流體力學(xué)泵和風(fēng)機(jī)試題庫

./流體力學(xué)、泵與風(fēng)機(jī)題庫一、選擇題1、流體運(yùn)動的兩種重要參數(shù)是<A>?！睞壓力、速度；〔B壓力、溫度；〔C比容、密度；比容、速度。2、雷諾數(shù)Re可用來判別流體的流動狀態(tài),當(dāng)<A>時(shí)是紊流狀態(tài)。<A>Re>2000<B>Re<2000；Re>1000；Re<1000。3、流體流動時(shí)引起能量損失的主要原因是〔D?！睞流體的壓縮性；〔B流體膨脹性；〔C流體的不可壓縮性；〔D流體的粘滯性。4、〔C管路各段阻力損失相同?！睞短管管系；〔B串聯(lián)管系；〔C并聯(lián)管系；〔D分支管系。5、溫度升高對流體粘度影響是〔B〔A液體粘度上升,氣體粘度下降〔B液體粘度下降,氣體粘度上升；〔C液體和氣體粘度都上升；<D>液體和氣體粘度都下降6、下列四種泵中,相對流量最高的是<B>。<A>離心泵；<B>軸流泵；<C>齒輪泵；<D>螺桿泵。7、效率最高的葉輪葉片型式是〔C〔A>前向型<B>徑向型<C>后向型<D>軸向型8、機(jī)械密封裝置屬于〔B<A>級間密封裝置；<B>軸封裝置；<C>內(nèi)密封裝置〔D填料密封裝置9、站在電機(jī)側(cè)的端面,面對風(fēng)殼,風(fēng)輪為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)是<A>風(fēng)機(jī)。<A>右旋<B>左旋；<C>左右旋；10、某臺水泵在運(yùn)行過程中,出現(xiàn)了軸承潤滑不良,軸承處的機(jī)械摩擦比較嚴(yán)重,轉(zhuǎn)速沒有明顯變化,這時(shí)相應(yīng)地會出現(xiàn)〔D。A．流量減小、揚(yáng)程降低、電動機(jī)功率增大；B．流量減小、揚(yáng)程降低、電動機(jī)功率減??；C．流量減小、揚(yáng)程降低、電動機(jī)功率變化不明顯；D．流量和揚(yáng)程不變、電動機(jī)功率增大。一、填空題1．流體力學(xué)中三個(gè)主要力學(xué)模型是〔1連續(xù)介質(zhì)模型〔2不可壓縮流體力學(xué)模型〔3無粘性流體力學(xué)模型。2．在現(xiàn)實(shí)生活中可視為牛頓流體的有水和空氣等。3．流體靜壓力和流體靜壓強(qiáng)都是壓力的一種量度。它們的區(qū)別在于：前者是作用在某一面積上的總壓力；而后者是作用在某一面積上的平均壓強(qiáng)或某一點(diǎn)的壓強(qiáng)。4．均勻流過流斷面上壓強(qiáng)分布服從于水靜力學(xué)規(guī)律。5．和液體相比,固體存在著抗拉、抗壓和抗切三方面的能力。6．空氣在溫度為K,壓強(qiáng)為mmHg時(shí)的密度和容重分別為kg/m3和N/m3。7．流體受壓,體積縮小,密度增大的性質(zhì),稱為流體的壓縮性；流體受熱,體積膨脹,密度減少的性質(zhì),稱為流體的熱脹性。8．壓縮系數(shù)的倒數(shù)稱為流體的彈性模量,以來表示9．１工程大氣壓等于98.07千帕,等于10m水柱高,等于735.6毫米汞柱高。10．靜止流體任一邊界上壓強(qiáng)的變化,將等值地傳到其他各點(diǎn)〔只要靜止不被破壞,這就是水靜壓強(qiáng)等值傳遞的帕斯卡定律。11．流體靜壓強(qiáng)的方向必然是沿著作用面的內(nèi)法線方向。12．液體靜壓強(qiáng)分布規(guī)律只適用于靜止、同種、連續(xù)液體。13．靜止非均質(zhì)流體的水平面是等壓面,等密面和等溫面。14．測壓管是一根玻璃直管或形管,一端連接在需要測定的容器孔口上,另一端開口,直接和大氣相通。15．在微壓計(jì)測量氣體壓強(qiáng)時(shí),其傾角為,測得cm則h=10cm。16．作用于曲面上的水靜壓力的鉛直分力等于其壓力體內(nèi)的水重。17．通過描述物理量在空間的分布來研究流體運(yùn)動的方法稱為歐拉法。18．流線不能相交〔駐點(diǎn)處除外,也不能是折線,因?yàn)榱鲌鰞?nèi)任一固定點(diǎn)在同一瞬間只能有一個(gè)速度向量,流線只能是一條光滑的曲線或直線。19．靜壓、動壓和位壓之和以表示,稱為總壓。20．液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是極不規(guī)則的,各部分流體相互劇烈摻混,這種流動狀態(tài)稱為紊流。21．由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯呐R界流速小于由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界流速,其中稱為上臨界速度,稱為下臨界速度。22．對圓管來說,臨界雷諾數(shù)值。23．圓管層流的沿程阻力系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān),且成反比,而和管壁粗糙無關(guān)。24．根據(jù)繁榮變化特征,尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線可分為五個(gè)阻力區(qū),分別是層流區(qū)；臨界區(qū)；紊流光滑區(qū)；紊流過渡區(qū)和紊流粗糙區(qū)。25．紊流過渡區(qū)的阿里特蘇里公式為。26．速度的大小、方向或分布發(fā)生變化而引起的能量損失,稱為局部損失。27．正方形形斷面管道<邊長為a>,其水力半徑R等于,當(dāng)量直徑de等于。28．正三角形斷面管道<邊長為a>,其水力半徑R等于,當(dāng)量直徑de等于。29．濕周是指過流斷面上流體和固體壁面接觸的周界。30．層流運(yùn)動時(shí),沿程阻力系數(shù)λ與有關(guān),紊流運(yùn)動沿程阻力系數(shù)λ在光滑管區(qū)與有關(guān),在過渡區(qū)與有關(guān),在粗糙區(qū)與有關(guān)。31．串聯(lián)管路總的綜合阻力系數(shù)S等于各管段的阻抗疊加。32．并聯(lián)管路總的綜合阻力系數(shù)S與各分支管綜合阻力系數(shù)的關(guān)系為。管嘴與孔口比較,如果水頭H和直徑d相同,其流速比V孔口/V管嘴等于,流量比Q孔口/Q管嘴等于。33．不可壓縮流體的空間三維的連續(xù)性微分方程是。34．即氣流速度與當(dāng)?shù)匾羲傧嗟?此時(shí)稱氣體處于臨界狀態(tài)。35．淹沒出流是指液體通過孔口出流到另一個(gè)充滿液體的空間時(shí)的流動。36．氣體自孔口、管路或條縫向外噴射所形成的流動,稱為氣體淹沒射流。37．有旋流動是指流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度在流場內(nèi)不完全為零的流動。38．幾何相似是指流動空間幾何相似。即形成此空間任意相應(yīng)兩線段夾角相同,任意相應(yīng)線段長度保持一定的比例。39．因次是指物理量的性質(zhì)和類別。因次分析法就是通過對現(xiàn)象中物理量的因次以及因次之間相互聯(lián)系的各種性質(zhì)的分析來研究現(xiàn)象相似性的方法。他是一方程式的因次和諧性為基礎(chǔ)的。40．容積泵與風(fēng)機(jī)又可分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式。41．根據(jù)流體的流動情況,可將泵和風(fēng)機(jī)分為以下四種類別：離心式泵與風(fēng)機(jī)；軸流式泵與風(fēng)機(jī)；混流式泵與風(fēng)機(jī)和貫流式泵與風(fēng)機(jī)。42．風(fēng)機(jī)的壓頭〔全壓是指單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)所獲的的能量增量。43．單位時(shí)間內(nèi)泵或風(fēng)機(jī)所輸送的流體量稱為流量。風(fēng)機(jī)的容積流量,特指風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的容積流量。44．泵或風(fēng)機(jī)所提供的流量與設(shè)備本身效率之間的關(guān)系,用來表示。45．泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)是泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線與管路的性能曲線的交點(diǎn)。46．泵的揚(yáng)程H的定義是：泵所輸送的單位重量流量的流體從進(jìn)口至出口的能量增值。47．安裝角是指葉片進(jìn)、出口處的切線與圓周速度反方向之間的交角。48．泵和風(fēng)機(jī)的全效率等于容積效率,水力效率及機(jī)械效率的乘積。49．當(dāng)泵的揚(yáng)程一定時(shí),增加葉輪轉(zhuǎn)速可以相應(yīng)的減少輪徑。50．附面層的分離發(fā)生在減速增壓區(qū)。附面層外主流區(qū)的流動屬于有勢流動。附面層內(nèi)的流動屬于有旋流動。51.隨著壓力的增加,流體體積縮小；隨著溫度的升高,流體體積增大52.鍋爐汽包壓力表讀數(shù)為9.604MPa,大氣壓力表的讀數(shù)為101.7kPa,汽包內(nèi)工質(zhì)的絕對壓力為9.7057MPa53.尼古拉茲實(shí)驗(yàn)揭示,在紊流水力光滑管區(qū),沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān)。54.螺旋流是點(diǎn)渦和點(diǎn)匯的疊加。55.串聯(lián)管道的流量特點(diǎn)是各管段中的流量相等；并聯(lián)管道的能量損失特點(diǎn)是各并聯(lián)支管的能量損失都相同56.離心式水泵按工作葉輪數(shù)目分為單級泵和多級泵57.泵與風(fēng)機(jī)的損失有機(jī)械損失、容積損失和流動損失58.比轉(zhuǎn)數(shù)是反映某一系列泵或風(fēng)機(jī)在最高效率工況時(shí)其流量和揚(yáng)程以及轉(zhuǎn)速的一個(gè)綜合性參數(shù)。59.FAF20—10—1型風(fēng)機(jī)其中第一個(gè)F表示送風(fēng)機(jī),最后的F表示動葉可調(diào)二、判斷題1．當(dāng)平面水平放置時(shí),壓力中心與平面形心重合。對2．一個(gè)工程大氣壓等于98kPa,相當(dāng)于10m水柱的壓強(qiáng)。對3．靜止液體自由表面的壓強(qiáng),一定是大氣壓。錯(cuò)4．靜止液體的自由表面是一個(gè)水平面,也是等壓面。對5．當(dāng)靜止液體受到表面壓強(qiáng)作用后,將毫不改變地傳遞到液體內(nèi)部各點(diǎn)。對6．當(dāng)相對壓強(qiáng)為零時(shí),稱為絕對真空。錯(cuò)7．某點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)小于一個(gè)大氣壓強(qiáng)時(shí)即稱該點(diǎn)產(chǎn)生真空。對8．流場中液體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí),所有的運(yùn)動要素不隨時(shí)間變化的流體叫恒定流。對9．恒定流時(shí),流線隨的形狀不隨時(shí)間變化,流線不一定與跡線相重合。錯(cuò)10．漸變流過水?dāng)嗝嫔蟿铀畨簭?qiáng)的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律相同。對11．流線是光滑的曲線,不能是折線,流線之間可以相交。錯(cuò)12．一變直徑管段,A斷面直徑是B斷面直徑的2倍,則B斷面的流速是A斷面流速的4倍。對13．彎管曲率半徑Rc與管徑d之比愈大,則彎管的局部損失系數(shù)愈大。錯(cuò)14．隨流動雷諾數(shù)增大,管流壁面粘性底層的厚度也愈大。錯(cuò)15．水泵的揚(yáng)程就是指它的提水高度。錯(cuò)16．管嘴出流的局部水頭損失可有兩部分組成,即孔口的局部水頭損失及收縮斷面處突然縮小產(chǎn)生的局部水頭損失。錯(cuò)17．當(dāng)流速分布比較均勻時(shí),則動能修正系數(shù)的值接近于零。錯(cuò)18．流速分布越不均勻,動能修正系數(shù)的值越小。錯(cuò)19．在水流過水?dāng)嗝婷娣e相等的前提下,濕周愈大,水力半徑愈小。對20．圓形管的直徑就是其水力半徑。錯(cuò)21．為了減少摩擦阻力,必須把物體做成流線型。錯(cuò)22．在研究紊流邊界層的阻力特征時(shí),所謂粗糙區(qū)是指粘性底層的實(shí)際厚度Δ小于粗糙高度。對23．水泵的安裝高度取決于水泵的允許真空值、供水流量和水頭損失。對24．大孔口與小孔口都可認(rèn)為其斷面上壓強(qiáng)、流速分布均勻,各點(diǎn)作用水頭可以認(rèn)為是一常數(shù)。錯(cuò)25.水泵填料密封的填料箱處不允許有任何滴水現(xiàn)象。錯(cuò)26.軸流式泵與風(fēng)機(jī)適用于當(dāng)能頭變化大時(shí),要求流量變化不大的場合。對27.大容量高參數(shù)的多級泵采用平衡孔或平衡管平衡軸向推力。錯(cuò)28.我國離心式風(fēng)機(jī)的支承與傳動方式已經(jīng)定型,共有A、B、C、D四種型式。