流體兩套試題試題與答案

1、一、簡答題 1. 簡述空化與空蝕對泵性能的影響，并在下圖中標(biāo)出泵不發(fā)生空化的區(qū)域。 二、填空 1. 風(fēng)機全壓是1250 Pa,出口處動壓是 60 Pa,則該風(fēng)機的靜壓是 Pa。 2. 某泵Ht58m，滑移系數(shù)是0.86，流動效率是0.92,貝U Ht m，|H |m。 3. 某水泵機械效率是 0.95，容積效率是0.92，流動效率是0.9，則該泵的總效率是。 4. 試說明歐拉方程的能量意義；并根據(jù)歐拉方程分析軸流泵的揚程低于離心泵的原因。 5. 某雙吸單級風(fēng)機的流量是150m3/s，轉(zhuǎn)速是1450rpm，全壓是3320Pa,則該風(fēng)機的比轉(zhuǎn) 數(shù)是。 6. 某泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是103,當(dāng)轉(zhuǎn)速減小20%時

2、，該泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是。 7. 某風(fēng)機輸送密度為 0.8kg/m3的煙氣時軸功率是 350kW ,那么輸送密度為1.2kg/m3的空氣 時軸功率是kW。 三、計算題 1. 有一離心式風(fēng)機，其葉輪尺寸如下：葉輪出口直徑是D2 600mm，出口寬度是 b2150mm，轉(zhuǎn)速n = 2900r/min , 2a 30，葉輪入口處的氣流徑向流入葉輪，空 氣密度為1.2kg / m3，試計算： 1） 當(dāng)流量為104m3/h時，葉輪的相對速度 w2和絕對速度v2；并試按比例畫出無量綱的 出 口速度三角形（u2/u2=10cm），并標(biāo)注 V2/U2, w 2/U2, U2/U2, Vu2/U2, Vr2/U2, W

3、u2/U2 , Wr2/U2, 及安裝角I 2a。 2） 無限多葉片葉輪的理論全壓吐。 3） 無限多葉片葉輪的反作用度，并以反作用度說明當(dāng)前葉輪的葉片形式；（且在所繪制 的速度三角形中，標(biāo)出反作用度+3p ） 4）設(shè)葉片數(shù)z = 12,求滑移系數(shù) w 2. 有一離心式水泵的允許空化余量是3.29 mH2O,吸水池液面的壓力是10 mH2O （絕壓）， 抽送溫度是45C的清水，相應(yīng)的飽和蒸汽壓力是 0.986mH2O,吸水管路中的水頭損失是0.75 mH20，試求： 1）該泵的安裝高度。 2）若將該泵轉(zhuǎn)速提高 15%，求相似工況點處吸水管路流動損失及泵的安裝高度。 X （ +10p）.現(xiàn)代軸流式

4、壓氣機設(shè)計。 設(shè)計一軸流式壓氣機（即渦輪壓縮機），已知以下條件： 熱系數(shù)：U（V2U v1u） 反動度：Q=V3.6 UUFF2 ?1 = W1a/u=V1m/u = 0.7 不同 ?2 = W2a/U =V2m/U = 0.8，請注意，這里的W1a豐Wa,是一種廣義的壓氣機設(shè)計情形， 于圖2-25b中的特殊情形。 試求解：1）反動度與熱系數(shù)的關(guān)系（tip : ?, ?a ） 2）以u/u = 10 cm為比例，畫出相應(yīng)的速度三角形，并標(biāo)注 v/u, w/u 。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2009 2010學(xué)年第一學(xué)期泵與風(fēng)機試卷（ B ）卷 一、簡答題（本題共5小題，每小題4分，共20分） 1.

