流體機械試卷一及參考答案

一、填空〔115分〕1.離心泵葉輪依據葉片出口相對流淌角β2β2<90o時為，β2=90o時為，β2>90o時為；對應于三種葉輪效率為、、。2前向式葉輪的葉片彎曲方向與葉輪旋轉方向 。葉輪是離心泵的能量轉換元件它的構造形式有 三種。泵與風機中能量轉換時的損失可分為 、 、 。要保證泵不發(fā)生汽蝕，首先要正確地確定泵的 。泵串聯(lián)運行時，所輸送的流量均 聯(lián)后的總場程為串聯(lián)各泵所產生的揚程之和。二、選擇〔220分〕離心式泵的主要部件不包括〔〕A.葉輪 C.機殼 D.吸入室v2-v2 u2-u2 w2-w2H 2

1 2 1 1 2在理論能頭T21u2-u221

2g 2g 2g 中，表示液體靜能頭的中〔〕2gv2-v22 2g1w2-w21 22gu2-u2

w2-w222

1 1 22g離心式葉輪有三種不同的形式，其葉輪形式取決于〔〕葉片入口安裝角葉片出口安裝角D．葉輪內徑和寬度電廠中要求具有陡降型性能曲線的設備是〔〕給水泵 B．送風機 C．循環(huán)水泵 5．以下各項中與有效汽蝕余量NPSHa值無關的是〔〕吸入管路參數管路中流量泵的構造泵入口壓力6．兩臺風機并聯(lián)運行的主要目的是〔〕B．增加揚程C．增加全壓D為了保證串聯(lián)運行時泵都工作在高效區(qū)，選擇設備時，應使各泵在最正確工況點有相等或相近的〔〕A．揚程 C．比轉數D．功率8．目前電廠大型機組的離心式送、引風機常承受的調整方式是〔〕導流器調整進口端節(jié)流調整回流調整出口端節(jié)流調整某臺水泵在轉速不變時，當輸送的水溫度增加時，其軸功率( A.增加 B.降低 C.不變 D.先降低，后增加當流體以α1=90°的方向進入葉輪時，離心式泵的無限多葉片的理論揚程為( )HHu22u,T, g

HT,

u 2 2ugH w

2 2u,

wH 2 2uT,

g D.

T, g三、簡答〔515分〕泵與風機的效率是如何定義的？它有哪幾種效率組成？降低泵必需汽蝕余量的措施有哪些？ 缺點。四、計算〔50分〕500r/min36m3/s，由于網絡阻力增加風量削減到30m3/s，為保證原風量，風機轉速應為多少并分析在此轉速下工作是否允許。分40℃的幾何吸入高度？〔400.75m10.36m〕3.(18分)有一離心泵，其葉輪外徑D2=22cm,n=2980r/min,葉輪出口安裝角為b2=45о,出口處軸向速度Cm2=3.6m/s,速度三角形并計算求無限多葉片葉輪的理論揚程H 假設滑移系數u=0.8,泵的實際揚程為多少？。

T∞,4.〔14分〕試畫圖確定兩臺風機并聯(lián)的工況點并說明步驟?！读黧w機械原理》試卷一參考答案及評分標準一．填空〔115分〕前彎葉片葉輪徑向葉片葉輪后彎葉片 低 高中一樣 3.開式閉式半開半閉式4.機械損失水力損失容積損失5.幾何安裝高度 6.相等二.選擇〔220〕1-5BDBCC 6-10ABBBA三.簡答〔515〕泵與風機的效率是如何定義的？它有哪幾種效率組成？泵與風機的效率是有效功率和軸功率之比，也稱總效率，用η表示。(2分)(3分)降低泵必需汽蝕余量的措施有哪些？(1分二項5分)泵與風機的工況調整的方法有很多種，以節(jié)流調整和變速調整為例分析其優(yōu)缺點。節(jié)流調整有出口節(jié)流和進口節(jié)流其調整方法便利簡潔易于操作，但流淌損失較多不經濟〔3分〕〔2分〕四.計算〔50〕1、解：應用比例定律有n=n1q1/q2=500*36/30=600rpm 〔7〕由于風機最大轉速為600r/min，現(xiàn)為保證風量，風機需要在600r/min轉速下工作才能安全應更換風機?！?0〕解：設泵的安裝高度為HSZ:p p0va0