錯(cuò)29.泵與風(fēng)機(jī)的最佳工況點(diǎn)是效率最高時(shí)所對應(yīng)的工況點(diǎn)。對30.虹吸管虹吸高度取決于管內(nèi)真空值。錯(cuò)31.靜止流體中任意一點(diǎn)的靜壓力不論來自哪個(gè)方向均相等。對32.壓力表實(shí)際測得的壓力是絕對壓力。錯(cuò)33.作用在流體上的靜壓力為質(zhì)量力。錯(cuò)34.理想不可壓縮流體是指沒有粘性且密度為常數(shù)的流體。對三、簡答題1．什么是粘滯性？什么是牛頓內(nèi)摩擦定律？不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是牛頓流體還是非牛頓流體？答：粘滯性是當(dāng)流體流動時(shí),在流體內(nèi)部顯示出的內(nèi)摩擦力性質(zhì)。牛頓內(nèi)摩擦定律是：；不滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體是非牛頓流體。2．在流體力學(xué)當(dāng)中,三個(gè)主要的力學(xué)模型是指哪三個(gè)？答：〔1連續(xù)介質(zhì)；〔2無粘性流體；〔3不可壓縮流體。3．什么是理想流體？答：理想流體即指無粘性流體,是不考慮流體的粘性的理想化的流體。4．什么是實(shí)際流體？答：考慮流體的粘性的流體。5．什么是不可壓縮流體？答：不計(jì)流體的壓縮性和熱脹性的而對流體物理性質(zhì)的簡化。6．為什么流體靜壓強(qiáng)的方向必垂直作用面的內(nèi)法線？答：由于流體在靜止時(shí),不能承受拉力和切力,所以流體靜壓強(qiáng)的方向必然是沿著作用面的內(nèi)法線方向。7．為什么水平面必是等壓面？答：由于深度相等的點(diǎn),壓強(qiáng)也相同,這些深度相同的點(diǎn)所組成的平面是一個(gè)水平面,可見水平面是壓強(qiáng)處處相等的面,即水平面必是等壓面。8．什么是等壓面？滿足等壓面的三個(gè)條件是什么？答：在同一種液體中,如果各處的壓強(qiáng)均相等由各壓強(qiáng)相等的點(diǎn)組成的面稱為等壓面。滿足等壓面的三個(gè)條件是同種液體連續(xù)液體靜止液體。9．什么是阿基米德原理？答：無論是潛體或浮體的壓力體均為物體的體積,也就是物體排開液體的體積。10．潛體或浮體在重力G和浮力P的作用,會出現(xiàn)哪三種情況？答：〔1重力大于浮力,則物體下沉至底；〔2重力等于浮力,則物體可在任一水深處維持平衡；〔3重力小于浮力,則物體浮出液體表面,直至液體下部分所排開的液體重量等于物體重量為止。11．等角速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動液體的特征有那些？答：〔1等壓面是繞鉛直軸旋轉(zhuǎn)的拋物面簇；〔2在同一水平面上的軸心壓強(qiáng)最低,邊緣壓強(qiáng)最高。12．什么是絕對壓強(qiáng)和相對壓強(qiáng)？答：絕對壓強(qiáng)：以毫無一點(diǎn)氣體存在的絕對真空為零點(diǎn)起算的壓強(qiáng)。相對壓強(qiáng)：當(dāng)?shù)赝叱痰拇髿鈮簭?qiáng)為零點(diǎn)起算的壓強(qiáng)。13．什么叫自由表面？答：和大氣相通的表面叫自由表面。14．什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區(qū)別是什么？答：流線是某一瞬時(shí)在流場中畫出的一條空間曲線,此瞬時(shí)在曲線上任一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的速度方向重合,這條曲線叫流線。區(qū)別：跡線是流場中流體質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間過程中所走過的軌跡線。流線是由無究多個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的,它是表示這無究多個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)在某一固定瞬間運(yùn)動方向的曲線。而跡線則是在時(shí)間過程中表示同一流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的曲線。15．什么是流場？答：我們把流體流動占據(jù)的空間稱為流場,流體力學(xué)的主要任務(wù)就是研究流場中的流動。16．什么是歐拉法？答：通過描述物理量在空間的分布來研究流體運(yùn)動的方法稱為歐拉法。17．什么是拉格朗日法？答：通過描述每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動達(dá)到了解流體運(yùn)動的方法。18．什么是恒定流動？什么是非恒定流動？答：動平衡的流動,各點(diǎn)流速不隨時(shí)間變化,由流速決定的壓強(qiáng)、粘性力也不隨時(shí)間變化,這種流動稱之為恒定流動反之為非恒定流動。19．什么是沿程損失？答：在沿程不變的管段上,流動阻力沿程也基本不變,稱這類阻力為沿程阻力,克服沿程阻力引起的能量損失為沿程損失。20．什么是局部損失？答：在邊壁急劇變化的區(qū)域,阻力主要地集中在該區(qū)域中及其附近,這種集中分布的阻力稱為局部阻力。克服局部阻力的能量損失為局部損失。21．什么叫孔口自由出流和淹沒出流？答：在容器側(cè)壁或底壁上開一孔口,容器中的液體自孔口出流到大氣中,稱為孔口自由出流。如出流到充滿液體的空間,則稱為淹沒出流。22．什么是有旋流動？什么是無旋流動？答：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不完全為零的流動稱為有旋流動,流場中各點(diǎn)旋轉(zhuǎn)角速度等于零的運(yùn)動,成為無旋運(yùn)動。23．在流體力學(xué)中,拉格朗曰分析法和歐拉分析法有何區(qū)別？答：拉格朗曰法著眼于流體中各質(zhì)點(diǎn)的流動情況跟蹤每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)觀察與分析該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動歷程然后綜合足夠多的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況以得到整個(gè)流體運(yùn)動的規(guī)律。歐拉法著眼于流體經(jīng)過空間各固定點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動情況它不過問這些流體運(yùn)動情況是哪些流體質(zhì)點(diǎn)表現(xiàn)出來的也不管那些質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動歷程因此拉格朗曰分析法和歐拉分析法是描述流體的運(yùn)動形態(tài)和方式的兩種不同的基本方法。24．什么叫流管、流束、過流斷面和元流？答：在流場內(nèi),取任意非流線的封閉曲線L,經(jīng)此曲線上全部點(diǎn)做流線,這些流線組成的管狀流面,稱為流管。流管以內(nèi)的流體,稱為流束。垂直于流束的斷面稱為流束的過流斷面,當(dāng)流束的過流斷面無限小時(shí),這根流束就稱為元流。25．什么是入口段長度？對于層流、紊流分別用什么表示？答：從入口到形成充分發(fā)展的管流的長度稱為入口段長度,以表示。對于層流：；對于紊流：。26．什么是單位壓能？答：是斷面壓強(qiáng)作用使流體沿測壓管所能上升的高度,水力學(xué)中稱為壓強(qiáng)水頭,表示壓力作功所能提供給單位重量流體的能量,稱為單位壓能。27．什么是滯止參數(shù)？答：氣流某斷面的流速,設(shè)想以無摩擦絕熱過程降低至零時(shí),斷面各參數(shù)所達(dá)到的值,稱為氣流在該斷面的滯止參數(shù)。滯止參數(shù)一下標(biāo)"0"表示。28．氣流速度與斷面的關(guān)系有哪幾種？答：M<1為亞音速流動,說明速度隨斷面的增大而減慢；隨斷面的減少而加快。M>1為超音速流動,說明速度隨斷面的增大而加快；隨斷面的減少而減慢。M=1既氣流速度與當(dāng)?shù)匾羲傧嗟?此時(shí)稱氣體處于臨界狀態(tài)。29．什么是幾何相似、運(yùn)動相似和動力相似？答：幾何相似是指流動空間幾何相似,即形成此空間任意相應(yīng)兩線段交角相同,任意相應(yīng)線段長度保持一定的比例。運(yùn)動相似是指兩流動的相應(yīng)流線幾何相似,即相應(yīng)點(diǎn)的流速大小成比例,方向相同。動力相似是指要求同名力作用,相應(yīng)的同名力成比例。30．要保證兩個(gè)流動問題的力學(xué)相似所必須具備的條件是什么？答：如果兩個(gè)同一類的物理現(xiàn)象,在對應(yīng)的時(shí)空點(diǎn)上,各標(biāo)量物理量的大小成比例,各向量物理量除大小成比例外,且方向相同,則稱兩個(gè)現(xiàn)象是相似的。要保證兩個(gè)流動問題的力學(xué)相似,必須是兩個(gè)流動幾何相似,運(yùn)動相似,動力相似,以及兩個(gè)流動的邊界條件和起始條件相似。31．什么是因次分析法？答：因次分析法就是通過對現(xiàn)象中物理量的因次以及因次之間相互聯(lián)系的各種性質(zhì)的分析來研究現(xiàn)象相似性的方法。32．為什么虹吸管能將水輸送到一定的高度？答：因?yàn)楹缥軆?nèi)出現(xiàn)了真空。33．什么是泵的揚(yáng)程？答：泵所輸送的單位重量流量的流體從進(jìn)口至出口的能量增值。也就是單位重量流量的流體通過泵所獲得的有效能量。單位是m。34．什么是水力半徑？什么是當(dāng)量直徑？答：水力半徑R的定義為過流斷面面積和濕周之比,即；當(dāng)量直徑。35．什么是氣蝕現(xiàn)象？產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象的原因是什么？答：氣蝕是指浸蝕破壞材料之意,它是空氣泡現(xiàn)象所產(chǎn)生的后果。原因有下：泵的安裝位置高出吸液面的高差太大；泵安裝地點(diǎn)的大氣壓較低；泵所輸送的液體溫度過高。36．為什么要考慮水泵的安裝高度？什么情況下,必須使泵裝設(shè)在吸水池水面以下？答：避免產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。吸液面壓強(qiáng)處于氣化壓力之下或者吸水高度大于10米37．試述風(fēng)機(jī)的工作原理答：當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí),葉片間的氣體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力,并使氣體從葉片間的出口處甩出。被甩出的氣體進(jìn)入機(jī)殼,于是機(jī)殼內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增高,最后被導(dǎo)向出口排出。氣體被甩出后,葉輪中心部分的壓強(qiáng)降低。外界氣體就能使風(fēng)機(jī)的的吸入口通過葉輪前盤中央的孔口吸入,源源不斷地輸送氣體。38．歐拉方程：有哪些特點(diǎn)？答：〔1用動量矩定理推導(dǎo)基本能量方程時(shí),并未分析流體在葉輪流道中途的運(yùn)動過程,于是流體所獲得的理論揚(yáng)程,僅與液體在葉片進(jìn)、出口的運(yùn)動速度有關(guān),而與流動過程無關(guān)；〔2流體所獲得的理論揚(yáng)程,與被輸送流體的種類無關(guān)。也就是說無論被輸送的流體是水或是空氣,乃至其它密度不同的流體；只要葉片進(jìn)、出口的速度三角形相同,都可以得到相同的液柱或氣柱高度〔揚(yáng)程。39．為什么要采用后向葉型？答：動壓水頭成分大,流體在蝸殼及擴(kuò)壓器中的流速大,從而動靜壓轉(zhuǎn)換損失必然較大,實(shí)踐證明,了解這種情況是很有意義的。因?yàn)樵谄渌鼦l件相同時(shí),盡管前向葉型的泵和風(fēng)機(jī)的總的揚(yáng)程較大,但能量損失也大,效率較低。因此離心式泵全采用后向葉輪。在大型風(fēng)機(jī)中,為了增加效率或降低噪聲水平,也幾乎都采用后向葉型。40．流體流經(jīng)過泵或風(fēng)機(jī)時(shí),共包括那些損失？答：〔1水力損失〔降低實(shí)際壓力；〔2容積損失〔減少流量；〔3機(jī)械損失。41.指出離心式風(fēng)機(jī)主要部件名稱42、簡述供熱車間主要有哪些風(fēng)機(jī)？根據(jù)所輸送的氣體性質(zhì)說明它們在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意哪些問題？答案：主要風(fēng)機(jī)有：一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等。一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)所輸送的是比較干凈的冷空氣；引風(fēng)機(jī)所輸送的是溫度較高的煙氣,而且煙氣中含有少量的細(xì)飛灰和一些腐蝕性氣體

