流體機械試卷一及參考答案.doc

一、 填空（每空1分 共15分）1.離心泵葉輪根據(jù)葉片出口相對流動角2的不同可分為三種不同形式，當(dāng)290時為 ；對應(yīng)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(zhuǎn)方向_。3.葉輪是離心泵的能量轉(zhuǎn)換元件，它的結(jié)構(gòu)形式有_、_、_三種。4. 泵與風(fēng)機中能量轉(zhuǎn)換時的損失可分為_、_、_。5.要保證泵不發(fā)生汽蝕，首先要正確地確定泵的_。6.泵串聯(lián)運行時，所輸送的流量均_，而串聯(lián)后的總場程為串聯(lián)各泵所產(chǎn)生的揚程之和。二、選擇（ 每題2分 共20分）1離心式泵的主要部件不包括（） A.葉輪 B.汽缸 C.機殼 D.吸入室2.在理論能頭中，表示液體靜能頭的中（）ABCD3離心式葉輪有三種不同的形式，其葉輪形式取決于（）A 葉片入口安裝角B 葉片出口安裝角C 葉輪外徑和寬度D 葉輪內(nèi)徑和寬度4電廠中要求具有陡降型性能曲線的設(shè)備是（）A 給水泵B送風(fēng)機C循環(huán)水泵D凝結(jié)水泵5下列各項中與有效汽蝕余量NPSHa值無關(guān)的是（）A 吸入管路參數(shù)B 管路中流量C 泵的結(jié)構(gòu)D.泵入口壓力6兩臺風(fēng)機并聯(lián)運行的主要目的是（）A增加流量B增加揚程C增加全壓D 既增加揚程也增加全壓7為了保證串聯(lián)運行時泵都工作在高效區(qū)，選擇設(shè)備時，應(yīng)使各泵在最佳工況點有相等或相近的（）A 揚程B流量C比轉(zhuǎn)數(shù)D功率8目前電廠大型機組的離心式送、引風(fēng)機常采用的調(diào)節(jié)方式是（）A 導(dǎo)流器調(diào)節(jié)B 進口端節(jié)流調(diào)節(jié)C 回流調(diào)節(jié)D 出口端節(jié)流調(diào)節(jié)9.某臺水泵在轉(zhuǎn)速不變時，當(dāng)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10.當(dāng)流體以1=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( ) A. B. C. D. 三、簡答（ 每題5分 共15分）1泵與風(fēng)機的效率是如何定義的？它有哪幾種效率組成？2降低泵必需汽蝕余量的措施有哪些？3. 泵與風(fēng)機的工況調(diào)節(jié)的方法有很多種，以節(jié)流調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)為例分析其優(yōu)缺點。四、計算（ 共50分）1.（10分）某風(fēng)機最大轉(zhuǎn)速為600r/min，當(dāng)轉(zhuǎn)速為500r/min時，風(fēng)量為36m3/s，由于網(wǎng)絡(luò)阻力增加風(fēng)量減少到30m3/s，為保證原風(fēng)量，風(fēng)機轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少并分析在此轉(zhuǎn)速下工作是否允許。2.（8分）有一單級離心泵，流量qv=68m3/h，hr=6m，從容器中抽送溫度為40的清水，吸水管路阻力損失H=0.5m。水泵的安全空化余量為0.4m，試求泵的幾何吸入高度？（40時水的汽化壓力為0.75m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?0.36m）3.(18分)有一離心泵，其葉輪外徑D2=22cm,轉(zhuǎn)速n=2980r/min,葉輪出口安裝角為b2=45,出口處軸向速度Cm2=3.6m/s,設(shè)流體徑向流入葉輪，試按比例畫出出口速度三角形，并計算求無限多葉片葉輪的理論揚程HT,若滑移系數(shù)u=0.8,泵的實際揚程為多少？。4.（14分）試畫圖確定兩臺風(fēng)機并聯(lián)的工況點并說明步驟。