泵与风机复习题

《泵与风机》复习题

一、填空题

1 泵与风机在能量转换分析中，轴功率P sh，有效功率P e，内功率P i和原动机功率P g的大小关系为：P g＞P sh＞P i＞P e。

2 风机按照所产生的全压高低可分为通风机、鼓风机和压缩机三类。

3 叶片式泵与风机按照叶片对流体做功的原理不同，可以分为离心式、轴流式和混流式三种。

4 对于单级单吸离心式叶轮，进口圆周速度u1和出口圆周速度u2的大小关系为：u2＞u1。

5 有限多叶片数时的理论能头H T与无限多叶片数时的理论能头的大小关系为：

H T＞H T∞。

6 叶片式泵中应用最广的是离心泵，通常按照以下三种结构特点分类，按照工作叶轮的数量分为单级泵和多级泵；按照叶轮吸进液体的方式分为单吸泵和多吸泵；按照泵轴的布置方向分为卧式泵和立式泵。

7 离心通风机的叶片一般有6～64个，叶片按其结构形式可分为平板型、圆弧型和机翼型三种。

8 离心式通风机叶轮前盘的型式主要有直前盘、锥形前盘和弧形前盘三种。

9 离心式通风机的叶轮按叶片出口角可分为：前向式叶轮、径向式叶轮和后向式叶轮三种。

10 同一台泵或风机在相同的工况下，其全压效率和全压内效率的大小关系为：全压内效率＞全压效率

11 泵吸入室位于叶轮进口前，其作用是把液体按一定要求引入叶轮，吸水室主要类型有圆锥管吸入室、圆环形吸入室和半螺旋形吸入室三种。

12 叶轮是离心式通风机的心脏部分，它的尺寸和几何形状对通风机的特性有着重大影响。通常分为封闭式和开式两种，封闭式叶轮一般由前盘、后盘（中盘）、叶片和轮毂等组成。

13 单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能称为扬程（能头）。

14 离心式泵的主要过流部件是吸入式、叶轮和压出室。

15风机的全压减去风机出口截面处的动压是风机的静压。

二、问答题（包括简答题）

1 画图说明泵扬程的计算公式，并说明各字母表示的意义。

2 简述离心式泵与风机的工作原理。

3 简述轴流式泵与风机的工作原理。

4 简述混流式泵与风机的工作原理。

5 泵与风机机械损失产生的原因及机械效率计算公式。

6 泵与风机容积损失产生的原因及容积效率计算公式。

7 泵与风机流动损失产生的原因及流动效率计算公式。

8 何谓汽蚀现象？它对泵的工作有何危害？

9 提高泵的抗汽蚀性能可采用那些措施？

10 通风机的无因次参数流量系数、全压系数和功率系数的如何表示？ 11什么是泵与风机的运行工况点？试画图分析当流量变化时运行工况点的稳定性。

12画图分析两台同性能的泵并联工作的原理，并联后流量和扬程如何变化？并联后为什么扬程会有所增加？

13画图分析两台同性能的泵串联工作的原理，串联后流量和扬程如何变化？串联后为什么流量会有所增加？

三、计算题

例0-1 水泵在如右图所示的管路系统中工作时， 若吸水池液面的压强为p e 1，压水池液面的压强为p e 2，且两水池液面的高度差为H Z ，吸水管和压水管的流动损失

之和为h w ，试推导在这种情况下，泵扬程的表达式。 解：设泵的扬程为H ，在如图0-5所示的1-1、2-2截面上，应用粘性流体总流的伯努利方程得：

（2分）

即

由已知可得：(Z e2－Z e1)=H Z ，V e1≈0，V e2≈0。 （2分） 将其代入上式，即可得该情况下泵扬程的表达式为：

（2分）

上式表明：泵的扬程可由它的实际工作参数求出。此时，扬程H 不一定是额定参数，其值会随着工作条件的改变而变化。

例1-1 某离心泵叶轮内径为D 1=110mm ，外径D 2=220mm ，叶轮出口宽度b 2=10mm ，叶片出口安装角β2y =22º，转速n=2900r/min ，理论流量q VT =0.025m 3/s 。设流体径向流入叶轮，求： （1）u 2、w 2∞、v 2∞及α2；

（2）无限多叶片叶轮的理论能头；

（3）设叶片数为z=8，用斯托道拉方法计算叶片数有限时的理论能头H T ；

w e e e e e e h V

p Z H V p Z +++=+++g 2g g 2g 2

2222111ρρ21Z g e e w p p H H h ρ-=++22

2121

21g 2g e e e e e e w

p p V V H Z Z h ρ--=-+++（）（）（）

（4）绘制叶片出口速度三角形； （5）流体在叶轮出口的偏转角。 解：（1）

由余弦定理得：

（2）因为流体径向流入， 所以：

（3）由公式

可得按斯托道拉方法计算的叶片数有限时的理论能头为：

(4)根据u 2、β2y 、v 2∞可以做出无限多叶片时的出口速度三角形。如图所示。为了做出有限叶片数时的速度三角形，先计算v 2u 。 根据公式

322D n 3.14220102900

u =33.39(/)

6060m s π-⨯⨯⨯==233220.025v = 3.62(/)

D b 3.14220101010VT r q m s π∞--==⨯⨯⨯⨯222y v 3.62

w =9.66(/)sin sin 22r m s β∞∞==︒

22

1/2

222222y v =w +u u w cos β∞∞∞（-2）221/2

9.66+33.39cos 2224.70

(/)

m s =⨯⨯⨯︒=（-29.6633.39）222v 3.62

sin =0.1466v 24.70r α∞∞==2=8.43α︒

1=90α︒

1u v =0

∞T 22u 222111

H =u v =u v cos =33.3924.70cos8.43=83.16

m g g 9.81α∞∞∞⨯⨯⨯（）

222y

T T T T sin H =H H =H u gz πβ∞∞-∆-2222y

T T sin 3.1433.39sin 22H =H 83.0966.43

()

9.818

u m gz

πβ∞⨯︒

-

=-=⨯()

T 22u 11u 1H u u g

υυ=-