流體力學(xué)復(fù)習(xí)題參考資料

上冊(cè)流體力學(xué)

第一章

1什么是流體的壓縮性和膨脹性？

流體的壓強(qiáng)在一定情況下溫度升高，，體積膨脹，密度減小的性質(zhì)，稱為流體的膨

脹性，流體在一定情況下壓強(qiáng)增大，體積縮小，密度增大的性質(zhì)，稱為流體的壓縮性。

2流體的粘性產(chǎn)生機(jī)理是什么？

液體主要是由于液體分子之間的吸引力產(chǎn)生的，勺體主要是因?yàn)闅怏w分子做不規(guī)

則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量交換產(chǎn)生阻力而產(chǎn)生的。

3如何定義質(zhì)量力和表面力，它們分別有哪些表現(xiàn)形式？

作用于流體的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，與流體的質(zhì)量成正比的力，稱為質(zhì)量力。質(zhì)量力又分

為重力和慣性力。作用于所研究的流體表面上，與表面積成正比的力稱為表面力。表面

力分為切向分力和法向分力兩種表達(dá)形式C

1某采暖系統(tǒng)中，裝有40L的水，在壓強(qiáng)不變的情況下,將水從溫度為10℃加熱到90C,

如果水的膨脹系數(shù)a=0.0005,問(wèn)水的體積膨脹是多少？系統(tǒng)如何保證安全運(yùn)行？

解：由8丁=工叱.?.l￡=BTdT,積分（BTdT=「%V,I.8TdT=lnV'-ln40

VdTyJJioyJ10+273

得V=41.63LAV=V*-V=1.63L

???膨脹量為1.632L,保證系統(tǒng)安仝運(yùn)行要保證體積至少為41.63L。

2如圖1所示為一軸和軸承，已知轉(zhuǎn)軸的直徑d=0.36m、軸承的長(zhǎng)度/=lm,當(dāng)不計(jì)重

力影響時(shí)，可認(rèn)為軸與軸承之間的徑向間隙均勻。若徑向間隙的寬度b=0.2mm，訶隙

中潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度〃=0.72Pa?s,軸的轉(zhuǎn)速〃=200r/min。試求軸在軸承中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)克

服潤(rùn)滑油的粘性阻力所消耗的功率。

2解：由牛頓內(nèi)摩擦定律，軸與軸承之間的剪切應(yīng)力

粘性阻力（摩擦力）：F=jS=sdl

克服潤(rùn)滑油的粘性阻力所消耗的功率：

第二章

二、簡(jiǎn)答題

1.簡(jiǎn)述流體靜壓強(qiáng)的特點(diǎn)。

，一、流體靜壓強(qiáng)的作用方向沿作用面的內(nèi)法線方向。二、在靜止流體中任意一點(diǎn)流

體靜壓強(qiáng)的大小與作用面在空間的方位無(wú)關(guān)，是點(diǎn)的空間坐標(biāo)函數(shù)。

2.寫(xiě)出靜力學(xué)基本方程并簡(jiǎn)述其水力學(xué)意義。

3.什么是等壓面？對(duì)于靜止液體，當(dāng)作用在液體上的質(zhì)量力僅有重力時(shí)\則液體中哪些

而是等壓面？3,在靜止流體中，壓強(qiáng)相等的點(diǎn)所組成的面稱為等壓面。⑴自由表

面（或氣液分界面）；⑵兩種不互溶液體的交界面；⑶液體內(nèi)能相互連通（或不被

隔斷）的同種液體內(nèi)的各水平面。

4.為什么水平面必是等壓面？

由于深度相等的點(diǎn)，壓強(qiáng)也相同，這些深度相同的點(diǎn)所組成的平面是一個(gè)水平面，

可見(jiàn)水平面是壓強(qiáng)處處相等的面，即水平面必是等壓面。

5.什么是絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)？

絕對(duì)壓強(qiáng)：以完全沒(méi)有氣體存在的絕對(duì)真空為零點(diǎn)算起的壓強(qiáng)，稱為絕對(duì)壓強(qiáng)。

相對(duì)壓強(qiáng)：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為零點(diǎn)算起的壓強(qiáng)，稱為相對(duì)壓強(qiáng).