流體機械原理試卷一參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一 填空（每空1分 共15分） 1.前彎葉片葉輪 徑向葉片葉輪 后彎葉片 低 高 中 2.相同 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（每題2分 共20分）1-5 BDBCC 6-10 ABBBA三. 簡答（每題5分 共15分）1.泵與風(fēng)機的效率是如何定義的？它有哪幾種效率組成？泵與風(fēng)機的效率是有效功率和軸功率之比，也稱總效率，用表示。(2分)機械效率 容積效率 流動效率(3分)2.降低泵必需汽蝕余量的措施有哪些？首級葉輪采用雙吸式葉輪； 加裝誘導(dǎo)輪；采用雙重翼葉輪、超汽蝕葉輪。(一項1分 二項以上5分) 3.泵與風(fēng)機的工況調(diào)節(jié)的方法有很多種，以節(jié)流調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)為例分析其優(yōu)缺點。節(jié)流調(diào)節(jié)有出口節(jié)流和進口節(jié)流其調(diào)節(jié)方法方便簡單易于操作，但流動損失較多不經(jīng)濟。（3分）變速調(diào)節(jié)是比較經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方法產(chǎn)生的損失較少且調(diào)節(jié)的范圍較大。 （2分）四.計算（共50分）1、解：應(yīng)用比例定律有n=n1q1/q2=500*36/30=600rpm （7分）由于風(fēng)機最大轉(zhuǎn)速為600r/min，現(xiàn)為保證風(fēng)量，風(fēng)機需要在600r/min轉(zhuǎn)速下工作才能滿足要求。對此應(yīng)視具體情況確定，若作為短期措施可以使用。但若長期運行，為保證安全應(yīng)更換風(fēng)機。 （10分）2. 解：設(shè)泵的安裝高度為HSZ: HSZ:= （6分） 2.71m （8分）3.解：出口圓周速度：34.31m/s （2分）軸面速度： Cm2=3.6m/s （6分） m/s m/s （10分） 由歐拉方程式： （14分） 由于流體徑向流入葉輪 所以有 滑移系數(shù)為u=0.8 所以u=86.01m/s （18分）4.解：為簡單起見，以兩臺相同風(fēng)機為例。根據(jù)并聯(lián)時風(fēng)壓相等，流量相加的特點，作一系列的等風(fēng)壓線。 （4分）在等風(fēng)壓線上，將流量相加得一系列點，用光滑曲線連接這些點即得等效特性曲線。（8分）用同一比例將網(wǎng)絡(luò)特性做在同一坐標(biāo)圖上，兩條曲線的交點為等效工況點A，過A作等風(fēng)壓線交風(fēng)機特性曲線于B點，B點即為風(fēng)機并聯(lián)是各自的工況點。（10分）1、2QPQB QAB AHA HBa ab b作圖（14分）一、 填空（每空1分 共20分）1.離心泵葉輪根據(jù)葉片出口相對流動角2的不同可分為三種不同形式，當(dāng)290時為_.2._是離心泵的能量轉(zhuǎn)換元件，它的形式有_、_、_三種。3、裝置有效汽蝕余量越大，機械低壓側(cè)液體具有的能量超過液體汽化壓力的余量越多，越 。4. 泵與風(fēng)機中能量轉(zhuǎn)換時的損失可分為_、_、_。5.反作用度表示_在總能量頭中的比重。6.通用特性曲線是以 為橫坐標(biāo)； 為縱坐標(biāo)繪制的。7.泵與風(fēng)機調(diào)節(jié)工況的方法有_、_、_、_、_、_。二、簡答（ 每題5分 共20分）1試述泵與風(fēng)機的工作原理2. 葉片一般分為哪幾種形式?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，試分析可能原因。三、計算（ 共60分）1.（10分）有一水泵，當(dāng)其轉(zhuǎn)速為n=2900r/min時，流量Q=9.5m3/min，揚程為H=120m,另有一和該泵相似制造的泵，流量為Q=38m3/min，揚程為H=80m。