流体力学泵与风机总复习资料

流体力学泵与风机期末复习重点总结流体力学泵与风机期末复习重点总结一、引言流体力学泵与风机是在流体力学领域中非常常见的装置，广泛应用于工程领域，如水泵、空调风机、离心风机等。

熟练掌握流体力学泵与风机的基本原理和性能特点，对于工程师和研究人员来说是非常重要的。

本文将对流体力学泵与风机的期末复习重点进行总结，帮助读者快速回顾和掌握相关知识。

二、流体力学泵的基本原理流体力学泵是一种能够将流体从低压区域输送到高压区域的装置。

其基本原理是利用泵的叶轮运动与流体之间的相互作用来实现流体的输送。

在泵的叶轮中，流体由低压区域进入，受到叶片的作用而增加了动能，然后被推向高压区域。

流体在泵内的流动过程中，需克服摩擦阻力和叶轮的转动阻力，从而提供功率。

三、泵的性能特点及分类1. 泵的扬程和流量特性：泵的扬程和流量是泵性能的两个重要指标。

扬程表示泵能够提供的压力能力，流量表示泵单位时间内输送流体的量。

泵的性能曲线反映了扬程和流量之间的关系，帮助人们了解泵在不同工况下的表现。

2. 泵的效率：泵的效率是指泵转换输入功率和输出功率之间的比值。

有效高效的泵可以提供更大的流量，同时减少能源的消耗。

泵的效率与流量、扬程等参数有关。

3. 泵的分类：根据其结构和工作原理不同，泵可以分为离心泵、容积泵、轴流泵等多种类型。

离心泵是最常见的类型，通过旋转叶轮产生离心力将流体推向出口。

容积泵利用容积的变化来实现流体输送。

轴流泵则是通过推力来推动流体。

四、风机的基本原理及特点风机是一种将气体（如空气）转化为动能的装置，常用于通风、循环等工程领域。

风机与泵类似，但在工作原理和性能特点上有所不同。

1. 风机的工作原理：风机通过旋转叶轮产生了气流的动能，然后将其传递给周围的空气，使空气流动起来。

在风机内部，气流具有一定的压力差，使得气体在风机内不断循环流动。

2. 风机的性能特点：与泵相比，风机的压力增加较小，但流量较大。

风机性能的评估指标主要包括气流量和压力增加。

概念1、流量：单位时间内泵与风机所输送的流体的量称为流量。

2、扬程：流经泵的出口断面与进口断面单位重量流体所具有总能量之差称为泵的扬程。

3、全压：流经风机出口断面与进口断面单位体积的气体具有的总能量之差称为风机的全压4、有效功率：有效功率表示在单位时间内流体从泵与风机中所获得的总能量。

5、轴功率：原动机传递到泵与风机轴上的输入功率为轴功率6、泵与风机总效率：泵与风机的有效功率与轴功率之比为总效率7、绝对速度：是指运动物体相对于静止参照系的运动速度；8、相对速度：是指运动物体相对于运动参照系的速度；9、牵连速度：指运动参照系相对于静止参照系的速度。

10、泵与风机的性能曲线：性能曲线通常是指在一定转速下，以流量qv作为基本变量，其他各参数（扬程或全压、功率、效率、汽蚀余量）随流量改变而变化的曲线。

11、泵与风机的工况点：在给定的流量下，均有一个与之对应的扬程H或全压p，功率P及效率η值，这一组参数，称为一个工况点。

12、比转速：在相似定律的基础上寻找一个包括流量、扬程、转速在内的综合相似特征量。

13、通用性能曲线：由于泵与风机的转速是可以改变的，根据不同转速时的工况绘制出的性能和相应的等效曲线绘制在同一张图上的曲线组，称为通用性能曲线。

14、泵的汽蚀：泵内反复出现液体的汽化与凝聚过程而引起对流道金属表面的机械剥蚀与氧化腐蚀的破坏现象称为汽蚀现象，简称汽蚀。

15、吸上真空高度：液面静压与泵吸入口处的静压差。

16、有效的汽蚀余量：按照吸人装置条件所确定的汽蚀余量称为有效的汽蚀余量或称装置汽蚀余量17、必需汽蚀余量：由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为必需汽蚀余量或泵的汽蚀余量（或液体从泵吸入口至压力最低k点的压力降。

