《流体机械原理及结构》思考题及习题

第⼀章流体机械的定义及分类习题第⼀章流体机械的定义及分类习题1、流体具有的能量主要包括哪⼏个⽅⾯？2、什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶⽚式流体机械和容积式流体机械？3、什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举⼏种型式。

第⼆章叶⽚式流体机械概述习题1、⽔轮机和⽔泵的基本⼯作参数有哪些？各是如何定义的？2、什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶⽚式流体机械和容积式流体机械？3、什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举⼏种型式。

4、往复式泵的⼯作原理是什么？5、齿轮泵的⼯作过程是什么？齿轮泵的容积效率怎样计算？6、反击型⽔轮机的主要过流部件名称及作⽤是什么？试以混流式为例绘出其单线图。

7、根据⽔轮机利⽤⽔流能量⽅式的不同将⽔轮机分为哪两⼤类？⼜根据转轮区域⽔流流动⽅向特征的不同将反击式⽔轮机分为了⼏种？试分别说出各⾃的特点和使⽤范围。

8、反击式⽔轮机由哪四⼤部件组成？试分别说出它们的作⽤。

9、试说明液⼒变矩器的组成和⼯作原理。

10、什么是⽓压传动？以剪切机为例，说明⽓压传动的⼯作原理。

11、试推导往复泵吸⽔、压⽔过程中活塞上压强的表达式。

12、试证明：单作⽤往复泵安装空⽓室活塞克服管路摩擦所作的功，与不装空⽓室活塞克服管路摩擦所作的功之⽐为。

假定摩擦系数不随速度变化。

第三章叶⽚式流体机械中的能量转化习题1、总扬程为25m，流量为3m3/min，泄漏量为流量的3%的离⼼泵以1450rpm的转速运转时，泵的轴功率为14.76kw，机械效率取，试求下列值：（1）泵的有效功率；（2）泵的效率；（3）容积效率；（4）⽔⼒效率。

2、⽔轮机效率实验时在某⼀导叶开度下测得下列数据：蜗壳进⼝处压⼒表读数P=22.6×104p a，压⼒表中⼼⾼程Hm=88.5m，压⼒表所在钢管直径D=3.35m，电站下游⽔位?=85m，流量q v=33m3/s，发电机功率P g =7410Kw，发电机效率ηg=0.966，试求机组效率及⽔轮机效率。

过程流体机械章节试题章11．流体机械如何分类？#答：按能量转换分：原动机，将流体能量转换为机械能，输出轴功率，如汽轮机、燃气轮机；工作机，将机械能转变成流体的能量，改变流体的状态（压力↑，分离流体）、输送流体，如压缩机、泵、分离机。

按结构特点分：往复式结构（压缩机、泵），通过曲柄连杆机构带动活塞往复运动，改变气缸容积，压力↑，特点Q↓、P↑；旋转式结构（压缩机、泵、分离机），轴带动转轮、叶轮、转鼓高速旋转，使液体一起旋转获得能量。

特点：Q↑、P↓。

2．流体机械的发展趋势是什么？答：（1）创造新的机型(ε↑P↑；Q Ｑ；Ｖ，自动控制)（２）流体机械内部流动规律的研究与应用（空间三维流动、粘性湍流、可压缩流、两相流、非牛顿流体、空间流道设计）（3）高速转子动力学的研究与应用（转子的平衡、弯曲振动、扭转振动、轴封、使用寿命估算。

）（4）新型制造工艺技术的发展（多维数控机床加工叶轮、叶片等零部件、精密浇、铸、模锻、特殊的焊接、电火花加工等）（5）流体机械的自动控制（用于安全运行、调节工况）（6智能化、网络化）（7）国产化和参与国际市场竞争（复杂机器进口国产化）章21．什么是容积式压缩机?它有何特点？答：容积式压缩机是通过改变工作腔的容积来提高气体的压力，有往复式和回转式两种。

其特点：（1）适用范围广（Q↑、P↑）效率高（ηmax>80%）（2）稳定性好、适应性强、通用性好(ρ，p对性能影响小)（3）结构复杂、易损件多（往复）、维修量大。

（4）排气不连续（往复）2．往复式压缩机有哪些主要构件？#答：工作腔部分：气缸、气阀、活塞、填料函、活塞环传动部分：曲轴、平衡重、连杆、活塞杆、十字头机身部分：曲轴箱等支撑气缸和传动部分的零部件。

辅助设备：中间冷却、润滑、气量调节、安全阀、滤清器、缓冲罐。

3．什么是往复式压缩机级的理论循环？它有哪几个过程组成？画出其示功图？答：满足下列四个假设的循环为理论循环：（1）无余隙，气体全部排出。

龙少~上传~ 必属精品~《化工过程流体机械》思考题参考解答参考教材《过程流体机械》2010.92 容积式压缩机☆思考题2.2 写出容积系数λV 的表达式，并解释各字母的意义。

