1、流体力学、泵与风机题库一、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) Re2000 (B) Re1000； Re1000。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
2、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
3、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。一、填空题1流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。2在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。3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。4均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。5和液体相比，固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。6空气在温度为K，压强为mmHg时的密度和容重分别为 kg/m3和
4、N/m3。7流体受压，体积缩小，密度增大 的性质，称为流体的压缩性 ；流体受热，体积膨胀，密度减少 的性质，称为流体的热胀性 。8压缩系数的倒数称为流体的弹性模量 ，以来表示9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。10静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。11流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。12液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。13静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。14测压管是一根玻璃直管或形管，一端连接在需要测定的容器孔口上，另一端开口，直接和大
5、气相通。15在微压计测量气体压强时，其倾角为，测得cm 则h=10cm。16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。17通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。18 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。19静压、动压和位压之和以表示，称为总压。20液体质点的运动是极不规则的，各部分流体相互剧烈掺混，这种流动状态称为紊流。21由紊流转变为层流的临界流速小于 由层流转变为紊流的临界流速，其中称为上临界速度，称为下临界速度。22对圆管来说，临界雷诺数值。23圆管层流的沿程阻力系数仅
6、与雷诺数有关，且成反比，而和管壁粗糙无关。24根据繁荣变化特征，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。25紊流过渡区的阿里特苏里公式为。26速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失，称为局部损失。27正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R等于，当量直径de等于。28正三角形断面管道(边长为a)，其水力半径R等于，当量直径de等于。29湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。30层流运动时，沿程阻力系数与有关，紊流运动沿程阻力系数在光滑管区与有关，在过渡区与有关，在粗糙区与有关。31串联管路总的综合阻力系数S等于各管段的阻抗叠加
