流體兩套試題試題及答案

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(jī)全壓是1250Pa,出口處動壓是60Pa,則該風(fēng)機(jī)的靜壓是Pa。2 .某泵HToe=58m,滑移系數(shù)是0.86,流動效率是0.92,則Hr=m,H=m。3 .某水泵機(jī)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(yáng)程低于離心泵的原因。5 .某雙吸單級風(fēng)機(jī)的流量是150m3/s,轉(zhuǎn)速是1450rpm,全壓是3320Pa,則該風(fēng)機(jī)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，該泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是。7 .某風(fēng)機(jī)輸

2、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kWo三、計算題1 .有一離心式風(fēng)機(jī)，其葉輪尺寸如下：葉輪出口直徑是D2=600mm,出口寬度是b2=150mm,轉(zhuǎn)速n=2900r/min,P2a=30°,葉輪入口處的氣流徑向流入葉輪，空氣密度為P=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,W2/U2,U2/U2,Vu2/U2,V2/U2,Wu2/U2,W2/U2,及安裝角B2a。2）無限多葉片葉輪的理論全壓

3、Pt6。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)因2 .有一離心式水泵的允許空化余量是3.29mH2O,吸水池液面的壓力是10mHzO（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0.75mH2O,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)代軸流式壓氣機(jī)設(shè)計。設(shè)計一軸流式壓氣機(jī)（即渦輪壓縮機(jī)），已知以下條件：熱系數(shù)：“反動度：蜘00.6曾？/?1=Wla/U=Vlm

4、/U=0.7?2=W2a/U=V2m/U=0.8，請注意，這里的WlaWWfe,是一種廣義的壓氣機(jī)設(shè)計情形，不同于圖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?,?8）2）以u/u=10cm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20092010學(xué)年第一學(xué)期泵與風(fēng)機(jī)試卷（B）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。2 .泵的主要性能參數(shù)有哪些？3 .離心風(fēng)機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)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

5、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(jī)入口面積是3.5m2,流速是12m/s,則通過該風(fēng)機(jī)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(jī)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/so4 .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m3/s。5 .某風(fēng)機(jī)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3,m/s。6 .某泵的允許吸上真空高度是5.5m,泵入口動水頭0.

6、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“卜=0.92,1=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%。29 .某排水管路的特性方程是H=125+86q：,在工況點處泵的揚(yáng)程是163m,則泵的流量是m3/s。10 .某軸流風(fēng)機(jī)全壓是2000Pa,出口處的動能是200Pa,則該風(fēng)機(jī)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,D1=200mm,D2=400mm,鼠=20

7、6;,02a=25°。設(shè)流體徑向流入葉輪，如轉(zhuǎn)速是1450r/min,試按比例畫出出口速度三角形，并計算理論流量和在該流量的無限多葉片葉輪的理論揚(yáng)程。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(yùn)行時等效泵的特性方程。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(yáng)程。2）管路特性方程。2.某電廠動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，工作時的轉(zhuǎn)速是1450rpm,安裝角是0。，風(fēng)機(jī)和網(wǎng)路的

8、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(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最高？流量m3/s壓力Pa效率111027330.79212535300.86311041250.86中國礦業(yè)大學(xué)電力學(xué)院20102011第二學(xué)期泵與風(fēng)機(jī)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。

9、2 .如下圖所示，點b是軸流風(fēng)機(jī)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(qiáng)差A(yù)p,所以產(chǎn)生了平衡力。Ap的大小與軸向間隙8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)子左移一軸向間隙8減小一Ap增加一平衡力增加，直到軸向力=平衡力。反之亦然。4 .風(fēng)機(jī)I、II的特性曲線pqv完全相同，如下圖所示，輸氣網(wǎng)

