泵与风机试题库
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（课程代码 2252）
第一部分 选择题
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1. 泵与风机是将原动机的 的机械。（ ）
A ．机械能转换成流体能量
B ．热能转换成流体能量
C ．机械能转换成流体内能
D ．机械能转换成流体动能
2. 按工作原理，叶片式泵与风机一般为轴流式、混流式和（ ）。
A.滑片式
B.螺杆式
C.往复式
D.离心式
3. 某台泵的转速由3000r/min 上升到3500r/min ，其比转速（ ）
A ．增加
B ．降低
C ．不变
D ．有可能增加，也可能降低，不可能不变
4. 中、高比转速离心式泵与风机在推导车削定律时，对车削前后的参数关系作了如下假设（ ）
A ．2
'22'22'
2D D b b ,b b == B ．e 2,'e 2,2
'22'2,D D b b ββ==，出口速度三角形相似 C ．,b b 2'
2=e
2,'e 2,ββ=，出口速度三角形相似 D ．叶轮在车削前后仍保持几何相似
5. 低比转速离心式泵与风机在推导车削定律时，对车削前后的参数关系作了如下假设（ ）
A ．2'22'22'2
D D b b ,b b == B ．e 2,'e 2,2
'
22'2,D D b b ββ==，出口速度三角形相似 C ．,b b 2'
2=e
2,'e 2,ββ=，出口速度三角形相似 D ．叶轮在车削前后仍保持几何相似
6. 下述哪一种蜗舌多用于高比转速、效率曲线较平坦、噪声较低的风机 ( )
A.平舌
B.短舌
C.深舌
D.尖舌
7. 某双吸风机，若进气密度ρ=1.2kg/m 3，计算该风机比转速的公式为( ) A.43
v
y p q n n = B.43v y )p 2.1(2q n n =
C.43
v
y )p 2.1(q n n = D.43v y p 2q n n =
8. 某单吸风机，若进气密度ρ=1 kg/m 3，计算该风机比转速的公式为( ) A.43
v
y p q n n = B.43v y )p 2.1(2q n n = C.43
v
y )p 2.1(q n n = D.43v y p 2q n n =
9. 轴流式泵与风机属于( )的泵与风机。
A.高比转速
B.低比转速
C.高扬程(全压)、大流量
D.低扬程(全压)、小流量
10. 比转速是一个包括（ ）等设计参数在内的综合相似特征数。
A. 流量、转速、汽蚀余量
B. 流量、压头、效率
C. 功率、压头、转速 D 、 流量、压头、转速
11. 汽蚀比转速是一个包括（ ）等设计参数在内的综合相似特征数。
A. 流量、转速、汽蚀余量
B. 流量、压头、效率
C. 功率、压头、转速 D 、 流量、压头、转速
12. 比转速相等的泵( )相似
A.几何
B.运动
C.不一定
D.工况相似
13. 某台风机的转速由1750r/min 上升到1980r/min 时，其比转速（ ）
A ．增加
B ．降低
C ．不变
D ．可能增加，也可能降低
14. 离心式泵与风机比转速增加时,其性能曲线( )
A.由陡峭变平坦
B.由平坦变陡峭
C.与比转速无关 （D ）与比转速范围有关
15. 轴流式泵采用出口端节流调节方式，在节流调节中，随着流量的不断减小，其消耗的轴
功率将（ ）
A ．不断增大
B ．不断减小
C ．基本不变
D ．增大或减小，不变均有可能
16. 轴流式泵与风机的叶片加工成扭曲形是为了（ ）
A ．增加叶片强度