6.等角速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液體的特征有哪些？

⑴等壓面是繞鉛直軸旋轉(zhuǎn)的拋物面簇；⑵在同一水平面上的軸心壓強(qiáng)最低，邊緣壓

強(qiáng)最高。

三、計(jì)算題

1、中心敞口容器如圖所示，半徑為燈，高度為H初始時(shí)裝液體高度為H/3c當(dāng)容器

以用速度3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，形成拋物面如圖示，試研究液面與上蓋及底部接觸半徑ri及出，

并確定拋物面頂點(diǎn)在底面之下的距離力及頂蓋上的作用力（不計(jì)大氣壓強(qiáng)影響）。

解：解：本題（或該類問(wèn)題）的特點(diǎn)是：容器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所形成的拋物面是不完整的，

但容器勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的理論仍然適用。取坐標(biāo)系如圖示，對(duì)容潛底部虛拋物而。

對(duì)于底部虛拋物面和容器內(nèi)實(shí)拋物面構(gòu)成的拋物面

容器內(nèi)實(shí)拋物面的幾何空間匕為

容器內(nèi)液體無(wú)溢出，其體積匕=水2〃/3,則有

與*H+h）—%Eh吟NH=7tNH⑶

2

由式(3)得

3r；(H+h)-3r；h=4R2H

將式(1)和式(2)中的Y=2g("+〃)/〃和萬(wàn)=2g〃/療代入式(4)右部可求

,h心Hy、

h=-------------15)

3g2

進(jìn)一步可求/;和q為

容器內(nèi)液體壓力分布方程仍然為

co~r'

p=p---------fZ+C

D-^J2H

邊界條件為廠=小z=//+/?=-------+——時(shí)，〃=。，可定c=0,則當(dāng)z=〃+/?時(shí)

3g2

的壓力分布為

則容器頂蓋內(nèi)部的作用力”為

2.選礦車間所用氣水分離器，其右側(cè)裝一水銀U形測(cè)壓管，量得』6=200mm,問(wèn)此時(shí)

分離器中水面高度H為若干？

解：

列1?1等壓面方程

列09等壓面方程

(1)(2)聯(lián)立

第三章

1、什么是流線？什么是跡線？流線與跡線的區(qū)別是什么？

答：流線是某一瞬時(shí)在流場(chǎng)中畫(huà)出的一條空間曲線，此瞬時(shí)在曲線上任一點(diǎn)的切線方向

與該點(diǎn)的速度方向重合，這條曲線叫流線。

跡線則是在時(shí)間過(guò)程中表示同一流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的曲線。

3

區(qū)別：跡線是流場(chǎng)中流體質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間過(guò)程中所走過(guò)的軌跡線。流線是由無(wú)究多個(gè)質(zhì)

點(diǎn)組成的，它是表示這無(wú)究多個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)在某一固定瞬間運(yùn)動(dòng)方向的曲線。