容积系数λV （最重要系数）λV ＝1－α（n 1ε－1）＝1－⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛110n s dS p p V V（2-12）式中：α ——相对余隙容积，α ＝V 0（余隙容积）/ V s （行程容积）；α ＝0.07～0.12（低压），0.09～0.14（中压），0.11～0.16（高压），＞0.2(超高压)。

ε ——名义压力比（进排气管口可测点参数），ε ＝p d / p s ＝p 2 / p 1 ，一般单级ε ＝3～4；n ——膨胀过程指数，一般n ≤m （压缩过程指数）。

☆思考题2.3 比较飞溅润滑与压力润滑的优缺点。

飞溅润滑（曲轴或油环甩油飞溅至缸壁和润滑表面），结构简单，耗油量不稳定，供油量难控制，用于小型单作用压缩机；压力润滑（注油器注油润滑气缸，油泵强制输送润滑运动部件），结构复杂（增加油泵、动力、冷却、过滤、控制和显示报警等整套供油系统油站），可控制气缸注油量和注油点以及运动部件压力润滑油压力和润滑油量，适用大中型固定式动力或工艺压缩机，注意润滑油压和润滑油量的设定和设计计算。

☆思考题2.4 多级压缩的好处是什么？ 多级压缩 优点：①.节省功耗（有冷却压缩机的多级压缩过程接近等温过程）；②.降低排气温度（单级压力比小）；③.增加容积流量（排气量，吸气量）（单级压力比ε降低，一级容积系数λV 提高）；④.降低活塞力（单级活塞面积减少，活塞表面压力降低）。

缺点：需要冷却设备（否则无法省功）、结构复杂（增加气缸和传动部件以及级间连接管道等）。

☆思考题2.5 分析活塞环的密封原理。

活塞环原理：阻塞和节流作用，密封面为活塞环外环面和侧端面（内环面受压预紧）；关键技术：材料（耐磨、强度）、环数量（密封要求）、形状（尺寸、切口）、加工质量等。

流体机械原理作业解答 p41习题一：一、为了满足一个规划中的企业用电高峰的需要，拟在有利地形处建一座具有一台泵及一台水轮机的抽水蓄能电站，该企业每天对电能的需要为：14h 为P 1=8MW ；10h 为P 2=40MW 。

假定该企业可以从电网中获得的电功率Pv 是常数，已知：水轮机的总效率0.91P PTη==／电水，泵的总效率0.86P P Pη==／水电，压力管道的损失6H m ∆=，电站的静水头200Hm st=。

为简单计，假定H ∆和Hst为常数，其它损失忽略不计。

假定该装置中水的总量为常数（上游无来水，下游不放水，并忽略蒸发泄漏），试求：①必需的P V值。

②泵与水轮机的工作参数V q ，H ，P 水。

③上游及下游水池的最小容积V 。

解：从电网中获得的电能不足时，用水轮机发电补充；从电网中获得的电能有多余时，用于泵去抽水蓄能。

22()*VstV TP P Pg H H q ρη-=-∆水轮机轴功率＝11()*VstV PP P Pg H H q ρη-=∆水泵轴功率＝＋／12V V V q q 12＝t =t40194*14*0.91*0.861.0328206*10VVP P -==-408*1.03223.751 1.032V P +=≈+MW2(4023.76)*10009.399.8*194*0.91V q -==m3/s ，16.71V q = m3/s对水轮机：29.39V q =m3/s ；2194H m =， 4023.7516.25P =-=轴MW ，17.85P ηT水轴=P ／＝MW ，对于泵：1 6.71V q =m3/s ；1206H m =，1)*13.55P P P η-V 水=(P ＝(23.76-8)*0.86=MW ，15.76P =轴MWV ＝56.71*3600*14 3.38*10=m3二、水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据：蜗壳进口处压力表读数41016.22⨯=p Pa ，压力表中心高程7.88=m H m ，压力表所在钢管直径35.3=D m ，电站下游水位9.84=∇m ，流量33=v q m/s ，发电机功率7410=g P kW ，发电机效率966.0=g η，试求水轮机效率及机组效率。