B ．增加叶片刚度
C ．使叶顶至叶根处扬程相等
D ．避免泵与风机振动
17. 轴流式风机采用出口端挡板节流调节方式，则随着挡板关小，风机流量减小，风机所消耗的轴功率将( )
A.不断增大
B.不断减小
C.基本不变
D.增大、减小或不变均有可能
18. 轴流式泵与风机在定转速下运行时，为了避免启动电流过大，通常在( )
A.阀门稍稍开启的情况下启动
B.阀门半开的情况下启动
C.阀门全关的情况下启动
D.阀门全开的情况下启动
19. 对动叶可调的轴流式风机，为了避免启动电流过大，应( )启动。
A.关闭动叶片
B.全开动叶片
C.半开动叶片
D.将动叶片调到效率最高的角度
20. 在轴流式泵与风机的叶轮速度三角形中，速度( )
A.v 1=v 2, u 1=u 2, w 1a =w 2a
B.w 1=w 2, u 1=u 2, v 1a =v 2a
C.u 1=u 2, v 1a =v 2a , w 1a =w 2a
D.v 1u =v 2u , u 1=u 2, v 1a =v 2a
21. 一般情况下，轴流式泵与风机比离心式泵与风机的流量（ ）。
A. 小
B. 大
C. 相等
D. 不能比较大小
22. 动叶调节轴流式风机启动时,动叶与管路上的挡板状态为( )
A.全部打开
B.全部关闭
C.动叶打开，挡板关闭
D.挡板打开，动叶关闭
23. 泵与风机几何相似，表示原型与模型的泵与风机（ ）
A ．叶轮直径互成比例
B ．叶轮时、出口宽度互成比例
C ．结构形式一样
D ．各过流部件对应线性尺寸成同一比例，对应安装角相等，叶片数目相等
24. 几何相似的一系列风机，无因次性能曲线（ ）
A.不同
B.相同
C.形状与转速有关
D.工况相似时相同
25. 泵与风机的运动相似,即( )
A.同名速度的大小相等
B.同名速度三角形相似
C.几何尺寸成正比
D.雷诺数相等
26. 泵与风机几何相似，表示原型与模型的泵与风机（ ）
A ．叶轮直径互成比例
B ．叶轮进、出口宽度互成比例
C ．结构形式一样
D ．各过流部件对应线性尺寸成同一比例，对应安装角相等，叶片数目相等
27. 用一台离心泵输送清水时,当水温升高时,( )
A.有效汽蚀余量增加
B.必需汽蚀余量增加
C.有效汽蚀余量减少
D.必需汽蚀余量减少
28. 某水泵转速不变，当输送的水温增加时，泵最高效率点的扬程值（ ）
A ．增加
B ．降低
C ．先增加后降低
D ．不变
29. 某风机转速不变，当输送的气体温度增加时，最高效率点的全压值（ ）
A ．增加
B ．降低
C ．先增加后降低
D ．不变
30. 某水泵，转速不变，当输送的水温增加时，泵最高效率点的扬程值（ ）
A ．增加
B ．降低
C ．先增加后降低
D ．不变
31. 泵管路特性方程2v
st C q H H ?+＝中，H C 是表示当管路输送的流量为q v 时， 的液体所需的机械能（ ）
A ．单位时间所通过管道
B ．单位重量
C ．单位体积
D ．单位质量
32. 当叶轮出口直径相同，转速相同，且泵的流量大于零时（ ）
A ．后弯式叶轮的∞T H 最大
B ．前弯式叶轮的∞T H 最大
C ．径向式叶轮的∞T H 最大
D ．上述三种情况均有可能
33. 选择原动机功率P M 的计算公式为 。（k －电动机容量富余系数）（ ）
A ．η1000p q k v
B ．m t v 1000p q k ηη
C ．g tm v 1000p q k ηηη
D ． g
tm v 1000p q ηηη 34. 离心式泵的能量方程式为（ ）
A ．T,22u,11u,1H (u v v )g u ∞∞∞=-