2、什么叫流管、流束、過(guò)流斷面和元流？

在流場(chǎng)內(nèi)，取任意非流線的封閉曲線L,經(jīng)此曲線上的全部點(diǎn)做流線，這些流線組成為管

狀流面稱為流管。流管內(nèi)的全部流體稱為流束。當(dāng)流束的斷面dA無(wú)限小時(shí)的微小流束,

稱為元流。在元流和總流中，凡是與流線處處相垂直的橫斷面，稱為流體的過(guò)流斷面。

3、什么是漸變流和急變流，二者的主要特點(diǎn)是什么？

答：漸變流指流線之間的夾角很小，且曲率半徑很大的流動(dòng)。在漸變流中，由于流線近

似平行直線，質(zhì)點(diǎn)流速沿流向變化所形成的慣性很小，可忽略不計(jì)，過(guò)流斷面可認(rèn)為是

平面，在過(guò)流斷面上，壓強(qiáng)分布也可認(rèn)為服從于流體靜力學(xué)規(guī)定，即漸變流可近似按均

勻流處理。

急變流指流線之間的夾角很大，且曲率半徑很小的流動(dòng).在急變流的流段中，質(zhì)點(diǎn)流速

沿流向變化所形成的慣性很大，不能忽略不計(jì)，在過(guò)流斷面上，壓強(qiáng)分布己不服從于流

體靜力學(xué)規(guī)定。

4、從水力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，流體元流能量方程式的各項(xiàng)意義是什么？

幾何意義：伯努利積分各項(xiàng)都具有長(zhǎng)度量綱，幾何上可用某個(gè)高度來(lái)表示，常稱作水頭。

Z一過(guò)流斷面上流體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)所選基準(zhǔn)面的高度（簡(jiǎn)稱位置高度），稱為位置水頭。

p/pg一過(guò)流斷面上流體質(zhì)點(diǎn)的壓強(qiáng)作用使流體沿測(cè)壓管所能上升的高度，稱為壓強(qiáng)水

頭。

z+p/pg-過(guò)流斷面上流體質(zhì)點(diǎn)的測(cè)壓管水面相對(duì)于基準(zhǔn)面的高度（簡(jiǎn)稱測(cè)壓管高

度），稱為測(cè)壓管水頭。

//2g-速度水頭

h=z+p/pg+u2/2g---總水頭

物理意義：伯努利方程表示能量的平衡關(guān)系。

Z一單位重量流體所具有的位置勢(shì)能（簡(jiǎn)稱單位位置勢(shì)能）

p/pg---單位重量流體所具有的壓強(qiáng)勢(shì)能（簡(jiǎn)稱單位壓強(qiáng)勢(shì)能）

z+p/用-單位重量流體所具有的總勢(shì)能（簡(jiǎn)稱單位總勢(shì)能）

4

〃2/2g單位重量流體所具有的動(dòng)能（簡(jiǎn)稱單位動(dòng)能）

八Z+p/q+//2g單位重量流體所具有的總機(jī)械能（簡(jiǎn)稱單位總機(jī)械能）

5、在流體力學(xué)中，拉格朗日分析法和歐拉分析法有何區(qū)別？

答：拉格朗日法著眼于流體中各質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)情況跟蹤每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)觀察與分析該質(zhì)點(diǎn)的

運(yùn)動(dòng)歷程然后綜合足夠多的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況以得到整個(gè)流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

歐拉法著眼于流體經(jīng)過(guò)空間各固定點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況它不過(guò)問(wèn)這些流體運(yùn)動(dòng)情況是哪

些流體質(zhì)點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)的也不管那些質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)歷程因此拉格朗曰分析法和歐拉分析法

是翦述流體的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和方式的兩種不同的基本方法。

三、計(jì)算

1、用水銀比壓計(jì)量測(cè)管中水流，過(guò)流斷面中點(diǎn)流速u。如圖所示。測(cè)得A點(diǎn)的比壓計(jì)

讀數(shù)△〃=60mm汞柱。

（1）求該點(diǎn)的流速u；

（2）若管中流體是密度為O.8g/cm3的油，仍不變，該點(diǎn)流速為若干，不計(jì)損失。

［解］區(qū)+￡=區(qū)

y2gy

當(dāng)管中通水時(shí)：

u=j2xgxl2.6xM=\/2x9.807x12.6x0.06=3.85m/s

當(dāng)管中通油時(shí)：

u=j2xgxl6xM=A/2X9.807X16x0.06=4.31m/s

2、直徑為&=700mm的管道在支承水平面上分支為",=500mm的兩支管，A-A斷面

壓強(qiáng)為70kN/m2,管道流量。=（）.6m3/s,兩支管流量相等：（1）不計(jì)水頭損失，求支

墩受水平推力。（2）水頭損失為支管流速水頭的5倍，求支墩受水平推力。不考慮螺

栓連接的作用。

［解］匕=旦=———=1.56m/s

A%（0.7）2

a0.3,/e

v2=—=-------------=1.53m/s

A?（x（OS）?