7、。32并联管路总的综合阻力系数S与各分支管综合阻力系数的关系为。管嘴与孔口比较,如果水头H和直径d相同，其流速比V孔口/V管嘴等于,流量比Q孔口/Q管嘴等于。33不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是。34即气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。35淹没出流是指液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间 时的流动。36气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动，称为气体淹没射流。37有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。38几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同，任意相应线段长度保持一定的比例 。39因次是指物理量的性质和类别。因次分析
8、法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。40容积泵与风机又可分为往复式和回转式。41根据流体的流动情况，可将泵和风机分为以下四种类别：离心式泵与风机；轴流式泵与风机；混流式泵与风机和贯流式泵与风机。42风机的压头（全压）是指单位体积气体通过风机所获的的能量增量。43单位时间内泵或风机所输送的流体量称为流量。风机的容积流量，特指风机进口处的容积流量。44泵或风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系，用来表示。45泵或风机的工作点是泵与风机的性能曲线 与管路的性能曲线 的交点。46泵的扬程H的定义是：泵所输送的单位
9、重量流量的流体从进口至出口的能量 增值。47安装角是指叶片进、出口处的切线 与圆周速度反方向 之间的交角。48泵和风机的全效率等于容积效率 ，水力效率 及机械效率 的乘积。49当泵的扬程一定时，增加叶轮转速可以相应的减少 轮径。50附面层的分离发生在减速增压 区。附面层外主流区的流动属于有势 流动。附面层内的流动属于有旋 流动。51.随着压力的增加，流体体积缩小；随着温度的升高，流体体积增大52. 锅炉汽包压力表读数为9.604MPa，大气压力表的读数为101.7kPa，汽包内工质的绝对压力为9.7057MPa53. 尼古拉兹实验揭示，在紊流水力光滑管区，沿程阻力系数与雷诺数有关。54.螺旋流
10、是点涡和点汇的叠加。55. 串联管道的流量特点是各管段中的流量相等；并联管道的能量损失特点是各并联支管的能量损失都相同56. 离心式水泵按工作叶轮数目分为单级泵和多级泵57. 泵与风机的损失有机械损失、容积损失和流动损失58. 比转数是反映某一系列泵或风机在最高效率工况时其流量和扬程以及转速的一个综合性参数。59.FAF20101型风机其中第一个F表示送风机，最后的F表示 动叶可调二、判 断 题1当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。 对2一个工程大气压等于98kPa,相当于10m水柱的压强。对3静止液体自由表面的压强，一定是大气压。错4静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。对5当静
11、止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部各点。对6当相对压强为零时，称为绝对真空。错7某点的绝对压强小于一个大气压强时即称该点产生真空。对8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。对9恒定流时，流线随的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。错10渐变流过水断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压强分布规律相同。对11流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错12一变直径管段，A断面直径是B断面直径的2倍，则B断面的流速是A断面流速的4倍。对13弯管曲率半径Rc与管径d之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错14随流动雷诺数增大，管流壁面粘
