南師大泵與風(fēng)機(jī)試題及答案概述

1、南京師范大學(xué) 泵與風(fēng)機(jī)試題 一、填空題 (每空 1分，共 10分) 1. 泵與風(fēng)機(jī)的輸出功率稱為 。 2. 絕對速度和圓周速度之間的夾角稱為 。 3. 離心式泵與風(fēng)機(jī)的葉片型式有 、和 三種。 4. 為保證流體的流動(dòng)相似， 必須滿足 、 和三個(gè)條件。 5. 節(jié)流調(diào)節(jié)有 節(jié)流調(diào)節(jié)和 節(jié)流調(diào)節(jié)兩 種。 二、單項(xiàng)選擇題 ( 在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一 個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào) 內(nèi)。每小題 1 分，共 10 分) 1. 風(fēng)機(jī)的全壓是指 ( ) 通過風(fēng)機(jī)后獲得的能量。 A. 單位重量的氣體B. 單 位 質(zhì) 量 的 氣體 C. 單位時(shí)間內(nèi)流入風(fēng)機(jī)的氣體D. 單 位 體 積的氣體

2、2. 低壓軸流通風(fēng)機(jī)的全壓為 ( ) A. 1 3kPaB. 0.5kPa 以下 C. 3 15kPaD. 15 340kPa 3. 單位重量的液體從泵的吸入口到葉片入口壓力最低 處的總壓降稱為 ( ) A. 流動(dòng)損失 B. 必需汽 蝕余 C. 有效汽蝕余量D. 摩擦損失 4. 關(guān)于沖擊損失，下列說法中正確的是 ( ) A. 當(dāng)流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，無沖擊損失 B. 當(dāng)流量大于設(shè)計(jì)流量時(shí)，沖擊發(fā)生在工作面上 C. 當(dāng)流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，沖擊發(fā)生在非工作面上 D. 當(dāng)流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，沖擊發(fā)生在工作面上 5. 下列哪個(gè)參數(shù)與泵的有效汽蝕余量無關(guān) ?( ) A. 泵的幾何安裝高度B. 流體溫度 C

3、. 流體壓力D. 泵的轉(zhuǎn)速 6. 關(guān)于離心泵軸向推力的大小，下列說法中不正確的 是 ( ) A. 與葉輪前后蓋板的面積有關(guān) B. 與泵的級(jí)數(shù)無關(guān) C. 與葉輪前后蓋板外側(cè)的壓力分布有關(guān) D. 與流量大小有關(guān) 7. 兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)， 為提高并聯(lián)后增加流量的效果， 下列說法中正確的是 ( ) A. 管路特性曲線應(yīng)平坦一些，泵的性能曲線應(yīng)陡一 些 B. 管路特性曲線應(yīng)平坦一些，泵的性能曲線應(yīng)平坦 些 C. 管路特性曲線應(yīng)陡一些，泵的性能曲線應(yīng)陡一些 D. 管路特性曲線應(yīng)陡一些，泵的性能曲線應(yīng)平坦一 些 8. 同一臺(tái)泵用于輸送密度分別為 1和 2的液體時(shí)，保 持轉(zhuǎn)速不變且流動(dòng)相似， 其對應(yīng)的揚(yáng)程分別

4、是 H1 和是 H2，對應(yīng)的軸功率分別為 P1和 P2，若 12，則下列 關(guān)系式中正確的是 ( ) A. H 1H2 P 1=P2B. H 1=H2 P 1P2 C. H 1H2 P 1P2D. H 1=H2 P 1=P2 9. 某風(fēng)機(jī)用于輸送 320420的氣體，且氣體中含有 大量的灰粒，該風(fēng)機(jī)的葉輪采用耐高溫、高強(qiáng)度、不 銹鋼制造，機(jī)殼內(nèi)壁襯有耐磨的錳鋼襯板，軸承箱內(nèi) 設(shè)有水冷卻裝置，則該風(fēng)機(jī)為 ( ) A. 送風(fēng)機(jī) B. 引風(fēng)機(jī) C. 排粉風(fēng)機(jī)D. 再循環(huán)風(fēng)機(jī) 10. 下列不同形式的軸流式風(fēng)機(jī)中， 哪一個(gè)在設(shè)計(jì)工況 下出口氣流的圓周分速度不為零 ?( ) A. 單個(gè)葉輪B. 單個(gè)葉輪加后