5、 試說明下圖中標(biāo)號 1、2、3、4的名稱和作用。 F 2. 泵的主要性能參數(shù)有哪些？ 3. 離心風(fēng)機與軸流風(fēng)機分別在小流量和大流量下啟動，為什么？ 4. 試述兩臺泵串聯(lián)工作時作圖法確定每臺泵工況點的步驟。 5什么是汽蝕？列出三種提高泵抗汽蝕性能的措施。 二、填空及選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分） 1. 設(shè)某風(fēng)機入口面積是 3.5m2，流速是12m/s，則通過該風(fēng)機的流量是 m3/min。 2. 某泵有效功率是 248kW，效率是0.82，則泵的軸功率是 kW。 3. 某軸流風(fēng)機葉片入口處的軸向速度是4.7m/s,則葉片出口處的軸向速度是 m/s。 4. 某泵流量是2.5m3/s，

6、轉(zhuǎn)速是2450rpm，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到2000rpm時，相似工況點處的流量 是 m3/s。 5. 某風(fēng)機葉輪直徑是 2.5m，轉(zhuǎn)速是1000rpm，當(dāng)流量系數(shù)是0.26時，對應(yīng)點的流量是 m3/s。 6. 某泵的允許吸上真空高度是5.5m，泵入口動水頭0.2m，進(jìn)口管路的損失是 0.78m，則在 規(guī)定狀態(tài)下泵的安裝高度最大是m。 7. 設(shè)某泵 h 0.92, v 0.95, m 0.96，則該泵的效率是。 8. 某單級單吸低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪切割后對應(yīng)點處的流量降低了7.5%，則葉輪切割了 %。 2 9. 某排水管路的特性方程是|H 125 86qv，在工況點處泵的揚程是163m，則泵的流量 是 m

7、3/s。 10. 某軸流風(fēng)機全壓是 2000Pa，出口處的動能是 200Pa,則該風(fēng)機的靜壓是 Pa。 三、計算題（本題共4小題，每小題10分，共40分） 1.有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下: b 40mm， b2 20mm D-i 200mm D2400mm， 1a 20 試按比例畫出出口速度三角形, 程。 2a 250。設(shè)流體徑向流入葉輪，如轉(zhuǎn)速是1450r/min , 并計算理論流量和在該流量的無限多葉片葉輪的理論揚 有兩臺性能相同的離心式水泵，性能曲線方程是H 0.7q： 0.8qv 85 ,并聯(lián)在管路上 工作，管路特性曲線方程式|Hc 0.65q2，求: 1）并聯(lián)運行時等效泵的特性方

8、程。 2）并聯(lián)時各泵工況點處的流量。 2. 如圖所示，Hc=40m，泵進(jìn)出口直徑相同，Pa=Pb=0，當(dāng)流量是 0.1m3/s時泵進(jìn)出口壓力差 是48mH2O，求1）泵的揚程。2）管路特性方程。 2. 某電廠動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機，工作時的轉(zhuǎn)速是1450rpm，安裝角是0,風(fēng)機和網(wǎng)路 的特性曲線如下圖所示。點1、2、3處的參數(shù)如下表所示。試問： 1） 當(dāng)前工況點是哪一點？軸功率是多少kW ?求當(dāng)前網(wǎng)路特性方程。 2） 何種調(diào)節(jié)措施可使工況點位于點3 ?軸功率是多少？ 3） 采用變角度調(diào)節(jié)、變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使流量降到110m3/s，軸功率分別是多少？ 4）哪一種調(diào)節(jié)措施使風(fēng)機的運行經(jīng)濟性最高？ 流量m3

9、/s 壓力Pa 效率 1 110 2733 0.79 2 125 3530 0.86 3 110 4125 0.86 中國礦業(yè)大學(xué)電力學(xué)院 2010-2011第二學(xué)期 泵與風(fēng)機試卷（A）答卷 一、簡答題（本題共5小題，每小題4分，共20分） 1. 簡述空化與空蝕對泵性能的影響，并在下圖中標(biāo)出泵不發(fā)生空化的區(qū)域。 答：材料破壞、性能下降、振動噪聲。 2. 如下圖所示，點b是軸流風(fēng)機當(dāng)前的工況點，流量是qb，調(diào)節(jié)后流量降為qc,試列出三 種調(diào)節(jié)措施，并說明其中一種調(diào)節(jié)措施的工作原理。 答：節(jié)流、變動葉角度、變轉(zhuǎn)速。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的原理，根據(jù)相似定律有調(diào)節(jié)前后流量之 比與轉(zhuǎn)速之比相等可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時流

