水力学与水泵2.1~2.6
国家开放大学《水力学(B)》形考任务试题
国家开放大学《水力学(B)》形考任务试题第1章章节测验题目1：连续介质假定认为流体（）连续。
: 在微观上; 在宏观上; 分子间; 原子间题目2：在国际单位制中水力学基本量纲不包括（）。
: 长度; 力; 质量; 时间题目3：牛顿内摩擦定律适用于（）。
: 非牛顿流体; 任何流体; 理想流体; 牛顿流体题目4：液体不具有的性质是（）。
: 黏滞性; 压缩性; 抗拉性; 易流动性题目5：下述哪些力属于质量力（）。
: 弹性力; 惯性力; 表面张力; 粘性力题目6：在水利水电工程中经常遇到的水力学问题主要有（）。
: 特殊水力学问题; 确定水流能量的利用和消耗; 分析水流运动形态; 确定水力荷载、计算过流能力题目7：理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体具有不可压缩性。
（）题目8：水动力学是研究液体在静止或平衡状态下，作用在液体上各种力的平衡关系。
（）题目9：压强和切应力属表面力。
（）题目10：流体惯性力与加速度方向相同。
（）题目11：黏滞性可以制止流体流动。
（）题目12：如图所示，面积为0.5m2的平板在水面上以速度_u_=1m/s沿水平方向运动，水层厚度_δ_=2mm，假设水层内的流速呈直线分布，水温为10oC。
表1不同温度下的动力粘滞系数温度/oC动力粘滞系数μ/（）（1）由已知条件，流速梯度为{A. 0.5; B. 5; C. 50; D. 500}s-1。
（2）查表1，温度为10oC，动力粘滞系数为{A. 1.781; B. 1.518; C. 1.307; D. 1.139}。
（3）根据牛顿内摩擦定律，平板所受阻力为{A. 0.327; B. 3.27; C. 32.7; D. 327}_N_。
第2章章节测验题目1：静止液体中同一点各方向的静水压强（）。
: 大小不等; 仅水平方向数值相等; 大小相等; 铅直方向数值为最大题目2：液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）。
: 斜平面; 任意曲面; 水平面; 旋转抛物面题目3：液体中某点的绝对压强为88kN/m2，则该点的相对压强为（）。
水泵水力学计算范文
水泵水力学计算范文水泵是一种常见的流体机械设备，用于将液体（通常是水）从低处输送到高处。
水泵水力学计算是指对水泵进行力学性能和水力性能的分析和计算。
在水泵的设计和选型过程中，水泵水力学计算是非常重要和必要的一步，可以帮助工程师确定合适的水泵尺寸、选用合适的驱动装置以及预测水泵的工作性能。
水泵的水力性能计算包括流量、扬程、效率等方面的计算。
流量是指单位时间内通过水泵的液体体积，通常以立方米每秒（m³/s）作为单位。
流量的计算可以通过流体力学定律得出，其中包括贝努利方程、连续方程和能量方程等。
在水泵水力学计算中，贝努利方程是最常用的计算流量的方法之一，它可以表达为：P1/ρg+v1^2/2g+z1=P2/ρg+v2^2/2g+z2+h公式中，P1和P2分别为液体的压力，ρ为液体的密度，g为重力加速度，v1和v2为液体的流速，z1和z2为液体的高度，h为水泵的扬程。
通过贝努利方程，可以计算出给定流量下的水泵扬程。
除了流量和扬程，水泵的效率也是水力学计算的重要指标。
水泵的效率是指输入给水泵的功率与输出的有用功率之比，通常以百分比形式表示。
水泵的效率计算可以通过水泵的输入功率和输出功率之间的关系，可表达为：η = (Pout / Pin) * 100%公式中，η为水泵的效率，Pout为输出功率，Pin为输入功率。
通过计算水泵的效率可以帮助工程师评估水泵的性能和能耗情况，选择合适的水泵。
此外，水泵的马力计算也是水力学计算的一项重要工作。
水泵的马力是指水泵所需的功率，通常以马力（HP）作为单位。
马力的计算和效率的计算类似，可以通过水泵的输入功率和效率之间的关系计算得出。
马力的计算可以根据下式得出：HP=(Q*H*ρ*g)/(3960*η)公式中，HP为水泵的马力，Q为流量，H为扬程，ρ为液体的密度，g为重力加速度，η为水泵的效率。
通过计算马力可以帮助工程师确定合适的驱动装置，如电动机或内燃机。
总之，水泵水力学计算是对水泵性能的重要分析和计算，包括流量、扬程、效率和马力等方面。
《水力学(B)》网考复习资料
《水力学（B）》网考复习资料《水力学（B）》期末复习题一一、单选题1. _______是研究作用在液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体运动的基本规律。
（）A 水静力学B 水动力学C 土动力学D 土静力学参考答案：B；2. 静止液体中同一点各方向的压强（）。
A 大小相等B 大小不等C 仅水平方向数值相等D 铅直方向数值最大参考答案：A；3. 在均质、连通的液体中，水平面是等压面，这就是___原理。
A 连通器原理B 动量原理C 帕斯卡原理D 阿基米德原理参考答案：A；4. 作用于淹没物体上的静水总压力只有一个铅垂向上的浮力，其大小等于该物体所排开的同体积的水重，这是著名的_____原理。
A 连通器原理B 动量原理C 帕斯卡原理D 阿基米德原理参考答案：D；5. 理想液体的总水头线是一条（）。