）18、泵的工作点：将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两条曲线相交于M点，M点即泵在管路中的工作点。

填空1、１工程大气压等于98.07千帕，等于10m水柱高，等于735.6毫米汞柱高。

流体力学泵与风机方程式（Z+p/γ）=C 从物理学：Z项是单位重量液体质点相对于基准面的位置势能，p/γ项是单位重量液体质点的压力势能，Z+p/γ项是单位重量液体的总势能，（Z+p/γ）=C表明在静止液体中，各液体质点单位重量的总势能均相等。

从水力学：Z为该点的位置相对于基准面的高度，称位置水头，p/γ是该点在压强作用下沿测压管所能上升的高度，称压强水头，Z+p/γ称测压管水头，它表示测压管液面相对于基准面的高度，（Z+p/γ）=C表示同一容器的静止液体中，所有各点的测压管液头均相等。

——————————————等压面：①在连通的同种静止液体中，水平面必然是等压面②静止液体的自由液面是水平面，该自由液面上各点压强均为大气压钱，所以自由液面是等压面③两种不同液体的分界面是水平面，故该面也是等压面——————————————绝对压强=相对压强+真空压强——————————————压强的量度单位：①用单位面积上所受的压力来表示，单位N/m2，或Pa②用液柱的高度来表示，mH2O、mmHg、mmH2O，h=p/γ③用大气压的倍数来表示，单位为工程大气压和标准大气压，1atm=101.325kPa。

——————————————流线：同一时刻流场中一系列流体质点的流动方向线，即在流场中画出的一条曲线，在某一瞬时，该曲线上的任意一点的流速矢量总是在该点与曲线相切。

迹线：某一流体质点在连续时间内的运动轨迹。

——————————————能量方程式的意义（物理意义）：z表示单位重量流体的位置势能，简称位能，简称位能，p/γ表示单位重量流体的压力势能，简称压能，av2/2g表示单位重量流体的平均势能，简称动能，hw表示克服阻力所引起的单位能量损失，简称能量损失，z+p/γ表示单位势能，z+p/γ+av2/2g表示单位总机械能。

（几何意义）方程式中各项的单位都是米，具有长度量纲[L]表示某种高度，可以用几何线段来表示，流体力学上称为水头，z称为位置水头，p/γ称为压强水头，av2/2g 称为流速水头，hw称为水头损失，z+p/γ称为测压管水头（Hp），z+p/γ+av2/2g称为总水头（H）——————————————沿程水头损失：在管路中单位水流的沿程能量损失。

流体力学泵与风机期末考点填空1 流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。

它们的区别在于：前者是作用在某一面积上的总压力；而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。

2 １工程大气压等于98.07千帕，等于10m水柱高，等于735.6毫米汞柱高。

3 流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。

4 作用于曲面上的水静压力的铅直分力等于其压力体内的水重。

5 欧拉法是通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。

6 流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量，流线只能是一条光滑的曲线或直线7 紊流是液体质点的运动轨迹极不规则，各部分流体相互剧烈掺混的流动状态。

8 根据λ繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是层流区；临界区；紊流光滑区；紊流过渡区和紊流粗糙区。

9 圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙度无关。

0.2510 紊流过渡区的阿里特苏里公式为λ=0.11(k/d + 68/Re)11 局部损失是速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失。

12 正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R=a/4当量直径de=a13 正三角形断面管道(边长为a)，其水力半径R=A/x=根号3 a/12当量直径de=根号3 a/314 层流运动时，沿程阻力系数λ与f(Re)有关，紊流运动沿程阻力系数λ在光滑管区与f(Re)有关，在过渡区与f(Re,K/d)有关，在粗糙区与f(K/d)有关。