流体⼒学及流体机械复习习题及答案第⼀部分：流体⼒学1.⼒按物理性质的不同分类：重⼒、摩擦⼒、惯性⼒、弹性⼒、表⾯张⼒等。

2. ⼒按作⽤⽅式分：质量⼒和⾯积⼒。

3 质量⼒是指作⽤于隔离体内每⼀流体质点上的⼒，它的⼤⼩与质量成正⽐4 最常见的质量⼒有：重⼒、惯性⼒。

5 ⽐较重⼒场（质量⼒只有重⼒）中，⽔和⽔银所受的单位质量⼒f⽔和f⽔银的⼤⼩？A. f⽔f⽔银；B. f⽔=f⽔银； D、不⼀定。

6 试问⾃由落体和加速度a向x⽅向运动状态下的液体所受的单位质量⼒⼤⼩（f X. f Y. f Z）分别为多少？⾃由落体：X＝Y=0,Z=0。

加速运动：X=-a,Y=0,Z=-g。

7.静⽌的流体受到哪⼏种⼒的作⽤？理想流体受到哪⼏种⼒的作⽤？重⼒与压应⼒，⽆法承受剪切⼒。

重⼒与压应⼒，因为⽆粘性，故⽆剪切⼒8判断：在弯曲断⾯上，理想流体动压强呈静压强分布特征。

对错9 如图所⽰的密闭容器中，液⾯压强p0＝9.8kPa，A点压强为49kPa，则B点压强为39.2kPa ,在液⾯下的深度为3m 。

10．露天⽔池⽔深5m处的相对压强为：A. 5kPa；B. 49kPa；C. 147kPa；D. 205kPa。

重⼒作⽤下静⽔压强的分布规律，如图2-9所⽰。

图2-911. 仅受重⼒作⽤处于静⽌状态的流体中，任意点对同⼀基准⾯的单位势能为⼀常数，即各点测压管⽔头相等，位头增⾼，压头减⼩。

12. 在均质连通的液体中，⽔平⾯必然是等压⾯13：仅在重⼒作⽤下,静⽌液体中任意⼀点对同⼀基准⾯的单位势能为_b__ A. 随深度增加⽽增加； C. 随深度增加⽽减少； B. 常数； D. 不确定。

14：试问图⽰中A、 B、 C、 D点的测压管⾼度，测压管⽔头。

（D点闸门关闭，以D点所在的⽔平⾯为基准⾯）A:测压管⾼度，测压管⽔头B:测压管⾼度，测压管⽔头C:测压管⾼度，测压管⽔头D:测压管⾼度，测压管⽔头A:0m，6m B:2m，6m C:3m，6m D:6m，6m15：如图2-10所⽰，，下述两个静⼒学⽅程哪个正确？图2-1016.求淡⽔⾃由表⾯下2m 深处的绝对压强和相对压强。

流体机械复习题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 流体机械中，离心泵的工作原理是什么？A. 利用流体的重力B. 利用流体的静压能C. 利用流体的动能D. 利用流体的势能答案：C2. 以下哪个不是流体机械的分类？A. 泵B. 风机C. 压缩机D. 内燃机答案：D3. 流体机械中的涡轮机主要利用哪种能量？A. 重力势能B. 动能C. 热能D. 化学能答案：C4. 流体机械中，轴流泵与离心泵的主要区别是什么？A. 轴流泵的叶轮是径向的B. 轴流泵的叶轮是轴向的C. 离心泵的叶轮是轴向的D. 轴流泵的叶轮是径向的答案：B5. 流体机械的效率通常是指什么？A. 机械效率B. 热效率C. 流体效率D. 功率效率答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 流体机械中的泵按照工作原理可以分为_______泵和_______泵。

答案：容积式、动力式2. 离心泵的扬程与泵的_______有关。

答案：叶轮直径3. 流体机械中的风机按照气流方向可以分为_______风机和_______风机。

答案：离心式、轴流式4. 涡轮机的效率通常受到_______损失和_______损失的影响。

答案：水力、机械5. 流体机械中的压缩机按照压缩介质可以分为_______压缩机和_______压缩机。

答案：气体、液体三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述流体机械中泵的工作原理。

答案：泵的工作原理是利用机械能将流体从低处抽送到高处，或者从低压区输送到高压区。

泵通过旋转的叶轮对流体做功，增加流体的动能和势能，从而实现流体的输送。

2. 描述流体机械中涡轮机的工作原理。

答案：涡轮机的工作原理是利用流体的动能或热能推动涡轮旋转，将流体的能量转换为机械能。

涡轮机内部的叶片与流体相互作用，流体的动能推动叶片旋转，从而驱动发电机或其他机械装置。

3. 什么是流体机械中的效率，它如何计算？答案：流体机械中的效率是指机械输出功率与输入功率的比值。

流体机械原理课后解答张克为个人文档: 欢迎来到我的豆丁文档，请在阅读后给予评价～谢谢～欢迎来到我的豆丁文档，请在阅读后给予评价～谢谢～流体机械原理作业解答p41习题一:一、为了满足一个规划中的企业用电高峰的需要，拟在有利地形处建一座具有一台泵及一台水轮机的抽水蓄能电站，该企业每天对电能的需要为:14h为P=8MW;10h为P=40MW。

12假定该企业可以从电网中获得的电功率Pv是常数，已知:水轮机的总效率，泵的总效率，压力管道的损失，电站的,,Hm6,,,PP,0.91,,PP,0.86,PT水电电水Hm,200H静水头。