12、性底层的厚度也愈大。错15水泵的扬程就是指它的提水高度。错16管嘴出流的局部水头损失可有两部分组成，即孔口的局部水头损失及收缩断面处突然缩小产生的局部水头损失。错17当流速分布比较均匀时，则动能修正系数的值接近于零。错18流速分布越不均匀，动能修正系数的值越小。错19在水流过水断面面积相等的前提下，湿周愈大，水力半径愈小。对20圆形管的直径就是其水力半径。错21为了减少摩擦阻力，必须把物体做成流线型。错22在研究紊流边界层的阻力特征时，所谓粗糙区是指粘性底层的实际厚度小于粗糙高度。对23水泵的安装高度取决于水泵的允许真空值、供水流量和水头损失。对24大孔口与小孔口都可认为其断面上压强、流速分布
13、均匀，各点作用水头可以认为是一常数。错25.水泵填料密封的填料箱处不允许有任何滴水现象。错26.轴流式泵与风机适用于当能头变化大时，要求流量变化不大的场合。对27.大容量高参数的多级泵采用平衡孔或平衡管平衡轴向推力。错28.我国离心式风机的支承与传动方式已经定型，共有A、B、C、D四种型式。错29.泵与风机的最佳工况点是效率最高时所对应的工况点。对30.虹吸管虹吸高度取决于管内真空值。错31.静止流体中任意一点的静压力不论来自哪个方向均相等。对32.压力表实际测得的压力是绝对压力。错33.作用在流体上的静压力为质量力。错34.理想不可压缩流体是指没有粘性且密度为常数的流体。对三、简 答 题1什
14、么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？ 答： 粘滞性是当流体流动时，在流体内部显示出的内摩擦力性质。 牛顿内摩擦定律是： ；不满足牛顿内摩擦定律的流体是非牛顿流体。2在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？答：（1）连续介质；（2）无粘性流体；（3）不可压缩流体。3什么是理想流体？答：理想流体即指无粘性流体，是不考虑流体的粘性的理想化的流体。4什么是实际流体？答：考虑流体的粘性的流体。5什么是不可压缩流体？答：不计流体的压缩性和热胀性的而对流体物理性质的简化。6为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？答：由于流体在静止时，不能承受拉力和
15、切力，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。7为什么水平面必是等压面？答：由于深度相等的点，压强也相同，这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见水平面是压强处处相等的面，即水平面必是等压面。8什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？答： 在同一种液体中,如果各处的压强均相等由各压强相等的点组成的面称为等压面。满足等压面的三个条件是同种液体连续液体静止液体。9什么是阿基米德原理？答：无论是潜体或浮体的压力体均为物体的体积，也就是物体排开液体的体积。10潜体或浮体在重力G和浮力P的作用，会出现哪三种情况？答：（1）重力大于浮力，则物体下沉至底；（2）重力等于浮力，则物体可在任一
16、水深处维持平衡；（3）重力小于浮力，则物体浮出液体表面，直至液体下部分所排开的液体重量等于物体重量为止。11等角速旋转运动液体的特征有那些？答：（1）等压面是绕铅直轴旋转的抛物面簇；（2）在同一水平面上的轴心压强最低，边缘压强最高。12什么是绝对压强和相对压强？答： 绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。相对压强：当地同高程的大气压强为零点起算的压强。13什么叫自由表面？答： 和大气相通的表面叫自由表面。14什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？答： 流线是某一瞬时在流场中画出的一条空间曲线，此瞬时在曲线上任一点的切线方向与该点的速度方向重合，这条曲线叫流线。 区别