A 抛物线B 水平线C 曲线D 斜直线参考答案：B；6. 总流的动量方程为，如果由动量方程求得的力为负值说明______（）A 说明原假设的力的方向不对，反向即可。
B 说明方程中流速的取值出现错误。
C 说明方程中流量的取值出现错误。
D 说明方程中流速和流量的取值均出现错误。
参考答案：A；7. 雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数A 均匀流与非均匀流B 层流与紊流C 急流与缓流D 明流与管流参考答案：B；8. 当水流的沿程水头损失系数λ只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于A 紊流粗糙区B 紊流光滑区C 紊流过渡区D 层流区参考答案：A；9. 水泵的扬程是指（）A 水泵提水高度B 水泵提水高度+吸水管的水头损失C 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失D 吸水管与压水管的水头损失参考答案：C；10. 在缓坡明渠中不可以发生的流动是A 均匀缓流B 均匀急流C 非均匀缓流D 非均匀急流参考答案：B；二、多选题1. ______是压强单位A N/m2C kN/mD mm 汞柱参考答案：A,B,D；2. 关于无量纲数，下列说法哪些是正确的（）A 量纲指数全部等于0 的物理量称为无量纲数。
《水泵与水泵站》课程设计任务书
《水泵与水泵站》课程设计任务书《水力学与水泵站》课程设计要求及分工一、课程设计要求1、设计时间及工程内容本次设计为1周。
工作内容：拟定设计课题，筛选确定设计方式、查资料并进行系统工艺设计，图纸绘制（采用CAD绘制或手工绘制均可，但必须图面整洁），5月18日（星期日）下午17点前提交设计成果。
2、上交内容（1）正式设计说明书1份及附图1张（主要是泵站平面图及剖面图、如时间充裕，可增设其他相关构筑物图纸），要求可参考课程设计样板；（2）每位同学在以下四个任务书中任选其一，确定选用最合理的方法，进行设计；每位同学必须独立进行，不得抄袭、剽窃或以其他任何方式完成设计，但遇到问题可以讨论，如果设计有雷同，所有相关同学的作业均以零分记；（3）查资料途径：图书馆复印、网上学校图书馆下载、网上其它下载等；二、设计任务书设计任务书一――送水泵站设计基本资料某县城位于东经111°150-114°050，北纬29°260-31°370。
地处湖北省中南部，属亚热带季风气候区，光能充足、热量丰富、无霜期长。
全市太阳年辐射总量为 104-110kcal/cm2，年日照时数1800-2000小时，年平均气温15.9-16.6℃，年无霜期242-263天，多数年份降雨量在1100-1300毫米之间。
有足够的气候资源供农作物生长。
4-10月份降水量占全年80％，太阳辐射量占全年75％，适宜多种农作物生长发育。
中心城区面积 54平方公里，人口75万。
以平原地区为主体，海拔20-50米，相对高度在20米以下，人均用水为200L/d，城市管网最不利点所需水压为30m，给水管网平差得出的送水泵站至最不利点的输水管和配水管网的总水头损失为15.6m。
泵站设置处地面平坦，标高为37.5米，清水池最低水位为地下3米。
城市消防流量为178.5m3/h，消防时水头损失18.9米。
该市用水量时变化情况如下图。
水力学与水泵(1)
水力学与水泵（1）期中测试题课程名称：水力学与水泵（1）考生姓名：学号：考试班级：考试时间：2006、3一、选择题（17*2=34分）1、就沿程阻力系数而言，正确的结论是。
A、流速越快，沿程阻力系数越大B、管壁粗糙度越大，沿程阻力系数越大C、管道直径越小，沿程阻力系数越大D、以上结论都不正确2、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是A、切应力与速度B、切应力与剪切变形C、切应力与剪切变形速度D、切应力与压强3、以下关于均匀流的描述，是正确的。
A、过水断面是平面的流动B、流线相互平行的流动C、流线是直线的流动D、以上三点都不正确4、静止流体剪切应力。
A、可以承受B、能承受很小C、不能承受D、具有粘性时可以承受5、z+p/r=c表明在静止液体中，所有各点均相等。
A、测压管高度B、位置高度C、测压管水头D、位置水头6、相对压强的起算点是A、绝对真空B、1个标准大气压C、当地大气压D、液面压强7、在什么流动中，伯努力方程不成立。
A、恒定B、理想流体C、不可压缩D、可压缩8、应用能量方程时，两断面之间。
A、必须是缓变流B、必须是急变流C、不能出现急变流D、可以出现急变流9、伯努力方程中z+p/r+αv2/2g表示A、单位质量流体具有的机械能B、单位重量流体具有的机械能C、单位体积流体具有的机械能D、通过过流断面的总机械能10、层流中，沿程水头损失与速度的次方成正比A、0.5B、1.00C、1.75D、211、流量和温度不变的管流中，若两个断面的直径之比为d1/d2=2，则这两个断面的雷诺数之比为Re1/Re2=A、2B、1/2C、4D、1/412、圆管层流运动，实测管轴线上流速为0.8m/s，则断面平均流速为A、0.6m/sB、0.5 m/sC、0.4m/sD、0.3m/s13、半圆形明渠，半径为4m，水力半径为A、4mB、3mC、2mD、 1m14、圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数λ与有关。