HaHSZ:= g ga

〔6分〕＝2.71m 〔8分〕dnu解：出口圓周速度：

2 60

34.31m/s 〔2分〕軸面速度： Cm2=3.6m/sc uu2 2

c cot 30.71m2 2 〔6分〕w c

m2 5.092 cosc2c2 c2u2 m2

m/sc2由歐拉方程式：

30.92

m/s 〔10分〕gH ucucth 2 u2 1 u1由于流體徑向流入葉輪

〔14分〕PaabBPaabBBA1、2所以有u1滑移系數為u=0.8HHth所以u= th=86.01m/s 〔18分〕解：為簡潔起見，以兩臺一樣風機為例。依據并聯(lián)時風壓相等，流量相加的特點，作一系列的等風壓線?！?分〕〔8分〕用同一比例將網絡特性做在同一坐標圖上，兩條曲線的交點為等效工況點A，過A作等風壓線交風機特性曲線于B點，B點即為風機并聯(lián)是各自的工況點〔10分〕作圖〔14分〕bHA HQB QA Q一、填空〔120分〕離心泵葉輪依據葉片出口相對流淌角β2的不同可分為三種不同形式，當β2<90o時為 ，β2=90o時為 ，β2>90o時為 是離心泵的能量轉換元件它的形式有 三種。置有效汽蝕余量越大，機械低壓側液體具有的能量超過液體汽化壓力的余量越多，越 。泵與風機中能量轉換時的損失可分為 、 、 。反作用度表示 在總能量頭中的比重。通用特性曲線是以 為橫坐標； 為縱坐標繪制的。泵與風機調節(jié)工況的方法有 、 、 、 、 、 。二、簡答〔每題5分共20分〕試述泵與風機的工作原理?各有何優(yōu)缺點?3.．降低泵必需汽蝕余量的措施有哪些？4..某水泵按圖紙要求安裝后，開動起來抽不上水，試分析可能緣由。三、計算〔共60分〕1.〔10分〕有一水泵，當其轉速為n=2900r/minQ=9.5m3/min，揚程H=120mQ=38m3/minH=80問其葉輪的轉速應為多少？215分〕某工廠由冷凍站輸送冷凍水到空氣調整室的蓄水池，承受一臺單吸25cm2％。泵出口壓力表讀數3.0kgf/cm2,0.2m0.3m，求泵的揚程。3.〔20分〕有一離心泵，葉輪外徑D2=22cm，葉輪出口寬度b2=1cm，葉輪出口安裝角b2=22о，轉速n=2900r/min，理論流量Q=0.025m3/s，設流體徑向流程。415分〕如下圖，水泵吸水管內徑d=50mm，總長L=60H=30m,泵的流Q=15m3/h，管路中有彎頭一個局部損失系數為＝0.5，底閥一個＝5.0，且沿程阻力系數＝0.03。試求泵入口處的表壓力?！读黧w機械原理》試卷四參考答案及評分標準一．填空〔20分〕后彎徑向前彎2.葉輪開式閉式半開半閉式3.不簡潔發(fā)生汽蝕4.機械損7.節(jié)流調整，導葉調整，動葉調整，氣蝕調整，變速調整，轉變臺數調整二.簡答〔20〕機的的吸入口通過葉輪前盤中心的孔口吸入，源源不斷地輸送氣體。狀況?！?分〕分〕工作區(qū)?！?分〕(2)加裝誘導輪(3)承受雙重翼葉輪、超汽蝕葉輪4.吸水管路不嚴密，有空氣漏入。泵內未灌滿水，有空氣存在。葉輪及出水口堵塞。三.3.65nqv3.65*3.65nqv3.65*2900 0.1581275Hs 31.解：原泵的比轉速 4

115.92

(3分)3.65nqvHn3.65nqvHs1 33.65*3.65*n18753860

(6分〕nn相像泵的比轉速應相等即

s1 ss13.65 0.633n ns13.65 0.633

1068那么1 r/m〔10分〕m2.解：p =3.0kgf/cm2=30000kgf/m2m

9.807=294.0kPaH 4mBQ60L/s0.06m3/s (3v 0.06(10.02)41.87m/s2 3.140.22 (30.064v 1.23m/s1 3.140.252 (4HpMH