17、：迹线是流场中流体质点在一段时间过程中所走过的轨迹线。流线是由无究多个质点组成的，它是表示这无究多个流体质点在某一固定瞬间运动方向的曲线。而迹线则是在时间过程中表示同一流体质点运动的曲线。15什么是流场？答：我们把流体流动占据的空间称为流场，流体力学的主要任务就是研究流场中的流动。16什么是欧拉法？答：通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。17什么是拉格朗日法？答：通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法。18什么是恒定流动？什么是非恒定流动？答： 动平衡的流动，各点流速不随时间变化，由流速决定的压强、粘性力也不随时间变化，这种流动称之为恒定流动反之为非恒定流动。19什
18、么是沿程损失？答： 在沿程不变的管段上，流动阻力沿程也基本不变，称这类阻力为沿程阻力，克服沿程阻力引起的能量损失为沿程损失。20什么是局部损失？答：在边壁急剧变化的区域，阻力主要地集中在该区域中及其附近，这种集中分布的阻力称为局部阻力。克服局部阻力的能量损失为局部损失。21什么叫孔口自由出流和淹没出流？答： 在容器侧壁或底壁上开一孔口，容器中的液体自孔口出流到大气中，称为孔口自由出流。如出流到充满液体的空间，则称为淹没出流。 22什么是有旋流动？什么是无旋流动？答： 流体微团的旋转角速度不完全为零的流动称为有旋流动，流场中各点旋转角速度等于零的运动，成为无旋运动。23在流体力学中，拉格朗曰分析
19、法和欧拉分析法有何区别？答： 拉格朗曰法着眼于流体中各质点的流动情况跟踪每一个质点观察与分析该质点的运动历程然后综合足够多的质点的运动情况以得到整个流体运动的规律。 欧拉法着眼于流体经过空间各固定点时的运动情况它不过问这些流体运动情况是哪些流体质点表现出来的也不管那些质点的运动历程因此拉格朗曰分析法和欧拉分析法是描述流体的运动形态和方式的两种不同的基本方法 。24什么叫流管、流束、过流断面和元流？答：在流场内，取任意非流线的封闭曲线L，经此曲线上全部点做流线，这些流线组成的管状流面，称为流管。流管以内的流体，称为流束。垂直于流束的断面称为流束的过流断面，当流束的过流断面无限小时，这根流束就称为
20、元流。25什么是入口段长度？对于层流、紊流分别用什么表示？答：从入口到形成充分发展的管流的长度称为入口段长度，以表示。对于层流：；对于紊流：。26什么是单位压能？答：是断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度，水力学中称为压强水头，表示压力作功所能提供给单位重量流体的能量，称为单位压能。27什么是滞止参数？答：气流某断面的流速，设想以无摩擦绝热过程降低至零时，断面各参数所达到的值，称为气流在该断面的滞止参数。滞止参数一下标“0”表示。28气流速度与断面的关系有哪几种？答：M1为超音速流动，说明速度随断面的增大而加快；随断面的减少而减慢。M=1既气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。2
21、9什么是几何相似、运动相似和动力相似？答： 几何相似是指流动空间几何相似，即形成此空间任意相应两线段交角相同，任意相应线段长度保持一定的比例。运动相似是指两流动的相应流线几何相似，即相应点的流速大小成比例，方向相同。动力相似是指要求同名力作用，相应的同名力成比例。30要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么？答：如果两个同一类的物理现象，在对应的时空点上，各标量物理量的大小成比例，各向量物理量除大小成比例外，且方向相同，则称两个现象是相似的。要保证两个流动问题的力学相似，必须是两个流动几何相似，运动相似，动力相似，以及两个流动的边界条件和起始条件相似。31什么是因次分析法？答： 因次
22、分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。32为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？答： 因为虹吸管内出现了真空。33什么是泵的扬程？答： 泵所输送的单位重量流量的流体从进口至出口的能量增值。 也就是单位重量流量的流体通过泵所获得的有效能量。单位是m。34什么是水力半径？什么是当量直径？答：水力半径R的定义为过流断面面积和湿周之比，即；当量直径。35什么是气蚀现象？产生气蚀现象的原因是什么？答：气蚀是指浸蚀破坏材料之意，它是空气泡现象所产生的后果。原因有下：泵的安装位置高出吸液面的高差太大；泵安装地点的大气压较低；泵所输送的液体温度过高。36为