10、量相應(yīng)地變化。 3. 簡述平衡盤的工作原理。 答:在未級葉輪出口有徑向間隙和軸向間隙與低壓區(qū)相通， 平衡盤兩側(cè)存在壓強差厶 p，所以產(chǎn)生了平衡力p的大 小與軸向間隙3的大小有關(guān)。當(dāng)軸向力 平衡力時，產(chǎn)生了 如下的動態(tài)平衡過程，轉(zhuǎn)子左移t軸向間隙3減小宀厶p 增加t平衡力增加，直到軸向力=平衡力。反之亦然。 4. 風(fēng)機I、II的特性曲線pqv完全相同，如下圖所示，輸氣網(wǎng)路的阻力特性曲線亦示與圖 中，試用作圖法求風(fēng)機I、II并聯(lián)運行時的工況點。要求寫出作圖要求及步驟、并進(jìn)行 作圖。 答：1）求等效風(fēng)機的壓力-流量曲線：等壓力下流量相加。2）求等效風(fēng)機的工況點：等效 風(fēng)機的性能曲線與網(wǎng)路性能曲線的交

11、點k; 3）求各風(fēng)機的工況點：過 K點作等壓力線，交 風(fēng)機的性能曲線于 ki2,即為所求。 三、填空及選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分） 1. 風(fēng)機全壓是1250 Pa,出口處動壓是 60 Pa,則該風(fēng)機的靜壓是1210 Pa。 2. 某泵Ht 58 m,滑移系數(shù)是0.86，流動效率是0.92,則Ht 49.88 m ,H I 45.88m。 3. 某水泵機械效率是 0.95，容積效率是0.92，流動效率是0.9，則該泵的總效率是0.79。 4. 某雙吸單級風(fēng)機的流量是150m3/s，轉(zhuǎn)速是1450rpm，全壓是3320Pa,則該風(fēng)機的比轉(zhuǎn) 數(shù)是 28.7。 5. 某泵剛發(fā)生空化時

12、的有效汽蝕余量是3.45mH2O，對應(yīng)的必需空化余量是3.45mH2O, 臨界空化余量是3.45 mH2O。 6. 某泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是103,當(dāng)轉(zhuǎn)速減小20%時，該泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是103。 7. 某風(fēng)機輸送密度為 0.8kg/m3的煙氣時軸功率是 350kW ,那么輸送密度為1.2kg/m3的空氣 時軸功率是525 kW。 8. 兩臺相同的泵串聯(lián)時的總揚程是350 m :各泵的揚程是仃5 m。 9. 某管路特性方程是|H 25 10%，工況點處的流量是 1m3/s,則泵的揚程是 35 m。 10. 某空壓機的排氣量是 42m3/min，軸功率是235kW，則比功率是 遼、kW/（m 3/min）。 四

13、、計算題（本題共5小題，每小題10分，共50分） 1. 某風(fēng)機，轉(zhuǎn)速 n=960r/min 時，流量 qv=3.5m3/min，全壓 p=1000Pa, p1.2kg/m3，今用同 一送風(fēng)機輸送密度p =0.8kg/nm的煙氣，要求全壓與輸送 p=1.2kg/m3的氣體時相同，此時 轉(zhuǎn)速應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?（6分）轉(zhuǎn)速變化后相似工況點處的流量為多少？ （4分） qv qv 3.5 1175.8 4.29 m3/min 960 2. 有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下：葉輪出口直徑是 D2200mm，出口寬度是 b2 20mm，轉(zhuǎn)速是 2900r/min， c-0 2a - 25，出口處的軸面速度是 V2

