石油礦場水力機械東油復習題

PAGEPAGE3一、填空1.單螺桿泵轉子截面形狀為，襯套斷面輪廓為，其中兩個半圓的半徑與轉子半徑。2.單螺桿泵的理論流量與螺桿偏心距、螺桿斷面直徑、襯套導程及螺桿轉速有關。3.往復泵泵內能量損失包括損失、損失和損失。4.從原理上講，泵可以分為兩大類，即和。螺桿泵屬于泵。5.多級離心泵軸向力平衡方法有葉輪對稱布置、平衡鼓和自動平衡盤法。6.常用的往復泵泵閥結構形狀為平板閥、錐形閥和球閥。7.液力變矩器主要由泵輪、渦輪及等導輪組成。8.液力偶合器的循環(huán)流量是指單位時間內由泵輪泵入渦輪的液體體積。9.往復泵的總效率等于，和之積。10.離心泵葉輪轉速n=1450rpm，出口直徑為250mm，則葉輪出口處的圓周速率u2=m/s。11．往復泵的5項基本參數包括、、功率和沖次。12．當往復泵曲柄連桿比、曲柄半徑為R，曲柄轉動角速度為ω時，活塞運動的位移方程為：，速度方程為：，加速度方程為：13.離心泵吸入池液面壓力與液體汽化壓力之差（Pa—Pt）/ρg=5m，吸入管路阻力損失和泵許用汽蝕余量分別為1m和2m，則該泵的最大允許安裝高度為m。14.往復泵調節(jié)流量的方法有、、和改變沖程。二．選擇單螺桿泵螺桿偏心距為e，且襯套斷面輪廓呈長圓形，則其長邊長度為：A.eB.4eC.3eD.2e單螺桿泵襯套及螺桿的導程分別為T和t，則T=。A.tB.4tC.2tD.3t射流泵噴嘴的作用是將部分。A.壓能轉化為動能B.動能轉化為壓能C.壓能轉化為位能D.位能轉化為動能4．射流泵正常工作時噴嘴出口處液體壓力比噴嘴入口處的液體壓力。A.高B.低C.相等D.不一定雙缸單作用往復泵，當時，其流量不均度為。A.B.0.314C.D.0.141離心泵葉輪出口結構角。A.大于B.等于C.D.0.141變矩器的工作輪包括。A.泵輪B.渦輪C.導輪D.泵輪、導輪和渦輪8．偶合器泵輪轉速渦輪轉速時，偶合器才能正常工作。A.大于B.等于C.小于D.以上都正確曲柄轉動一周，雙缸雙作用往復泵的單個液缸實現次吸入次排出。A.1，1B.2，2C.離心泵不平衡軸向力產生的原因是。A.葉輪吸入口壓力過高B.葉輪排出口壓力過高C.葉輪兩側壓力不等D.葉輪兩側壓力相等11．單缸單作用往復泵沖程曲柄半徑R=200mm，則該泵沖程S=mm。A.200B.400C.300D.12．單螺桿泵螺桿的導程t=150mm，則該泵襯套導程T=mm。A.600B.450C.300D.13.從本質上看，泵是將的能量轉換的機器。A.機械能轉換為液體能B.液體能轉換為機械能C.機械能轉換為機械能D.以上都對三．簡答1．試論述往復泵排出空氣包的工作原理？如圖所示，往復泵排出過程中，在曲柄連桿和活塞桿的推動下活塞向右加速運動，泵排出的流量大，管路L1和L2內的流量增加，流速加快，管線的壓力P1和P2增大，當P2＞P氣時，部分液體進入空氣包，空氣包儲存液體?；钊\行到后半段，活塞減速運動，泵排出的流量減少，管路L1和L2內的流量減小，流速下降，管線的阻力P1和P2降低；當P2＜P氣時，空氣包內的液體自動補充到排出管線L2內，使排出總管線中的流速趨于均勻，從而減小了排出總管線中的慣性水頭。2.繪出三缸單作用往復泵流量曲線，列出各缸瞬時流量計算式，并計算流量不均度。答：三缸單作用往復泵流量不均度為：（5分）（3分）各缸瞬時流量表達式為：，，3.為何說鉆井用往復泵的有效壓頭全部用于克服管路阻力。答：在排出池和吸入池表面各取一斷面，單位重量液體在排出池和吸入池所具有的能量分別為：由能量守恒知：針對鉆井泵，上式中，由于因此鉆井用往復泵的有效壓頭全部用于克服管路阻力。4.牽引工況下偶合器泵輪與渦輪轉速能否相等？為什么？答：偶合器工作時，泵輪內液體在離心力的作用下沿流道從中心部位流向邊緣并在出口處以一定速度沖出渦輪，使渦輪同向轉動。渦輪內的液體也受到離心力的作用從而阻止泵輪內液體進入渦輪，若，則液體將不再流動，循環(huán)流量，此時偶合器無法正常工作。因此。5.變矩器渦輪輸出力矩能否大于泵論輸入力矩？為什么？答：變矩器泵輪，導輪及渦輪對液體作用力矩為：且=，=，=因此++=0若忽略各種摩擦力，則有++=0即+當＞0時，即有＞，因此變矩器輸出力矩可以大于泵輪力矩。6．往復泵流量系數與容積效率有何區(qū)別與聯(lián)系。答：往復泵流量系數，它不僅與泵的漏失量有關，也與泵的充滿程度相關。而容積效率，它反映的是得到能量的液體漏失的程度，與充滿度無關。二者的相互關系可用下式表示，，其中為泵的充滿系數。7.往復泵流量系數、容積效率以及泵效率有何區(qū)別與聯(lián)系？