23、什么要考虑水泵的安装高度？什么情况下，必须使泵装设在吸水池水面以下？答： 避免产生气蚀现象。吸液面压强处于气化压力之下或者吸水高度大于10米时必须使泵装设在吸水池水面以下。37试述风机的工作原理答： 当叶轮随轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力，并使气体从叶片间的出口处甩出。被甩出的气体进入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能使风机的的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不断地输送气体。38欧拉方程：有哪些特点？答：（1）用动量矩定理推导基本能量方程时，并未分析流体在叶轮流道中途的运动过程，于是流体所获得的理论扬程，
24、仅与液体在叶片进、出口的运动速度有关，而与流动过程无关；（2）流体所获得的理论扬程，与被输送流体的种类无关。也就是说无论被输送的流体是水或是空气，乃至其它密度不同的流体；只要叶片进、出口的速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或气柱高度（扬程）。39为什么要采用后向叶型？答：动压水头成分大，流体在蜗壳及扩压器中的流速大，从而动静压转换损失必然较大，实践证明，了解这种情况是很有意义的。因为在其它条件相同时，尽管前向叶型的泵和风机的总的扬程较大，但能量损失也大，效率较低。因此离心式泵全采用后向叶轮。在大型风机中，为了增加效率或降低噪声水平，也几乎都采用后向叶型。40流体流经过泵或风机时，共包括那些损
25、失？答：（1）水力损失（降低实际压力）；（2）容积损失（减少流量）；（3）机械损失。41.指出离心式风机主要部件名称42、简述供热车间主要有哪些风机？根据所输送的气体性质说明它们在结构上应注意哪些问题？ 答案：主要风机有：一次风机、送风机、引风机等。一次风机、送风机所输送的是比较干净的冷空气；引风机所输送的是温度较高的烟气，而且烟气中含有少量的细飞灰和一些腐蚀性气体 根据所输送的气体性质，引风机在结构上应考虑防磨、防积灰和防腐蚀，以及轴承冷却、机壳热膨胀和热变形等问题；43.离心泵的工作原理是什么？答案： 离心泵的工作原理是当将泵和吸入管中灌满液体而启动后，由于叶轮的旋转叶轮中心附近的液体受离
26、心力作用，被甩向叶轮的周围，这时在叶轮中心附近形成了没有液体的局部真空，贮液槽内的液体在大气压作用下经吸入管进入叶轮中，因此叶轮不断旋转，泵便能不断吸入液体而吸入的液体又不断地沿排出管排出，并能送到一定高度。44.机械转动设备所用的润滑油为何要控制温度 ？答案： 液体的黏性随温度的升高而降低， 当机械转动设备的润滑油回油温度过高，由于黏性降低，妨碍油膜形成，会造成轴承温度异常升高，甚至引起轴瓦烧毁事故；而温度过低，由于黏性增大，会造成设备振动。45.发生绕流阻力的原因是什么？答案：粘性流体绕物体流动时，物体一定受到流体的压强和切向应力的作用，这些力的合力一般可分解为与来流方向一致的作用力 FD
27、 和垂直于来流方向的升力FL 。由于 FD 与物体运动方向相反，起着阻碍物体运动的作用，所以称为阻力。绕流物体的阻力由两部分组成：一部分是由于流体的粘性在物体表面上作用着切向应力，由此切向应力所形成的摩擦阻力；另一部分是由于边界层分离，物体前后形成压强差而产生的压差阻力。摩擦阻力和压差阻力之和统称为物体阻力。46.绘出轴流式泵与风机流量与功率的性能曲线，并分析为什么轴流式泵与风机应全开阀门启动？答案：轴功率P在空转状态(qv 0)时最大，随流量的增加随之减小，为避免原动机过载，对轴流式泵与风机要在阀门全开状态下启动。如果叶片安装角是可调的，在叶片安装角小时，轴功率也小，所以对可调叶片的轴流式泵
28、与风机可在小安装角时启动。47.大型的轴流式、混流式泵与风机采用什么调节方式经济性最高？答案：大型的轴流式、混流式泵与风机采用可动叶片调节，即动叶安装角可随不同工况而改变，这样使泵与风机在低负荷时的效率大大提高，当叶片安装角增大时，性能曲线的流量、扬程、功率都增大，反之都减小。因而启动时可减小安装角以降低启动功率。改变叶片的安装角时效率曲线也有变化，但在较大流量范围内几乎可保持较高效率，而且避免了采用阀门调节的节流损失，所以这种调节方式经济性很高。48.离心泵的轴向力是如何产生的？答案：离心泵在运行时，由于作用在叶轮两侧的压力不相等，尤其是高压水泵，会产生一个很大的压差作用力F1，此作用力的方
