流体两套试题试题及答案

一、简答题1. 简述空化与空蚀对泵性能的影响，并在下图中标出泵不发生空化的区域。

二、填空1. 风机全压是1250 Pa ，出口处动压是60 Pa ，则该风机的静压是 Pa 。

2. 某泵58=∞T H m ，滑移系数是0.86，流动效率是0.92，则=T H m ，=H m 。

3. 某水泵机械效率是0.95，容积效率是0.92，流动效率是0.9，则该泵的总效率是。

4. 试说明欧拉方程的能量意义；并根据欧拉方程分析轴流泵的扬程低于离心泵的原因。

5. 某双吸单级风机的流量是150m 3/s ，转速是1450rpm ，全压是3320Pa ，则该风机的比转数是。

6. 某泵的比转数是103，当转速减小20%时，该泵的比转数是。

7. 某风机输送密度为0.8kg/m 3的烟气时轴功率是350kW ，那么输送密度为1.2kg/m 3的空气时轴功率是kW 。

三、计算题1. 有一离心式风机，其叶轮尺寸如下：叶轮出口直径是2600D mm =，出口宽度是2150b mm =，转速n = 2900r/min ，0230a β=，叶轮入口处的气流径向流入叶轮，空气密度为31.2/kg m ρ=，试计算：1）当流量为104m 3/h 时，叶轮的相对速度w 2和绝对速度v 2；并试按比例画出无量纲的出口速度三角形(u2/u2=10cm)，并标注v 2/u 2，w 2/u 2，u 2/u 2，v u2/u 2，v r2/u 2，w u2/u 2，w r2/u 2，及安装角2a β。

2）无限多叶片叶轮的理论全压T p ∞。

3）无限多叶片叶轮的反作用度，并以反作用度说明当前叶轮的叶片形式；（且在所绘制的速度三角形中，标出反作用度+3p ）4）设叶片数z = 12, 求滑移系数 μ。

2. 有一离心式水泵的允许空化余量是3.29 mH 2O ，吸水池液面的压力是10 mH 2O （绝压），抽送温度是45℃的清水，相应的饱和蒸汽压力是0.986mH 2O ，吸水管路中的水头损失是0.75 mH 2O ，试求：1）该泵的安装高度。

2）若将该泵转速提高15%，求相似工况点处吸水管路流动损失及泵的安装高度。

X （+10p）．现代轴流式压气机设计。

设计一轴流式压气机（即涡轮压缩机），已知以下条件：热系数：反动度：Ω= 0.6ϕ1 = w1a/u=v1m/u = 0.7ϕ2 = w2a/u =v2m/u = 0.8, 请注意，这里的w1a≠ w2a，是一种广义的压气机设计情形，不同于图2-25b中的特殊情形。

试求解：1）反动度与热系数的关系(tip：Δϕ，ϕ∞ )2）以u/u = 10 cm为比例，画出相应的速度三角形，并标注v/u, w/u。

中国矿业大学徐海学院2009—2010学年第一学期《泵与风机》试卷（B）卷一、简答题（本题共5小题，每小题4分，共20分）1.试说明下图中标号1、2、3、4的名称和作用。

2. 泵的主要性能参数有哪些？3. 离心风机与轴流风机分别在小流量和大流量下启动，为什么？4. 试述两台泵串联工作时作图法确定每台泵工况点的步骤。

5.什么是汽蚀？列出三种提高泵抗汽蚀性能的措施。

二、填空及选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1. 设某风机入口面积是3.5m 2，流速是12m/s ，则通过该风机的流量是 m 3/min 。

2. 某泵有效功率是248kW ，效率是0.82，则泵的轴功率是 kW 。

3. 某轴流风机叶片入口处的轴向速度是4.7m/s ，则叶片出口处的轴向速度是 m/s 。

4. 某泵流量是2.5m 3/s ，转速是2450rpm ，当转速降低到2000rpm 时，相似工况点处的流量是m 3/s 。

5. 某风机叶轮直径是2.5m ，转速是1000rpm ，当流量系数是0.26时，对应点的流量是m 3/s 。

6. 某泵的允许吸上真空高度是5.5m ，泵入口动水头0.2m ，进口管路的损失是0.78m ，则在规定状态下泵的安装高度最大是m 。

7. 设某泵0.920.950.96h v m ηηη===，，，则该泵的效率是 。

8. 某单级单吸低比转数离心泵叶轮切割后对应点处的流量降低了7.5%，则叶轮切割了%。

9. 某排水管路的特性方程是286125v q H +=，在工况点处泵的扬程是163m ，则泵的流量是m 3/s 。

10. 某轴流风机全压是2000Pa ，出口处的动能是200Pa ，则该风机的静压是Pa 。

三、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）1. 有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：140b mm =，220b mm =，1200D mm =，2400D mm =，0120=a β，0225=a β。

设流体径向流入叶轮，如转速是1450r/min ，试按比例画出出口速度三角形，并计算理论流量和在该流量的无限多叶片叶轮的理论扬程。

有两台性能相同的离心式水泵，性能曲线方程是20.70.885v v H q q =--+，并联在管路上工作，管路特性曲线方程式265.0v c q H =，求：1）并联运行时等效泵的特性方程。