为简单计，假定和为常数，其它损失忽略不计。

假定该装置中,Hstst水的总量为常数(上游无来水，下游不放水，并忽略蒸发泄漏)，试求:?必需的值。

PV?泵与水轮机的工作参数，，P。

?上游及下游水池的最小容积V。

qHV水解:从电网中获得的电能不足时，用水轮机发电补充;从电网中获得的电能有多余时，用于泵去抽水蓄能。

PPPgHHq,,,,,,,()*22VstVT水轮机轴功率PPPgHHq,,,,，,,,()*VstVP11水泵轴功率Vqq,t=t VV121240,P194*14*0.91*0.86V,,1.032 P,8206*10V，408*1.032MW P,,23.75V，11.032,(4023.76)*1000q,6.71q,,m3/s， m3/s 9.39V1V29.8*194*0.91Hm,194P,,,4023.7516.25q,9.39对水轮机:m3/s;， MW，V22轴P=P,,,17.85MW， T水轴q,6.71Hm,206PP=(P,)*13.55,,(23.76-8)*0.86=对于泵:m3/s;，MW，V11V1P水P,15.76MW 轴感谢您对我的支持，欢迎下次再来学习～祝您身体健康，生活愉快～个人文档: 欢迎来到我的豆丁文档，请在阅读后给予评价～谢谢～欢迎来到我的豆丁文档，请在阅读后给予评价～谢谢～5V,m3 6.71*3600*143.38*10,二、水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据:蜗壳进口处压力表读数4Pa，压力表中心高程m，压力表所在钢管直径m，电D,3.35H,88.7p,22.16，10m站下游水位m，流量m/s，发电机功率kW，发电机效率,,84.9P,7410q,33gv ，试求水轮机效率及机组效率。

流体机械复习题及答案流体机械复习题及答案流体机械是工程领域中重要的一门学科，它研究流体在机械装置中的运动和力学性质。

掌握流体机械的原理和应用对于工程师来说至关重要。

为了帮助大家更好地复习流体机械知识，下面将给出一些典型的复习题及答案。

题目一：什么是流体机械？流体机械的分类有哪些？答案：流体机械是指将流体的能量转化为机械能的装置。

根据流体机械的工作原理和结构特点，可以将其分为离心泵、容积泵、轴流泵、混流泵、涡轮机等多种类型。

题目二：离心泵的工作原理是什么？它有哪些应用领域？答案：离心泵的工作原理是利用离心力将流体加速，然后将其转化为压力能量。

离心泵广泛应用于供水、排水、空调、石油化工等领域，用于输送液体或将液体提升到一定高度。

题目三：容积泵的工作原理是什么？它有哪些特点？答案：容积泵是利用容积变化来输送流体的泵，其工作原理是通过容积变化产生吸入和排出流体的过程。

容积泵具有输送流量稳定、压力脉动小、自吸能力强等特点，适用于高粘度液体的输送。

题目四：轴流泵和混流泵有什么区别？它们的应用领域分别是什么？答案：轴流泵和混流泵都属于离心泵的一种。

轴流泵的特点是流量大、扬程低，适用于大量液体的输送，如排水、灌溉等。

而混流泵则是流量和扬程介于离心泵和轴流泵之间，适用于中等流量和扬程的输送。

题目五：涡轮机的工作原理是什么？它有哪些应用领域？答案：涡轮机是利用流体对叶片的冲击或冲刷产生转动力矩的机械装置。

涡轮机包括水轮机和汽轮机两种类型，广泛应用于水电站、火电站、船舶等领域，用于发电或提供动力。

通过以上的复习题及答案，相信大家对流体机械的相关知识有了更深入的了解。

复习流体机械不仅需要理解其工作原理和分类，还需要掌握其应用领域和特点。

希望大家能够通过不断的学习和实践，提升对流体机械的理解和应用能力，为工程实践做出更大的贡献。

流体机械复习题及答案一、选择题1. 流体机械中，泵的工作原理是（）。

A. 利用离心力B. 利用重力C. 利用摩擦力D. 利用压力差2. 以下哪项不是流体机械的类型？（）。

A. 泵B. 压缩机C. 风机D. 内燃机3. 流体机械中，风机的主要用途是（）。

A. 抽水B. 压缩空气C. 产生真空D. 产生压力4. 在流体机械中，下列哪项参数不是泵的性能参数？（）。

A. 流量B. 扬程C. 功率D. 转速二、填空题1. 流体机械的效率是指__________与__________的比值。

2. 泵的流量是指单位时间内通过泵的__________。

3. 离心泵的工作原理是利用__________产生压力差。

4. 风机的效率通常用__________来表示。

三、简答题1. 简述泵的分类及其各自的特点。

2. 描述风机和压缩机在工作原理上的主要区别。

3. 解释为什么在流体机械中需要考虑效率，并说明如何提高效率。

四、计算题1. 已知某离心泵的流量为100m³/h，扬程为20m，电机功率为15kW，求该泵的效率。

2. 假设一台风机的功率为10kW，风压为2000Pa，风量为1000m³/min，计算风机的效率。

五、论述题1. 论述流体机械在工业生产中的应用及其重要性。

2. 分析影响流体机械性能的主要因素，并提出改进措施。

答案：一、选择题1. A2. D3. B4. D二、填空题1. 有效功率，输入功率2. 流体体积3. 离心力4. 功率三、简答题1. 泵的分类包括离心泵、轴流泵、混流泵等，各自特点如下：- 离心泵：适用于低扬程、大流量的场合。