29、向与离心泵转轴的轴心线相平行，故称为轴向力。另外，液体在进入叶轮后流动方向由轴向转为径向，由于流动方向的改变，产生了动量，导致流体对叶轮产生一个反冲力F2。反冲力F2的方向与轴向力F1的方向相反。对于立式水泵，转子的重量是轴向的，也是轴向力的一部分，用F3表示。在这三部分轴向力中，F1是主要的。49.管内流体流动产生的阻力损失有哪几种？如何减少？答案：管内流体流动产生的阻力损失有沿程阻力损失和局部阻力损失。1 从公式分析减小阻力损失的措施( 1 ）减小沿程阻力损失。1 ）减小管长 L 。沿程阻力损失的大小与管路长度成正比，在满足需要和保证安全的基础上，尽量减小管道长度。 2 ）选用合理的经济流
30、速，适当增大管径 d 。3）减小管壁的绝对粗糙度 4）提高液体温度，以减小动力粘滞系数 5）使用圆管。 （2）减小局部阻力损失 减少局部阻件个数；改善局部阻件形状 例如管道进口采用圆弧光滑过渡；改突然变径管为渐变管；采用较大的转弯半径；减小三通阻力 从运行角度考虑减小阻力损失主要是保持各管路部件处于合理的运行状态。减少由于节流、堵塞等非正常流动而造成的阻力损失。50.当粘性流体绕流圆柱体时为什么会发生边界层的脱离？答案：在边界层内的流体质点除了受到摩擦阻力的作用外，还受到流动方向上压强差的作用。当流体绕过圆柱体最高点 B 流到后半部时，压强增加，速度减小，从而使动能消耗更大。当达到 S 点时，
31、近壁处流体质点的动能已被消耗完尽，于是一部分流体质点在 S 点停滞下来，过 S 点以后，压强继续增加，在压强差的作用下，近壁处的流体质点开始倒退。边界层内流体质点的倒流迅速扩展，而边界层外的主流继续向前流动，以 ST 线为界，在 ST 线内是倒流，在 ST 线外是向前的主流，两者流动方向相反，从而形成旋涡。使流体不再贴着圆柱体表面流动，而从表面分离出来，造成边界层分离， S 点称为分离点。51.什么是水击现象？如何防止? 答案：在压力管路中，由于液体流速的急剧变化，从而造成管中液体的压力显著、反复、迅速的变化，对管道有一种“锤击”的特征，称这种现象为水锤。(或叫水击。) 防止措施：增加阀门启闭
32、时间；尽量缩短管道的长度；增大管道直径；管道上装设安全阀门等等减压装置 ，以限制压力突然升高的数值或压力降得太低的数值。52.什么是水泵的汽蚀现象？为防止汽蚀现象在泵的结构上可采取哪些措施？答案：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。1）首级叶轮采用双吸叶轮，当流量相同时，双吸叶轮能使叶轮进口的流速降低一半，从而降低 NPSHR 。 2 ）增大叶轮进口面积，可用增大叶轮进口直径 D和增大叶片进口宽度 B 等方法来达到。3 ）适当增大叶轮前盖板转弯处曲率半径，这样可以减小液体脱壁程度，从而降低 NPSHR 。 4 ）装置诱导轮或
33、前置叶轮。5 ）选择适当的叶片数也能提高抗汽蚀性能。53写出泵有效功率表达式，并解释式中各量的含义及单位。答：泵有效功率表达式为Pe=gqvPe：有效功率。W：密度，kg/m3g：9.81N/kgqv：体积流量， m3/sH：扬程，m54风机全压及静压的定义式什么？答：风机的能头风机的能头称为全压或风压，包括静压和动压。全压系指单位体积气体流过风机时所获得的总能量增加值。对风机来说，由于输送的是气体(可压缩性流体)，即使进出口风管直径相差不大，但流速仍可相差很大，因此，其动压改变较大，且在全压中所占的比例很大，有时甚至可达全压的50以上。而克服管路阻力要由静压来承担，因此风机的风压需要用全压及
34、静压分别表示。风机的动压为风机的静压为风机的全压，包括静压和动压两部分即55简述流体在叶轮内的流动分析假设。答：由于流体在叶轮内流动相当复杂，为了分析其流动规律，常作如下假设：（1）叶轮中的叶片为无限多，即认为叶轮的叶片是一些无厚度的骨线（或称型线）。受叶片型线的约束，流体微团的运动轨迹完全与叶片型线相重合。（2）流体为理想流体，即忽略了流体的粘性。因此可暂不考虑由于粘性使速度场不均匀而带来的叶轮内的流动损失。（3）流动为稳定流，即流动不随时间变化。（4）流体是不可压缩的，这一点和实际情况差别不大，因为液体在很大压差下体积变化甚微，而气体在压差很小时体积变化也常忽略不计。（5）流体在叶轮内的流