5、置導(dǎo) 葉 C. 單個(gè)葉輪加前置導(dǎo)葉D. 單 個(gè) 葉 輪 加 前 后置導(dǎo)葉 三、名詞解釋 （每小題 2 分，共 8 分） 1. 泵與風(fēng)機(jī)的效率 2. 運(yùn)動(dòng)相似 3. 排擠系數(shù) 4. 滑移系數(shù) 四、簡答題 （每小題 6 分，共 24分） 1. 試對泵與風(fēng)機(jī)三種不同形式葉片產(chǎn)生的動(dòng)能大小 進(jìn)行分析比較。 2. 什么是流動(dòng)損失 ?它與哪些因素有關(guān) ? 3. 試述軸流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理。 4. 試述常用的變速調(diào)節(jié)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)。 五、計(jì)算題 （每小題 8 分，共 48分） 1. 用水泵將水提升 30m高度。已知吸水池液面壓力 為 101.3 103Pa，壓出液面的壓力為吸水池液面壓 力 的 3 倍 。

6、全 部 流 動(dòng) 損失 hw=3m,水 的密 度 =1000kg/m3，問泵的揚(yáng)程應(yīng)為多少 ? 2. 有一臺(tái)離心式水泵，轉(zhuǎn)速 n=1480r/min, 流 量 qvT=110L/s ，葉輪進(jìn)口直徑 D1=220mm葉, 片進(jìn)口寬度 b1=45mm，葉輪出口直徑 D2=400mm，葉片出口安裝角 2e=45，葉輪進(jìn)出口的軸面速度相等。 設(shè)流體沿 徑向流入葉輪， 求無限多葉片葉輪的理論揚(yáng)程 HT。 3. 有一臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)，在轉(zhuǎn)速 n=1450r/min 時(shí)，流 量 qv=1.8m3/min ，空氣密度 =1.2kg/m 3。若用該風(fēng) 機(jī)輸送密度 =0.9kg/m 3 的煙氣，在保持工況相似 且全壓與

7、輸送空氣時(shí)相同的情況下， 問轉(zhuǎn)速應(yīng)該變 為多少 ?此時(shí)的流量又為多少 ? 4. 已知某水泵的允許安裝高度 Hg=6m，允許汽蝕 余量 h=2.5m，吸入管路的阻力損失 hw=0.4m， 輸送水的溫度為 25，問吸入液面上的壓力至少為 多少? （已知水在 25時(shí)的飽和蒸汽壓力 pv=3.17kPa, 水的 密度 =997kg/m3） 5. 某風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速 n=2900r/min 時(shí)的 qv-p 性能曲線和 qv- 性能曲線如圖所示，管路系統(tǒng)特性方程為 p=10qv2（q v的單位是 m3/s） ，若采用改變轉(zhuǎn)速的方法 使風(fēng)機(jī)的流量減少 10%，問風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少 ? 此時(shí)的風(fēng)機(jī)軸功率又為多少 ?

8、 6. 一臺(tái)中比轉(zhuǎn)速水泵的性能曲線及管路特性曲線如 圖所示，該泵葉輪外徑 D2=200mm，為使流量減少 10%，問需切割葉輪外徑多少毫米 ? 泵與風(fēng)機(jī)試題參考答案 一、填空題 （每空 1 分，共 10 分） 1. 有效功率 2. 絕對速度角 3. 前彎式 徑向式 后彎式 4. 幾何相似 運(yùn)動(dòng)相似 動(dòng)力相似 5. 出口端 入口端 二、單項(xiàng)選擇題 （每小題 1 分，共 10分） 1. D 2.B 3.B4.D 5. D 6. B 7.A 8.B9.D 10.A 三、名詞解釋 （每小題 2 分，共 8 分） 1. 答：泵與風(fēng)機(jī)的效率等于有效功率和軸功率之比。 2. 答：運(yùn)動(dòng)相似是指原型和模型泵與風(fēng)

9、機(jī)各對應(yīng)點(diǎn) 上的同名速度方向相同， 速度之比相等， 即各對 應(yīng)點(diǎn)上的速度三角形相似。 3. 答：排擠系數(shù)是實(shí)際的有效過流斷面面積與無葉 片厚度的過流斷面面積之比。 4. 答：滑移系數(shù)是有限葉片情況下葉輪的理論揚(yáng)程 與葉片無限多情況下葉輪的理論揚(yáng)程之比。 四、簡答題 （每小題 6 分，共 24分） 1. 答：動(dòng)能在總能量所占的比例為 1 v2a, ctg 2e 2 2u2 從上式可得 1）、對于后彎式葉片 2e90， ctg 2e為負(fù)值， 動(dòng)能所占的比例大于 1 2 綜上所述： 后彎式葉片動(dòng)能所占比例最小， 徑向 式次之，前彎式最大。 2. 答：流體在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于存在流動(dòng)阻 力，需要消