- 轴流泵：适用于高扬程、小流量的场合。

- 混流泵：介于离心泵和轴流泵之间，适用于中等扬程和流量的场合。

2. 风机和压缩机的主要区别在于：- 风机：主要用于输送气体，压力变化不大。

- 压缩机：主要用于压缩气体，压力变化较大。

3. 效率是衡量流体机械性能的重要指标，它反映了机械的能量转换效率。

《流体机械原理及结构》思考题及习题1、 流体具有的能量主要包括哪几个方面?2、 什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶片式流体机械和容积式流体机械？3、 试说明流体机械的效率用m l h t ηηη=η表示。

4、 总扬程为25m ，流量为3m 3/min,泄漏量为流量的3%的离心泵以1450rpm 的转速运转时,泵的轴功率为14.76kw,机械效率取92.0m =η，试求下列值：（1)泵的有效功率;(2）泵的效率；（3）容积效率；(4）水力效率.5、 水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据:蜗壳进口处压力表读数P=22.6×104p a ，压力表中心高程H m =88。

5m ，压力表所在钢管直径D=3。

35m ，电站下游水位=85m ，流量q v =33m 3/s ，发电机功率P g =7410Kw,发电机效率ηg =0.966，试求机组效率及水轮机效率。

6、 水轮机和水泵的基本工作参数有哪些？各是如何定义的？7、 离心泵自井中取水,输送到压水池中，流量为100 m 3/h,吸水管与压水管直径均为150mm ，输水地形高度为32m,若泵所需轴功率为14kw ，管路系统总阻力系数为10。

5，试求离心泵装置的总效率。

8、 什么是流面、轴面？什么是轴面流线？9、 在分析叶片式流体机械内的流动时引入了哪些基本假设？试推导出叶片式流体机械的基本方程。

10、 何为反击系数?它有何意义?11、 什么在离心式叶轮出口附近的流动会产生滑移？滑移系数是怎样定义的，它与哪些因素有关？ 12、 冲击式流体机械在什么情况下，其效率最高？试推导出此时效率的表达式. 13、 什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举几种型式. 14、 流动相似必须满足的三个条件是什么? 15、 什么是单位参数和相对参数？16、 什么是比转速？它有什么重要意义？试分析比转速与叶轮形状和水力性能的关系。

17、 什么是水轮机的模型综合特性曲线和运转综合特性曲线?它们各有什么重要意义?18、 水轮机主要综合特性曲线包括哪些内容？5%出力储备线的意义何在？为什么轴流转浆式水轮机没有呢?19、 试分析不同比转速的水轮机模型综合特性曲线的等开度线和等效率曲线的形状和变化规律？ 20、 何为泵的工作特性曲线和通用特性曲线？21、 何为水力机械的最有利工作条件？正确绘制出叶轮进、出口处的速度三角形。

第二章流体输送机械一．填空或选择1．离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是。

2．离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。

3．离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生现象。

而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生现象。

4．若离心泵入口真空表读数为700mmHg，当地大气压为101.33kPa，则输送42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa）泵内将发生现象。

5．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指。

用离心泵将储槽A内的液体送到一常压设备B，若B变为高压设备，则输液量，泵的压头，轴功率。

6．离心泵通常采用调节流量；往复泵采用调节流量。

某离心泵在Q=0.02m3/s时H=20m，管路性能Qe=0.02m3/s时需要的He=16 m，泵安在此输水管路中调节流量为0.02m3/s，因调节阀门的压头损失为，消耗的功率。

7．离心泵在一管路系统中工作，管路要求流量为Q e，阀门全开时管路所需压头为H e，而与相对应的泵所提供的压头为H m，则阀门关小压头损失百分数为％。

8．往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。

9．离心泵的效率η和流量Q的关系为（）A.Q增大，η增大B.Q增大，η先增大后减小C.Q增大，η减小D.Q增大，η先减小后增大10．离心泵的轴功率N和流量Q的关系为（）A.Q增大，N增大B.Q增大，N先增大后减小C.Q增大，N减小D.Q增大，N先减小后增大11．离心泵停止操作时宜（）A.先关出口阀后停电B.先停电后关阀C.先关出口阀或先停电均可D.单级泵先停电，多级泵先关出口阀12．往复泵适用于（）A.大流量且要求流量特别均匀的场合B.介质腐蚀性特别强的场合C.流量较小，压头较高的场合D.投资较小的场合13．在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数p2将（），而当压力表装在调节阀以前，则压力表读数p1将（），A.随流量增大而减小B.随流量增大而增大C.随流量增大而基本不变D.随真空表读数的增大而减小14．离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（）。

流体机械原理_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.前向叶轮和后向叶轮相比，前向叶轮做功能力更大。

参考答案:正确2.按外形结构划分，离心式压缩机叶轮通常有哪些划分？参考答案:闭式叶轮、半开式叶轮、混流式叶轮、双面进气叶轮3.离心压缩机中，叶轮的主要作用是？参考答案:对气体做功或向气体传递能量4.离心压缩机中，哪种叶轮使用最多？参考答案:后向叶轮5.离心压缩机流道的当量水力直径越小，摩擦损失（）。