15 两个流动问题的力学相似原理：几何相似运动相似动力相似初始条件和边界条件相似16 均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。

判断1 一个工程大气压等于98kPa,相当于10m水柱的压强。

2静止液体自由表面的压强，一定是大气压。

3 静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。

4当相对压强为零时，称为绝对真空。

5 流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流体叫恒定流动。

一、选择题1、流体运动的两种重要参数是(A)。

（A）压力、速度；（B）压力、温度；（C）比容、密度；比容、速度。

2、雷诺数Re可用来判别流体的流动状态，当(A )时是紊流状态。

(A) Re>2000 (B) Re<2000； Re>1000； Re<1000。

3、流体流动时引起能量损失的主要原因是（D ）。

（A）流体的压缩性；（B）流体膨胀性；（C）流体的不可压缩性；（D）流体的粘滞性。

4、（ C）管路各段阻力损失相同。

（A）短管管系；（B）串联管系；（C）并联管系；（D）分支管系。

5、温度升高对流体粘度影响是（B ）（A）液体粘度上升，气体粘度下降（B）液体粘度下降，气体粘度上升；（C）液体和气体粘度都上升； (D) 液体和气体粘度都下降6、下列四种泵中，相对流量最高的是(B )。

(A)离心泵；(B)轴流泵；(C)齿轮泵；(D)螺杆泵。

7、效率最高的叶轮叶片型式是（C ）（A) 前向型 (B)径向型 (C) 后向型 (D)轴向型8、机械密封装置属于（B ）(A)级间密封装置； (B) 轴封装置； (C)内密封装置（D）填料密封装置9、站在电机侧的端面，面对风壳，风轮为顺时针旋转的风机是(A)风机。

(A)右旋 (B)左旋； (C)左右旋；10、某台水泵在运行过程中，出现了轴承润滑不良，轴承处的机械摩擦比较严重，转速没有明显变化，这时相应地会出现（D ）。

A．流量减小、扬程降低、电动机功率增大；B．流量减小、扬程降低、电动机功率减小；C．流量减小、扬程降低、电动机功率变化不明显；D．流量和扬程不变、电动机功率增大。

二、填空题三、计算题一、判断题。

1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。

（）2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。

（）3.附面层分离只能发生在增压减速区。

（）4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。

（）5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。

泵于泵站复习：一.概述内容：1.泵与风机：1）泵：输送液体的机械（水、油）；2）风机：输送气体的机械（空气、烟气、煤粉/空气混合物）；3）泵与风机都是提高机械能的设备；4）泵与风机区别的缘故是因为气体和液体的密度和压缩性有显然的不同2.泵的作用：从低处输送到高处，从低压送至高压，沿管道送至较远的地方；为达到此目的，必须对流体参加外功，以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。

3.表压和真空度：e.g.某台离心泵进、出口压力表读数分离为220mmHg(真空度)及1.7kgf/cm2(表压)。

若当地大气压力为760mmHg，试求它们的绝对压力各为若干（以法定单位表示）？解泵进口绝对压力P1=760-220=540mmHg=7.2*104Pa泵出口绝对压力P2=1.7+1.033=2.733kgf/cm2=2.68*105Pa其中kgf表示千克力，1kgf=9.8N;1mmHg=0.133kpa第 1 页/共7 页4.伯努利方程1），适用于不可压缩非粘性的流体。

Gz为单位质量液体所具有的位能p/ρ为单位质量液体所具有的静压能因质量为m、速度为u的流体所具有的动能为mu2/2，u2/2为单位质量流体所具有的动能作用：分析和解决流体输送有关的问题，用于液体流动过程中流量的测定，以及调节阀流通能力的计算2）按照伯努利方程可以知道，倘若想从下向上送水，倘若不开泵，得到上面的流速不存在，因此表明，泵是流体输送机械，能够对流体做功，提供能量第一节：水泵与水泵站1.环境工程给排水主要包括：给水输送、污水排放、单元设备进水、冲洗2.泵：是输送液体或使液体增压的机械。