問其葉輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？2（15分）某工廠由冷凍站輸送冷凍水到空氣調(diào)節(jié)室的蓄水池，采用一臺單吸單級離心式水泵。在吸水口測得流量為60L/s，泵前真空計指示真空度為4m，吸水口徑25cm。泵本身向外泄漏流量約為吸水口流量的2。泵出口壓力表讀數(shù)為3.0/,泵出口直徑為0.2m。壓力表安裝位置比真空計高0.3m，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=22，轉(zhuǎn)速n=2900r/min，理論流量Q=0.025m3/s，設(shè)流體徑向流入葉輪，即1=90，求，u2，w2，v2，2并計算無限多葉片葉輪的理論揚程。4（15分）如圖所示，水泵吸水管內(nèi)徑d=50mm，總長L=60m，H=30m,泵的流量Q=15m3/h，管路中有彎頭一個局部損失系數(shù)為0.5，底閥一個5.0，且沿程阻力系數(shù)0.03。試求泵入口處的表壓力。流體機械原理試卷四參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一 填空（每空一分共20分） 1.后彎 徑向 前彎2.葉輪 開式 閉式 半開半閉式 3.不容易發(fā)生汽蝕4.機械損失 水力損失 容積損失5.靜壓能 6.流量系數(shù) 壓力系數(shù)7.節(jié)流調(diào)節(jié)，導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，動葉調(diào)節(jié)，氣蝕調(diào)節(jié)，變速調(diào)節(jié)，改變臺數(shù)調(diào)節(jié)二. 簡答（共20分）1.當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時，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。被甩出的氣體及入機殼，于是機殼內(nèi)的氣體壓強增高，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降低。外界氣體就能使風(fēng)機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。2. 前彎葉片：能產(chǎn)生較大的能量頭，但其效率比較低，容易出現(xiàn)多工況工作的情況。（1分） 徑向葉片：產(chǎn)生的能量頭界與前彎葉片與后彎葉片之間，效率居中。（2分） 后彎葉片：產(chǎn)生的能量頭較低，但效率較前彎葉片高，且不容易出現(xiàn)不穩(wěn)定工作區(qū)。（5分）3(1)首級葉輪采用雙吸式葉輪(2)加裝誘導(dǎo)輪(3)采用雙重翼葉輪、超汽蝕葉輪4.吸水管路不嚴密，有空氣漏入。泵內(nèi)未灌滿水，有空氣存在。安裝高度太高了.電動機反轉(zhuǎn)了.葉輪及出水口堵塞。三. 1.解：原泵的比轉(zhuǎn)速 (3分) 相似泵的比轉(zhuǎn)速 ( 6分） 相似泵的比轉(zhuǎn)速應(yīng)相等即那么r/m（10分）2.解：=3.0/=30000/9.807=294.0 (3分) (3分) (4分) (4分) (1分)3.解：m/s (3分) m/s （4分） m/s （4分） m/s （4分） m（5分）4.解：選取和兩過流斷面，列伯努利方程沿程損失-10分局部損失-13分代入數(shù)據(jù)：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（每空1分，共20分）1. 根據(jù)工作原理來分，可以將葉片式流體機械分為 和反擊式，而反擊式流體機械又可分為 、 和 等三種類型。2. 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。3. 無窮遠來流與孤立翼型弦（由首端指向尾端）之間的夾角稱為 角，在葉片式流體機械的葉柵繞流中即可反映為 與平均流動角 。4. 