5

2

p2=Pi=70kN/m

寫(xiě)動(dòng)量方程式：3（即2也-劭1%）=2匕M（%心-即％）=Zj.

=3080+139=3219N=3.219kN

當(dāng)汜入損失時(shí)：

2

/?2=64.15kN/m

同理

上=35.24kN

第四章

二、問(wèn)答題

1、根據(jù)雷諾實(shí)驗(yàn)，流體流動(dòng)有哪兩種狀態(tài)？對(duì)于圓管中的流動(dòng)，雷諾數(shù)通常是如何定

義的（要求說(shuō)明定義式中每個(gè)物理量的意義）？其流動(dòng)狀態(tài)的判別準(zhǔn)則是什么？

答：流體流動(dòng)有層流和湍流兩種狀態(tài)；

對(duì)于圓管中的流動(dòng)，雷諾數(shù)通常如何定義為=或Re—Q/人其中夕,匕〃,匕D

分別為流體的密度、平均速度、動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和圓管直徑；

一般認(rèn)為當(dāng)Re<2300時(shí)為層流；當(dāng)Re>4000時(shí)為湍流，當(dāng)2300vRe<4000為處于過(guò)

渡狀態(tài)的流動(dòng)。

2、根據(jù)尼古拉斯實(shí)驗(yàn)曲線中人隨Re變化的特征，可將曲線分為哪五個(gè)阻力區(qū)？

答：層流區(qū)、臨界過(guò)渡區(qū)、紊流光滑區(qū)、紊流過(guò)渡區(qū)、紊流粗糙區(qū)。

3、什么是沿程損失？什么是局部損失？

答：在沿程不變的管段上，流動(dòng)阻力沿程也基本不變，稱這類阻力為沿程阻力，克服

沿程阻力引起的能量損失為沿程損失。在邊壁急劇變化的區(qū)域，阻力主要地集中在該區(qū)

域中及其附近，這種集中分布的阻力稱為局部阻力。克服局部阻力的能量損失為局部損

失。

三、計(jì)算題

1、有一管徑d=20mm的室內(nèi)上水管，管中流速v=0.5m/s,水溫為t=20℃。（1）試判

斷管中水的流態(tài)。（2）管內(nèi)保持層流狀態(tài)的最大流速為多少？（20C時(shí)水的運(yùn)動(dòng)粘度

系數(shù)為1.00X10￡m2/s）

vd0.5*0.02

解:（1）Re=V=i,ooX106=10000>2000

6

故管中水流為素流。

(2)保持層流的最大流速就是臨界流速Ver。

Ver"

由于R?er=v=2000

所以Ver=(2000X1.00X10-6)/0.02=0.1m/s

2、設(shè)圓管的直徑d=2cm,流速v=5cm/s,水溫t=20℃。試求在管長(zhǎng)l=20m上的沿程

水頭損失。(20℃時(shí)水的運(yùn)動(dòng)枯度系數(shù)為1.OOX1O，］2/S)