根據(jù)所輸送的氣體性質(zhì),引風(fēng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮防磨、防積灰和防腐蝕,以及軸承冷卻、機(jī)殼熱膨脹和熱變形等問題；43.離心泵的工作原理是什么？答案：離心泵的工作原理是當(dāng)將泵和吸入管中灌滿液體而啟動后,由于葉輪的旋轉(zhuǎn)葉輪中心附近的液體受離心力作用,被甩向葉輪的周圍,這時(shí)在葉輪中心附近形成了沒有液體的局部真空,貯液槽內(nèi)的液體在大氣壓作用下經(jīng)吸入管進(jìn)入葉輪中,因此葉輪不斷旋轉(zhuǎn),泵便能不斷吸入液體而吸入的液體又不斷地沿排出管排出,并能送到一定高度。44.機(jī)械轉(zhuǎn)動設(shè)備所用的潤滑油為何要控制溫度？答案：液體的黏性隨溫度的升高而降低,當(dāng)機(jī)械轉(zhuǎn)動設(shè)備的潤滑油回油溫度過高,由于黏性降低,妨礙油膜形成,會造成軸承溫度異常升高,甚至引起軸瓦燒毀事故；而溫度過低,由于黏性增大,會造成設(shè)備振動。45.發(fā)生繞流阻力的原因是什么？答案：粘性流體繞物體流動時(shí),物體一定受到流體的壓強(qiáng)和切向應(yīng)力的作用,這些力的合力一般可分解為與來流方向一致的作用力FD和垂直于來流方向的升力FL。由于FD與物體運(yùn)動方向相反,起著阻礙物體運(yùn)動的作用,所以稱為阻力。