2）并联时各泵工况点处的流量。

2.如图所示，H c =40m ，泵进出口直径相同，p A =p B =0，当流量是0.1m 3/s 时泵进出口压力差是48mH 2O ，求1）泵的扬程。

2）管路特性方程。

cH2.某电厂动叶可调轴流式引风机，工作时的转速是1450rpm，安装角是0°，风机和网路的特性曲线如下图所示。

点1、2、3处的参数如下表所示。

试问：1）当前工况点是哪一点？轴功率是多少kW？求当前网路特性方程。

2）何种调节措施可使工况点位于点3？轴功率是多少？3）采用变角度调节、变转速调节使流量降到110m3/s，轴功率分别是多少？4）3中国矿业大学电力学院2010－2011第二学期《泵与风机》试卷（A）答卷一、简答题（本题共5小题，每小题4分，共20分）1.简述空化与空蚀对泵性能的影响，并在下图中标出泵不发生空化的区域。

答：材料破坏、性能下降、振动噪声。

2. 如下图所示，点b 是轴流风机当前的工况点，流量是q b ，调节后流量降为q c ，试列出三种调节措施，并说明其中一种调节措施的工作原理。

答：节流、变动叶角度、变转速。

变转速调节的原理，根据相似定律有调节前后流量之比与转速之比相等可知，当转速变化时流量相应地变化。

3. 简述平衡盘的工作原理。

答：在未级叶轮出口有径向间隙和轴向间隙与低压区相通，平衡盘两侧存在压强差Δp ，所以产生了平衡力。

Δp 的大小与轴向间隙δ的大小有关。

当轴向力>平衡力时，产生了如下的动态平衡过程，转子左移→轴向间隙δ减小→Δp增加→平衡力增加，直到轴向力=平衡力。

反之亦然。

4. 风机I 、II 的特性曲线p~q v 完全相同，如下图所示，输气网路的阻力特性曲线亦示与图中，试用作图法求风机I 、II 并联运行时的工况点。

要求写出作图要求及步骤、并进行作图。

答：1）求等效风机的压力－流量曲线：等压力下流量相加。

2）求等效风机的工况点：等效风机的性能曲线与网路性能曲线的交点k ；3）求各风机的工况点：过K 点作等压力线，交风机的性能曲线于k 12，即为所求。

三、填空及选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分）1. 风机全压是1250 Pa ，出口处动压是60 Pa ，则该风机的静压是 1210 Pa 。

2. 某泵58=∞T H m ，滑移系数是0.86，流动效率是0.92，则=T H 49.88 m ，=H 45.88m 。

3. 某水泵机械效率是0.95，容积效率是0.92，流动效率是0.9，则该泵的总效率是 0.79。

4. 某双吸单级风机的流量是150m 3/s ，转速是1450rpm ，全压是3320Pa ，则该风机的比转数是 28.7 。

5. 某泵刚发生空化时的有效汽蚀余量是3.45mH 2O ，对应的必需空化余量是 3.45mH 2O ，临界空化余量是 3.45 mH 2O 。

6. 某泵的比转数是103，当转速减小20%时，该泵的比转数是 103 。

7. 某风机输送密度为0.8kg/m 3的烟气时轴功率是350kW ，那么输送密度为1.2kg/m 3的空气时轴功率是 525 kW 。

8. 两台相同的泵串联时的总扬程是350 m ，各泵的扬程是 175 m 。

9. 某管路特性方程是22510V H q =+，工况点处的流量是1m 3/s ，则泵的扬程是 35 m 。

10. 某空压机的排气量是42m 3/min ，轴功率是235kW ，则比功率是5.6 、 kW/(m 3/min) 。

四、计算题（本题共5小题，每小题10分，共50分）1. 某风机，转速n=960r/min 时，流量q v =3.5m 3/min ，全压p =1000Pa ，ρ=1.2kg/m 3，今用同一送风机输送密度ρ=0.8kg/m 3的烟气，要求全压与输送ρ=1.2kg/m 3的气体时相同，此时转速应变为多少？（6分）转速变化后相似工况点处的流量为多少？（4分） 解：22'''''0.8,1,1175.81.2960p n n n rpm p n ρρ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ''''31175.8, 3.5 4.29 /min 960v v v v q n n q q m q n n ==⨯=⨯= 2. 有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：叶轮出口直径是2200D mm =，出口宽度是220b mm =，转速是2900r/min ，0225a β=，出口处的轴面速度是2 3.8/m v m s =，设流体径向流入叶轮。

求：1）试按比例画出出口速度三角形。

（4分）2）计算无限多叶片叶轮的理论扬程T H ∞。

（4分）3）求理论流量Vt q （设叶片出口排挤系数为1）。

（2分）解：1）22 3.141529000.2030.37/6060nD u m s π⨯⨯=== 2)02222cot 30.37 3.8cot 2522.22/u m v u v m s β=-=-⨯=221130.3722.2268.869.8T u H u v m g ∞==⨯⨯= 3)3222 3.14150.200.02 3.80.0477/vT m q D b v m s π==⨯⨯⨯=3. 有一离心式水泵的允许空化余量是3.29 mH 2O ，吸水池液面的压力是10 mH 2O （绝压），抽送温度是45℃的清水，相应的饱和蒸汽压力是0.986mH 2O ，吸水管路中的水头损失是0.75 mH 2O ，试求：1）该泵的安装高度。

（4分）2）若将该泵转速提高15%，求相似工况点处吸水管路流动损失及泵的安装高度。