水力学与水泵复习题(含答案)

水力学与水泵复习题

1、

绝对压强、相对压强、真空压强的定义及它们之间的关系。

1.1以设想完全没有大气存在的绝对真空为零计量的压强称为绝对压强p‘；

1.2以当地大气压作为零点计量的压强是相对压强p ，若当地大气压强用绝对压强表示为

pa ，则相对压强与绝对压强的关系为：p= p ＇- pa

当液面与大气相连通时，根据相对压强的定义，液面压强可表示为：p0 = 0 静止液体中某点的相对压强为：p=γh

1.3 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。负压的绝对值称为真空压强： 2、

掌握水泵的分类？掌握离心泵的工作原理及工作过程。

2.1 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。以叶片式水泵结构简单，维修方便，在实际应用中最为广泛。叶片式水泵中：

离心泵的特点小流量、高扬程。 轴流泵的特点大流量、低扬程。

混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。

(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。

容积式泵分为往复式和回转式二大类

(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。

2.2 离心泵的工作原理

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 。

3、

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。

3.1 叶轮

叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种

叶轮按其盖板情况分封闭式叶轮（单吸和双吸属这种）、敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式.

3.2 轴封装置：泵轴与泵壳间，有填料密封和机械密封

填料密封(压盖填料型填料盒)包括5部分：轴封套；填料；水封管；水封环；压盖 填料：阻水或阻气的密封作用，用压盖来压紧，压得太松达不到效果，压得太紧机械磨损大，消耗功率大；一般以水封管内水能通过填料缝隙呈滴状渗出为宜。 3.3 减漏环(承磨环)：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处

'

p p p a v -=

4 掌握离心泵的主要性能参数的意义及计算公式，水泵铭牌上各参数的意义。 （1）．流量Q ：

定义：水泵在单位时间内所输送的液体数量 单位：m3/h ，m3/s ，l/s 等。 与叶轮结构、尺寸和转速有关。 （2）．扬程H ：

定义：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。 与Q 、叶轮结构、尺寸和n 有关。 单位：m （3）．轴功率N

定义：原动机或电动机传给水泵泵轴上的功率。 单位：千瓦或马力 （4）．效率η

定义：水泵的有效功率与轴功率的比值。η<100%——容积损失，水力损失，机械损失。

N

N u

=

η 水泵有效功率Nu 定义：单位时间内流过水泵的液体从水泵那得到的能量叫有效功率。

(W) QH g N u ρ=

ρ----液体密度（3/m kg ）

；g----重力加速度(2/s m )；Q----流量(s m /3

)；H----扬程（m ）。 水泵运行电耗值计算：)(1000QH

W 2

1h kW t g ⋅⋅=

ηηρ

（5）．转速n

定义：水泵叶轮转动速度，每分钟转动次数 单位：r/min （1000~3000rpm ；2900rpm 常见） （6）．允许吸上真空高度Hs 和汽蚀余量Hsv

● 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，mH2O 。反应离

心泵吸水性能。

● 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。 (7) 水泵名牌上数值的意义

表示水泵在设计流速下运转，效率最高时的流量，扬程，轴功率即允许吸上真空高度或汽蚀余量值。反应的是水泵效率最高点的各参数值。是该水泵设计工况下的参数值。实例见课本16页）

5 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，公式中各个参数的意义是什么Hss, Hsd, Hv, Hd, Hst 等。

水泵的总扬程基本计算方法：（ST H 、Hss 和Hsd 的定义）

（1）进出口压力表表示（校核）

H= Hd+Hv

Hd ：以水柱高度表示的压力表读数（m ） Hv ：以水柱高度表示的真空表读数（m ） 因此，可以把正在运行中的水泵装置的真空表和压力表的读数相加，就可得该水泵的工作扬程。

（2）用扬升液体高度和水头损失表示（设计扬程） H=ST H +Σh 也即：ST H =Hss+Hsd ；

ST H ：水泵的静扬程（mH2O ）

，即高位水池与吸水池测压管自由水面之间的高差值； Σh ：水泵装置管路中水头损失之总和（mH2O ） 其中，ST H =Hss+Hsd ；

Hss ——水泵的吸水地形高度，即泵轴与敞开的吸水池自由水面之间的高差值；或泵轴与封

闭的吸水池测压管自由水面高差值；也称安装高度，当水面测压管高度低于泵轴时，泵为抽吸式工作情况，高于泵轴为自灌式。

Hsd ——水泵的压水地形高度，即高位水池测压管自由水面与泵轴之间高差值。

6 离心泵特性曲线中涉及到的问题：为什么离心泵要闭闸启动；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？

实测特性曲线讨论（重点）

（一）离心泵与风机性能曲线讨论 （1）Q~H 曲线中掌握：

特性曲线的特点：下倾的抛物线型（Q ～H 曲线是下降的曲线，即随流量Q 的增大，

扬程H 逐渐减少；）

水泵高效段范围：在效率最高点左右大约10％范围内；泵与风机在此区域内工作最

经济。

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。最高效率所对应的工况点，称最佳工况点，它是泵与风机运行最经济的一个工况点。

（2）Q ～N 曲线中掌握：

曲线特点：离心泵的功率曲线是一上升的曲线，即功率随流量的增加而增加。当流

量为零时，其轴功率最小，约为额定功率的 30 ％左右。当液体密度发生变化，Q~N 曲线发生变化。

为什么水泵空载运行时间不能过长？

流量Q=0时，相应轴功率并不等于0。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。（通常1~5min ）

闭闸启动的概念和原因： 泵启动前，压水管上闸阀是全闭的，待电动机运转正常后，压力表读数达到预定数值时，在逐步打开闸阀，使泵正常运行。

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