A、ReB、K/dC、Re 和 K/dD、Re和管长L15、在正常工作条件下，作用水头H、直径d相同时，小孔口出流量Q1圆柱形外管嘴流量Q2A、>B、<C、不定D、=16、按连续介质概念，流体质点是指A、流体的分子B、流体内的固体颗粒C、空间几何点D、由大量分之组成，具有一定体积和质量的微元体17、斜放置的平板，其形心淹没深度hc 与静水压力中心的淹没深度hD的关系为hchDA、>B、<C、不能确定D、=二、简答题（10分）1．能量方程中Z、pg、v2/2g各有什么物理意义和几何意义？2．计算工业管道的沿程阻力系数能否采用人工粗糙管的公式？为什么?三、计算题(56分)1、图示为一挡水的弧形闸门。
水力学2.8~2.9
1、第一相似律
——确定两台在相似工况下运行水泵的流量之 间的关系。
Q 3 v n
Qm
(v )m nm
Q 3 n
Qm
nm
2、第二相似律
——确定两台在相似工况下运行水泵的扬程之 间的关系。
H Hm
2
h (h )m
n2 nm2
H 2 n2
Hm
nm2
3、第三相似律
——确定两台在相似工况下运行水泵的轴功率 之间的关系。
一、相似条件 1、几何相似
几何相似条件是：两个叶轮主要过流部 分一切相对应的尺寸成一定比例，所有的对 应角相等。
现设有两台几何相似水泵的叶轮，一个 为模型水泵的叶轮，其符号以下角标m表示； 另一个为实际水泵的叶轮，其符号不带下角 标m。
2、运动相似
运动相似是在几何相似的前提下的工况 相似。即两叶轮相应点上水流的同名速度方 向一致，大小成比例。即相应点上水流速度 三角形相似。
2）调节过程 Ha/H =（Qa/Q）2 H=KQ2 3）实现方法：通过车削外径
（4）变角调节 定义：用改变叶轮的叶片安装角度，使水
泵性能曲线改变的方法，称为水泵工况的变角 调节。 （5）闸阀调节
通过改变闸阀的开启度，调节流量，使管
道系统特性曲线发生变化，工况点向左移动。 利用消耗多余的能量的方法满足工况点的要求。 缺点：消耗能量大。但方便易行。
• (4)对于任一台水泵而言，比转数不是无因次数，它 的单位是“r／min”。可是，由于它并不是一个实 际的转速，它只是用来比较各种水泵性能的一个共 同标准。因此，它本身的单 位含义，无多大用处，一般在书本中均略去不写。
比转数讨论
(1) 当转速n一定时，ns越大，表示这种水泵的流量越 大，扬程越低，反之，比转数越小，表示这种泵的 流量小，扬程高。 (2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转 数而变的。因此，使用比转数ns公式，可对叶片泵进 行分类。
水力学与泵站实验—局部水头损失
《流体力学、泵与泵站综合实验》实验报告
开课实验室：流体力学实验室年月日
六、实验结果及分析
扩大：1 Q=87.6cm³/s时
==1.44cm/s ===27.88cm/s ==126.23cm/s
理论局部阻力系数=（1—）²=0.65 hj=ξ=6.88
2 Q=83.88 cm³/s时
同理可得，ζ=0.63 h j=6.31
3 Q=82.00 cm³/s时
同理可得ζ=0.64 hj=6.03
4 Q=77.34 cm³/s时
同理可得ζ=0.64 hj=5.36
5 Q=71.80cm³/s时
同理可得ζ=0.64 hj=4.62
实验分析：
1结合实验成果，分析知，突然扩大条件下的局部水头损失比突然缩小条件下的水头损失大。
2不同雷诺数下突然扩大的局部阻力系数相同。
3 从内部机理上来说。
局部阻力是由于边界面积大小变化引起的边界层分离现象产生的。
4 从表中数据可知，实测局部阻力系数约等于理论局部阻力系数。
水力学：第3章 常用水泵介绍
S型泵是单级双吸，卧式中 开离心泵，供输送清水或物 理化学性质类似于水的其它 液体之用。输送液体的温度 不超过80℃，适合于工厂、 矿山、城市、电站、农田排 灌和各种水利工程。
返返回回
二、潜水泵的基本参数 包括流量、扬程、泵转速、配套功率、额定电流、 效率、管径等等 三、潜水泵主要用途及适用范围 包括建设施工排水、农业排灌、工业水循环、城乡 居民引用水供应，甚至抢险救灾等等
返返回回
潜 水 泵
潜 水 泵
潜 水 泵
潜 水 泵
潜水式污水泵
撕裂式潜水排污泵
WQ型无堵塞污水潜水泵 LW、GW型无堵塞排污泵
2、按两转子轴线的相对位置，又可分为立式和卧式
两种。 立式：两转子轴线在同一竖直平面内，进排气口对称，装 配和连结都比较方便，但重心较高，高速运转时，稳定性 差，多用于流量较小的小型鼓风机。 卧式：两转子轴线在同一水平面内，气流垂直进，垂直出。
3、按传动方式分：
风机与电机直连； 风机与电动机通过带轮传动； 风机通过减速器与电动机传动。
二、罗茨风机的结构与工作原理
1、罗茨风机的结构转子：
由轴、叶轮、轴承、同步齿轮、联轴器、轴套等组 成。 叶轮：选用渐开线型面，容积利用率高。 轴承：近联轴器端作为定位端选用3000型双列向心 球面滚子轴承。近齿轮端作为自由端选用32000型单 列向心短圆柱滚子轴承以适应热臌胀时转子的轴向 位移。 同步齿轮：由齿圈和轮毂组成，便于调整叶轮间隙。
YW型液下式排污
ZW型自吸式无堵塞排污泵
AS型带切割污水潜水泵
7.水泵第二章1~3节
