流体机械试卷一及参考答案.doc

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 290 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_。3.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有_、_、_三种。4. 泵与风机中能量转换时的损失可分为_、_、_。5.要保证泵不发生汽蚀，首先要正确地确定泵的_。6.泵串联运行时，所输送的流量均_，而串联后的总场程为串联各泵所产生的扬程之和。二、选择（ 每题 2 分 共 20 分）1离心式泵的主要部件不包括（ ）A.叶轮 B.汽缸 C.机壳 D.吸入室2.在理论能头 2gw-u-2gv-H12

2、1T 中，表示液体静能头的中（ ）Au-12B gvC 2w-1Du23离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（ ）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（ ）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（ ）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增加流量B增加扬程C增加全压D 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区，选择设备时，应使各泵在最佳工况点有相等或相近的（ ）A 扬程 B流量 C比转

3、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（ ）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( )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. HugT,2B. HugT,2C. wTu,2D. wTu,2三、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？2降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？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。四、计算

4、（ 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是否允许。2.（8 分）有一单级离心泵，流量 qv=68m3/h，h r=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）3.(18 分 )有一离心泵，其叶轮外径 D2=22cm,转速 n=2980r/min,叶轮出口安装角为 b2=45 ,出口处轴向

5、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？。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（每空 1 分 共 15 分）1.前弯叶片叶轮 径向叶片叶轮 后弯叶片 低 高 中 2.相同 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（每题 2 分 共 20 分）1-5 BDBCC 6-10 ABBBA三. 简答（每题 5 分 共 15 分）1.泵与风机的效率是如何定义的？

6、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。(2 分)机械效率 容积效率 流动效率(3 分)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。(一项 1 分 二项以上 5 分) 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。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。 （3分）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。 （2 分）四.计算（共 50 分）1、解：应用比例定律有n=n1q1/q2=500*36/30=600rpm

7、 （7 分）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。 （10 分）2. 解：设泵的安装高度为 HSZ:HSZ:=Hghpav0（6 分）2.71m （8 分）3.解：出口圆周速度：02dnu34.31m/s （2 分）轴面速度： Cm2=3.6m/s 71.30cot22mu（6 分）9.5s2wm/s.302mu m/s （10 分） 由欧拉方程式：cHuthg1 （14 分）由于流体径向流入叶轮所以有 01滑移系数为 u=0.8所以 u= th

8、=86.01m/s （18 分）4.解：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。 （4 分）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等效特性曲线。 （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）1、2QPQB QAB AHA HBa ab b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 290 时为_.2._是离心泵的能量转

9、换元件，它的形式有_、_、_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越多，越 。4. 泵与风机中能量转换时的损失可分为_、_、_。5.反作用度表示_在总能量头中的比重。6.通用特性曲线是以 为横坐标； 为纵坐标绘制的。7.泵与风机调节工况的方法有_、_、_、_、_、_。二、简答（ 每题 5 分 共 20 分）1试述泵与风机的工作原理2. 叶片一般分为哪几种形式?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，试分析可能原因。三、计算（ 共 60 分）1.（10 分）有一水泵，当其转速为 n=2900r/min

10、 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？2 （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 kgf/ 2cm,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。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=22，转速

11、 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。4 （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。流体机械原理试卷四参考答案及评分标准一 填空（每空一分共 20 分）1.后弯 径向 前弯 2.叶轮 开式 闭式 半开半闭式 3.不容易发生汽蚀 4.机械损失 水力损失 容积损失 5.静压能 6.流量系数 压力系数 7.节流调

12、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（共 20 分）1.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，源源不断地输送气体。2. 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。 （1 分）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。（2 分）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。 （5 分）

13、3(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.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. 1.解：原泵的比转速92.158.029*65.3. 754 Hqnvs(3 分)相似泵的比转速75.01431 3.nvs( 6 分）相似泵的比转速应相等即 s1那么0683.657.1nsr/m（10 分）2.解： mp=3.0kgf/ 2c=30000kgf/ 2m9.807=294.0kPaHB4Z3.0ssLQ/6/ (3 分)v87.1)2.0(14.362(3 分)smv/23.1)5.0(1