B ．T,22u 11u 1H (u v u v )g
∞=- C ．∞∞=T,T V ,T,H gq M ρ D ．T,22u,11u,1H (w v w v )g ∞∞∞=
- 35. 若纵坐标为泵的扬程H ，横坐标为流量q v ，只有在曲线 上的各工况点，满足比例定律。（ ）
A ．2v 21q K K H ＋＝
B ．2v
H Kq = C ．2C st v H H q ?＝＋ D ．2v C q H H ?＋＝ 36. 出于运行的安全可靠性考虑，离心泵不宜采用 调节方式。
A ．出口端节流调节
B ．入口端节流调节
C ．液力耦合器变速调节
D ．变速电动机调速
37. 由于离心风机本身的结构构造上的条件所限，所以至今末能采用（ ）
A ． 节流调节方式
B ．入口导流器调节方式
C ． 变速调节方式
D ．动叶调节方式
38. 两台大小不同的风机串联运行，串联工作点的全压为P 串。若去掉其中一台，由单台风机运行时，工作点全压分别为P 大与P 小，则串联与单台运行的全压关系为（ ）
A ．P 串＝P 大＋P 小
B ．P 串＞P 大＋P 小
C ．P 大＜P 串＜P 大＜P 小
D ．P 大＜P 串＜P 大＋P 小
39. 两台不同大小的泵串联运行，串联工作点的扬程为H 串，若去掉其中一台，由单台泵运行时，工作点扬程分别为H 大或H 小，则串联与单台运行间的扬程关系为（）
A.H 串=H 大+H 小
B.H 串>H 大+H 小
C.H 大 D.H 小 40. 两台同性能泵并联运行，并联工作点的参数为q v 并、H 并。若管路特性曲线不变，改为其中一台泵单独运行，其工作点参数为q v 单、H 单。则并联工作点参数与单台泵运行工作点参数关系为( ) A.q v 并=2q v 单,H 并=H 单 B.q v 并<2q v 单,H 并>H 单 C.q v 并<2q v 单,H 并=H 单 D.q v 并=2q v 单,H 并>H 单 41. 两台同性能泵串联运行，串联工作点的参数为q v 串、H 串。若管路特性曲线不变，改为其 中一台泵单独运行，其工作点参数为q v 单、H 单。则串联工作点参数与单台泵运行工作点参数关系为( ) A.q v 串=2q v 单,H 串=H 单 B.q v 串<2q v 单,H 串>H 单 C.q v 串<2q v 单,H 串=H 单 D.q v 串=2q v 单,H 串>H 单 42. 离心式风机采用出口端挡板节流调节方式，则随着挡板关小，风机流量减小，风机消耗的轴功率将( ) A.不断增大 B.不断减小 C.基本不变 D.增大、减小或不变均有可能 43. 离心式泵与风机在定转速下运行时，为了避免启动电流过大，通常在( ) A.阀门稍稍开启的情况下启动 B.阀门半开的情况下启动 C.阀门全关的情况下启动 D.阀门全开的情况下启动 44. 当一台泵的q v —H 曲线没有驼峰时，通过出口端节流调节关小阀门时，泵的流量q v 和扬 程H 的变化为( ) A.q v 与H 均减小 B.q v 与H 均增大 C.q v 减小，H 升高 D.q v 增大，H 降低 45. 对于具有不稳定区性能曲线的风机，采用____调节方式发生不稳定运行的可能性最大（ ） A.节流 B.入口导叶 C.动叶 D.变速 46. 锅炉给水泵把除氧器内的水送到锅炉汽包内，当汽包内液面压力升高时，锅炉给水泵工作点流量q v 和扬程H 的变化是（ ） A.q v 加大，H 升高 B.q v 减小，H 降低 C.q v 加大，H 降低 D.q v 减小，H 升高 47. 泵与风机的实际工作点应落在（ ）点附近，工作才最经济。 A. 最大压头 B. 最大功率 C. 