14、m 3.8m/s，設(shè) 1 2 2 p n ,0.8n 1 n 1175.8rpm J 1 , p n 1.2960 解: 流體徑向流入葉輪。求: 解: 1） 2） 3） 1） 試按比例畫出出口速度三角形。 計算無限多葉片葉輪的理論揚程 求理論流量 U2 （4分） Ht。（4 分） 陽（設(shè)葉片出口排擠系數(shù)為 1）。（ 2分） nD231415 2900 .2030.37m/s 60 60 2) Vu2 U2 Vm2 cot 230.37 3.8 cot2522.22m/s Ht 1 u2vu2130.37 22.22 68.86m g9.8 3)qvTD2bvm2 3.1415 0.20 0.0

15、2 3.8 0.0477m3/s 3. 有一離心式水泵的允許空化余量是3.29 mH20，吸水池液面的壓力是 10 mH20 （絕壓）， 抽送溫度是45C的清水，相應(yīng)的飽和蒸汽壓力是 0.986mH2O,吸水管路中的水頭損失是 0.75 mH2O，試求： 1）該泵的安裝高度。（4分） 2） 若將該泵轉(zhuǎn)速提高15%，求相似工況點處吸水管路流動損失及泵的安裝高度。（2+4 分） 解：1） Hg-Ph hw 10 0.986 3.29 0.75 4.974m g g h p J P、2 h m nm 2）由空化相似定律 有 hp hm(：m)2 3-29 (1)2 4.35 mH2O 轉(zhuǎn)速增加后，相

16、似工況點處的流量亦增加，根據(jù) 2 hw Rq及相似定律吸水管路損失為 2 Rpqp(n p)2 2()， Rmqmnm H 18m， 4.某中、高比轉(zhuǎn)數(shù)泵額定工況點處的參數(shù)是 求： n 1 1.3 1.3 1 286.2 115nm 22 hwp (m) hwm 1.15 0.75 0.992 mH?O nm Hg 空匹 h hw 10 0.986 4.35 0.9923.672 m g g 13 n 1450rpm，qv 0.07m /s a）采用一級壓縮，求壓縮單位體積氣體，理論工作循環(huán)的指示功wi。（ 4分） b）若改為兩級壓縮，且級間冷卻完善，求各級最佳理論壓比；與a）相比，指示功降低

17、 了百分之多少？。（ 2+4分） 解：a） n 1 Wi-（理）n 1 P1 1.3 1 0.1 106 1 9 1.31 kJ一丨 b) Qi 3 1 c) 殊 o.1 106 1.3 1 1 3 1.31 125.0 kJ 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2009 2010學(xué)年第一學(xué)期 泵與風(fēng)機試卷（B）答卷 一、簡答題（本題共5小題，每小題4分，共20分） 1. 試說明下圖中標(biāo)號 1、2、3、4的名稱和作用。 答：1前導(dǎo)器，控制流體流動方向，調(diào)節(jié)工況點。 2 集流器，使流體以較小的流動阻力進(jìn)入風(fēng)機葉輪。 3 蝸殼，把從葉輪中流出的流體收集起來，并引向風(fēng)機出口，把一部分動能轉(zhuǎn)化成壓 力能。 4 葉輪

18、，把原動機的機械能轉(zhuǎn)換成流體的機械能。 2. 泵的主要性能參數(shù)有哪些？ 答：泵的主要性能參數(shù)有流量、揚程、轉(zhuǎn)速、軸功率、效率、允許空化（汽蝕）余量。 3. 離心風(fēng)機與軸流風(fēng)機分別在小流量和大流量下啟動，為什么？ 答：因為離心式風(fēng)機在小流量時的功率較小，而軸流式風(fēng)機在流量大時功率較小。 4. 試述兩臺泵串聯(lián)工作時作圖法確定每臺泵工況點的步驟。 答：1）作泵和管路的特性曲線。2）等流量下?lián)P程相加，作等效泵的特性曲線。3）求管路 和等效泵特性曲線的交點 K。4）過K點作等流量線，求與泵的特性曲線的交點，即是泵的 工況點。 5. 什么是汽蝕？列出三種提高泵抗汽蝕性能的措施。 答：汽蝕是指液體反復(fù)發(fā)生汽

