流体机械原理试题

A. 最大流量工况下的比转速
B.最高转速工况下的比转速
C.最高效率工况下的比转速
D.最高扬程工况下的比转速
10.在工作点处，泵提供给流体的能量与流体在管路系统中流动所需的能量关系为
(C )。
A. 泵提供的能量大于流体在管路系统中流动所需的能量
B. 泵提供的能量小于流体在管路系统中流动所需的能量
C.泵提供的能量等于流体在管路系统中流动所需的能量
轮的理论扬程 HT∞, 若滑移系数 u=0.8, 泵的实际扬程为多少？。
dn
解：出口圆周速度： u2 60
轴面速度： Cm2=3.6m/s
34.31m/s
c u c u2
2 m2 cot 2 30.71
w2
cm 2
cos 2
5.09
m/s c2
由欧拉方程式：
2
2
c c u2 m 2 30.92 m/s
超汽蚀叶轮。
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。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。 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。
二、选择（ 每题 2 分 共 20 分）
1．根据泵与风机的工作原理，离心式泵属于那种类型的泵。 （ C ）
A. 容积式
B.往复式 C.叶片式
D. 其它类型的泵
2．下面的哪一条曲线是泵的特性曲线？ （ A ）
A. 泵所提供的流量与扬程之间的关系曲线
B.流量与沿程损失系数之间的关系曲线
C.管路的流量与扬程之间的关系曲线
角。
5、流体机械在能量转换过程中，能量损失有水力损失、容积损失、机械损失三种类型。
6、反作用度的意义是静压与全压的比值，其表达式是θ =pst /p t。
7、在离心风机中叶片形状有前弯 径向 后弯三种。分别对应的出口流动角 >90o =90 o <90 o。 8、我国水泵行业习惯使用的比转速表达式为 ns=3.65q 1/2/h 3/4 。
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4.我国水泵行业习惯使用的比转速表达式为
1
q 3 .65 2
ns
3
H4 。
5.泵或风机的工作点是管网特性曲线与泵的特性曲线的交点。
6.当使用比例定律进行流体机械的变转速调节时， 其流量和转速的一次方成正比，压力和转速的二 次方成正比，功率和转速的三次方成正比。
7.泵与风机的无因次特性曲线是以流量系数为横坐标；压力系数为纵坐标绘制的。
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 ）
A ．增加流量 B．增加扬程 C．增加全压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
（ B）A 扬程 B．流量 C．比转数 D．功率
4.（13 分）有一台通风机，其风量为 70m3/s,转速为 450r/min,风压为 2610Pa,由于通风管路阻力增 大，使其流量减小为原来的一半，问要保持原流量不变，风机转速应调为多少？
2
对于通风机的管网特性曲线有： H G H st K qv
H st 0，因此管网特性曲线和等效率曲线重合。
则有：
6．在离心式风机叶轮前的入口附近，设置一组可调节转角的静导叶，通过改变静导叶的角度以实
现风机流量调节的方式称为（ B ） .
A. 节流调节
B.导流器调节
C.动叶调节
D.静叶调节
7.泵与风机的有效功率 Pe，轴功率 P 和原动机输入功率 P’g 之间的关系为 (B )。
A. Pe<Pg ’ <P
B. Pe<P<Pg ’ C. P<Pe<Pg’ D. P<Pg ’ <Pe
H T, A.
u2 2u, g
H T,
u2 2u
H T,
w 2 2u,
B.
g
C.
g
HT,
w 2 2u
D.