解：先判明流態(tài)

vd

Re=Y=(5X2)/0.01=1000<2000,故為層流。

沿程阻力系數(shù)入=64/Re=64d000=0.06

/v2

沿程損失為hf=A工彳(0.06X(20/0.02)X(0.052/19.6))=0.044m

3、有一段磚砌的矩形風(fēng)道，壁面的絕對(duì)粗糙度△=6mm,斷面尺寸為550mm*300mm,

長(zhǎng)度L為50m,通過(guò)的風(fēng)量Q=800m3/h,空氣的溫度t=20℃,容重丫=11.77N/rrf,

運(yùn)動(dòng)粘度v=0.157cm7s,試求該風(fēng)道的沿程壓頭損失？

4000<Re<26.98X(d/A)W，4000<Re<100000,A=0.3164/Re025

105<Re<3X106,A=0.0032+0.221*Re0-237

解：當(dāng)量直徑：d=0.55X0.3X2(0.3.0.55)=0.3882m

Q=A*vv=8004-3600/(0.3X0.55)=1.3468m/s

Re=vd/v=0.3882X1.34684-(0.157X104)=33300

由于，4000<Re<100000,A=0.3164/33300°25=0.02342

P=AXL/dXv2/2gXy=0.02342X50/0.3882X1.34682/19.6X11.77=3.2587Pa

第五章孔口管嘴出流及管路計(jì)算

二問(wèn)答題

1.什么叫孔口自由出流？

在容器側(cè)壁或底壁上開(kāi)一孔口，容器中的液體自孔口出流到大氣中，稱為孔口自由出流。

2?什么叫孔口淹沒(méi)出流？

在容器側(cè)壁或底壁上開(kāi)一孔口，容器中的液體自孔口出流到充滿液體的空間，則稱為淹

沒(méi)出流。

7

3.什么叫長(zhǎng)管？

流體在管道中流動(dòng)時(shí)，速度水頭和局部水頭損失之和小于沿程水頭損失的5%

4.工程上常用的結(jié)構(gòu)類型有哪四大類？

簡(jiǎn)單管路，串聯(lián)管路，并聯(lián)管路和網(wǎng)管。

三計(jì)算題

1.水從A水箱通過(guò)直徑為10cm的孔口流入B水箱，流量系數(shù)為0.62°設(shè)上游水箱

的水面高程■=3m保持不變。

(1)B水箱中無(wú)水時(shí)，求通過(guò)孔口的流量。

(2)B水箱水面高程”2=2m時(shí)，求通過(guò)孔口的流量。

(3)A箱水面壓力為2000Pa,3m時(shí)，而B(niǎo)水箱水面壓力為0,%=2m時(shí)，

求通過(guò)孔口的流量c

[解]

(1)Q=2gHi=0.62x$x0./x，2gx3=3.72x10—3/5

223

(2)Q=//A-72^(H1-772)=O.62xl^xO.lx72^xl=2.16xl0-m/s

(3)。=UA?^2g[(3+f)-(2+0)]=0.62X1TTX0.1X0.1XJ2gx(3.202-2)

=0.62x-^xO.fJ2gxi.202=2.36x10^rn3/s

第八草

二、簡(jiǎn)答題

1.流函數(shù)的基本性質(zhì)有哪些？

①等流函數(shù)線代表流線

②q意兩流線間，通過(guò)任意曲線單位高度的流體體積流量等于兩流線上的流函數(shù)值之差

2.勢(shì)函數(shù)的基本性質(zhì)有哪些？

①速度勢(shì)函數(shù)在任意方向的偏導(dǎo)數(shù)等于速度在該方向上的投影

②流速與等勢(shì)面正交，且指向勢(shì)函數(shù)增加的方向

③在單連通區(qū)域中，任意兩點(diǎn)的速度勢(shì)函數(shù)的差值等于該兩點(diǎn)間流速沿任意曲線的線積

分

3.對(duì)于無(wú)旋流動(dòng)，應(yīng)滿足什么條件?