10、路的阻力特性曲線亦示與圖中，試用作圖法求風(fēng)機(jī)I、II并聯(lián)運(yùn)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(jī)的壓力-流量曲線：等壓力下流量相加。2）求等效風(fēng)機(jī)的工況點：等效風(fēng)機(jī)的性能曲線與網(wǎng)路性能曲線的交點k;3）求各風(fēng)機(jī)的工況點：過K點作等壓力線，交風(fēng)機(jī)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(jī)全壓是1250Pa,出口處動壓是60Pa,則該風(fēng)機(jī)的靜壓是1210Pa。2 .某泵HTg=58m,滑移系數(shù)是0.86,流動效率是0.92,則Ht=49.88m.H=45.88m。3 .某水泵機(jī)械效率是0.95,容積效率是0.92,

11、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(jī)的流量是150m3/s,轉(zhuǎn)速是1450rpm,全壓是3320Pa,則該風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)是28.7q5 .某泵剛發(fā)生空化時的有效汽蝕余量是3.45mH2。，對應(yīng)的必需空化余量是3.45mH2。.臨界空化余量是3.45mH2O。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103q7 .某風(fēng)機(jī)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525kW。8 .兩臺相同的泵串聯(lián)時的總揚(yáng)程是350m,各泵的揚(yáng)程是175m。9 .某管路特性方程是H=25+104，工況點處的流量是

12、1m3/s,則泵的揚(yáng)程是5m。10 .某空壓機(jī)的排氣量是42m3/min,軸功率是235kW,則比功率是5.6>kW/（m3/min）四、計算題（本題共5小題，每小題10分，共50分）1 .某風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速n=960r/min時，流量qv=3.5m3/min,全壓p=1000Pa,（=1.2kg/m3,今用同一送風(fēng)機(jī)輸送密度p=0.8kg/n3的煙氣，要求全壓與輸送f=1.2kg/m3的氣體時相同，此時解:生qv轉(zhuǎn)速應(yīng)變?yōu)槎嗌?p1(n'fqv=qv6分）轉(zhuǎn)速變化后相似工況點處的流量為多少？（1.2960n=1175.8rpmn1175.83,.一=3.5=4.29m/min9604

13、分)D2=200mm,出口寬度是2 .有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下：葉輪出口直徑是b2=20mm,轉(zhuǎn)速是2900r/min,P2a=25°,出口處的軸面速度是v2m=3.8m/s,設(shè)流體徑向流入葉輪。求：1）試按比例畫出出口速度三角形。（4分）2）計算無限多葉片葉輪的理論揚(yáng)程Hts。（4分）3）求理論流量qvt（設(shè)葉片出口排擠系數(shù)為1）。（2分）解:1)二nD2U2=603.141529000.2060=30.37m/s2)vu2=u2-vm2coL2=30.37-3.8cot250=22.22m/s11HT=-u2vu2=30.3722.22=68.86m"g9.83.

14、3)qvT=vD2b2Vm2=3.14150.200.023.80.0477m/s3.有一離心式水泵的允許空化余量是3.29mH2。，吸水池液面的壓力是10mHzO（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0.75mH2O,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=匹-旦-kh】-hw=10-0.986-3.29-0.75=4.974m-pgpg4.解:2）由空化相似定律伍h】P=（%）2有L=hImnml.-：hI-l.-：h(")2=3

15、.29(lil5nm)2.4.35mH2Opmnmnm2轉(zhuǎn)速增加后，相似工況點處的流量亦增加，根據(jù)hw=Rq及相似定律吸水管路損失為RpqpRmqmnp2=()2,nmpepv-9-：g:g1.15nm22hwp=(m)hwm=1.150.75=0.992mH2Onml.-：hl-hw=10-0.986-4.35-0.992=3.672m某中、高比轉(zhuǎn)數(shù)泵額定工況點處的參數(shù)是n=1450rpm,qv=0.07m3/s,H=18m,n=0.84。試求：葉輪直徑切割5%后，相應(yīng)工況點處的流量（3分）、揚(yáng)程（3分）、軸功率（3分）、效率（1分）。D2a_2_=18X0.95=16.245mqvD257