繞流物體的阻力由兩部分組成：

一部分是由于流體的粘性在物體表面上作用著切向應(yīng)力,由此切向應(yīng)力所形成的摩擦阻力；

另一部分是由于邊界層分離,物體前后形成壓強(qiáng)差而產(chǎn)生的壓差阻力。

摩擦阻力和壓差阻力之和統(tǒng)稱為物體阻力。46.繪出軸流式泵與風(fēng)機(jī)流量與功率的性能曲線,并分析為什么軸流式泵與風(fēng)機(jī)應(yīng)全開閥門啟動？答案：軸功率P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)<qv＝0>時(shí)最大,隨流量的增加隨之減小,為避免原動機(jī)過載,對軸流式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全開狀態(tài)下啟動。如果葉片安裝角是可調(diào)的,在葉片安裝角小時(shí),軸功率也小,所以對可調(diào)葉片的軸流式泵與風(fēng)機(jī)可在小安裝角時(shí)啟動。47.大型的軸流式、混流式泵與風(fēng)機(jī)采用什么調(diào)節(jié)方式經(jīng)濟(jì)性最高？答案：大型的軸流式、混流式泵與風(fēng)機(jī)采用可動葉片調(diào)節(jié),即動葉安裝角可隨不同工況而改變,這樣使泵與風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)的效率大大提高,當(dāng)葉片安裝角增大時(shí),性能曲線的流量、揚(yáng)程、功率都增大,反之都減小。因而啟動時(shí)可減小安裝角以降低啟動功率。改變?nèi)~片的安裝角時(shí)效率曲線也有變化,但在較大流量范圍內(nèi)幾乎可保持較高效率,而且避免了采用閥門調(diào)節(jié)的節(jié)流損失,所以這種調(diào)節(jié)方式經(jīng)濟(jì)性很高。48.離心泵的軸向力是如何產(chǎn)生的？答案：離心泵在運(yùn)行時(shí),由于作用在葉輪兩側(cè)的壓力不相等,尤其是高壓水泵,會產(chǎn)生一個(gè)很大的壓差作用力F1,此作用力的方向與離心泵轉(zhuǎn)軸的軸心線相平行,故稱為軸向力。另外,液體在進(jìn)入葉輪后流動方向由軸向轉(zhuǎn)為徑向,由于流動方向的改變,產(chǎn)生了動量,導(dǎo)致流體對葉輪產(chǎn)生一個(gè)反沖力F2。反沖力F2的方向與軸向力F1的方向相反。對于立式水泵,轉(zhuǎn)子的重量是軸向的,也是軸向力的一部分,用F3表示。在這三部分軸向力中,F1是主要的。49.管內(nèi)流體流動產(chǎn)生的阻力損失有哪幾種？如何減少？答案：管內(nèi)流體流動產(chǎn)生的阻力損失有沿程阻力損失和局部阻力損失。

1．從公式分析減小阻力損失的措施

<1減小沿程阻力損失。

1減小管長L。沿程阻力損失的大小與管路長度成正比,在滿足需要和保證安全的基礎(chǔ)上,盡量減小管道長度。2選用合理的經(jīng)濟(jì)流速,適當(dāng)增大管徑d。3減小管壁的絕對粗糙度4提高液體溫度,以減小動力粘滯系數(shù)5使用圓管。

〔2減小局部阻力損失

減少局部阻件個(gè)數(shù)；改善局部阻件形狀例如管道進(jìn)口采用圓弧光滑過渡；改突然變徑管為漸變管；采用較大的轉(zhuǎn)彎半徑；減小三通阻力

從運(yùn)行角度考慮減小阻力損失主要是保持各管路部件處于合理的運(yùn)行狀態(tài)。減少由于節(jié)流、堵塞等非正常流動而造成的阻力損失。50.當(dāng)粘性流體繞流圓柱體時(shí)為什么會發(fā)生邊界層的脫離？答案：在邊界層內(nèi)的流體質(zhì)點(diǎn)除了受到摩擦阻力的作用外,還受到流動方向上壓強(qiáng)差的作用。當(dāng)流體繞過圓柱體最高點(diǎn)B流到后半部時(shí),壓強(qiáng)增加,速度減小,從而使動能消耗更大。當(dāng)達(dá)到S點(diǎn)時(shí),近壁處流體質(zhì)點(diǎn)的動能已被消耗完盡,于是一部分流體質(zhì)點(diǎn)在S點(diǎn)停滯下來,過S點(diǎn)以后,壓強(qiáng)繼續(xù)增加,在壓強(qiáng)差的作用下,近壁處的流體質(zhì)點(diǎn)開始倒退。邊界層內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)的倒流迅速擴(kuò)展,而邊界層外的主流繼續(xù)向前流動,以ST線為界,在ST線內(nèi)是倒流,在ST線外是向前的主流,兩者流動方向相反,從而形成旋渦。使流體不再貼著圓柱體表面流動,而從表面分離出來,造成邊界層分離,S點(diǎn)稱為分離點(diǎn)。

51.什么是水擊現(xiàn)象？如何防止?答案：在壓力管路中,由于液體流速的急劇變化,從而造成管中液體的壓力顯著、反復(fù)、迅速的變化,對管道有一種"錘擊"的特征,稱這種現(xiàn)象為水錘。<或叫水擊。>

防止措施：增加閥門啟閉時(shí)間；盡量縮短管道的長度；增大管道直徑；管道上裝設(shè)安全閥門等等減壓裝置,以限制壓力突然升高的數(shù)值或壓力降得太低的數(shù)值。52.什么是水泵的汽蝕現(xiàn)象？為防止汽蝕現(xiàn)象在泵的結(jié)構(gòu)上可采取哪些措施？答案：泵內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)液體的汽化與凝聚過程而引起對流道金屬表面的機(jī)械剝蝕與氧化腐蝕的破壞現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象,簡稱汽蝕。

1首級葉輪采用雙吸葉輪,當(dāng)流量相同時(shí),雙吸葉輪能使葉輪進(jìn)口的流速降低一半,從而降低NPSHR。

2增大葉輪進(jìn)口面積,可用增大葉輪進(jìn)口直徑D和增大葉片進(jìn)口寬度B等方法來達(dá)到。

3適當(dāng)增大葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處曲率半徑,這樣可以減小液體脫壁程度,從而降低NPSHR。