10、耗一部分的能量， 這部分消耗的能量 就稱為流動(dòng)損失。 流動(dòng)損失主要由摩擦損失、 擴(kuò) 散損失和沖擊損失等三部分組成。 摩擦損失與流體的粘性、 流道的形狀、 壁面的粗 糙程度及流體的流動(dòng)速度等因素有關(guān)。 擴(kuò)散損失 與流體流動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)彎及流道過流斷面的變 化狀況有關(guān)。沖擊損失則主要發(fā)生在葉片的進(jìn)口 處，在非設(shè)計(jì)工況下，流量發(fā)生變化導(dǎo)致 1 1e，會(huì)產(chǎn)生沖擊損失。 3. 答：軸流式泵與風(fēng)機(jī)在原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，葉輪 中的流體在繞流葉片時(shí)， 旋轉(zhuǎn)著的葉輪給繞流流 體產(chǎn)生一個(gè)推力，該推力可以分解為兩個(gè)分力， 一個(gè)使流體沿圓周運(yùn)動(dòng)， 對流體做功， 增加了流 體的動(dòng)能和壓能，并在導(dǎo)葉的作用下將部分動(dòng)能 變?yōu)閴?/p>

11、力能；另一個(gè)力則使流體沿軸的方向運(yùn) 動(dòng)。兩個(gè)分力的合力作用形成了流體在泵與風(fēng)機(jī) 內(nèi)的一個(gè)連續(xù)的輸送過程。 4. 答：泵與風(fēng)機(jī)常用的變速調(diào)節(jié)方式為：直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)、汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)、變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)及恒速電動(dòng) 機(jī)加可以改變轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu) （如液力聯(lián)軸器 ） 驅(qū)動(dòng)。 直流電動(dòng)機(jī)變速簡單， 但是價(jià)格昂貴， 且需要直 流電源， 只適合實(shí)驗(yàn)室使用， 對于現(xiàn)場生產(chǎn)不合 適； 汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高，便于調(diào)節(jié)； 缺點(diǎn)是汽輪機(jī)造價(jià)高，設(shè)備復(fù)雜，初投資高。 采用改變轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可無級(jí)變速， 但它的缺 點(diǎn)是有一定的傳動(dòng)損失， 且添置專門設(shè)備增加了 成本。 變速電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)調(diào)速效率高， 點(diǎn)也是投資大。 五、計(jì)算題 (

12、每小題 8 分，共 48 分) 1. 解： H=Hz+Hp+hw 調(diào)速范圍大， 缺 Hp= p出p吸 2. 解： v1a,= qvT110 10 3 3.54(m/ s) D1b1 3.14 0.22 0.045 g 3p 吸 p 吸 2p 吸 2 101.3 103 g g 1000 9.81 20.65(m) H=Hp+Hz+hw=20.65+30+3=53.65(m) u2= D2n 60 3.14 0.4 1480 60 30.98(m / s) v2u, =u2-v 2a, ctg 2e=30.98-3.54 ctg45 =27.44(m/s) 流體沿徑向流入 HTu 2v2u,30

13、.98 27.44 g 9.81 86.66(m) 3. 解 ： 已 知 n1=1450r/min ， 1=1.2kg/m 3 33 2=0.9kg/m q v1=1.8m /s 根據(jù)相似定律 p11 D 212 n1 2q v1D213 n1 ( ) ( ) ( ) p22 D22 n2q v2D22n2 又已知 p 1=p2 D 21=D22 n 2= 1 n11.2 1450 1647(r / min) 2= n2 2 1 0.9 4. 解： p0 H g p h hw g g g w 3 3.17 103 =6+ 2.5 0.4 997 9.81 =9.22(m) q n1 q 1 1

14、647 1.8 2.08(m3 / s) 1 1450 p 0=9.22 g=9.229979.81=90177(Pa) 5. 解： 1)采用描點(diǎn)法作出管路特性曲線，交性能曲線 于點(diǎn) A，列表如下： qv m3/s 0 2 4 6 8 10 p pa 0 40 160 360 640 100 0 2) 查圖得，n1=2900r/min 時(shí)的工作點(diǎn) A處的參數(shù)為： 3 qv1=8.2m3/s,p 1=680Pa 已知變速后，qv2=7.4m3/s, 代入 p=10qv2 得：p2=548Pa 又知，相似曲線與管路特性曲線重合 qqvv21 nn12 n2 qqvv12 n1=0.92900=2610(r/min) 從圖上查得，變速后的風(fēng)機(jī)效率為 =0.69 則，風(fēng)機(jī)的軸功率 P= pq 548 7.4 5.88(kW) 1000 1000 0.69 6. 解：設(shè)切割前的工況點(diǎn)為點(diǎn) A， qvA=30(L/s) ，HA=32(m) 切割后工作點(diǎn)移至點(diǎn) B，流量 qvB=27(L/s) 查圖得， HB=29(m) 又知該泵屬于中比轉(zhuǎn)速泵 切割常數(shù) k= qH2BB