2v 2v

v21

Z”294.04(1.87)2(1.23)20.3 B 2g 9.807 29.807 (43040.1010.334.4m (1u

Db2 2

3.14*0.22*2900

33.383.解：2

60 60 m/s (3分)v Q2r Db2 2

0.0253.14*0.22*0.01

m/s 〔4分〕vw 22 sin

3.62rsinrb2

m/s 〔4分〕22w u22w22

24.682sin

2v 2r

3.62

2 2 0.146

m/s2 v 24.68 2

2

〔4分〕2 2 2 2

cos 23.38*24.68*0.989T g 9.8 m〔5分〕4.解：選?。保焙停玻矁蛇^流斷面，列伯努利方程pZ 11

21

Z2

P

22

hlZ01

ZH2

V01PP1

QV2AVQ2

2.12mshf

l d2g

沿程損失 ----------------10分

hhhj j1

V2 V222 221 212

---------13分

p p1 239.54m10m故此泵不能正常吸水，泵入口處的表壓力為零．----------------------------15分一、填空題〔120分〕 依據工作原理來分，可以將葉片式流體機械分為 和還擊式，而還擊式流體機械又可分為 、 和 等三種類型。 工作機的流量是指流過其 斷面的流量，原動機的流量則是指其 斷面的流量。 無窮遠來流在

與孤立翼型弦〔由首端指向尾端〕之間的夾角稱為 角，葉片式流體機械的葉柵繞流中即可反映為 與平均流淌角 。 水泵的根本性能曲線是指正常工況下以 轉速運行是的 、 以及 等三條能量性能曲線和 汽蝕性能曲線。水輪機的有機械效率 等于 ，容積效率等于 ，流淌效率等于 ，總效率為 。通常葉輪番道投影圖有兩種形式它們是 投影圖和 投影圖。二、單項選擇題〔220分〕 某一臺水輪機工作時，其進口的流量為 ，出口流量為 ，葉輪番量為 ，則其容積效率為〔 〕。B． C．葉輪高壓側用符號“”表示，低壓側用符號“”表示，為重力加速度，為流體密度， ， 為總能頭，則對于可壓縮與不行壓縮流體，葉片式流體機械的反作用度均可表示為〔 〕。B． C．s 由 可知，一臺在額定轉速下工作的水泵，隨著其工作流量的減小，比轉速n將〔 〕。s增大壓縮機的軸功率

B．減小指的是〔 〕。

C．不變隨著水泵流量的加大，其必需汽蝕余量A．增大 B．減小

將〔 〕。C．變化不定隨著流體機械工作流量的削減，葉片的進口沖角將

〔 〕。增大水輪機的裝置汽蝕系數水輪機的吸出裝置有關；

減小與〔 〕。

變化不定B．水輪機葉輪進口的幾何參數及運動參數有關；C．水輪機葉輪出口的幾何參數及運動參數有關。立式混流水輪機的安裝高程是指〔〕的高程。其固定底座平面；B．其基準面；C．其進口導葉水平中心平面。全調整軸流泵的葉片安放角增大，其

曲線〔 〕。向右上方抬高

向左下方降低

不發(fā)生位移隨著比轉數的增大，葉輪的滑移系數將〔〕。變化不定 B．增大 C．減小三、推斷題〔2分，共20分〕〔〕有流體與轉動的葉輪之間的摩擦所引起的圓盤損失屬于流淌損失?！病橙~片的凹面為工作面，凸面為反面?！病彻ぷ髅姹确疵娴膲簭姶??！病诚嘞竦牧黧w機械，其比轉速相等；反過來，比轉速相等的流體機械，其性能肯定相像?！病潮绒D速越大，葉片的扭曲程度也越大?！病钞斄黧w機械的安裝位置海拔高程越高，則其允許的安裝高度也就越高。〔〕汽蝕比轉速較大的水泵，其抗汽蝕性能較好?！病辰o定流量等其他參數不變，掌握在肯定的限制范圍內提高葉輪的轉速，其葉片進口的沖角將加大?！病骋韵鄬?、無量綱參數和單位參數為變量所繪制的水泵的相對性能曲線、風機的無量綱性能曲線以及水輪機的綜合特性曲線是比轉速的函數?！病秤邢薅嗳~片葉槽內軸向旋渦的旋向與葉輪轉動的方向一樣。四、簡答題〔1020分〕 作為綜合相像判別數，流體機械的比轉數應具有唯一性，請具體說明有關規(guī)定。兩臺水輪機相像，其比轉數是否相等？為什么？試用速度三角形和歐拉方程分析說明：軸流式葉輪的葉片是扭曲的。五、計算題〔1020分〕水輪機的流量 m3/s，水輪機進口壓力表的讀數為 N/m2，水輪機出口真空表的讀數為