参考答案:越小##%_YZPRLFH_%##变小6.目前三维非定常流动理论已经比较成熟。

参考答案:错误7.离心压缩机中的流动损失包括（）。

参考答案:摩擦损失、分离损失、尾迹损失、二次流损失8.流体机械内流的研究方法主要包括：参考答案:流体机械内流理论、流体机械内流测试技术、流体机械内流计算方法9.流体机械内流的特点：参考答案:三维流动_粘性流动_非定常流动_可压缩性10.离心压缩机流道的扩压因子越大越好，有利于提高其增压能力。

参考答案:错误11.离心压缩机中的摩擦损失只存在于通道壁面与流体之间。

参考答案:错误12.由于横向涡流的影响，离心叶轮的做功能力（）。

参考答案:下降##%_YZPRLFH_%##降低##%_YZPRLFH_%##减少##%_YZPRLFH_%##变小13.叶轮对通过叶轮流道的单位质量的流体所做的功叫做（）。

参考答案:理论功14.离心压缩机等熵效率小于多变效率，这说明等熵过程的损失要比多变过程的损失大。

参考答案:错误15.当流动存在损失时，欧拉透平机械方程不再适用。

参考答案:错误16.从流体机械发展方向看，主要是提高压缩机的经济性、可靠性和实用性。

参考答案:正确17.在离心压缩机中，叶轮是唯一的提高气体压力的部件。

参考答案:错误18.流体机械是指以流体为工作介质来转换（）的机械。

参考答案:能量19.离心压缩机的末级的通流部件包括有（）。

参考答案:叶轮、扩压器、蜗壳20.轴流压气机的基本单元是（）参考答案:级21.若两台压缩机之间满足流动相似条件，二者就具有完全相同的无因次性能曲线。

第一章叶片式流体机械概述思考题1、流体具有的能量主要包括哪几个方面？2、什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶片式流体机械和容积式流体机械？3、什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举几种型式。

4、往复式泵的工作原理是什么？5、泵有哪些用途？它在国民经济中的地位和作用如何？6、常用的泵有哪几种分类法？按工作原理分类，水泵有哪几种型式？叶片式水泵主要指哪几种？其作用原理如何？7、叶片泵的过流部件包括叶轮、吸水室和压水室。

不同型式、不同用途的泵，其过流部件也不同，试分别说明它们的种类和型式？8、单级单吸悬臂式离心泵叶轮上的轴向力是怎样产生的？平衡该力通常应用什么措施？多级泵叶轮上的轴向力有哪几种平衡方式，作用原理如何？9、水泵的基本性能参数有哪几个？它们是如何定义的？互相间的关系怎样？10、水泵扬程H是怎样定义的？它同水泵单位质量能Y有何区别？11、区分下述几个物理量的概念及其相互关系。

（1）水泵的工作扬程，装置扬程，泵站扬程；（2）水泵的轴功率，水泵的有效功率，电动机的输入功率、输出功率；（3）水泵效率，传动效率，机组效率，电动机效率，装置效率，泵站效率12、根据泵把原动机的能量传递给被抽送的液体，使液体能量得到增加的定义，有人认为，泵总是把液体由低处抽升到高处。

这种说法对吗？为什么？13、水泵效率包括哪三种？它们的意义是什么？根据其能量损失的原因，试述提高水泵效率的途径。

14、图1-3为一轴流泵抽水装置，试写出水泵扬程的表达式（吸水池行近流速忽略不计）。

图1-1 轴流泵抽水装置图习题一p＝323.7kPa，进口真空1、某抽水装置，测得水泵流量Q＝18L／s，泵出口压力表读数为d表读数为s p ＝39.24kPa ，表位差Z ∆＝0.8m ，水泵进、出口直径分别为100mm 和75mrn ，电动机进线端功率表读数为d p =10.5kw ，电动机效率d η＝95％。

求此时水泵的轴功率P 和效率η（机、泵直联传η＝1）。

例1：如图所示A 与B 两设备内充满水，两设备之间的U 形管液柱压差计内的指示液为水银。

试说明：（1）1、2、3、4各点压强是否都相等？ （2）5、6、7、8各点压强是否都相等？ （3）9、10、11、12各点压强是否都相等？（4）两U 形压差计读数R 与H 是否相同？为什么？ 解：（1）21p p =，43p p =，但32p p ≠（2截面与3截面之间的流体不是同一种流体） （2）65p p =，但76p p ≠（7截面与8截面之间的流体不是同一种流体） 87p p ≠（原因同上）（3）109p p =， 1110p p =，1211p p ≠（原因同上） （4）H R =设9截面到设备A 、B 的垂直距离为z对于设备A 、B 上的U 形压差计，根据流体静力学基本方程得： gz p p A ρ+=9，gH p p ρ+=311根据等压面条件得：11109p p p ==，43p p = 所以，gz gH p gz gH p p a ρρρρ++=++=0403 而()g H z p p B ρ++=4所以，()gH p p B A ρρ-=-0 （1）对于设备A 、B 下方的U 形压差计，根据流体静力学基本方程得：()gR p p B A ρρ-=-0（2）比较（1）式和（2）式可得：H R =例2：精馏塔底部用蛇管加热，液体的饱和蒸汽压为950kg/m 3，采用л形管出料，л形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管AB 连通。