4裝置誘導(dǎo)輪或前置葉輪。

5選擇適當(dāng)?shù)娜~片數(shù)也能提高抗汽蝕性能。53．寫出泵有效功率表達(dá)式,并解釋式中各量的含義及單位。答：泵有效功率表達(dá)式為Pe=ρgqvPe：有效功率。Wρ：密度,kg/m3g：9.81N/kgqv：體積流量,m3/sH：揚(yáng)程,m54．風(fēng)機(jī)全壓及靜壓的定義式什么？答：風(fēng)機(jī)的能頭風(fēng)機(jī)的能頭稱為全壓或風(fēng)壓,包括靜壓和動壓。全壓系指單位體積氣體流過風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的總能量增加值。對風(fēng)機(jī)來說,由于輸送的是氣體<可壓縮性流體>,即使進(jìn)出口風(fēng)管直徑相差不大,但流速仍可相差很大,因此,其動壓改變較大,且在全壓中所占的比例很大,有時(shí)甚至可達(dá)全壓的50％以上。而克服管路阻力要由靜壓來承擔(dān),因此風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓需要用全壓及靜壓分別表示。風(fēng)機(jī)的動壓為風(fēng)機(jī)的靜壓為風(fēng)機(jī)的全壓,包括靜壓和動壓兩部分即55．簡述流體在葉輪內(nèi)的流動分析假設(shè)。答：由于流體在葉輪內(nèi)流動相當(dāng)復(fù)雜,為了分析其流動規(guī)律,常作如下假設(shè)：〔1葉輪中的葉片為無限多,即認(rèn)為葉輪的葉片是一些無厚度的骨線〔或稱型線。受葉片型線的約束,流體微團(tuán)的運(yùn)動軌跡完全與葉片型線相重合。〔2流體為理想流體,即忽略了流體的粘性。因此可暫不考慮由于粘性使速度場不均勻而帶來的葉輪內(nèi)的流動損失。〔3流動為穩(wěn)定流,即流動不隨時(shí)間變化?！?流體是不可壓縮的,這一點(diǎn)和實(shí)際情況差別不大,因?yàn)橐后w在很大壓差下體積變化甚微,而氣體在壓差很小時(shí)體積變化也常忽略不計(jì)?！?流體在葉輪內(nèi)的流動是軸對稱的流動。即認(rèn)為在同一半徑的圓周上,流體微團(tuán)有相同大小的速度。就是說,每一層流面〔流面是流線繞葉輪軸心線旋轉(zhuǎn)一周所形成的面上的流線形狀完全相同,因而,每層流面只需研究一條流線即可。56．解釋葉輪內(nèi)流體的牽連運(yùn)動、相對運(yùn)動及絕對運(yùn)動,并畫出速度三角形。答：所謂牽連運(yùn)動是指：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí),流體微團(tuán)在葉輪作用下沿著圓周方向的運(yùn)動。這時(shí)可以把流體微團(tuán)看成好象是固定在葉輪上隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)的剛體,其速度稱為牽連速度,表示。顯然它的方向與圓周的切線方向一致,大小與所在的圓周半徑r和轉(zhuǎn)速n有關(guān)。所謂相對運(yùn)動,是指流體微團(tuán)在葉輪流道內(nèi)相對于葉片的運(yùn)動,其速度稱為相對速度,顯然它的方向就是質(zhì)點(diǎn)所在處葉片的切線方向,大小與流量qV及流道形狀有關(guān)。牽連運(yùn)動和相對運(yùn)動的合成運(yùn)動稱為絕對運(yùn)動,它是流體相對于機(jī)殼等固定件的運(yùn)動,其速度稱為絕對速度。速度三角形如下圖。57．已知葉輪的幾何條件及轉(zhuǎn)速時(shí),試求圓周速度u和絕對速度的徑向分速υr.答：〔1圓周速度u為：式中D——葉輪直徑〔作進(jìn),出口速度三角形時(shí),分別以D1,或D2,代入,m；n——葉輪轉(zhuǎn)速,r/min。〔2絕對速度的徑向分速υr為：式中qVT.——理論流量,即流過葉輪的流量,m3/s；A——有效過流面積〔與υr垂直的過流面積,m2。58．流體在軸流式葉輪內(nèi)流動的速度三角形有什么特點(diǎn)？答：在同一半徑上葉柵前后的圓周速度相等,即u1=u2=u,并且由于流體流動的連續(xù)性及不可壓假設(shè),葉柵前后相對速度和絕對速度的軸向分量也相等即w1a=w2a=w∞a,υ1a=υ2a=υ∞a。因此可將進(jìn)、出口速度三角形畫在一起,如圖所示。59．試寫出葉片式〔離心式和軸流式泵與風(fēng)機(jī)的能量方程式的兩種形式。答：葉片式泵與風(fēng)機(jī)的能量方程式為：對于風(fēng)機(jī),習(xí)慣上用全壓表示流體所獲得的能量,即單位體積氣體流經(jīng)葉輪時(shí)獲得的能量。由于pT∞=ρgHT∞,所以,風(fēng)機(jī)的能量方程式為：對于軸流式泵與風(fēng)機(jī),由于u1=u2=u,代入兩式,可得軸流式泵與風(fēng)機(jī)的能量方程式為：60．為了提高葉片式泵與風(fēng)機(jī)的理論能頭,可以采取那些措施？答：由能量方程式可知葉輪的理論能頭與葉輪外徑D2、圓周速度u2成正比。因u2=πD2n/60,所以,當(dāng)其它條件相同時(shí),加大葉輪外徑D2和提高轉(zhuǎn)速n均可以提高理論能頭。但增大D2會使葉輪的摩擦損失增加,從而使泵預(yù)風(fēng)機(jī)的效率下降,同時(shí)還會使泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、重量和制造成本增加,此外,還要受到材料強(qiáng)度、工藝要求等的限制,所以不能過份增大D2。提高轉(zhuǎn)速,可以減小葉輪直徑,因而減小了結(jié)構(gòu)尺寸和重量,可降低制造成本,同時(shí),提高轉(zhuǎn)速對效率等性能也會有所改善。因此,采用提高轉(zhuǎn)速來提高泵與風(fēng)機(jī)的理論能頭是目前普遍采用的方法。目前火力發(fā)電廠大型給水泵的轉(zhuǎn)速已高達(dá)7500r/min。但是轉(zhuǎn)速的提高也受到材料強(qiáng)度的限制及泵的汽蝕性能和風(fēng)機(jī)噪聲的限制,所以轉(zhuǎn)速也不能無限制地提高。提高υ2u∞也可提高理論能頭,而υ2u∞與葉輪的型式即出口安裝角β2y有關(guān),這一點(diǎn)將在第u1υ1u∞反映了泵與風(fēng)機(jī)的吸入條件,減小u1υ1u∞也可提高理論能頭。因此,在進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí),一般盡量使α1≈90°〔即流體在進(jìn)口近似為徑向流入,υ1u∞≈0,以獲得較高的能頭。61．為了提高葉片式泵與風(fēng)機(jī)的理論能頭,采用加大葉輪外徑D2的方法與提高轉(zhuǎn)速n的方法對泵與風(fēng)機(jī)各有什么影響？答：當(dāng)其它條件相同時(shí),加大葉輪外徑D2可以提高理論能頭。但增大D2會使葉輪的摩擦損失增加,從而使泵預(yù)風(fēng)機(jī)的效率下降,同時(shí)還會使泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、重量和制造成本增加,此外,還要受到材料強(qiáng)度、工藝要求等的限制,所以不能過份增大D2。提高轉(zhuǎn)速,可以減小葉輪直徑,因而減小了結(jié)構(gòu)尺寸和重量,可降低制造成本,同時(shí),提高轉(zhuǎn)速對效率等性能也會有所改善。因此,采用提高轉(zhuǎn)速來提高泵與風(fēng)機(jī)的理論能頭是目前普遍采用的方法。目前火力發(fā)電廠大型給水泵的轉(zhuǎn)速已高達(dá)7500r/min。但是轉(zhuǎn)速的提高也受到材料強(qiáng)度的限制及泵的汽蝕性能和風(fēng)機(jī)噪聲的限制,所以轉(zhuǎn)速也不能無限制地提高。62．分別畫出后彎式、徑向式和前彎式葉輪的出口速度三角形。答：a為后向式,b為徑向式,c為前向式63．簡述葉片安裝角與理論能頭的關(guān)系。答：由出口速度三角形得：代入能量方程式得對一定的葉片、轉(zhuǎn)速和流量,a、b為定值。,在葉片安裝角可能達(dá)到的整個(gè)理論范圍內(nèi),葉片安裝角越大,流體所獲得的能量就越高。這樣,我們似乎可以得出結(jié)論：前向式葉輪的理論能頭大,因而效果好；而后向式葉輪的理論能頭小,因而效果差；徑向葉輪的理論能頭居中,因而效果居中。這種結(jié)論是不全面的,因?yàn)樵诶碚撃茴^HT∞中,還存在著動壓頭和靜壓頭的比例問題,而這個(gè)分配比例在考慮到流體的粘性時(shí),卻直接影響著葉輪的運(yùn)行效率等問題,這正是工程中所十分關(guān)心的。因此,還須在討論了β2y∞對HT∞中的動壓頭和靜壓頭比例的影響之后,才能最終作出結(jié)論64．簡述葉片安裝角與反作用度的關(guān)系。答：反作用度是指靜壓頭和理論能頭的比值,用表示可見,當(dāng)葉輪的外徑、轉(zhuǎn)速、流量一定時(shí),反作用度只和出口安裝角有關(guān)。隨著β2y∞的增加,反作用度減小。當(dāng)β2y∞從其最小值β2y∞min增大到最大值β2y∞max時(shí),反作用度從1減小到零。由分析不難看出,當(dāng)β2y∞min<β2y∞<90°時(shí),流體所獲得的理論能頭HT∞中,靜壓頭Hst∞所占的比例大于動壓頭Hd∞所占的比例；當(dāng)90°<β2y∞<β2y∞max時(shí),則靜壓頭所占的比例小于動壓頭所占的比例。應(yīng)當(dāng)說明的是兩種極限情況,只說明τ的變化范圍,而并無實(shí)際意義。因?yàn)樵谶@兩種情況下,或者流體不能獲得能量,或者流體得不到輸送。65．三種不同型式的葉輪那種效率高,為什么？答：從效率觀點(diǎn)看,后向式高,前向式低,徑向式居中。這是因?yàn)?從葉片間流速來看,前向式葉輪的流道較短,擴(kuò)散度較大,在一情況下,流動容易發(fā)生分離,因而局部損失大；后向式葉輪流道較長,而且變化均勻,不易產(chǎn)生分離,故局部損失?。欢鴱较蚴饺~輪則介于兩者之間2從葉片的曲率大小來看,前向式葉輪的曲率大,因它迫使流體沿著旋轉(zhuǎn)方向拋出,使流體的運(yùn)動方向變化較大,因此,流動損失較大；后向式葉片曲率較小,與前者比較,損失小,效率高3從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)看,前向式動壓頭所占比例比后向式大,而工程實(shí)際中所希望的是高的靜壓頭以克服管路系統(tǒng)的阻力,而不希望有高的動壓頭。因此,要求葉輪出口的動壓頭要在葉輪后的導(dǎo)葉或蝸殼中部分地轉(zhuǎn)化為靜壓頭。而這種能量轉(zhuǎn)化總是伴隨著損失,速度越高,轉(zhuǎn)化損失越大,所以,前向式能量損失比后向式大66．流體流經(jīng)泵與風(fēng)機(jī)時(shí)存在那幾種形式的損失？答：流體流經(jīng)泵與風(fēng)機(jī)時(shí)的損失,按其能量損失的形式不同可分為三種：機(jī)械損失、容積損失和流動損失。67．圓盤摩擦損失屬于哪種形式的損失？它與那些因素有關(guān)？