g
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？泵与风机的效率是有效功率和轴功率之
比，也称总效率，用η表示。机械效率 容积效率 流动效率。
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、
H u c u c g
th
2 u2
1 u1
由于流体径向流入叶轮
H th
c 所以有 u1 0
H 滑移系数为 u=0.8 所以 u= th =86.01m/s
4.（14 分）试画图确定两台风机并联的工况点并说明步骤。
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。
1．离心式泵的主要部件不包括（ B ）
A. 叶轮 B. 汽缸 C. 机壳 D. 吸入室
HT
2.在理论能头
v
2 2
-
v
2 1
2g
u
2 2
-
u
2 1
w
2 1
-w
2 2
2g
2g 中，表示液体静能头的中（ D ）
u
2 2
-
u
2 1
A ． 2g
v
2 2
-
v
2 1
B． 2g
w
2 1
-w
2 2
C． 2g
u
2 2
-
D. 以上说法都不正确 三、简答（ 每题 5 分 共 15 分）
1.什么是汽蚀现象？它对泵的工作性能有何危害？液体在叶轮中流动时由于流体压力降低产生的 气体或液体中溶解的气体析出，对叶轮起腐蚀作用，我们把汽泡的形成，发展，和破裂以致材料受
到破坏的全部过程称为汽蚀现象。材料造成破坏
产生噪声或震动 流道堵塞 扬程下降 效率降
u
2 1
D． 2g
w
2 1
-w
2 2
2g
3．离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（ B ）
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（ C ）
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（ C ）
D.管路的性能曲线
3．离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（ B ）
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．对径向式叶轮，其反作用度τ值的大小为（ D ）
A．
B．
C．
D．
5．管路系统能头和流量的关系曲线是（ C ）
A ． 斜 率为 的直线， 为综合阻力系数 B 水平直线 C 二次抛物线 D 任意曲线
四、计算（ 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。
解：应用比例定律有 n=n1q1/q2=500*36/30=600rpm 由于风机最大转速为 600r/min ，现为保证风
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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β 2 的不同可分为三种不同形式， 当β 2<90 o时为前弯叶片叶 轮，β 2=90 o时为径向叶片叶轮，β 2>90o时为后弯叶片轮；对应于三种叶轮效率为低、高、中。
2 前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同。
p p 0
va
解：设泵的安装高度为 HSZ:= g g
ha
H ＝2.71m
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=45о, 出口处轴
向速度 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
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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。 2.（8 分）有一单级离心泵，流量 qv=68m3/h，△hr=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）
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（ B ）
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 (B )
A. 增加 B. 降低 C. 不变 D. 先降低，后增加
10.当流体以α 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 )
3.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有开式、闭式、半开半闭式三种。
4. 泵与风机中能量转换时的损失可分为机械损失、水力损失、容积损失。
5.要保证泵不发生汽蚀，首先要正确地确定泵的几何安装高度。
6.泵串联运行时，所输送的流量均相等，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）
q n v1
1
q n v2
2
，那么： n2=2n1=900r/min 。
一、填空（每空 1 分 共 20 分）
1、 泵与风机是指以流体为工作介质与能量载体的机械设备。
2、叶片式流体机械中，介质作用于叶片的力是惯性力。
3、从理论上来讲，泵与风机的设计工况与最高效率点工况是一致的。
4、叶片式流体机械冲角的存在破坏了无冲击进口条件，大流量工况为负冲角，小流量工况为正冲
8.两台泵串联运行时，为提高串联后增加扬程的效果，下列说法中正确的是 ( D )。
A. 管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应陡一些
B. 管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应平坦一些
C.管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应陡一些
D. 管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应平坦一些 9.泵在不同工况下有不同的比转速，作为相似准则的比转速是指 (C )。
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的叶片调节 变速调节 改变台数调节
四、计算（ 共 50 分）
1.（12 分）离心式水泵最高效率为 86%，轴功率为 122.5kw，流量为 720 吨/时，扬程为 50m 流体
介质密度为 1000kg/m3。求有效功率和效率并分析在此效率下该泵工作的经济性。
解：有效功率 N1= =9800*720/3600*50=98000w=98kw 。效率η =N1/N=98/122.5=0.8 泵的经济运行
风机能否满足。
速度三角形如图，有题可得 u2=2πnr/60=2π*1000*0.3/60=31.4m/s w2
c2
cu2= u2-cr2*ctg45o=11.4 m/s 由欧拉方程得
cr2 45 o
p (u2cu 2 u1cu1) =1.2(31.4*11.4-0)=429.5Pa
cU2 U2
风机所产生的全压小于所需的全压，故不能满足要求。
低。
2.离心式水泵有哪过流部件？各起什么作用？叶轮： 是能量转换的元件。吸入室：向叶轮提供具
有合适大小的均匀分布的入流速度。压水室 : 将叶轮内流出的介质收集起来送到出口管路或下一
级，将圆周速度对应的动能转化为压力能。导流器：用于工况调节。
3．泵与风机工况调节的方法有哪几种？出口节流调节 进口节流调节 采用导流器调节 采用可转动
条件为效率不小于 0.93*0.86=0.7998 。计算可知水泵在此效率下工作符合经济性要求。
2.（15 分）已知某离心风机转速为 1000r/min，叶轮外径为 600mm，出口叶片安装角 45 度，出口
轴面速度 20m/s，法向入口，空气密度为 1.2kg/m3。欲满足 600Pa 的全压要求按无穷叶片数考虑该
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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。 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。
P
a
a
b
b
HA HB
B
A
1、 2
QB
QA
Q
一、 填空（每空 1 分 共 15 分） 1.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有开式 闭式 半开半闭式 三种。 2.泵与风机中能量转换时的损失可分为机械损失 水力损失 容积损失三种。 3.前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同。
3.(10 分)某水泵允许吸上真空度为 6.5 米，吸水管流速为 3.15 米/ 秒，吸水管水头损失 0.5 米。现将 水泵安装于距水面 5.8 米处，问水泵能否正常工作。 解：根据水泵安装高度计算公式有 Hz=[Hs]-v2/2g-hl=6.5-3.152/2g-0.5=5.5m 。为保证水泵正常工作， 不发生气蚀，安装高度不应超过 5.5 米，现将其安装于距水面 5.8 米处，不能保证水泵正常工作。