答：往復泵流量系數，它不僅與泵的漏失量有關，也與泵的充滿程度相關；容積效率，它反映的是得到能量的液體漏失的程度，與充滿度無關；而泵的總效率，它反映泵能量轉化的程度，或者說是輸入到泵上的機械能有多少轉化為液體能，所以三者之間有明顯的區(qū)別（6分）。流量系數與容積效率二者的相互關系可用下式表示，，其中為泵的充滿系數（2分）。而泵的總效率等于容積效率、機械效率和水力效率三者之積（2分）。四．計算題1．一臺輸水用雙缸雙作用往復泵活塞直徑80mm，活塞桿直徑25mm，沖程450mm，沖次45min-1，有效壓頭2500m，流量系數0.9，泵總效率0.9，求：（1）該泵的理論平均流量和實際流量；（2）泵的有效功率和軸功率。解：（4分）（4分）（4分）（3分）2.單吸式離心泵汽蝕比轉數,汽蝕安全系數，以工作。將溫度為的水供給油井洗井，供液量為，吸入管總阻力(水柱)，大氣壓力(水柱)，氣化壓力。問如何安裝該泵才能正常工作？解：首先求解汽蝕余量（m）（5分）求解許用汽蝕余量(m)求解泵的允許安裝高度(m)（8分）所以該泵安裝在吸入池液面0.66m之下該泵才能正常工作。（2分）3.一臺輸水往復泵軸功率88.2kW，轉化功率79.4kW，泵總壓頭130m，容積效率0.95，理論平均流量59L/s，設泵的充滿系數1，求：（1）實際流量；（2）有效功率；（3）泵的機械效率、水力效率及總效率。解：1)6分5分3)4分一臺單級離心泵，其葉輪內徑=100mm，外徑=270mm，葉片進口結構角和出口結構角=30°，葉片寬=27mm，=10mm，斷面收縮系數經計算為==0.9，流量90m3/h，電機轉速為1470。求：①葉輪進口和出口的圓周速度、相對速度和絕對速度？②液體無沖擊進入葉輪的最優(yōu)流量是多少？解（1）葉輪進口的速度：（m/s）（m/s）（m/s）出口速度（m/s）（m/s）（m/s）當=時，泵的流量為最優(yōu)流量此時，（m/s）則（m/s）（m3/h）5.單作用往復式水泵，以12分鐘充滿了直徑為2m，高為1.8m的水罐，泵缸套直徑為200mm，活塞沖程為250mm，泵的有效壓頭為15m水柱，泵軸轉數=65，泵水力效率為0.88，且充滿系數。求該泵的流量系數及轉化功率？6.一臺單級離心泵，其葉輪內徑=100mm，外徑=270mm，葉片進口結構角和出口結構角=30°，葉片寬=27mm，=10mm，斷面收縮系數經計算為==0.9，液體沿徑向進入葉輪流道，且3.28m/s，電機轉速為1470。求：①葉輪進口和出口的圓周速度、相對速度及出口絕對速度？②液體無沖擊進入葉輪的最優(yōu)流量是多少？7.如下圖（見下頁）所示的一密閉容器內液面上作用的壓力為（即液體的汽化壓力），用離心泵將泵內液體排出，已知液體密度1000kg/m3，允許的有效汽蝕余量6m，液體總的阻力損失1m，Z=6m,問此時泵能否正常工作。解：泵允許的安裝高度為：3分則：（m）6分而實際安裝高度為：(m)所以：(m)3分即泵不能正常工作。8.一臺單級離心泵，其葉輪內徑=100mm，外徑=250mm，葉片進口結構角和出口結構角=30°，葉片寬=25mm，=10mm，斷面收縮系數經計算為==0.9，流量95m3/h，電機轉速為1470。求：①葉輪進口和出口的圓周速度、相對速度和絕對速度？②液體無沖擊進入葉輪的最優(yōu)流量是多少？解（1）葉輪進口的速度：（m/s）（m/s）（m/s）出口速度（m/s）（m/s）（m/s）當=時，泵的流量為最優(yōu)流量此時，（m/s）則（m/s）（m3/h）五．論述題1.試推導離心泵理論壓頭的計算式為設m為每秒內流過葉輪的液體質量，則葉輪進口、出口處液體相對于泵軸線的動量矩分別為：若為作用在液體上的外力矩，由動量矩定理知：，即：其中：，，所以：又由能量守恒定理知：一般離心泵，即2.下圖為多級離心泵軸向力自動平衡盤裝置，依據其結構組成，分析其工作原理。答：（1）自動平衡盤法軸向力平衡裝置的末級葉輪與平衡盤剛性聯(lián)接，葉輪出口壓力為，經徑向間隙降壓后，在平衡板與平衡盤形成的腔室內壓力為，再經軸向間隙到平衡室后壓力降為,平衡室與第一級葉輪吸入口相連。（5分）（2）壓降，，。當工況一定時，保持不變，即為定值。（3）對葉輪，所受軸向力，方向指向吸入口。對平衡盤，所受軸向力，方向背向吸入口。（5分）（4）當時，平衡盤左移，減小，增大，則也增大（此時不變），直至。當時，平衡盤右移，增大，減小，則也減小（此時不變），直至。（5）由以上分析可以看出，只有成立，所以軸向力被完全平衡。（5分）3.下圖為多級離心泵軸向力平衡鼓裝置，依據其結構特點，試分析其