35、动是轴对称的流动。即认为在同一半径的圆周上，流体微团有相同大小的速度。就是说，每一层流面（流面是流线绕叶轮轴心线旋转一周所形成的面）上的流线形状完全相同，因而，每层流面只需研究一条流线即可。56解释叶轮内流体的牵连运动、相对运动及绝对运动，并画出速度三角形。答：所谓牵连运动是指：当叶轮旋转时，流体微团在叶轮作用下沿着圆周方向的运动。这时可以把流体微团看成好象是固定在叶轮上随叶轮一起旋转的刚体，其速度称为牵连速度，表示。显然它的方向与圆周的切线方向一致，大小与所在的圆周半径r 和转速n 有关。所谓相对运动，是指流体微团在叶轮流道内相对于叶片的运动，其速度称为相对速度，显然它的方向就是质点所在处叶
36、片的切线方向，大小与流量qV 及流道形状有关。牵连运动和相对运动的合成运动称为绝对运动，它是流体相对于机壳等固定件的运动，其速度称为绝对速度。速度三角形如下图。57已知叶轮的几何条件及转速时，试求圆周速度u 和绝对速度的径向分速r .答： （1）圆周速度u 为：式中D叶轮直径（作进，出口速度三角形时，分别以D1，或D2，代入），m；n 叶轮转速，r/min。（2）绝对速度的径向分速r 为：式中qVT. 理论流量，即流过叶轮的流量，m3/s；A 有效过流面积（与r 垂直的过流面积），m2。58流体在轴流式叶轮内流动的速度三角形有什么特点？答：在同一半径上叶栅前后的圆周速度相等，即u1= u2=u
37、，并且由于流体流动的连续性及不可压假设，叶栅前后相对速度和绝对速度的轴向分量也相等即w1a= w2a = wa， 1a = 2a = a 。因此可将进、出口速度三角形画在一起，如图所示。59试写出叶片式（离心式和轴流式）泵与风机的能量方程式的两种形式。答：叶片式泵与风机的能量方程式为：对于风机，习惯上用全压表示流体所获得的能量，即单位体积气体流经叶轮时获得的能量。由于p T= gHT，所以，风机的能量方程式为：对于轴流式泵与风机，由于u1=u2=u，代入两式，可得轴流式泵与风机的能量方程式为：60为了提高叶片式泵与风机的理论能头，可以采取那些措施？答：由能量方程式可知叶轮的理论能头与叶轮外径D
38、2、圆周速度u2 成正比。因u2= D2n/60，所以，当其它条件相同时，加大叶轮外径D2 和提高转速n 均可以提高理论能头。但增大D2 会使叶轮的摩擦损失增加，从而使泵预风机的效率下降，同时还会使泵与风机的结构尺寸、重量和制造成本增加，此外，还要受到材料强度、工艺要求等的限制，所以不能过份增大D2。提高转速，可以减小叶轮直径，因而减小了结构尺寸和重量，可降低制造成本，同时，提高转速对效率等性能也会有所改善。因此，采用提高转速来提高泵与风机的理论能头是目前普遍采用的方法。目前火力发电厂大型给水泵的转速已高达7500r/min。但是转速的提高也受到材料强度的限制及泵的汽蚀性能和风机噪声的限制，所
39、以转速也不能无限制地提高。提高2u也可提高理论能头，而2u与叶轮的型式即出口安装角2y 有关，这一点将在第u1 1u反映了泵与风机的吸入条件，减小u1 1u也可提高理论能头。因此，在进行泵与风机的设计时，一般尽量使190（即流体在进口近似为径向流入， 1u0），以获得较高的能头。61为了提高叶片式泵与风机的理论能头，采用加大叶轮外径D2 的方法与提高转速n 的方法对泵与风机各有什么影响？答：当其它条件相同时，加大叶轮外径D2可以提高理论能头。但增大D2 会使叶轮的摩擦损失增加，从而使泵预风机的效率下降，同时还会使泵与风机的结构尺寸、重量和制造成本增加，此外，还要受到材料强度、工艺要求等的限制，
40、所以不能过份增大D2。提高转速，可以减小叶轮直径，因而减小了结构尺寸和重量，可降低制造成本，同时，提高转速对效率等性能也会有所改善。因此，采用提高转速来提高泵与风机的理论能头是目前普遍采用的方法。目前火力发电厂大型给水泵的转速已高达7500r/min。但是转速的提高也受到材料强度的限制及泵的汽蚀性能和风机噪声的限制，所以转速也不能无限制地提高。62分别画出后弯式、径向式和前弯式叶轮的出口速度三角形。答：a为后向式，b为径向式，c为前向式63简述叶片安装角与理论能头的关系。答：由出口速度三角形得：代入能量方程式得对一定的叶片、转速和流量，a、b为定值。，在叶片安装角可能达到的整个理论范围内，叶片