最高效率 D. 最大流量 48. 若对轴流式泵采用出口端节流调节方式，则在节流调节中，随着流量的不断减小，其消耗的轴功率将（ ） A ．不断增大 B ．不断减小 C ．基本不变 D ．增大或减小，不变均有可能 49. 出于运行的安全可靠性考虑，离心泵不宜采用 调节方式。 A ．出口端节流调节 B ．入口端节流调节 C ．液力耦合器变速调节 D ．变速电动机调速 50. 由于离心风机本身的结构构造上的条件所限，所以至今未能采用（ ） B ． 节流调节方式 B ．入口导流器调节方式 C ．变速调节方式 D ．动叶调节方式 41. 驼峰型q v －H 性能曲线的特点是：在曲线最高点K 点（ ） A ．为不稳定工作点，其余均为稳定工作区域 B ．右侧为不稳定工作区域 C ．附近为不稳定工作区域 D ．左侧为不稳定工作区域 51. 泵空载运行时，q v =0，对应的( ) A.轴功率P=0 B.有效功率P e =0 C.容积损失功率ΔP v =0 D.机械损失功率ΔP m =0 52. 对 902e =β的径向式叶片，无限多叶片离心式泵的理论扬程与流量的关系曲线为（ ） A ．水平直线 B ．自左向右下降的直线 C ．自左向右上升的直线 D ．自左向右上升的曲线 53. 流动功率指轴功率减去（ ） A ．m P ? B ．v P ? C ．h P ? D ．三者之和 54. 有效功率指轴功率减去（ ） A ．m P ? B ．v P ? C ．h P ? D ．三者之和 55. 离心泵输送含有杂质的液体时，按是否有前、后盖板区分的叶轮形式不宜采用（ ） A ．封闭式 B ．半开式 C ．开式 D ．全不宜采用 56. 罗茨风机是依靠两个外形呈“8”字形的转子，在旋转时造成工作室 改变来输送气体的。 A ．势能 B ．内能 C ．动能 D ．容积 57. 20．驼峰型q v －H 性能曲线的特点是：在曲线最高点K 点（ ） A ．为不稳定工作点，其余均为稳定工作区域 B ．右侧为不稳定工作区域 C ．附近为不稳定工作区域 D ．左侧为不稳定工作区域 58. 与前弯式叶片相比，后弯式叶片的反作用度( ) A.最小 B.最大 C.相同 D.不一定 59. 驱动风机的原动机功率为( )乘以安全系数K A.1000 p q v B.η1000p q v C.tm v 1000p q ηη D.g tm v 1000p q ηηη 60. 风机的流动功率可写为( ) A.1000 p q v B.η1000p q v C.tm v 1000p q ηη D.g tm v 1000p q ηηη 61. 风机原动机输出功率为( ) A.1000 p q v B.η1000p q v C.tm v 1000p q ηη D.g tm v 1000p q ηηη 62. 哪一种密封仅限于在圆周速度小于25m/s 的低速情况下使用?( ) A.填料密封 B.机械密封 C.浮动环密封 D.迷宫密封 63. 如图为液体密度为ρ时泵管路系统H st =0时的管路特 性曲线，若液体的密度变为ρ′>ρ时，此管路特性曲 线将( ) A.变陡 B.以相同高度往上平移 C.不变 D.变平坦 64. 离心泵，当叶轮旋转时，流体质点在离心力的作用下，流体从叶轮中心被甩向叶轮外缘， 于是叶轮中心形成( ) A.压力最大 B.真空 C.容积损失最大 D.流动损失最大 65. 在热力发电厂，随着单机容量的不断提高，给水泵的发展呈现什么趋势?( ) A.给水泵容量相应增加 B.给水泵所输水的温度增加 C.给水泵所输水的压力增加 D.A.B.C 都有 66. 下列泵中哪一种是叶片式泵（ ） A.