16、4D2一一一_3=0.070.95=0.0665m/sP_P<D2JD23_=9.8父0.07父18/0.84父0.95=12.6kW5.某空壓機(jī)，吸氣壓力0.1MPa（絕對），排氣壓力為0.9MPa（絕對），壓縮過程指數(shù)恒為1.3,求：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，指示功降低了百分之多少？。（2+4分）解：a）n4wi=-四（包）n-1n-1p113心.-0.1106191.3-11.3-1=286.2kJb) ；-4=、；=、0.90.1=3n1wii=-piVi(-px)-

17、1n-1Pi1.31c) =.3-0.1106130-11.3-1=125.0kJw2i-w1i=125.0kJ(Wi=wiW2i=125125=250kJ(指示功降低了wLZwL=286.2-250100%=12.6%W286.2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(jī)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：1一前導(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(jī)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(jī)出口，把一部分動能轉(zhuǎn)化成壓力能。4一葉輪，把原動機(jī)的機(jī)械能

18、轉(zhuǎn)換成流體的機(jī)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(yáng)程、轉(zhuǎn)速、軸功率、效率、允許空化（汽蝕）余量。3 .離心風(fēng)機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)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(jī)在小流量時的功率較小，而軸流式風(fēng)機(jī)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)生汽化、凝結(jié)，并引發(fā)破壞的現(xiàn)象。提高泵抗汽蝕

19、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(jī)入口面積是3.5m2,流速是12m/s,則通過該風(fēng)機(jī)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302.4kW。4.7m/s。3 .某軸流風(fēng)機(jī)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 .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2.04m3/s。5 .某風(fēng)機(jī)葉輪直徑是2.5m,轉(zhuǎn)速是1000rpm,當(dāng)流量系數(shù)是0.26時

20、，對應(yīng)點的流量是167.1m3/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4.52m。7 .設(shè)某泵“卜=0.92,“v=0.95,"m=0.96,則該泵的效率是0.84。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3.8%。9 .某排水管路的特性方程是H=125+86q：,在工況點處泵的揚(yáng)程是163m,則泵的流量是0.665m3/s。10 .某軸流風(fēng)機(jī)全壓是2000Pa,出口處的動能是200Pa,則該風(fēng)機(jī)白靜壓是1800Pa。三、計算題（本題共4小題，每小題10分

21、，共40分）1.有一離心式水泵，其葉輪尺寸如下：bi=40mm,b2=20mm,Di=200mm,D2=400mm,P1a=20°,02a=25°。設(shè)流體徑向流入葉輪，如轉(zhuǎn)速是1450r/min,試按比例畫出出口速度三角形，并計算理論流量和在該流量的無限多葉片葉輪的理論揚(yáng)程。二nD1603.141514500.2060=15.18m/s(1')vm1=u1tanx=15.18tan200=5.53m/s(1')qvT=嘰131=3.1415M0.20父0.04黑5.53=0.139m3/s(2')U2=二nD2603.141514500.460=30

22、.37m/s(1')Vm2二qvT二D2b20.1393.14150.400.02=5.53m/s(1')vu2=u2-vm2cot02=30.37-5.53*cot250=18.5m/s(1')11HTO0=u2vu2=父30.37父18.51=57.36m(2')"g9.82.有兩臺性能相同的離心式水泵,(1')2性能曲線方程是H=-0.7qv-0.8qv+85,并聯(lián)在管路上工作，管路特性曲線方程式Hc=0.65q；,求:1）并聯(lián)運(yùn)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(yùn)行時等效泵的特性方程：2H=-0.7q2/4-0.8qv/2852）求下列聯(lián)立方程，得等效泵的工況點，有_2一一一一一H=-0.7qv/4-0.8qv/290H=0.65q：，得qv=10.52m3/s。所以，并