它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增强。

3.泵在各个部门的应用。

异常耗电4.泵站；由形式和规格不同的多个泵单元组成的有机枢纽5.市政给排水：取水泵站：一级；输送至用户：二级泵站6.泵是生产设备中主要能源消耗者（95—98%）——所以合理设置是降低能源消耗的主要途径7.发展趋势：大型化容量化；高扬程化高速化；系列化，通用化，标准化——三化8.泵的分类：按驱动主意分：电动泵和水轮泵等；按结构可分：单级泵和多级泵；按用途可分：锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分：水泵、油泵和泥浆泵等。

流体力学泵与风机期末复习重点总结
1. 流体机械基础知识：包括流体的基本性质、流体静力学和流体动力学基本定理等概念。

需要掌握一些基本公式，如马努涡定理、伯努利方程等。

2. 压力与速度的关系：了解流体力学泵和风机的工作原理，掌握压力与速度的关系，了解泵和风机的基本参数，如容积流量、扬程、转速等。

3. 泵和风机的分类：掌握各种类型的泵和风机的结构和特点，了解适用范围，包括离心泵、轴向流泵、混流泵、空气压缩机、离心风机、轴流风机等。

4. 设计和选型：了解设计和选型的基本要求，可以根据不同的使用场景选择不同的泵和风机。

需要了解各种变量和参数的计算方法，如泵和风机的效率、功率、负载特性等。

5. 操作与维护：掌握泵和风机的操作和维护技术，了解故障排除的方法和维修技术，以及基本的保养和维护知识。

6. 新技术和新型材料：了解新技术和新型材料在泵和风机行业的应用，如数值模拟、优化设计、新型叶片材料等。

需要了解未来的发展趋势和应用前景。

第二章离心式泵与风机的基本理论流体在通过泵与风机时，只在叶轮中得到能量，叶轮是实现机械能转换成流体能量的场所，是泵与风机最主要的工作部件。

泵与风机的基本理论也称泵与风机的叶轮理论，它是研究流体在叶轮中的运动规律、流体在叶轮中如何得到能量、流体得到能量的大小与性质以及主要影响因素。

速度分析法是研究离心式泵与风机叶轮中流体运动规律的主要方法，它的基本点是速度三角形。

泵与风机的基本方程式是反映流体在叶轮中得到的能量与叶轮进出口流体速度的关系，它是本章的核心。

本章还讨论了泵扬程、风机全压的计算方法，分析了不同叶片型式的特点。

一、重点、难点提示1．重点（1）速度三角形（2）基本方程式（3）泵扬程的计算（4）风机全压的计算（5）不同叶片型式的特点与应用2．难点（1）基本方程式计算（2）泵与风机扬程和全压的计算（3）不同叶片型式的特点分析3．考核目标（1）能简述离心式泵与风机的工作原理。

（2）理解离心式叶轮中流体的绝对运动是圆周运动和相对运动的合成，能正确表述这三种运动，以及相应速度（圆周速度、相对速度和绝对速度）的大小、方向与哪些因素有关，能熟练画出叶轮中某一处（特别是叶片进、出口处）流体速度三角形，并能对其进行正确标示，能熟练、正确地计算速度三角形中的各个参数，在计算中知道泵与风机的理论流量与实际流量的关系、理解排挤系数的含义。

（3）知道推导叶轮基本方程式的假设条件，熟记基本方程式的两种表达形式，并能根据题目的具体条件进行熟练计算，知道叶轮扬程（或全压）由静能头和动能头组成以及各组成的计算式，能利用基本方程式进行简单分析，知道提高叶轮扬程（或全压）的主要方法以及特点。

（4）大体知道叶轮进口预旋的产生原因，以及对叶轮工作的影响。

（5）知道有限叶片叶轮中与无限多叶片叶轮中流体相对运动的差别，以及由此引起的叶轮出口速度三角形的区别，知道滑移系数的含义。

（6）知道由于实际流体有粘性，使得泵与风机的实际扬程（或全压）比理论扬程（或全压）低。