水泵的基本性能曲線是指正常工況下以 轉(zhuǎn)速運行是的 、 以及 等三條能量性能曲線和 汽蝕性能曲線。5. 水輪機的有機械效率等于 ，容積效率等于 ，流動效率等于 ，總效率為 。6. 通常葉輪流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（每小題2分，共20分）1. 某一臺水輪機工作時，其進口的流量為，出口流量為，葉輪流量為，則其容積效率為（ ）。ABC2. 葉輪高壓側(cè)用符號“”表示，低壓側(cè)用符號“”表示，為重力加速度，為流體密度，為總能頭，則對于可壓縮與不可壓縮流體，葉片式流體機械的反作用度均可表示為（ ）。ABC3. 由可知，一臺在額定轉(zhuǎn)速下工作的水泵，隨著其工作流量的減小，比轉(zhuǎn)速ns將（ ）。A增大B減小 C不變 4. 壓縮機的軸功率指的是（ ）。5. 隨著水泵流量的加大，其必需汽蝕余量將（ ）。A增大B減小 C變化不定 6. 隨著流體機械工作流量的減少，葉片的進口沖角將（ ）。A增大B減小 C變化不定 7. 水輪機的裝置汽蝕系數(shù)與（ ）。A水輪機的吸出裝置有關(guān)； B水輪機葉輪進口的幾何參數(shù)及運動參數(shù)有關(guān)； C水輪機葉輪出口的幾何參數(shù)及運動參數(shù)有關(guān)。8. 立式混流水輪機的安裝高程是指（ ）的高程。 A其固定底座平面； B其基準(zhǔn)面； C其進口導(dǎo)葉水平中心平面。9. 全調(diào)節(jié)軸流泵的葉片安放角增大，其曲線（）。A向右上方抬高B向左下方降低C不發(fā)生位移 10. 隨著比轉(zhuǎn)數(shù)的增大，葉輪的滑移系數(shù)將（ ）。A變化不定B增大 C減小 三、判斷題（是“”，非“”，每小題2分，共20分）1 （ ）有流體與轉(zhuǎn)動的葉輪之間的摩擦所引起的圓盤損失屬于流動損失。2 （ ）葉片的凹面為工作面，凸面為背面。3 （ ）工作面比背面的壓強大。4 （ ）相似的流體機械，其比轉(zhuǎn)速相等；反過來，比轉(zhuǎn)速相等的流體機械，其性能一定相似。5 （ ）比轉(zhuǎn)速越大，葉片的扭曲程度也越大。6 （ ）當(dāng)流體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。7 （ ）汽蝕比轉(zhuǎn)速較大的水泵，其抗汽蝕性能較好。8 （ ）給定流量等其他參數(shù)不變，控制在一定的限制范圍內(nèi)提高葉輪的轉(zhuǎn)速，其葉片進口的沖角將加大。9 （ ）以相對參數(shù)、無量綱參數(shù)和單位參數(shù)為變量所繪制的水泵的相對性能曲線、風(fēng)機的無量綱性能曲線以及水輪機的綜合特性曲線是比轉(zhuǎn)速的函數(shù)。10 （ ）有限多葉片葉槽內(nèi)軸向旋渦的旋向與葉輪轉(zhuǎn)動的方向相同。 四、簡答題（每小題10分，共20分）1. 作為綜合相似判別數(shù)，流體機械的比轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)具有唯一性，請具體說明有關(guān)規(guī)定。兩臺水輪機相似，其比轉(zhuǎn)數(shù)是否相等？為什么？2. 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（每小題10分，共20分）1. 水輪機的流量 m3/s，水輪機進口壓力表的讀數(shù)為N/m2，水輪機出口真空表的讀數(shù)為 N/m2，兩表中心高差為，進水管（壓力表處）和排水管（真空表處）的直徑分別為3.5 m和5 m，發(fā)電機功率表讀數(shù)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（忽略水輪機與發(fā)電機之間的傳動損失， N/m3）。2. 某水泵在敞開抽送20C的常溫清水（），已知泵的轉(zhuǎn)速r/min，吸水管路水力損失為0.6m，試求在武漢（）和在拉薩（）兩地該泵的允許安裝高度（原型泵的是通過尺寸小一倍的模型泵試驗求得的，模型泵在轉(zhuǎn)速r/min時的，取汽蝕安全余量m）。