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__________________________________________________ 《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？
P30 P57（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？
相似理论及其在机械工程中的应用
摘要：本文就相似理论基础概念、相似理论相关研究进展、相似理论在机械工程中的应用、相似理论在机械工程中的发展趋势等方面进行了详细的阐述。
关键词 相似理论;机械工程;应用
前言
随着我国科技的不断进步与发展，相似理论的研究越来越受到重视，本文就其在机械工程中的应用展开了探讨。
2.相似理论基础概念
相似准则是表示系统中的某一量，这个量在不同系统单元中有不同的数值，但当一个现象转换到与它相似的另一个系统时，相似准则是不变的。相似常数值是系统中任一参量与其相似系统中对应同一参量在具体数值上的比值。
相似第一定理（相似正定理）：相似系统（相似现象）的相似指标等于1。相似第一定理是系统（现象）相似的必要条件，它揭示相似系统（现象）的基本性质。
相似第二定理（π定理或因次定理）：一个物理系统有s个物理量和k个基本量纲，则n个物理量可以表示为（s-k）个独立的相似判据π1，π2，…，πs-k之间的函数关系式，即f（π1，π2，π3，…，πs-k）=0
相似第三定理（相似逆定理）：对于同一类物理现象，如果单值条件相似，而且由其单值量所组成的相似准则在数值上相等，则现象相似。单值条件包括：几何条件、物理条件、边界条件和初始条件。
在相似准则的确定中多采用以下三种相似准则求解方法：定律分析法、方程分析法和量纲分析法。从理论上说，三种方法可以得出同样的结果，只是用不同的数学方法来对物理现象做描述。
（1）定律分析法：运用已知的物理定理来求解相似准则的方法，称为定律分析法。这种方法要求研究人员必须对所研究的对象和所包括的物理定理有明确的认知，各个定理的主次关系要明确，相互间的联系也要明确，什么是可以忽略，什么是不可以忽略，必须慎重考虑。有些定理间的关系还得通过试验来研究，在确定关系上要花费大量的时间和精力，这给解决问题带来许多不便。
（2）方程分析法：当知道物理模型的数学模型即可运用已知的微分方程、积分方程或物理方程来求解相似准则，称为方程分析法。常用的方程分析法有相似转换法和积分类比法。
1 第五章 相似理论与量纲分析
实际工程中，由于流体粘性的存在和边界条件的多样性，流动现象极为复杂，往往难以通过解析的方法求解。此时，不得不依赖实验研究。
通常，实际工程或实物（统称原型）的尺寸太大，直接进行实验会耗费大量的人力和物力，有时甚至难以实现。因此，大多数实验都是在比原型小的模型上进行的（称为模型实验）。通过模型实验，得出实验结果，进而预测原型中将要发生的流动现象。那么怎样才能保证模型与原型有相同的流动规律呢？这就是相似理论要研究的问题。量纲分析则是在观测流动现象的基础上，建立流动各影响因素的正确关系。
§5.1 相似理论
5.1.1 流动相似
为了保证模型流动（用下标m表示）与原型流动（用下标p表示）具有相同的流动规律，并能通过模型实验结果预测原型流动情况，模型与原型必须满足流动相似，即两个流动在对应时刻对应点上同名物理量具有各自的比例关系，具体地说，流动相似就是要求模型与原型之间满足几何相似、运动相似和动力相似。
1. 几何相似
几何相似是指模型和原型流动流场的几何形状相似，即模型和原型对应边长成同一比例、对应角相等。如图5-1所示，有
lp1lp3lp2θp3θp2θp1lm1lm3θm3θm2θm1lm2
图5-1 几何相似
lpm3p3m2p2m1p1mkllllllll （5-1）
p3m3p2m2p1m1，， （5-2） 2 式中kl称为长度比尺，则
面积比尺 2l2p2mpmAkllAAk （5-3）
体积比尺 3l3p3mpmVkllVVk （5-4）
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
1、某抽水装置，测得水泵流量Q＝18L／s，泵出口压力表读数为dp＝323.7kPa，进口真空
表读数为sp＝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dp=10.5kw，电动机效率d＝95％。求此时水泵的轴功率P和