答：圓盤摩擦損失雖然具有流動損失的特點(diǎn),但它只是消耗原動機(jī)的輸入功率而不降低葉輪內(nèi)輸送流體的能頭,故歸為機(jī)械損失。圓盤摩擦損失ΔPm2與轉(zhuǎn)速n的三次方、葉輪外徑D2的五次方成正比；降低葉輪蓋板外表面和殼腔內(nèi)表面的粗糙度可以降低ΔPm2,從而提高效率；適當(dāng)選取葉輪和殼體的間隙,可以降低圓盤摩擦損失。68．什么是沖擊損失,它是怎樣產(chǎn)生的？答：當(dāng)流量偏離設(shè)計(jì)流量時(shí),流體速度的大小和方向要發(fā)生變化,在葉片入口和從葉輪出來進(jìn)入壓出室時(shí),流動角不等于葉片的安裝角,從而產(chǎn)生的損失叫沖擊損失。當(dāng)流量偏離設(shè)計(jì)流量時(shí)〔不管是大于還是小于設(shè)計(jì)流量可將相對速度分解為兩個(gè)分速：一個(gè)與葉片進(jìn)口安裝角一致,用表示；一個(gè)與該點(diǎn)的圓周切線方向一致,用ws表示,稱為沖擊速度。由于沖擊速度的存在,使得流體在葉片背面或葉片工作面上形成渦流,導(dǎo)致很大的能量損失。69．機(jī)械效率、容積效率和流動效率的定義式是什么,三者與總效率的關(guān)系如何？答：機(jī)械效率等于軸功率克服機(jī)械損失后所剩余的功率〔即流動功率Ph與軸功率Psh之比,。容積效率為考慮容積損失后的功率與未考慮容積損失前的功率之比,。流動效率等于考慮流動損失后的功率〔即有效功率與未考慮流動損失前的功率之比。。三者與總效率的關(guān)系是：。70．泵啟動時(shí),為避免啟動電流過大,離心式泵和軸流式泵的出口閥門狀態(tài)如何？為什么？答：離心式泵與風(fēng)機(jī)的Psh-qV曲線隨著流量的增加呈上升趨勢,混流式泵與風(fēng)機(jī)的Psh-qV曲線幾乎不變或者變化很小,而軸流式泵與風(fēng)機(jī)的Psh-qV曲線隨著流量的增加,急劇下降。一般說,對軸流泵,當(dāng)關(guān)閉閥門〔qV=0時(shí)的軸功率是其最佳工況下軸功率的120%～140%左右此,軸流式泵與風(fēng)機(jī)在小流量時(shí)容易引起原動機(jī)過載。為了減小原動機(jī)容量和避免啟動電流過大,軸流式泵與風(fēng)機(jī)應(yīng)在全開閥門的情況下啟動,而離心式泵與風(fēng)機(jī)則應(yīng)在關(guān)閉閥門的情況下啟動。71．對自江河、水庫取水的電廠循環(huán)水泵而言,其H-qV性能曲線應(yīng)怎樣比較好；而對于電廠的給水泵、凝結(jié)水泵,其H-qV性能曲線應(yīng)怎樣比較好,為什么？答：自江河、水庫取水的電廠循環(huán)水泵選擇陡降型曲線,因?yàn)檫@種曲線的特點(diǎn)是,當(dāng)流量變化很小時(shí)能頭變化很大,因而適宜于流量變化不大而能頭變化較大的場合。隨著季節(jié)的變化,江河、水庫的水位漲落差非常大,同時(shí)水的清潔度也發(fā)生變化,均會影響到循環(huán)水泵的工作性能〔揚(yáng)程,而我們要求循環(huán)水泵應(yīng)具有當(dāng)揚(yáng)程變化較大時(shí)而流量變化較小的特性。對于電廠的給水泵、凝結(jié)水泵,其H-qV性能曲線選擇平坦型這是因?yàn)椋浩啺l(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)負(fù)荷變化是不可避免的,特別是對調(diào)峰機(jī)組,負(fù)荷變化更大。但是,由于主機(jī)安全經(jīng)濟(jì)性的要求,汽包的壓強(qiáng)〔或凝汽器內(nèi)的壓強(qiáng)變化不能太大,這就要求給水泵、凝結(jié)水泵應(yīng)具有流量變化很大時(shí),揚(yáng)程變化不大的性能。四、計(jì)算題1．圖示為一采暖系統(tǒng)圖。由于水溫升高引起水的體積膨脹,為了防止管道及暖氣片脹裂,特在系統(tǒng)頂部設(shè)置一膨脹水箱,使水的體積有自由膨脹的余地。若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積m3,加熱前后溫差oC,水的膨脹系數(shù),求膨脹水箱的最小容積。[解]由得：m3故膨脹水箱的最小容積為m32．有一矩形底孔閘門,高m,寬m,上游水深m下游水深m。試用圖解法及解析法求作用于閘門上的水靜壓力及作用點(diǎn)？[解]kN作用于閘門中心圖解kN3．寬為1m,長為AB的矩形閘門,傾角為,左側(cè)水深m,右側(cè)水深m。試用圖解法求作用于閘門上的水靜壓力及其作用點(diǎn)？[解]壓強(qiáng)分布圖略,根據(jù)圖計(jì)算如下：kNm4．m,閘門可繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動。求閘門自動打開的水深為多少米。[解]故mC點(diǎn)是合力作用點(diǎn)的極限點(diǎn),當(dāng)其高于C點(diǎn)閘門自動打開。m即m時(shí),閘門便自動打開。5．有一圓滾門,長度m,直徑m,上游水深m,下游水深m,求作用于圓滾門上的水平和鉛直分壓力。[解]kNkN6．一弧形閘門AB,寬m,圓心角,半徑m,閘門轉(zhuǎn)軸恰與水面齊平,求作用于閘門的水靜壓力及作用點(diǎn)。[解]kNkNkN7．油沿管線流動,A斷面流速為2m/s,不計(jì)損失,求開口C管中的液面高度。[解]m/s通過B斷面中心作基準(zhǔn)面,寫A、B兩斷面的能能量方程：m8．用水銀比壓計(jì)量測管中水流,過流斷面中點(diǎn)流速u如圖。測得A點(diǎn)的比壓計(jì)讀數(shù)mm汞柱?！?求該點(diǎn)的流速u；〔2若管中流體是密度為g/cm3的油,仍不變,該點(diǎn)流速為若干,不計(jì)損失。[解]當(dāng)管中通水時(shí)：m/s當(dāng)管中通油時(shí)：m/s9．水由管中鉛直流出,求流量及測壓計(jì)讀數(shù)。水流無損失。[解]寫出管口斷面,圓盤周邊斷面的能量方程：所以m/sm3/s寫管出口、圓盤測壓管連接處的能量方程：由等壓面規(guī)律得：mm10．直徑為mm的管道在支承水平面上分支為mm的兩支管,A-A斷面壓強(qiáng)為kN/m2,管道流量m3/s,兩支管流量相等：〔1不計(jì)水頭損失,求支墩受水平推力?！?水頭損失為支管流速水頭的5倍,求支墩受水平推力。不考慮螺栓連接的作用。[解]m/sm/skN/m2寫能量方程式：kN當(dāng)記入損失時(shí)：kN/m2同理kN11．油在管中以m/s的速度流動,油的密度kg/m3,m,mm水銀壓差計(jì)測得cm,試求〔1油在管中的流態(tài)？〔2油的運(yùn)動粘滯系數(shù)？〔3若保持相同的平均流速反向流動,壓差計(jì)的讀數(shù)有什何變化？[解]〔1若為層流：m2/s校核是否為層流所以為層流?！?若倒流：則下端壓強(qiáng)大于上端壓強(qiáng),仍為9cm。12．油的流量cm3/s,流過直徑mm的細(xì)管,在m長的管段兩端水銀壓差計(jì)讀數(shù)cm,油的密度kg/m3,求油的和值。[解]設(shè)若為層流m/sm2/sPas驗(yàn)證：故為層流。13．水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同的管徑所組成的管道。已知mm,mm,m,管道的當(dāng)量糙度mm,水溫為oC。若管道的出口流速m/s,求〔1水位H?！?繪出總水頭線和測壓管水頭線。[解]〔1m/s由葉迪圖可知；mm；m〔2水頭線略。14．一隔板將水箱分為A、B兩格,隔板上有直徑mm的薄壁孔口,如題下圖,B箱底部有一直徑的圓柱形管嘴,管嘴長m,A箱水深m恒定不變。〔1分析出流恒定條件〔不變的條件?！?在恒定出流時(shí),B箱中水深等于多少？〔3水箱流量為何值？[解]〔1時(shí),恒定不變?！?,為管嘴出流,為空孔口出流。取m〔3m3/s15．某誘導(dǎo)器的靜壓箱上裝有圓柱形管嘴,管徑為4mm,長度mm,,從管嘴入口到出口的局部阻力系數(shù),求管嘴的流速系數(shù)和流量系數(shù)〔見圖5-4圖。[解]為短管出流。故16．如上題,當(dāng)管嘴外空氣壓強(qiáng)為當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)時(shí),要求管嘴出流流速為30m/s。此時(shí)靜壓箱內(nèi)應(yīng)保持多少壓強(qiáng)？空氣密度為kg/m3。[解]。即靜壓箱中相對壓強(qiáng)為kN/m217．某恒溫室采用多孔板送風(fēng),風(fēng)道中的靜壓為200Pa,孔口直徑為20mm,空氣溫度為oC,。要求通風(fēng)量為m3/s。問需要布置多少孔口？[解]在通風(fēng)工程中,對于多孔板送風(fēng),流量系數(shù)采用0.8m3/s；18．水從A水箱通過直徑為10cm的孔口流入B水箱,流量系數(shù)為0.62。設(shè)上游水箱的水面高程m保持不變?！?B水箱中無水時(shí),求通過孔口的流量。〔2B水箱水面高程m時(shí),求通過孔口的流量。〔3A箱水面壓力為2000Pa,m時(shí),而B水箱水面壓力為0,m時(shí),求通過孔口的流量。[解]〔1m3/s〔2m3/s〔3m3/s19．如圖示管路中輸送氣體,采用U形差壓計(jì)測量壓強(qiáng)差為m液體。試推導(dǎo)通過孔板的流量公式。[解]式中以米計(jì),為差壓計(jì)用的液體容重。為流動氣體的容重。20．如上題圖孔板流量計(jì),輸送oC空氣,測量mmH2O。,mm,求Q。[解]m3/s21．某供熱系統(tǒng),原流量為m3/s,總水頭損失mH2O,現(xiàn)在要把流量增加到m3/s,試問水泵應(yīng)供給多大壓頭。[解]mH2O22．兩水池用虹吸管連通,上下游水位差m,管長m,m,m,直徑mm,上游水面至管頂高度m。已知,進(jìn)口網(wǎng)〔每個(gè)彎頭,出口,求：〔1虹吸管中的流量；〔2管中壓強(qiáng)最底點(diǎn)的位置及其最大負(fù)壓值。[解]寫上、下游水面的能量方程：m/sm3/s壓強(qiáng)最低點(diǎn)在末端,則m23．如圖水泵抽水系統(tǒng),管長、管徑單位為m,給于圖中,流量m3/s,。求：〔1吸水管及壓水管的S數(shù)?！?求水泵所需水頭?！?繪制總水頭線。[解]〔1S數(shù)：mm24．有一簡單并聯(lián)管路如下圖,總流量m3/s,,求各管段的流量及兩節(jié)點(diǎn)間的水頭損失。第一支路mm,m,第二支路mm,m。[解]節(jié)點(diǎn)間的水頭損失mm3/sm3/s校核m3/s25．三層供水管路,各管路的S值皆為s2/m5,層高均為5m。設(shè)a點(diǎn)的壓力水頭為20m,求、、,并比較三流量,得出結(jié)論來?！埠雎詀處流速水頭[解]m3/s以二、三層樓分支點(diǎn),分別寫出能量方程,設(shè)分支點(diǎn)水頭為,則對二層：；對三層：；寫上述分支點(diǎn)A點(diǎn)的能量方程上式代入及,則平方化簡得：,mm3/sm3/s26．