8

Hux/ay=auy/3xdux/Hz=auz/3xauy/dz=auz/ay

4.表示出流體微團(tuán)在運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下任一點(diǎn)的速度c

Ux=Ux+￡XX△X+￡yxAy+￡zx△Z+3y△z-3z△y

Uy=Uy+￡yy△y+￡zy△z+￡xy△X+3z△X-3XAZ

Uz=Uz+￡zz△Z+￡xz△X+￡yz△y+3xAy-3y△X

三、計(jì)算題

已知平面直角坐標(biāo)系中的速度場(chǎng)u=（/-）3+*"（2xy+y）j0試判斷：

（1）是否是不可壓縮流動(dòng)？為什么？

（2）是否是有勢(shì)流動(dòng)？為什么？如果是有勢(shì)流動(dòng)試求出速度勢(shì)函數(shù)。

解：（1）▽3=a+生=o,滿足不可壓縮流動(dòng)的連續(xù)性方程，所以，是不可壓縮流

oxdy

動(dòng)。

（2）X2=Vxv=Qk=吼］A=［-2y-（-2y）］A=0,所以流動(dòng)無(wú)旋，是有勢(shì)流動(dòng)。

dy）L」

db—=v=x2-y2+x-------（a）；

dx

理=匕,=一（2盯+y）-------（b）

先將y看成常數(shù)積分（a）式得：一孫2+；X2+/（）,）------（c）

代入（b）式得：一2肛+=一（2肛+y）

整理并積分得：/（），）=-（。為積分常數(shù)），再代入（c）式得：

（b」=-1x3-XV2—1V，+1X，H

3-2-2

5、以矢量形式寫(xiě)出常粘度條件下不可壓縮流體的Navier?Stokes方程的表達(dá)式，并說(shuō)明

各項(xiàng)的意義。

dv；dt一一非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)。定常流動(dòng)為0,靜止流動(dòng)為0（由時(shí)間變化引起，稱為當(dāng)?shù)丶铀俣龋?

（vV）v——對(duì)流項(xiàng)。靜止流場(chǎng)為0,蠕變流時(shí)。0（由空間位置變化引起，稱為遷移加

速度）;

9

單位質(zhì)量流體的體積力（質(zhì)量力）;

▽p/P---單位質(zhì)量流體的壓力差;

rV2v一一擴(kuò)散項(xiàng)（粘性力項(xiàng)）。對(duì)靜止或理想流體為0,高速非邊界層問(wèn)題=0。

下冊(cè)流體機(jī)械

第一章

1.風(fēng)機(jī)和泵流量定義有何區(qū)別？

泵與風(fēng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的流體量，通常用體積流量qV表示,單位為m3/s,m3/h。

測(cè)量時(shí)，泵以出口流量計(jì)算，而風(fēng)機(jī)則以進(jìn)口流量計(jì)算。

2.分別列出流體流經(jīng)泵與風(fēng)機(jī)所獲機(jī)械能的表示方法及單位？

z,+衛(wèi)且+日

H=E2-E1=

對(duì)于泵：通常用揚(yáng)程H表示，單位為m；「pg2gJ（pg2gJ

對(duì)于風(fēng)機(jī)：通常用全壓p表示，單位為Pa

3.泵和風(fēng)機(jī)按其工作原理可以分為那兩類？它們的工作原理有何不同？

分泵和風(fēng)機(jī)按其工作原理可以分為為葉片式和容積式。

葉片式泵和風(fēng)機(jī)工作原理：工作原理：工作葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)戶輪上的葉片將能量連續(xù)地傳給

流體，從而將流體輸送到高壓、高位處或遠(yuǎn)處。

容積式泵和風(fēng)機(jī)工作原理：通過(guò)工作室容積周期性變化而熨現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機(jī)。

4.試寫(xiě)出風(fēng)機(jī)靜壓，內(nèi)效率，靜壓內(nèi)效率的定義與表達(dá)式：

靜壓：風(fēng)機(jī)的全壓減去風(fēng)機(jī)出口截面處的動(dòng)壓pd2（亦稱風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓）稱為風(fēng)機(jī)的靜壓。

氏=d2=〃2-P片

pst表示，即:

內(nèi)效率：泵與風(fēng)機(jī)的有效功率與內(nèi)功率之比稱為泵與風(fēng)機(jī)的內(nèi)效率（風(fēng)機(jī)稱為全壓內(nèi)效