试求：（1）为保证塔底液面高度不低于1m ，л形管 高度H 应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，л形管出 口液封高度至少应为多少？ 解：（1）因A 、B 连通，所以m H 1= （2）'gH p p p p p a v C B A ρ+====所以，m g p p H a v 86.081.995010013.110093.1'55=⨯⨯-⨯=-=ρ例1：一敞口高位液槽（如图所示），其液面距输液管出口的垂直距离为6m ，液面维持恒定。

第一章泵与风机的分类及工作原理1-2 泵与风机的基本特性参数有哪些？解：泵的特性参数有：流量,扬程,转速，轴功率,有效功率，效率，允许吸上真空度。

风机的特性参数有：流量，全压,转速，轴功率,有效功率，效率。

1-3 试述离心式水泵的工作原理。

解：以单级单吸离心式水泵为例说明其工作原理：单级单吸离心式水泵由叶轮、主轴、机壳等组成。

当叶轮随主轴旋转时，叶片间的液体也随叶轮旋转而获得能量，从叶片之间的开口处甩出，进入机壳，通过出液口排出。

叶片间液体被甩出后，叶轮中心部分的压力就要降低，当压力降低到能将外部液体吸入时，吸入的液体就能从轴向流入叶轮。

叶轮连续旋转，就能连续输出有压液体。

第二章2-2 影响泵或风机性能的能量损失有哪几种？简单地讨论造成这些损失的原因。

答：以离心式泵与风机为例，它们的能量损失大致可分为流动损失、泄漏损失、轮阻损失和机械损失等。

（1）流动损失。

流动损失的根本原因在于流体具有粘滞性。

泵与风机的通流部分从进口到出口由许多不同形状的流道组成。

首先，流体流经叶轮时由轴向转变为径向，流体在叶片入口之前，由于叶轮与流体间的旋转效应存在，发生先期预旋现象，改变了叶片传给流体的理论功，并且使进口相对速度的大小和方向改变，使理论扬程下降；其次，因种种原因泵与风机往往不能在设计工况下运转，当工作流量不等于设计流量时，进入叶轮叶片流体的相对速度的方向就不再同叶片进口安装角的切线相一致，从而对叶片发生冲击作用，形成撞击损失；此外，在整个流动过程中一方面存在着从叶轮进口、叶道、叶片扩压器到蜗壳及出口扩压器沿程摩擦损失，另一方面还因边界层分离，产生涡流损失。

（2）泄漏损失。

泵与风机静止元件和转动部件间必然存在一定的间隙，流体会从泵与风机转轴与蜗壳之间的间隙处泄漏，称为外泄漏。

离心式泵与风机的外泄漏损失很小，一般可略去不计。

但当叶轮工作时，机内存在着高压区和低压区，蜗壳靠近前盘的流体，经过叶轮进口与进气口之间的间隙，流回到叶轮进口的低压区而引起的损失，称为内泄漏损失。

《化工过程流体机械》总结、思考、公式、习题（第一、二章）2009.9.30（内容总结）第一章概述§ 1.1 流体机械的定义与分类§ 1.2 流体机械的工程应用§ 1.3 流体机械的技术发展小结：1．流体机械的分类叶片式、容积式；2．流体机械在石油化工行业的应用；3．（化工）过程流体机械。

（内容总结及思考题）第二章泵§ 2.1 离心泵的结构类型2.1.1 离心泵的基本结构2.1.2 离心泵的类型2.1.3 离心泵的典型结构2.1.4 主要零部件小结：1．离心泵的基本结构单级单吸悬臂式；2．离心泵的类型单级、多级；单吸、双吸；水平中开、节段式；3．叶轮开式、闭式。

§ 2.2 离心泵的工作原理2.2.1 离心泵的工作参数2.2.2 离心泵的工作原理2.2.3 叶轮中液体流动规律——速度三角形2.2.4 离心泵基本方程式2.2.5 叶片结构型式对能量转换的影响2.2.6 有限叶片对叶轮能量转换的影响小结：1．工作参数流量Q、扬程H、功率N、效率η等；2．速度三角形速度u、w、c，分速度c u、c r；液流角α、β，叶片安装角βA2等；3．基本方程欧拉方程（表达形式两种、物理意义三项）、理论扬程H T∞、静扬程H pol、动扬程H hyn等；4．叶片结构分析后弯、前弯、径向叶片型（βA2＜＝＞90º）；反作用度ρR∞，βA2极限值βA2min、βA2max等；5．叶片有限影响轴向涡流，β2＜βA2、c u2＜c2∞，滑移系数μ；（叶片有限无损失）理论扬程H T＜H T∞等。

思考题：[2] 4-1．离心泵有哪些性能参数？其中扬程是如何定义的？它的单位是什么？[2] 4-2．试写出表达离心泵理论扬程的欧拉方程式和实际应用的半经验公式。

§ 2.3 离心泵的工作性能2.3.1 离心泵的吸入性能2.3.2 离心泵的特性曲线2.3.3 离心泵的性能换算小结：1．吸入特性汽蚀机理与危害，汽蚀参数（p、NPSH、H S、z g），汽蚀判别、安全条件，汽蚀特性（[NPSH]、[H S]），抗汽蚀措施。

