量的液体漏失的程度，与充满度无关。二者的相互关系可用下式表示，，其中为泵的充满系数。7.往复泵流量系数、容积效率以及泵效率有何区别与联系？答：往复泵流量系数，它不仅与泵的漏失量有关，也与泵的充满程度相关；容积效率，它反映的是得到能量的液体漏失的程度，与充满度无关；而泵的总效率，它反映泵能量转化的程度，或者说是输入到泵上的机械能有多少转化为液体能，所以三者之间有明显的区别（6分）。流量系数与容积效率二者的相互关系可用下式表示，，其中为泵的充满系数（2分）。而泵的总效率等于容积效率、机械效率和水力效率三者之积（2分）。四．计算题1．一台输水用双缸双作用往复泵活塞直径80mm，活塞杆直径25mm，冲程450mm，冲次45min-1，有效压头2500m，流量系数0.9，泵总效率0.9，求：（1）该泵的理论平均流量和实际流量；（2）泵的有效功率和轴功率。解：（4分）（4分）（4分）（3分）2.单吸式离心泵汽蚀比转数,汽蚀安全系数，以工作。将温度为的水供给油井洗井，供液量为，吸入管总阻力(水柱)，大气压力(水柱)，气化压力。问如何安装该泵才能正常工作？解：首先求解汽蚀余量（m）（5分）求解许用汽蚀余量(m)求解泵的允许安装高度(m)（8分）所以该泵安装在吸入池液面0.66m之下该泵才能正常工作。（2分）3.一台输水往复泵轴功率88.2kW，转化功率79.4kW，泵总压头130m，容积效率0.95，理论平均流量59L/s，设泵的充满系数1，求：（1）实际流量；（2）有效功率；（3）泵的机械效率、水力效率及总效率。解：1)6分5分3)4分一台单级离心泵，其叶轮内径=100mm，外径=270mm，叶片进口结构角和出口结构角=30°，叶片宽=27mm，=10mm，断面收缩系数经计算为==0.9，流量90m3/h，电机转速为1470。求：①叶轮进口和出口的圆周速度、相对速度和绝对速度？②液体无冲击进入叶轮的最优流量是多少？解（1）叶轮进口的速度：（m/s）（m/s）（m/s）出口速度（m/s）（m/s）（m/s）当=时，泵的流量为最优流量此时，（m/s）则（m/s）（m3/h）5.单作用往复式水泵，以12分钟充满了直径为2m，高为1.8m的水罐，泵缸套直径为200mm，活塞冲程为250mm，泵的有效压头为15m水柱，泵轴转数=65，泵水力效率为0.88，且充满系数。求该泵的流量系数及转化功率？6.一台单级离心泵，其叶轮内径=100mm，外径=270mm，叶片进口结构角和出口结构角=30°，叶片宽=27mm，=10mm，断面收缩系数经计算为==0.9，液体沿径向进入叶轮流道，且3.28m/s，电机转速为1470。求：①叶轮进口和出口的圆周速度、相对速度及出口绝对速度？②液体无冲击进入叶轮的最优流量是多少？7.如下图（见下页）所示的一密闭容器内液面上作用的压力为（即液体的汽化压力），用离心泵将泵内液体排出，已知液体密度1000kg/m3，允许的有效汽蚀余量6m，液体总的阻力损失1m，Z=6m,问此时泵能否正常工作。解：泵允许的安装高度为：3分则：（m）6分而实际安装高度为：(m)所以：(m)3分即泵不能正常工作。8.一台单级离心泵，其叶轮内径=100mm，外径=250mm，叶片进口结构角和出口结构角=30°，叶片宽=25mm，=10mm，断面收缩系数经计算为==0.9，流量95m3/h，电机转速为1470。求：①叶轮进口和出口的圆周速度、相对速度和绝对速度？②液体无冲击进入叶轮的最优流量是多少？解（1）叶轮进口的速度：（m/s）（m/s）（m/s）出口速度（m/s）（m/s）（m/s）当=时，泵的流量为最优流量此时，（m/s）则（m/s）（m3/h）五．论述题1.试推导离心泵理论压头的计算式为设m为每秒内流过叶轮的液体质量，则叶轮进口、出口处液体相对于泵轴线的动量矩分别为：若为作用在液体上的外力矩，由动量矩定理知：，即：其中：，，所以：又由能量守恒定理知：一般离心泵，即2.下图为多级离心泵轴向力自动平衡盘装置，依据其结构组成，分析其工作原理。答：（1）自动平衡盘法轴向力平衡装置的末级叶轮与平衡盘刚性联接，叶轮出口压力为，经径向间隙降压后，在平衡板与平衡盘形成的腔室内压力为，再经轴向间隙到平衡室后压力降为,平衡室与第一级叶轮吸入口相连。（5分）（2）压降，，。当工况一定时，保持不变，即为定值。（3）对叶轮，所受轴向力，方向指向吸入口。对平衡盘，所受轴向力，方向背向吸入口。（5分）（4）当时，平衡盘左移，减小，增大，则也增大（此时不变），直至。当时，平衡盘右移，增大，减小，则也减小（此时不变），直至。（5）由以上分析可以看出，只有成立，所以轴向力被完全平衡。（5分）3.下图为多级离心泵轴向力平衡鼓装置，依据其结构特点，试分析其