崗位送風(fēng)所設(shè)風(fēng)口向下,距地面4m。要求在工作區(qū)〔距地1.5m高范圍造成直徑為1.5m射流截面,限定軸心速度為2m/s,求噴嘴直徑及出口流量。[解]〔1m〔2為主體段。〔3m/sm3/s27．已知煤氣管路的直徑為20厘米,長度為3000米,氣體絕對壓強(qiáng)kPa,K,,煤氣的J/kgK,。當(dāng)出口的外界壓力為kPa時(shí)求質(zhì)量流量。[解]流體為等溫流動,故kg/s28．空氣自kPa,溫度K的氣罐中流出,沿長度米,厘米的管道流入kPa的介質(zhì)中。設(shè)流動為等溫過程不計(jì)局部阻力,求出口流量。[解]kg/s29．求半徑為和的兩流線間流量的表達(dá)式,流速均為〔a,;〔b,。[解]〔a,〔b,30．流速場的流函數(shù)是,它是無旋流動嗎？如果不是,計(jì)算它的旋轉(zhuǎn)角速度。證明任一點(diǎn)的流速只取決于它對原點(diǎn)的距離。繪流線。[解]〔1；；流動是連續(xù)的?！?；所以是無旋流動?！?因此,任意點(diǎn)上午速度只取決于它對原點(diǎn)的距離。流線方程31．試求直角內(nèi)流動的切應(yīng)力分布。[解]在平面流動中,切應(yīng)力表達(dá)式為：；；32．在管徑mm的管道中,試分別計(jì)算層流和紊流的入口段長度〔層流按Re=2000計(jì)算。[解]層流m紊流m33．若球形塵粒的密度kg/m3,空氣溫度為oC,求允許采用斯托克斯公式計(jì)算塵粒在空氣中懸浮速度的最大粒徑〔相當(dāng)于Re=1。[解]為允許采用斯托克斯公式的最大雷諾數(shù)。即代人8-29式m334．已知煤粉爐爐膛中上升煙氣流的最小速度為0.5m/s,煙氣的運(yùn)動粘滯系數(shù)m2/s,問直徑mm的煤粉顆粒是沉降還是被煙氣帶走？已知煙氣的密度kg/m3,煤粉的密度kg/m3。[解]則：m/s氣流速度大于懸浮速度,所以mm的煤粉顆粒將被煙氣帶走。35．某體育館的圓柱形送風(fēng)口,m,風(fēng)口至比賽區(qū)為60m。要求比賽區(qū)風(fēng)速〔質(zhì)量平均風(fēng)速不得超過0.3m/s。求送風(fēng)口的送風(fēng)量應(yīng)不超過多少m3/s？[解]m/sm3/s36．有一兩面收縮均勻的矩形孔口,截面為m2,出口流速m/s。求距孔口2.0m處,射流軸心速度、質(zhì)量平均速度及流量。[解]；；mm〔1m/s〔2m/s〔3m3/s37．空氣以m/s的速度從圓管噴出,m,求距出口1.5m處的、及D。[解]mm為主體段?！?m/s〔2m/s〔3m38．溫度為oC的空氣,以m/s,從mm水平圓柱形噴嘴射入oC的空氣中。求射流軌跡方程。[解]水平圓管嘴,即39．高出地面5m處設(shè)一孔口為0.1m,以2m/s速度向房間水平送風(fēng)。送風(fēng)溫度oC。室那溫度oC試求距出口3m處的、及彎曲軸心坐標(biāo)。[解]m/soC即m；m40．弦長為3m的飛機(jī)機(jī)翼以km/s的速度,在溫度為oC,壓強(qiáng)為atm的靜止空氣中飛行,用比例為20的模型在風(fēng)洞中作實(shí)驗(yàn),要求實(shí)現(xiàn)動力相似?！瞐如果風(fēng)洞中空氣的溫度、壓強(qiáng)和飛行中的相同,風(fēng)洞中的速度應(yīng)當(dāng)為多少？〔b如果在可變密度的風(fēng)洞中作實(shí)驗(yàn),溫度仍為oC,而壓強(qiáng)為atm,則速度應(yīng)是怎樣？〔c如果模型在水中實(shí)驗(yàn),水溫為oC,則速度應(yīng)是怎樣？[解]〔a滿足雷諾數(shù)相似：kM/hr〔b=1.5kM/hr<c>kM/hr41．長1.5m,寬0.3m的平板,在溫度為oC的水內(nèi)拖拽。當(dāng)速度為m/s時(shí),阻力為N。計(jì)算相似的尺寸,它在速度為m/s,絕對壓強(qiáng)為kN/m2,溫度為oC的空氣氣流中形成動力相似條件,它的阻力估計(jì)為若干？[解],由相似準(zhǔn)則：m即mm即m42．當(dāng)水溫為oC,平均流速為m/s時(shí),直徑為0.3m水平管線某段的壓強(qiáng)降為kN/m2。如果用比例為6的模型管線,以空氣為工作流體,當(dāng)平均流速為m/s時(shí),要求在相應(yīng)段產(chǎn)生kN/m2的壓強(qiáng)降。計(jì)算力學(xué)相似所要求的空氣壓強(qiáng),設(shè)空氣溫度為oC。[解]阻力平方區(qū)采用歐拉準(zhǔn)則：kg/m3的空氣密度kg/m343．溢水堰模型設(shè)計(jì)比例為20。當(dāng)在模型上測得模型流量為L/s時(shí),水流推力為N,求實(shí)際流量和推力？[解]重力起主要作用,弗諾得模型律：m3/s水流推力為慣性力kN44．已知4-72-11No6C型風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為r/min時(shí)的實(shí)測參數(shù)如下表所列,求：各測點(diǎn)的全效率；寫出該風(fēng)機(jī)的銘牌參數(shù)〔即最高效率點(diǎn)的性能參數(shù)。計(jì)算及圖表均要求采用國際單位。[解]測點(diǎn)1的功率：其余各測點(diǎn)經(jīng)計(jì)算所得列于下表：測點(diǎn)1234567882.185.889.591.290.988.385.682.2銘牌參數(shù)應(yīng)根據(jù)性能曲線中查出相應(yīng)于最高點(diǎn)功率點(diǎn)的參數(shù),故先將表列數(shù)據(jù)描繪于性能圖上,經(jīng)查得銘牌參數(shù)如下：mmH2gm3/hkW;45．某一單吸單級泵,流量m3/h,揚(yáng)程m,轉(zhuǎn)速r/min,試求其比轉(zhuǎn)數(shù)為多少？如該泵為雙吸式,應(yīng)以作為比轉(zhuǎn)數(shù)中的流量計(jì)算值,則其比轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少？當(dāng)該泵設(shè)計(jì)成八級泵,應(yīng)以作為比轉(zhuǎn)數(shù)中的揚(yáng)程計(jì)算值,則比轉(zhuǎn)數(shù)為多少？[解]根據(jù)計(jì)算公式可得：當(dāng)該泵設(shè)計(jì)成八級泵,而總揚(yáng)程不變時(shí),則為：46．某單吸單級離心泵,m3/s,m,用電機(jī)由皮帶拖動,測得r/min,kW；后因該為電機(jī)直接聯(lián)動,增大為r/min,試求此時(shí)泵的工作參數(shù)為多少？[解]以下腳"1”,m3/s,m,kW47．有一轉(zhuǎn)速為r/min的水泵,理論流量m3/s,葉輪外徑mm,葉輪出口有效面積m2,葉片出口安裝角,試作出口速度三角形。假設(shè)流體進(jìn)入葉片前沒有預(yù)旋運(yùn)動,即。試計(jì)算此泵的理論壓頭。設(shè)渦流修正系數(shù),理論壓頭為多少？〔提示：先求出口絕對速度的徑向分速度,作出速度三角形。[解]先求出葉輪出口的徑向分速度：m/s再求葉輪外緣圓周速度：m/s然后按出口安裝角,可繪出速度三角形如圖所示：根據(jù)速度三角形可以求出出口速度的切向分速度：m/s若無預(yù)旋時(shí),葉片無限多的葉輪理論壓頭為：m僅考慮渦流修正系數(shù)時(shí)m48．有一臺多級鍋爐給水泵,要求滿足揚(yáng)程m,流量m3/h,試求該泵所需的級數(shù)和軸功率各為多少？計(jì)算中不考慮渦流修正系數(shù)。其余已知條件如下：葉輪外徑mm水力效率容積效率機(jī)械效率轉(zhuǎn)速r/min流體出口絕對流速的切向分速度為出口圓周速度的55%[解]先求出出口圓周速度及出口速度的切向分速度,以便求出理論壓頭。m/sm/s當(dāng)不計(jì)渦流損失時(shí),每級可建立壓頭為：m要求滿足揚(yáng)程為176m,故需：軸功率為：kW49．已知下列數(shù)據(jù),試求泵所需要的揚(yáng)程。水泵軸線標(biāo)高130m,吸水面標(biāo)高126m,上水池液面標(biāo)高170m,吸人管段阻力0.81m,壓力管段阻力1.91m。[解]m50．如圖所示的泵裝置從低水箱抽送容重kgf/m3的液體,已知條件如下：m,m,m,讀數(shù)為kPa,讀數(shù)為kPa,m3/s,,試求此泵所需的軸功率為多少？〔注：該裝置中兩壓力表高差為[解]先決定該泵的揚(yáng)程：m求所需軸功率：kW51．重kgf/m3,m,吸水面標(biāo)高102m,水面為大氣壓,吸入管段阻力為0.79m。試求：泵軸的標(biāo)高最高為多少？如此泵裝在XX地區(qū),海拔高度為1800mm,泵的安裝位置標(biāo)高應(yīng)為多少？設(shè)此泵輸送的水溫不變,地區(qū)仍為海拔102m,但系一凝結(jié)水泵,制造廠提供的臨界氣蝕余量為m,冷凝水箱內(nèi)壓強(qiáng)為9kPa,泵的安裝高度有何限制？[解]根據(jù)題意先計(jì)算允許的安裝高度：m故泵軸位置的標(biāo)高最高壓：m當(dāng)此泵裝設(shè)于XX地區(qū)時(shí),應(yīng)先將允許安裝高度進(jìn)行修正m其中m為根據(jù)因海拔增高后的大氣壓強(qiáng),據(jù)圖12-15查出。故這時(shí)泵軸位置的標(biāo)高應(yīng)為：m這時(shí)泵軸低于吸水池液面至少為：m如為凝結(jié)水泵,應(yīng)先求允許安裝高度：m其中m為凝結(jié)水箱中的汽化壓力。故水箱中的水面應(yīng)保證高出泵軸2.83m以上。52.某離心式通風(fēng)機(jī),葉輪半徑為150mm,轉(zhuǎn)速為2980r/min,進(jìn)口空氣密度為1.2kg/m3,設(shè)葉輪進(jìn)口處空氣徑向流入,出口處相對速度的方向?yàn)閺较?試計(jì)算無限多葉片葉輪的理論全壓,如果滑移系數(shù)K為0.85,流動效率為90％,試計(jì)算葉輪的實(shí)際全壓p。解：由于葉輪進(jìn)口處空氣徑向流入,所以。由于葉輪出口處相對速度的方向?yàn)閺较?所以,故有：〔Pa〔Pa53.某臺IR125-100-315型熱水離心泵的流量為240m3/h,揚(yáng)程為120m,泵效率為77％,熱水溫度為80℃,密度為970kg/m3解：〔m3/s該泵有效功率為：〔kW該泵軸功率為：〔kW54.某臺離心通風(fēng)機(jī)的額定參數(shù)為：流量44090m3/h,全壓105mmH2O,風(fēng)機(jī)效率0.88。采用聯(lián)軸器直聯(lián)傳動,ηtm解：〔m3/s〔Pa電動機(jī)的容量應(yīng)為：〔kW說明：電動機(jī)的容量一般是指電動機(jī)的銘牌額定輸出功率,在工程實(shí)際中,進(jìn)行了上述計(jì)算后,應(yīng)查閱有關(guān)電動機(jī)產(chǎn)品系列,選用容量等級等于或略大于16.8kW的電動機(jī),對于本題可選用容量為18.5kW的電動機(jī)。