《流体机械原理》思考题-图文姓名：学号：班级：成绩：《流体机械原理》思考题1.绘制水轮机的分类图表2.绘制水泵的分类图表3.水轮机的主要过流部件有哪些？各部分的主要作用是什么？作用原理是什么？有哪些主要的形式？P30P57（原理）(与ppt对照看)答：水轮机的主要过流部件有：引水室，导水机构，转轮，尾水管。

①引水室的作用是将水流按所需要的速度（大小和方向）引入转轮。

其原理是引水室内速度矩保持不变。

主要形式：开式引水室，闭式引水室。

②导水机构作用是控制和调节水轮机的流量，以改变水轮机的功率，适应负荷的姓名：学号：班级：成绩：《流体机械原理》思考题变化；在非蜗壳式引水室中，导水机构还用来改变水流方向，以适应转轮需要。

其原理是导叶转动，改变了水流的方向及过水断面的大小，从而改变流量大小。

主要形式：径向导水机构（圆柱式），斜向或圆锥式导水机构，轴向或圆盘式导水机构。

③转轮作用是改变水流方向并产生能量。

其原理是水流对转轮叶片做功，使水的动能和压力能转换为转轮机械能。

主要形式：混流式，斜流式，轴流式（定桨式和转桨式）。

④尾水管作用是将离开转轮的水引导至下游并利用转轮出口水流的部分能量。

原理是能量守恒（伯努利方程）原理。

主要形式：直锥式，弯管，肘形。

4.水泵的主要过流部件有哪些？各部分的主要作用是什么？作用原理是什么？有哪些主要的形式？P32P62（原理）（与ppt对照看）答：水泵的主要过流部件有：吸水室，叶轮，压水室（扩压元件）。

①吸水室作用是按要求的速度和方向将流体引入叶轮。

其原理是吸水室中速度矩不变和连续性原理。

主要形式：直锥管形（包括喇叭形），弯管形，半螺旋形，环形。

②叶轮的作用是改变流体流动方向并对流体做功。

其原理是功能转换原理。

主要形式：离心式，混流式，斜流式，轴流式。

③压水室的作用是将从叶轮流出的流体收集起来并送往下一级或管道中，同时将其部分速度能转换成压力能以进一步提高压力。

原理是连续性定理和动量矩守恒定理。

高等学校教学用书主讲：张明辉中国矿业大学出版社张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，2001.6（2005.1重印）删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13《流体力学与流体机械之流体力学》第一章 流体及其物理性质1-8 1.53m 的容器中装满了油。

已知油的重量为12591N 。

求油的重度γ和密度ρ。

解：312591856.5kg/m 9.8 1.5m V ρ===⨯；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。

用平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。

若油的密度3856kg/m ρ=。

求油的动力粘度和运动粘度。

解：29.6N/m F A τ==，Uh τμ=， 所以，0.12Pa s hU τμ==g ，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===⨯ 1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。

其间充满粘度0.65Pa s μ=g 的油液（图1-7）。

当油液厚度8mm h =时。

问匀速下滑时平板的速度是多少。

解：sin 20 6.84F G N ==o ，57Pa s FAτ==g ， 因为Uhτμ=，所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ⨯=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。

间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=g 。

当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。

解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为：20.050.10.016m A dL ππ==⨯⨯=接触面上的相对速度为：2 2.49m/s 2260d d nu πω=== 接触面间的距离为：0.05mm 2D dδ-==接触面之间的作用力：358.44N du F AA dy uδμμ=== 则油膜的附加阻力矩为：8.9N m 2dM F==g 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。

一．名词解释（１５分）
1．扬程（泵）
2．装置汽蚀余量（泵）
3．尾水管的恢复系数（水轮机）
4．飞逸转速（水轮机）
5．单元流量（水轮机）
二简答（４５分）
1．离心泵有限叶片数和无限叶片数下的杨程是否相同，为什么？
2．水力机械换算时为什么会出现尺寸效应，为什么？
3.水力机械中的损失有哪几类，请详细说明，为什么低比转数（速）泵的效率较低，试分析之。

4．为何水轮机的引水室（蜗壳）内的流动一般保持V u r(或C u r)=const.
5.提高泵抗空化性能的措施有哪些？请详细说明。

三．综合题
1．试推导流体机械的欧拉方程，并解释其意义。

2．需要装一台水泵，泵的转速为1450r/min，流量为100L/s，抽送的是常温清水，安装在兰州地区。

用空化的方法来求泵的几何安装高度，做实验时泵转速为960r/min。

求得NPSHr=3m,试问：
a.做实验时的流量为多少？
b.设吸入管路的水力损失为0.5m，问安装在兰州地区的几何安装角度（兰州地区大气压为
8.68水柱，水常温下的Pv=2.334KP a）。