19、化、凝結(jié)，并引發(fā)破壞的現(xiàn)象。提高泵抗汽蝕性能的措施：降 低葉輪入口部分的流速、采用雙吸葉輪、增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。 二、填空及選擇題 （本題共10小題，每小題4分，共40分） 1. 設(shè)某風(fēng)機入口面積是 3.5m2，流速是12m/s，則通過該風(fēng)機的流量是 _2520m3/min。 2. 某泵有效功率是 248kW，效率是0.82，則泵的軸功率是302.4 kW。 某軸流風(fēng)機葉片入口處的軸向速度是4.7m/s,則葉片出口處的軸向速度是4.7 m/s。 某泵流量是2.5m3/s,轉(zhuǎn)速是2450rpm，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到2000rpm時，相似工況點處的流量 是 2.04 m3/s。 某風(fēng)機葉輪直徑

20、是 2.5m，轉(zhuǎn)速是1000rpm，當(dāng)流量系數(shù)是0.26時，對應(yīng)點的流量是 167.1 m3/s。 某泵的允許吸上真空高度是5.5m，泵入口動水頭0.2m，進(jìn)口管路的損失是 0.78m，則在 規(guī)定狀態(tài)下泵的安裝高度最大是4.52 m。 設(shè)某泵| h 0.92, v 0.95, m0.961，則該泵的效率是0.84 。 某單級單吸低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪切割后對應(yīng)點處的流量降低了7.5%，則葉輪切割了 3.8%。 某排水管路的特性方程是|H 125 86q：|，在工況點處泵的揚程是163m，則泵的流量 是 0.665 m3/so 某軸流風(fēng)機全壓是 2000Pa,出口處的動能是 200Pa,則該風(fēng)機的靜

21、壓是 1800 Pa。 計算題（本題共4小題，每小題10分，共40分） 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 三、 1. 解: 有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下: bi 40mm , b2 20mm D1200mm D2400mm 1450r/min , 試按比例畫出出口速度三角形， 程。 并計算理論流量和在該流量的無限多葉片葉輪的理論揚 1a 200 2a 250。設(shè)流體徑向流入葉輪，如轉(zhuǎn)速是 u1 nD1 3.1415 1450 .2 15.18m/s 60 60 (1) vm1U| tan 1 15.18 tan 20 5.53m/s (1) qvTD1b1vm1 3.1415

22、 0.20 0.04 5.53 0.139m3/s(2) (1) nD231415 1450 .4 30.37m/s 60 60 Vm2 qvT 。2匕2 0.139 3.1415 0.40 0.02 5.53m/s (1) vu2 u2 vm2 cot 230.37 5.53 cot2518.5m/s (1) Ht-u2vu2 30.37 18.51 57.36m (2) g9.8 (1) 2.有兩臺性能相同的離心式水泵，性能曲線方程是 H 0.7q；0.8qv 85 ,并聯(lián)在管 路上工作，管路特性曲線方程式Hc 0.65qJ，求： 1）并聯(lián)運行時等效泵的特性方程。 2）并聯(lián)時各泵工況點處的流量。 解：1）根據(jù)并聯(lián)的特點，并聯(lián)運行時等效泵的特性方程： 2）求下列聯(lián)立方程，得等效泵的工況點，有 2 H 0.7qv/4 0.8qv/2 903 2，得 qv 10.52m /s。 H 0.65q： H0.7q：/4 0.8qv/2 85 所以，并聯(lián)