7="xl0C%

率）。用理表示，即：4

靜玉內(nèi)效率：靜壓效率是指風(fēng)機(jī)的靜壓有效功率和軸功率之比，用“st表示，即:

入=2x100%

5.試寫(xiě)出風(fēng)機(jī)內(nèi)功率的定義與表達(dá)式:

10

實(shí)際消耗于流體的功率稱為泵與風(fēng)機(jī)的內(nèi)功率，用Pi表示。它等于有效功率加上除軸

承、軸封外在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)損失掉的功率。即：Pi=Pe+ASP（kW）

1.有一葉輪外徑為300mm的離心式風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2890r7min時(shí)工無(wú)限多葉片葉輪的

理論全壓〃丁口是多少？設(shè)葉輪入口氣體沿徑向流入，葉輪出口的相對(duì)速度，設(shè)為半徑方

向?？諝饷芏萈=1.2kg/〃3

解：氣體沿徑向流入1=90°

又葉輪出口相對(duì)速度沿半徑方向河〃=90°

膽〃-X0.3x2980

%=60=60=46.79（m/s）

由圖知U2=%3=46.79m/s

:.PTB-夕匕“r=XX

第二章葉片式泵與風(fēng)機(jī)

1、簡(jiǎn)述離心式葉輪的葉片類型（按安裝角分類）

當(dāng)B2V90時(shí)，HTsVU22/g,葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，稱為后彎葉片葉型；

2

當(dāng)B2>90時(shí)，HTw>U2/g,葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相同，稱為前彎葉片葉型：

2

當(dāng)B2=90時(shí)，HT^U2/g,葉片彎曲方向沿葉輪的徑向展開(kāi)，稱為徑向葉片葉型。

2、流體流經(jīng)過(guò)泵或風(fēng)機(jī)時(shí)，共包括那些損失？

（1）水力損失（降低實(shí)際壓力）；

（2）容積損失（減少流量）；

（3）機(jī)械損失。

3.歐拉方程：”4=工（〃2物”“278—〃3”叱）有哪些特點(diǎn)？

（1）用動(dòng)量矩定理推導(dǎo)基本能量方程時(shí)，并未分析流體在葉輪流道中途的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，

于是流體所獲得的理論揚(yáng)程”“，僅與液體在葉片進(jìn)、出口的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，而與流動(dòng)

過(guò)程無(wú)關(guān)；

（2）流體所獲得的理論揚(yáng)程與被輸送流體的種類無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)無(wú)論被輸送的

流體是水或是空氣，乃至其它密度不同的流體；只要葉片進(jìn)、出口的速度三角形相同，

都可以得到相同的液柱或氣柱高度（揚(yáng)程）。

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4、為什么要采用后向葉型？

答：動(dòng)壓水頭成分大，流體在蝸殼及擴(kuò)壓器中的流速大，從而動(dòng)靜壓轉(zhuǎn)換損失必然較大,

實(shí)踐證明，了解這種情況是很有意義的。因?yàn)樵谄渌鼦l件相同時(shí).，盡管前向葉型的泵和

風(fēng)機(jī)的總的揚(yáng)程較大，但能量損失也大，效率較低。因此離心式泵全采用后向葉輪。在

大型風(fēng)機(jī)中，為了增加效率或見(jiàn)得噪聲水平，也兒乎都采用后向葉型。

1、有一轉(zhuǎn)速為1480r/min的水泵，理論流量Q=0.083301%,葉輪外徑功=360mm,

葉輪出口有效面積A=O.O23m2,葉片出口安裝角色=30°，試作出口速度三角形。

假設(shè)流體進(jìn)入葉片前沒(méi)有預(yù)旋運(yùn)動(dòng)，即匕〃=0。試計(jì)算此泵的理論壓頭H扭。設(shè)渦

流修正系數(shù)攵=0.77,理論壓頭〃『為多少？(提示：先求出口絕對(duì)速度的徑向分速

度“，作出速度三角形。)