一、填空題1沖擊式，徑流式，斜流式，軸流式；2進口，出口；3攻，柵中翼型安放角，之差；4額定，；5，；6平面，軸面。二、單項選擇題1（A）；2. （C）； 3. （C）； 4.（B）； 5. （C）；6（A）；7. （A）； 8. （C）； 9.（A）； 10. （C）。三、是非題1（）；2 .（）； 3. （）； 4.（）； 5. （）；6（）；7 .（）； 8. （）； 9.（）； 10. （）。四、問答題 11）水泵額定點的參數(shù)，水輪機限制工況點的參數(shù)；2）一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，20度清水；3）單個葉輪。 2 徑向能頭平衡，要求不同流面上的柵中翼型的安放角是不同的。隨著流面半徑的加大，其柵中翼型的安放角是逐步變緩的。 用下標(biāo)“H”表述輪轂，下標(biāo)“T”表述輪緣 五、計算1； ；;2 ； 武漢：； 拉薩： 武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院流體機械及工程20052006 上學(xué)期期末考試(試卷B)班級:學(xué)號: 姓名： 成績:題 號一二三四五總 分分 數(shù)一、填空題（每空1分，共20分）1. 流體機械是指以流體為 與 的機械設(shè)備。2. 根據(jù)能量傳遞方向的不同，可以將流體機械分為 機和 機。3. 葉柵的稠密度是 與 之比。4. 根據(jù)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。5. 在推導(dǎo)葉片式流體機械葉輪的歐拉方程時，有四個基本假定，這四個基本假定分別是、 、 、和。6. 葉片式流體機械的主要性能參數(shù)有 、 、 、 、汽蝕余量和 。7. 葉片式流體機械的速度三角形中有三條邊，這三條邊對應(yīng)三個矢量，它們分別是、和矢量。二、選擇題（每小題2分，共20分）1. 某一臺水輪機工作時，其進口的流量為，出口流量為，葉輪流量為，則其容積效率為（ ）。ABC2. 葉片式流體機械的反作用度是（ ）。A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3. 由可知，一臺在額定轉(zhuǎn)速下工作的水泵，隨著其工作流量的減小，比轉(zhuǎn)速ns將（ ）。A增大B減小 C不變 4. 水輪機的軸功率N（ ）。A是發(fā)電機的輸出功率B是水輪機的輸出功率C等于5. 給定水輪機裝置，高池的水經(jīng)過水輪機進入低池，高池的水位不變，當(dāng)?shù)统氐乃簧邥r，水輪機的汽蝕系數(shù)將（ ）。A增大B減小 C不定 6. 離心式水泵葉輪的葉片形狀一般采用（ ）。A向前彎曲B徑向延伸C向后彎曲7. 水泵的有效汽蝕余量（ ）。A與水泵的必需汽蝕余量有關(guān)； B與水泵的吸水裝置有關(guān)； C與水泵葉輪進口的運動參數(shù)有關(guān)。8. 某臺水泵的汽蝕比轉(zhuǎn)速（ ）。 A隨水泵轉(zhuǎn)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。9. 對于某葉片式流體機械，當(dāng)流過它的流量偏離設(shè)計值時，沖角會發(fā)生變化，正沖角將導(dǎo)致在葉片的（）產(chǎn)生旋渦。A工作面B背面 C工作面和背面 10. 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(dāng)進水池的水面升高時，水泵的工作揚程將減小，而其軸功率將（ ）。A不變B增大 C減小 三、判斷題（是“”，非“”，每小題2分，共10分）1 （ ）風(fēng)機的軸功率就是驅(qū)動它的原動機的輸入功率。2 （ ）當(dāng)流體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。3 （ ）相似的流體機械，其比轉(zhuǎn)速相等；反過來，比轉(zhuǎn)速相等的流體機械，其性能一定相似。4 （ ）比轉(zhuǎn)速較大的泵（風(fēng)機），其流量、能頭（）關(guān)系曲線較為平坦。5 （ ）汽