叶轮盖板呈对称状，一般大流量离心泵多 数采用双吸式叶轮 。
叶轮
单吸式叶轮
1-前盖板；2一后盖板；3 一叶片 4一叶槽；5一吸入 口；6—轮毂； 7—泵轴
双吸式叶轮
1-吸入口；2一轮盖； 3一叶片 4一轮毂；5一 轴孔
叶轮按其盖板情况可分封闭式叶轮、 敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式.
2、按盖板形式分，离心泵的叶轮有三种类型，下列哪项不 属于这三种形式（ ）。
A.封闭式； B. 单吸式 ； C. 半开式 D.敞开式 3、下列泵中哪一种是不属于叶片式泵（ ）。
A.混流泵； B.活塞泵； C.轴流泵； D.离心泵 4、伯诺里方程中 z+ + 表示（ ）
A．单位重量液体具有的机械能； B．单位质量液体具有的机械能； C．体积液体具有的机械能； D．通过过流断面液体所具有的总机械能。
5、离心式清水泵的叶轮一般都制成（ ）
Ａ敞开式;
B.半开式; C.封闭式
6、水泵性能参数中的额定功率是指水泵的（ ）
Ａ. 有效功率
Ｂ.轴功率
Ｃ. 配用电机功率 D. 配用电机的输出功率
7、金属压力表的读数是
A. 绝对压强 ；
B. 相对压强 ；
C. 绝对压强加当地大气压强；
离 心 泵 的启动之前，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 。
水力学第2-7章答案(吕宏兴__裴国霞等)
2-1 解：（1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以p A=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kP a（γH=13.6γ水）（2）测压管长度：p A=γ水·h 所以h= p A/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m2-3 解：P A-γh=p B-γ(h1+h2+h)+γH h1所以，p A-p B=γH h1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa2-6解：p A=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kp a 2-7 解：（1）左支：绝对：p c'=p0'+γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa（2）右支：p c'=p a+γ水h；h=（p c'-p a）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m 2-8 解：p A=0.6p a=0.6×98=58.8kp a（1）左支：p A=γh1 h1=p A/γ=58.8/9.8=6m（2）右支：p A+γh=γH h2 h2=（p A+γh）/γH=0.456m2-10解：设管嘴内的绝对压强为p',则p'+γh= p aP v=p a- p'=γh=9.8×0.6=5.886kp a2-12解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析：由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出p·s+γ·s·h=ρ·s·h·ap=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)p=9.8×2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/㎡(2)相对压强为0 p=γh(1-a/g)=0 由式可知a/g-1=0a=g=9.8m/s2时，p=02-142-16解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m（1）求静水总压力P方法10：P=Ωb=1/2[γh1+γ(h1+h2)]×AB×b=1/2×9.8×(2×1.2+1.85)×2.14×3=133.7kN方法20：P=γh c A=γ(h1+h2/2)×AB×b=133.7kN（2）计算P的作用点D的位置：e=l/3·（2h1+h2ˊ）/（h1+h2ˊ）=0.915m（其中hˊ=h1+h2）（3）计算T:因为ΣM a=0 则：P·AC+G·AO·cos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2133.7×(2.14-0.915)+9.8×2.14/2×1/2=T×2.14×1/2所以T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m，p A=γh1=9.8×1.2=11.76kPa，p A=p B (1)静水总压力P左=γ·h c1A1=9.8×(h1+h2/2）×AB×b=P1=133.7kN （其中h c1=h1+h2/2 A1=AB×b）e1=0.915mP右=γ·h c2A2=9.8×h2/2×AB×b=P2=58.2kN（其中h c2=h2/2）e2=l/3=2.14/3=0.71m（2）因为ΣM a=0P1×(AB-e1）+G×AO×cos600=T×AB×cos600+P2×(AB-e2)T=80.2kN2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,θ=450 求P 及作用点 H=Rsin450=4.3×22=3m (1)水平分力：P x =γh e A x =9.8×1.5×3×5=220.5(KN) (2)铅垂分力：P z =γv=γ?