［解］先求出葉輪出口的徑向分速度乙2：

Q%0.0833

=3.62m/s

%~~0.023

再求葉輪外緣圓周速度/：

〃?乃?Q_1480萬(wàn)x0.36

=27.84m/s

“26060-

然后按出口安裝角￡=3()。，可繪出速度三角形如圖所示:

根據(jù)速度三角形可以求出出口速度％的切向分速度匕2：

匕2=%-匕2?火尾=27.89-3.62x1.732=2.161m/s

若無(wú)預(yù)旋時(shí)，葉片無(wú)限多的葉輪理論壓頭為：

H..匕=—x27.89x21.61=61.5m

T82“298

僅考慮渦流修正系數(shù)時(shí)

H,.=K?H...=0.77x61.5=47.35m

2、某一單吸單級(jí)泵,流量0=45m3/h,揚(yáng)程”=33.5m,轉(zhuǎn)速〃=2900r/min,試求其

比轉(zhuǎn)數(shù)%為多少？如該泵為雙吸式，應(yīng)以Q/2作為比轉(zhuǎn)數(shù)中的流量計(jì)算值，則其比轉(zhuǎn)

數(shù)應(yīng)為多少？當(dāng)該泵設(shè)計(jì)成八級(jí)泵，應(yīng)以4/8作為比轉(zhuǎn)數(shù)中的揚(yáng)程計(jì)算值，則比轉(zhuǎn)數(shù)

12

為多少？

［解］根據(jù)計(jì)算公式可得：

當(dāng)該泵設(shè)計(jì)成八級(jí)泵，而總揚(yáng)程不變時(shí)，則為：

第三章

1、保證水泵穩(wěn)定性工作的條件是什么？

為保證水泵的穩(wěn)定工作，泵的零流量揚(yáng)程應(yīng)大于管路的測(cè)地高度?？紤]到供電電壓

波動(dòng)是不可避免的，一般下降幅度在2%-3%范圍內(nèi)，則反映到泵的揚(yáng)程上下降5%—

10%,因而穩(wěn)定性工作的條件為Hsy^(0.9-0.95)HOo

2、當(dāng)排水管堵塞時(shí)儀表的情況及原因、如何解決？

壓力表讀數(shù)比正常大，真空表讀數(shù)比正常小。因?yàn)榕潘芏氯古潘茏枇υ龃?

因而壓力表讀數(shù)上升，又因排水管阻力增大，使流量減小，故真空度下降。

排水管堵塞發(fā)生的部位及原因有排水閥門(mén)未打開(kāi)或開(kāi)錯(cuò)閥門(mén)。

3、保證水泵正常、合理工作的條件是什么？

①穩(wěn)定工作條件；

②工況點(diǎn)位于工業(yè)利用區(qū)；

③實(shí)際裝置的汽蝕余量大于泵的允許汽蝕余量；

4、簡(jiǎn)述離心水泵的兩種聯(lián)合工作方式？

1兩臺(tái)或兩臺(tái)以上水泵順序連接，前一臺(tái)水泵向后一臺(tái)水泵進(jìn)水管供水，稱為水泵的串

聯(lián)工作；2

兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的泵同時(shí)向一條管路供水時(shí)稱為并聯(lián)工作；

計(jì)算題

1、一泵允許吸上真空度6m,吸水管中流速1m/s,吸水管路總損失0.3m,試求實(shí)際

允許的吸水高度。

Hx表示實(shí)際吸水高度，Hs表示泵允許吸上真空度，hx表示吸水管路總損失，v表示

吸水管中流速

有公式得：

實(shí)際吸水高度Hx=Hs-v2/2g-hx

帶入數(shù)據(jù)得Hx=6-1/(2X9.8)-0.3=5.65m

2、重7=992kgf