14、4.36(4 分)3.087.9)()(87.92 22 ZgHpBM(4 分).01.430(1 分)3.解：3.6*622 bDum/s (3 分)62.01.214.352vQrm/s （4 分）79sinsi22brwm/s （4 分）68.24cos22 bum/s 1.068.43sin2vr2（4 分）05.83.9*64.cos2 gHTm（5 分）4.解：选取和两过流断面，列伯努利方程 smAQVPZhlVpa12.00221 12211沿程损失米 水 柱9.8gdlhf-10 分局部损失米 水 柱54.2121 Vjjj -13 分代入数据：mp054.392故此泵不能正常

15、吸水，泵入口处的表压力为零-15 分一、填空题（每空 1 分，共 20 分）1. 根据工作原理来分，可以将叶片式流体机械分为 和反击式，而反击式流体机械又可分为 、 和 等三种类型。2. 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。3. 无穷远来流 与孤立翼型弦 （由首端指向尾端）之间的夹角称为 角，wl在叶片式流体机械的叶栅绕流中即可反映为 与平均流动角 。4. 水泵的基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。 5. 水轮机的有机械效率 等于 ，容积效率 等于 ，流动效率mv等于 ，总效率 为 。 h6. 通常叶轮流道

16、投影图有两种形式，它们是 投影图和 投影图。二、单项选择题（每小题 2 分，共 20 分）1. 某一台水轮机工作时，其进口的流量为 ，出口流量为 ，叶轮流量为 ，则pQsQTQ其容积效率 为（ ）。vA pTQB psC Ts2. 叶轮高压侧用符号“ ”表示，低压侧用符号“ ”表示， 为重力加速度，sg为流体密度， ， 为总能头，则对于可压缩与不可压缩流体，psstd1gHTH叶片式流体机械的反作用度均可表示为（ ）。A stTHB TstH1C TstH3. 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，4/365.Qns比转速 ns 将（ ）。A增大 B减小 C不变 4. 压

17、缩机的轴功率 指的是（ ）。P5. 随着水泵流量的加大，其必需汽蚀余量 将（ ）。rhA增大 B减小 C变化不定 6. 随着流体机械工作流量的减少，叶片的进口冲角将 （ ）。A增大 B减小 C变化不定 7. 水轮机的装置汽蚀系数 与（ ）。HhapA水轮机的吸出装置有关；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。8. 立式混流水轮机的安装高程是指（ ）的高程。 A其固定底座平面； B其基准面； C其进口导叶水平中心平面。9. 全调节轴流泵的叶片安放角增大，其 曲线（ ）。)Q(HA向右上方抬高 B向左下方降低 C不发生位移 10. 随着比转数的增大，叶

18、轮的滑移系数将（ ）。A变化不定 B增大 C减小 三、判断题（是“” ，非“” ，每小题 2 分，共 20 分）1 （ ）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动损失。2 （ ）叶片的凹面为工作面，凸面为背面。3 （ ）工作面比背面的压强大。4 （ ）相似的流体机械，其比转速相等；反过来，比转速相等的流体机械，其性能一定相似。5 （ ）比转速 越大，叶片的扭曲程度也越大。sn6 （ ）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。7 （ ）汽蚀比转速 较大的水泵，其抗汽蚀性能较好。C8 （ ）给定流量等其他参数不变，控制在一定的限制范围内提高叶轮的转速，其叶片进口的

19、冲角将加大。9 （ ）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。sn10 （ ）有限多叶片叶槽内轴向旋涡的旋向与叶轮转动的方向相同。 四、简答题（每小题 10 分，共 20 分）1. 作为综合相似判别数，流体机械的比转数应具有唯一性，请具体说明有关规定。两台水轮机相似，其比转数是否相等？为什么？2. 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（每小题 10 分，共 20 分）1. 水轮机的流量 m3/s，水轮机进口压力表的读数为 N/m2，水轮25Q 510234.dp机出口真空表

20、的读数为 N/m2，两表中心高差为 ，进水管5109.sp m8.Z（压力表处）和排水管（真空表处）的直径分别为 3.5 m 和 5 m，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790dN.d水轮机的效率（忽略水轮机与发电机之间的传动损失， N/m3）。980g2. 某水泵在敞开抽送 20C 的常温清水（ ），已知泵的转速 r/min，m24.0Hv960n吸水管路水力损失为 0.6m，试求在武汉（ ）和在拉萨（ ）3.1a m4.Ha两地该泵的允许安装高度 （原型泵的 是通过尺寸小一倍的模型泵试验求得grh的，模型泵在转速 r/min 时的 ，取汽蚀安全余量 m）。1450mnm1.2r5.0K一、填空题