×b=9.8×1.143×5=56.01(KN) 其中：?=S 梯OABC —S 扇OAC =8.4－7.257=1.143㎡ S 梯OABC =0.5×[4.3+（4.3-3）]×3=8.4㎡ S 扇OAC =360450πR 2=360450×3.14×4.32=7.257㎡ （3）P=PPzx22+=01.565.22022+=227.5（KN ）（4）P 与水平面的夹角α： α=arctanPPxz =arctan5.22001.56=14.250=14015` 2-192-20 解:已知b=10m ，k=8m（1）夹角计算：Sin β1=（173-170）/8=3/8=0.375（cos β1=550.5/8）β1=22.020Sin β2=（170-165）/8=5/8=0.625（cos β2=0.781） β2=38.680（2）水平方向水压力P x :(闸门宽b=10m)公式：P x =γh c A x =9.8×4×8×10=3136kN（另法：P x =1/2×9.8×8×8×（3）垂直方向水压力P z =γV关键计算压力体体积V=[三角形ofc （11.12㎡）+扇形ocd （33.88㎡）-梯形ofed （34.36）]×b所以 V=（11.12+33.86-34.36）×10=10.636×10=106.36m3P z =γV=9.8×106.36=1042.33kN（4）总压力P:P=(P x 2+P z 2)=3304.7kN作用方向α=arctan1042.3/3304.7=17.51P 与水平面夹角17.510，且过o 点。
水力学实验报告册
三．动量定律综合性实验
一．实验目的 1. 通过定性分析实验，加深动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素 的相关关系的了解。 2. 通过定量测量实验，进一步掌握流体动力学的动量守恒定理，验证不可 压缩流体恒定总流的动量方程，测定管嘴射流的动量修正系数。 3. 了解活塞式动量定律实验仪原理、构造，启发创新思维。 二．实验原理 恒定总流动量方程为
l / cm
表 2.2 （其中， h= zi + i
测压管水头 hi 测流量体积 V 和时间 t 的测记录
pi ，单位 c m，i 为测点编号，流量体积按重量换算） ρg
实验次数 1 2
h2
h3
h4
h5
h7
h9
h10
h11
h13
h15
h17
h19
V
/(cm3 )
t/s
表 2.3
计算数值表(流速水头)
υ c = f ( v,d )
根据量纲分析法有
υ c = k c vα1 d α2
其中 kc 是量纲为一的数。写成量纲关系为
[ LT −1 ] = [ L2T −1 ]α1 [ L]α2
由量纲和谐原理，得 α 1 = 1, α 2 = −1 。 即
υc = kc
v d
雷诺实验完成了管流的流态从紊流过渡到层流时的临界值 kc 值的测定，以
υd 便成了适 v 合于任何管径， 任何牛顿流体的流态由紊流转变为层流的判据。 由于雷诺的贡献， υd 定名为雷诺数 Re。于是有 v υd 4q Re = = = Kq v π vd
及是否为常数的验证，结果表明 kc 值为常数。于是，量纲为一的数 三．主要仪器及耗材
自循环雷诺实验仪。 耗材：雷诺药水 四．实验内容和步骤 （一）观察流动形态 将进水管打开使水箱充满水， 并保持溢流状态； 然后用尾部阀门调节流量， 将阀门微微打开，待水流稳定后，注入颜色水。当颜色水在试验管中呈现一条稳 定而明显的流线时，管内即为层流流态。 随后渐渐开大尾部阀门，增大流量，这是颜色水开始颤动、弯曲，并逐渐 扩散，当扩散至全冠，水流紊乱到已看不清着色流线时，这便是紊流流态。 （二）测量雷诺数的具体操作 1.熟悉仪器，打开调速器，使水箱溢流。 2.将尾部阀门开至最大，然后逐步关小阀门，使管内流量逐步减少。用量筒 量测水的体积 V，用秒表计时间 t。流量 Q =
水泵设计与水力学研究
水泵设计与水力学研究在农村和城市中，水泵广泛使用于提供水源、排水和灌溉等重要过程中。
水泵是流体机械中的一种，其主要作用是将水或其他液体从一处输送至另一处。
而在水泵设计和研究领域，水力学是一个至关重要的方面。
水泵设计水泵设计是一个复杂的过程，涉及到多个因素。
首先，有必要了解水泵的基本构造和工作原理。
水泵包含有吸入口、压缩室、排出口和驱动机构等组成部分，流体通常会通过叶轮而进入压缩室，并通过压力差被推送至排出口。
然而，在设计一个水泵时需要根据具体需求考虑以下因素：1. 流量：流量指的是水泵每秒能够输送多少水，通常以升/秒或升/分钟计算，也可以表示为立方米/小时。
根据需要输送的流量来选择合适的水泵型号是非常重要的。
2. 扬程：扬程指的是水泵能够将水抬升的高度或者推送的距离。
需要根据输送水的高度或者距离来确定水泵的扬程。
3. 液体性质：液体密度、黏度、腐蚀性等因素都会对水泵的设计和选型产生影响。