風(fēng)機(jī)全壓單位換算是1mmH2O等于9.797Pa,工程計(jì)算時(shí)可取10Pa。55.某電廠循環(huán)水泵的電動機(jī)輸入功率為1720kW,電動機(jī)效率為0.90,直聯(lián)傳動效率為0.98,泵的揚(yáng)程為20m,循環(huán)水的密度為1000kg/m3,問該循環(huán)水泵的流量為多少立方米/小時(shí)〔取泵的效率為0.78？解：由公式得：〔m3/s56.若水泵流量qV為25L／s,泵出口壓力表讀數(shù)pB為32×104Pa,入口處真空表讀數(shù)pm為4×104Pa,吸入管直徑d1為100cm,出水管直徑d2為75cm,電動機(jī)功率表讀數(shù)pg為12.6kW,電動機(jī)效率η1為0.9,傳動效率η2為0.97。試求泵的軸功率、有效功率及泵的總效率。解：d1＝100cm＝1m,d2＝75cm＝0.75m泵入口的流速w1＝qV／A1＝4qV／πd21＝4×25×10－3<3.14×12>＝0.032<m／s>泵出口的流速w2＝qV／A2＝4qV／πd22＝4×25×10－3／<3.14×0.752>＝0.057<m／s>水獲得的能量H＝<pB＋pm>／ρg＋<w22－w21>／2g＝<32×104＋4×104>／1000×9.81＋<0.0572－0.0322所以泵的有效功率Pe＝ρgqVH／1000＝1000×9.81×25×10－3×36.69／1000＝8.998<kW>所以泵的總效率η＝Pe／<Pgη1η2>×100%＝8.998／<12.6×0.9×0.97>×100%＝81.8%泵的軸功率Psh＝Pe／η＝8.998／0.818＝11<kW>答：泵的軸功率為11kW,有效功率為8.998kW,泵的總效率為81.8%。57.某水泵把溫度為50℃的水提高到Hz=30m的地方,吸水面壓力為大氣壓pa,出水面的表壓力為499000Pa,水的密度為998kg/m3,管路的全部流動損失為hw=5m,試計(jì)算泵的揚(yáng)程。分析：題目中沒有明確給出泵進(jìn)、出口處的水密度,而只是籠統(tǒng)地指出了水的密度,說明本題可忽略泵進(jìn)、出口的密度差別。同樣,題目中沒有指出水泵進(jìn)、出口的高度