N/2

〔壓力表處〕和排水管〔真空表處〕的直徑分別為3.5m和5m，發(fā)電機功率表讀數為kW，發(fā)電機效率為 ，求此時水輪機的軸功率、有效功率和水輪機的效率〔無視水輪機與發(fā)電機之間的傳動損失，

N/m3〕。某水泵在放開抽送20C的常溫清水〔0.6m，試求在武漢〔

〕，泵的轉速〕和在拉薩〔

r/min，〕兩地該泵的允許安裝高度模型泵在轉速

〔原型泵的r/min時的

是通過尺寸小一倍的模型泵試驗求得的，，取汽蝕安全余量 m〕。一、填空題沖擊式，徑流式，斜流式，軸流式；進口，出口；攻，柵中翼型安放角，之差；4．額定， ， ， ， ；5． ， ， ， ；平面，軸面。二、單項選擇題1〔；2.〔C； 3.〔C； 4.〔；5.〔C；6〔；7.〔； 8.〔C； 9.〔；10.〔C。三、是非題1〔√；2.〔×；3.〔×；4.〔√；5.〔√；6〔×；7.〔√；8.〔√；9.〔√；10.〔×。四、問答題1．1〕水泵額定點的參數，水輪機限制工況點的參數；一個標準大氣壓，20度清水；單個葉輪。2．徑的加大，其柵中翼型的安放角是逐步變緩的。H”表述輪轂，下標“T”表述輪緣五、計算1．① ；② ；③ ;④2．①② ；武漢： ；拉薩：武漢大學動力與機械學院《流體機械及工程》2023——2023 上學期期末考試(試卷B)班級: 學號: 姓名： 成績:＿＿＿＿＿＿題號 一 二 三 四 五 總分分數一、填空題〔120分〕流體機械是指以流體為 與 的機械設備。依據能量傳遞方向的不同，可以將流體機械分為 機和 機。葉柵的稠密度是 與 之比。依據流體流過葉輪前后壓能是否相等，將葉片式流體機械分為 式和 式。在推導葉片式流體機械葉輪的歐拉方程時，有四個根本假定，這四個根本假定分別是 、 、 、和 。葉片式流體機械的主要性能參數有 、 、 、 、汽蝕余量和 。葉片式流體機械的速度三角形中有三條邊，這三條邊對應三個矢量，它們分別是 、 和 矢量。二、選擇題〔220分〕某一臺水輪機工作時，其進口的流量為 ，出口流量為 ，葉輪番量為 ，則其容積效率A．

為〔

C．葉片式流體機械的反作用度是〔 〕。動能與總能量頭之比 B．靜壓能與總動能之比C．靜壓能與總能量頭之比s由 可知，一臺在額定轉速下工作的水泵，隨著其工作流量的減小，比轉速n將〔 〕。s增大 B．減小 C．不變水輪機的軸功率N〔 〕。是發(fā)電機的輸出功率 B．是水輪機的輸出功率 C．等于給定水輪機裝置，高池的水經過水輪機進入低池，高池的水位不變，當低池的水位上升時，水輪機的汽蝕系數A．增大

將〔 〕。B．減小 C．不定離心式水泵葉輪的葉片外形一般承受〔〕。向前彎曲水泵的有效汽蝕余量與水泵的必需汽蝕余量

徑向延長〔 〕。有關；

向后彎曲B．與水泵的吸水裝置有關；C．與水泵葉輪進口的運動參數有關。 某臺水泵的汽蝕比轉速 〔 〕。A．隨水泵轉速〔或流量〕的增加而增加；B．隨水泵必需汽蝕余量的減小而增加；C．是一個定值。對于某葉片式流體機械，當流過它的流量偏離設計值時，沖角會發(fā)生變化，正沖角將導致在葉片的〔 〕產生旋渦。工作面 B．反面 C．工作面和反面 某給定的開敞式〔進、出水池水面為一個大氣壓〕離心泵系統(tǒng)中，當進水池的水面上升時，水泵的工作揚程將減小，而其軸功率將〔〕。不變 B．增大 C．減小三、推斷題〔2分，共10分〕〔〕風機的軸功率就是驅動它的原動機的輸入功率?！病钞斄黧w機械安裝位置海拔高程越高，則流體機械的安裝高度也就越高?！?/p>