41、安装角越大，流体所获得的能量就越高。这样，我们似乎可以得出结论：前向式叶轮的理论能头大，因而效果好；而后向式叶轮的理论能头小，因而效果差；径向叶轮的理论能头居中，因而效果居中。这种结论是不全面的，因为在理论能头HT中，还存在着动压头和静压头的比例问题，而这个分配比例在考虑到流体的粘性时，却直接影响着叶轮的运行效率等问题，这正是工程中所十分关心的。因此，还须在讨论了2y对HT中的动压头和静压头比例的影响之后，才能最终作出结论64简述叶片安装角与反作用度的关系。答：反作用度是指静压头和理论能头的比值，用表示可见，当叶轮的外径、转速、流量一定时，反作用度只和出口安装角有关。随着2y的增加，反作用度减
42、小。当2y从其最小值2ymin 增大到最大值2ymax 时，反作用度从1 减小到零。由分析不难看出，当2ymin 2y90时，流体所获得的理论能头HT中，静压头Hst所占的比例大于动压头Hd所占的比例；当90 2y 2ymax 时，则静压头所占的比例小于动压头所占的比例。应当说明的是两种极限情况，只说明的变化范围，而并无实际意义。因为在这两种情况下，或者流体不能获得能量，或者流体得不到输送。65三种不同型式的叶轮那种效率高，为什么？答：从效率观点看，后向式高，前向式低，径向式居中。这是因为1）从叶片间流速来看，前向式叶轮的流道较短，扩散度较大，在一情况下，流动容易发生分离，因而局部损失大；后向
43、式叶轮流道较长，而且变化均匀，不易产生分离，故局部损失小；而径向式叶轮则介于两者之间2） 从叶片的曲率大小来看，前向式叶轮的曲率大，因它迫使流体沿着旋转方向抛出，使流体的运动方向变化较大，因此，流动损失较大；后向式叶片曲率较小，与前者比较，损失小，效率高3） 从能量转化观点看，前向式动压头所占比例比后向式大，而工程实际中所希望的是高的静压头以克服管路系统的阻力，而不希望有高的动压头。因此，要求叶轮出口的动压头要在叶轮后的导叶或蜗壳中部分地转化为静压头。而这种能量转化总是伴随着损失，速度越高，转化损失越大，所以，前向式能量损失比后向式大66流体流经泵与风机时存在那几种形式的损失？答：流体流经泵与
44、风机时的损失，按其能量损失的形式不同可分为三种：机械损失、容积损失和流动损失。67圆盘摩擦损失属于哪种形式的损失？它与那些因素有关？答：圆盘摩擦损失虽然具有流动损失的特点，但它只是消耗原动机的输入功率而不降低叶轮内输送流体的能头，故归为机械损失。 圆盘摩擦损失Pm2 与转速n 的三次方、叶轮外径D2 的五次方成正比；降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低Pm2，从而提高效率；适当选取叶轮和壳体的间隙，可以降低圆盘摩擦损失。68什么是冲击损失，它是怎样产生的？答：当流量偏离设计流量时，流体速度的大小和方向要发生变化，在叶片入口和从叶轮出来进入压出室时，流动角不等于叶片的安装角，从而产生的
45、损失叫冲击损失。当流量偏离设计流量时（不管是大于还是小于设计流量）可将相对速度分解为两个分速：一个与叶片进口安装角一致，用表示；一个与该点的圆周切线方向一致，用ws 表示，称为冲击速度。由于冲击速度的存在，使得流体在叶片背面或叶片工作面上形成涡流，导致很大的能量损失。69机械效率、容积效率和流动效率的定义式是什么，三者与总效率的关系如何？答：机械效率等于轴功率克服机械损失后所剩余的功率（即流动功率Ph）与轴功率Psh 之比，。容积效率为考虑容积损失后的功率与未考虑容积损失前的功率之比，。流动效率等于考虑流动损失后的功率（即有效功率）与未考虑流动损失前的功率之比。三者与总效率的关系是：。70泵启
46、动时，为避免启动电流过大，离心式泵和轴流式泵的出口阀门状态如何？为什么？答：离心式泵与风机的Psh-qV 曲线随着流量的增加呈上升趋势，混流式泵与风机的Psh-qV 曲线几乎不变或者变化很小，而轴流式泵与风机的Psh-qV 曲线随着流量的增加，急剧下降。一般说，对轴流泵，当关闭阀门（qV =0）时的轴功率是其最佳工况下轴功率的120%140% 左右此，轴流式泵与风机在小流量时容易引起原动机过载。为了减小原动机容量和避免启动电流过大，轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机则应在关闭阀门的情况下启动。71对自江河、水库取水的电厂循环水泵而言，其H-qV 性能曲线应怎样比较好；而对于电厂的给水泵、凝结水泵，其H-qV 性能曲线应怎样比较好，为什么？答：自江河、水库取水的电厂循环水泵选择陡降型曲线，因为这种曲线的特点是，当流量变化很小时能头变化很大，因而适宜于流量变化不大而能头变化较大的场合。随着季节的变化，江河、水库的水位涨落