4. 动力：水泵的驱动来源有多种，包括电动机、柴油机和水力驱动等。
需要根据具体应用环境和需求来选择合适的驱动方式。
水力学研究水力学是一门探索流体力学现象的科学，在水泵设计和研究中扮演着重要角色。
水力学的研究对象是流体在各种情况下的流动和变形等问题，其研究内容包括建立流体力学模型、预测水流特性、优化水泵总体设计和提高水泵性能等。
在水泵设计领域中，水力学的研究可以帮助工程师确定泵的最佳设计。
例如，通过阐明流体力学方程式，工程师能够建模预测水泵的性能表现和基本特征。
在预测水泵特性中，一个重要参数是水泵流量的变化，这被称为“Q曲线”。
Q曲线可以通过水力学研究来预测，在实际使用时指导工程师对水泵进行优化和调整。
除了预测和优化水泵性能，水力学也可以用来研究流体在水泵中的状态。
例如，水流的流速和压力在水泵内部可能发生变化，这会影响水泵的工作效率和性能。
通过水力学研究，工程师可以确定水流的变化模式，并对水泵进行优化以最大化其总体效率。
水力学(2)水静力学
金溪
水力学
2.1 静水压强及其特性
第 二 章 水 静 力 学
一、定义 水静力学：研究液体处于静止状态下的平衡规律和液体与 固体边界间的作用力及其在工程中的应用。 二、核心问题 所谓静止包含两种情况：绝对静止、相对静止。 绝对静止：液体与地球之间没有相对运动，液体内部质点之 间没有相对运动。 相对静止：液体与地球之间存在相对运动，液体与容器之间 没有相对运动，液体质点之间不存在相对运动。
绝对静止 V=0,a=0 相对静止 V ≠ 0,a恒定且不为0 相对静止 V ≠ 0,a =0
2.1 静水压强及其特性
第 二 章 水 静 力 学
三、本章基本内容 水静力学的核心问题是根据平衡条件来求 得静水压强在空间的分布规律，进而确定 静水压力的方向、大小和作用点。
平衡条件：受力的平衡 压强分布规律：水静力学基本方程 压力的求解：方向、大小、作用点
sin J x sin yc A
Jx yc A
Jx= JC＋yC2A，
★ yD＞ yC ，即D点一般 在C点的下面。
Jc yc yc A
2.6 作用在平面壁上的静水总压力
第 二 章 水 静 力 学
2.6 作用在平面壁上的静水总压力
例2-4
第 二 章 水 静 力 学
同一静止液体中，不论哪一点 z+p/r总是常数。（能量守恒）
2.2 重力作用下静水压强的分布规律
2.2.2 静水压强基本方程的另一种形式及意义
第 二 章 一、几何意义和水力学意义 1. z —位置水头（计算点位置高度） 2. p/r —压强水头（压强高度或测压管高度） 3. z+p/r —测压管水头 4. z＋p/r＝C—静止液体中各点 位置高度与压强高度之和不变
《水力学与水泵》教学大纲
《水力学与水泵》课程教学大纲课程英文名称: Hydraulics and Pump课程代码：开课单位：环境科学与工程学院课程名称：水力学与水泵英文名称：Hydraulics and Pump课程性质：专业基础课（选修课）适用专业：环境工程总学时数： 24 总学分数：1.5编写年月：2016年3月修订年月：2018年6月一、课程简介课程简介(中文)：水泵是水工程中不可缺少的组成成分，在给水或排水系统中起着不可替代的枢纽作用，离开水泵，整个给水或排水工程系统将不能正常运行。
因此，《水力学与水泵》这门课程是高等学校给水排水工程、环境工程等专业学生必修的一门重要的专业课。
Course introductionPump is an indispensable component in water project, and plays an irreplaceable role in water supply or drainage system. If no pumps, the water supply or drainage systems will not be able to run normally.Therefore, this course is an important professional course for students majoring in water supply and drainage engineering and environmental engineering.二、课程目标与毕业要求通过本课程的学习，可系统地掌握水力学与水泵基本知识和基础理论、泵站工艺设计基础知识，增强对实际工程知识的理解，提高实际操作技能，以及分析和解决工程实际问题的能力，并为水污染控制工程等专业课程的学习打下坚实的基础。
课程目标与毕业要求如下：1、能够充分理解水力学中的若干基本概念，要学会综合应用公式解决实际的工程问题。
第一篇 水力学与水泵基础 ppt课件
G
2013.5.18
•三者平衡：
•P0+G=P •p0 • W + γ• h • W = p • W
P 下表面压强p
•p0 + γ• h = p
•移项可得： p＝p0 + γ• h •基本方程式一
ppt课件
M1-9
第一篇 水力学与水泵基础
二．静水压第强一章及水基力学本基方础-程-----式第：一节: 静水力学
2013.5.18
ppt课件
M1-4
第一篇 水力学与水泵基础
第一章: 水力学基础
第一节: 静水力学 第二节: 动水力学 第三节: 水流阻力和水头损失
2013.5.18
ppt课件
M1-5
第一篇 水力学与水泵基础
第一章 水力学基础
第一节: 静水力学
一．液体的物理性质：
1. 液体的压缩性与膨胀性：
热胀冷缩，实际工程中静水力学计算不考虑。
3. 静水压强的计算及基本方程式的二种表示方法：
自表面任取一个高度h的水柱体，设其表面积为W，水深为h，
水面大气压强为p0 ，下表面所受的压强为p，则作用水柱上的力 有三个：
•气压：P0=p0 • W
上表面积W P0
上表面压强p0
•自身重量：G=γ• h • W
●
h
•下表面所受的反作用力：P=p• W
2013.5.18
ppt课件
M1-13
第一篇 水力学与水泵基础
二．静水压第强一章及水基力学本基方础-程-----式第：一节: 静水力学
9. 水的密度与容重：
① 密度ρ，单位：kg/m³
M
•质量，kg
V
•体积， m³
第一篇 水力学与水泵基础_2013
I. 水流运行中，过水断面每一条流线上的流速和方向沿流程 不变，称为均匀流；其特点是，流线平行且是直线流线， 如直管中的水流；
II. 水流运行中，过水断面每一条流线上的流速或方向沿程变 化，称为非均匀流；其特点是，流线不平行或者速度值变 化，如变径中的管道或弯管中的水流，又如受沿程阻力影 响后的减速水流；
③ 液体静止时，粘带力不存在。 ④ 粘滞力随水温增加而减少，反之随水温下降而增加。
比如，柴油锅炉房在低温下要电或蒸汽伴热，以减少流动阻力。
2013.5.18
M1-7
第一篇 水力学与水泵基础
二．静水压第强一章及水基力学本基方础-程-----式第：一P节4: 静水力学
1. 静水压强的定义：
作用在单位面积上的静水压力：
M1-22
第一篇 水力学与水泵基础
一．动第水一章力水学力学的基基础-本----概-第念二(节续:)：动水力学
4. 过水断面上流速及压强的分布： ① 流速分布与测速管（毕托管）；
I. P分布直管上，测压管内水位处在同一水平面上
弯管上，在外侧开口比内侧开口水位高； 外侧比直段高，内侧比直段低；
2013.5.18
③ 流速Ｖ：单位时间内水流所通过的距离;
单位：m/s， ㎝/s; ④ Q、V、ω三者关系：
Q＝V•ω 2. 液体的粘度：
•动力粘度，N•S/㎡,与力学、运动学有 关，故为动力学粘度
•摩擦层面积，㎡
① 总内摩擦阻力F：
F S du
dy
•速度梯度，m/s•m
单位：N;
2013.5.18
自表面任取一个高度h的水柱体，设其表面积为W，水深为h，
第一篇 水力学与水泵基础_2013解析
5. 绝对压强pj（教材中为p）和相对压强px （教材中为p’） ：① 绝对压强：以完全没有气体存在的绝对真空为零
点起算的压强称为~，pj
p0j
•pj=p0j + γ• h
h
pj ●
② 相对压强：以大气压强pa为零点起算的压强称为 ~，px
•px= pj - pa=p0j + γ• h-pa
•可见，均有可能：Px>0 , =0 , <0 •当液体表面的压强p0j 等于大气压强pa时，px= γ• h
p
P
•压力，N •面积， ㎡
•单位：N/ ㎡或Pa
2. 静水压强的二个特性：
① 垂直并指向作用面； ② 静水内任意一点的各方向压强相等；
2013.5.18
M1-8
第一篇 水力学与水泵基础
二．静水压第强一章及水基力学本基方础-程-----式第：一P节4: 静水力学
3. 静水压强的计算及基本方程式的二种表示方法：
2013.5.18
M1-4
第一篇 水力Leabharlann 与水泵基础第一章: 水力学基础
第一节: 静水力学 第二节: 动水力学 第三节: 水流阻力和水头损失
2013.5.18
M1-5
第一篇 水力学与水泵基础
第一章 水力学基础
第一节: 静水力学
一．液体的物理性质：
1. 液体的压缩性与膨胀性：
热胀冷缩，实际工程中静水力学计算不考虑。
2. 液体的粘滞性：
①管、渠中的流速分布，粘滞力的具体表现。
2013.5.18
M1-6
第一篇 水力学与水泵基础
第一章 水力学基础
第一节: 静水力学
一．液体的物理性质：
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ZLB型立式轴流泵
叶轮 1、固定式 2、半调节
轴流泵
混流泵
叶轮 1、低比速 2、 高比速
隔膜泵 往复泵
螺杆泵 旋涡泵
离心泵抽水装置及抽水过程
弯管
离心泵
压力管道 动力机
出水池
底阀和莲蓬头
轴流泵装置及抽水过程
动力机
轴流泵
弯管
压力管道
出水池
喇叭管
抽水过程：
电动机装在水泵的上层，用联轴
器与水泵直接连接。水泵出水弯管与出 水管路连接。泵运行时电动机带动叶轮 在水中旋转，进水池的水从喇叭管进入 叶轮后，经导叶体、出水弯管和出水管 流入出水池。轴流泵抽水装置无需设置 闸阀，停泵时断流设备也采用拍门。管 路附件仅有 45°弯头一只。
斜流风机
混流风机
五、风机的工作原理
1、离心式风机的工作原理 叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得
能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得 到提高，从而能够被输送到高处或远处。风 机最简单的结构型式所示如下。叶轮1 装在 一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体 轴向流人，然后转90°进入叶轮流道并径向 流出。叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形 成真空，从而使流体连续不断地被泵吸人和 排出。
一、水泵定义:水泵是输送和提升液体的机器。它把原动机的
机械能 转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能。
电能
机械能
压能（势能）
二、水泵分类： 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 (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。一般使工作室容积改变的方式有往复运动 和旋转运动两种。 (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。
轴流风机工作动画演示
2.2 离心泵 风机的主要零件
一、离心泵的分类 1、按工作叶轮数目分： 单级泵：泵轴上只有一个叶轮，图2－2 多级泵：泵轴上有两个或两个以上的叶轮。 泵的总扬程为几个叶轮产生的沿程之和。 2．按工作压力分： 低压泵：压力低于100m水柱 中压泵：压力在100～650m水柱 高压泵：压力高于650m水柱
叶式风机 螺杆风机
2．按产生的压力分 （1）通风机：风压小于15kPa； （2）鼓风机：风压在15～340kPa 以内 （2）压气机：风压在340kPa 以上
通风机中，最常用的是离心通风机及轴流通风
机，按其压力大小可分为：
（a）低压离心通风机：风压在1KPa 以下 （b） 中压离心通风机：风压在1～3kPa； （c）高压离心通风机：风压在3～15kPa； （d）低压轴流通风机：风压在0.5kPa 以下 （e）高压轴流通风机：风压在0.5～5kPa。
其中：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：
1、离心泵的特点小流量、高扬程。 2、轴流泵的特点大流量、低扬程。 3、混流泵的特点界于离心泵和轴流
泵之间。
2.1 离心泵 风机工作原理
叶片式水泵定义：是依靠叶轮的高速旋转以完 成其能量的转换。 叶片式水泵分类：根据叶轮出水的水流方向可将 叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流三种； ① 径向流的叶轮称为离心泵，液体质点在叶轮
一、离心泵的工作原理
两个例子 1、在雨天，旋转雨伞，水滴沿伞边切线 方向飞出，旋转的雨伞结水滴以能量，旋 转的离心力把雨滴甩走，如图所示。
2、在垂直平面上旋转一个小桶，旋转的离 心力给水以能量，旋转的离心力把水甩走， 如图所示。
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 。
离 心 泵 的 工 作 原 理
离心泵工作原理动画演示
离心泵工作原理说明
二、离心泵的特点
结构简单，不易磨损，运行平稳，噪音 小，出水均匀，调节方便，效率高等 三、离心泵的基本构造 见上图1-5所示
四、风机的分类
1． 按工作原理分
离心风机
叶片式风机 轴流风机
风机
混流风机
容积式风机 往复风机
回转风机 罗茨风机
离心风机的结构型式
离心风机动画 罗茨风机动画
2．轴流式风机工作原理 轴流式风机的工作原理是，旋转叶
片的挤压推进力使流体获得能量，升高 其压能和动能，其结构如图所示。叶轮 1 安装在圆筒形(风机为圆锥形)泵壳3 内， 当叶轮旋转时，流体轴向流人，在叶片 叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流 式风机适用于大流量、低压力，电厂中 常用作送引风机。
混流风机: 此类风机兼有离心式风机压力系数较高和轴 流式风机流量系数较高的特点。进风方向和 出风方向位于一条轴线上，进出口直径相同， 风机可直接安装在管道上。具有噪声低、效 率高、占地少等优点，适用于管道加压送风 和排风及高层建筑或一般建筑的通风换气。 斜流风机: 此类风机具有流量大、压力高、比噪声低、 耐温耐湿等特性的新一代风机。可广泛应用 于工矿企业、宾馆、展览馆各种通风换气场 所的管道加压、送风和排风。
第2章 叶片式泵和风机
重点和难点：
水泵定义及分类； 离心泵的工作原理； 离心泵的基本性能参数； • *离心泵 装置工作扬程及设计扬程的计算方法； • *离心泵装置定速运行工况点的图解及数解法； • *比例律和切削律应用中遇到的两类问题的图解及 数解法； • *离心泵并联工作中四个模型的图解法； • *离心泵并联工作数解法； • 离心泵串连工作； • *汽蚀产生的原因及过程； • *水泵最大安装高度及汽蚀余量的确定。
中流动时主要受到的是离心力作用。 ② 轴向流的叶轮称为轴流泵，液体质点在叶轮
中流动时主要受到的是轴向升力的作用。 ③ 斜向流的叶轮称为混流泵，它是上述两种叶
轮的过渡形式，液体质点在这种水泵叶轮中 流动时既受离心力的作用，又有轴向升力的 作用。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
叶片式水泵图
离心泵
离心泵的外观
IS型单吸离心泵
叶轮
S型双吸离心泵