轴流式 B.活塞式 C.齿轮式 D.水环式真空泵 67. 自由预旋是由于____造成的。（ ） A.结构上的因素 B.导叶 C.流量改变 D.叶轮旋转 68. 强制预旋是由于____造成的。（ ） A.结构上的因素 B.导叶 C.流量改变 D.叶轮旋转 69. 轴向涡流是由于____造成的。（ ） A.结构上的因素 B.流量改变 C.流体粘性 D.流体惯性 70.在转速、流量和几何尺寸相同条件下，扬程较高的叶片是（） A.前弯式离心叶片 B.后弯式离心叶片 C.径向式离心叶片 D.轴流式叶片 71.活塞式泵工作原理是：由于活塞在泵缸内做往复运动，工作室容积发生周期性改变，引 起____大小发生变化，由此来输送并使液体获得能量。（） A.流量 B.压力 C.内能 D.动能 72.下述哪一种蜗舌多用于低压、低噪声风机，但效率有所下降？（） A.平舌 B.短舌 C.深舌 D.尖舌 73.下列哪一项不属于流动损失（） A.摩擦损失h f B.扩散损失h j C.冲击损失h s D.圆盘摩擦损失 74.对β2e<90°的后弯式叶片，q vT-H T∞关系曲线为（） A.水平直线 B.自左向右下降的直线 C.自左向右上升的直线 D.向左向右下降的曲线 75.对β2e>90°的前弯式叶片，q vT-H T∞关系曲线为（） A.水平直线 B.自左向右下降的直线 C.自左向右上升的直线 D.向左向右下降的曲线 76.叶轮的作用是使流体获得（）。 A. 动能 B. 压能 C. 能量 D. 速度 77.风机蜗壳的作用是（）。 A.导向流体 B. 使流体加速 C. 使流体的能量增加 D. 收集流体，并使流体的部分动能转变为压能 78.当叶轮几何尺寸、转速、流量一定时，且为径向流入时，则理论能头H T∞仅为（）的函数。 A. V2r B. V 2 C. u2 D. β2e 79.用无因次性能曲线可以将（）的泵或风机进行性能比较。 A. 相同型号 B. 不同型号 C. 不同系列 D. 相同系列 80.加装导叶（静叶）的目的可以改变流出速度的方向，从而消除出口处绝对速度在圆周方 向分速度V2u所造成的（）运动，并使这部分动能转换成压能，最后沿轴向流出。 A. 绝对 B.旋转 C.相对 D.牵连 81.前向叶轮的动压比后向叶轮的动压（）。 A.大 B.小 C.相等 D.不能比较大小 82.叶轮的转向与轴向涡流的方向( ) A.相同 B.相反 C. 垂直（D）不一定 83.导致叶轮材料发生汽蚀破坏的原因是（） A.物理作用 B.化学作用 C.物理和化学共同作用 D.其他作用 84.轴向涡流导致叶片( )附近的相对速度增加 A.工作面 B.背面 C.工作面和背面（D）整个叶轮通道 85.实际叶轮中产生轴向涡流的根本原因在于( ) A.流体有粘性 B.流体有惯性 C.叶片数目有限（D）流体可压缩 86.用同一台风机在相同转速下输送温度为130℃和20℃的空气时,则( ) A.后者全压较大 B.前者全压较大 C.后者扬程较大 D.前者扬程较大. 87.用同一台风机在相同转速下输送温度为130℃的烟气和20℃的空气时,则( ) A.后者全压较大 B.前者全压较大 C.后者扬程较大 D.前者扬程较大. 88. DG500-240型泵第一级叶轮采用双吸进口,其目的是( ) A.平衡轴向力 B.平衡径向力 C.防止汽蚀 （D ）增加流量 89. TDG750-180型泵首级叶轮前采用诱导轮,其目的是( ) A.平衡轴向力 B.提高扬程 C.防止汽蚀 （D ）增加流量 90. 将一台离心风机的转速由1000r/min 提高到1000*2r/min,则此时的轴功率约为原来的( )倍 A.2 B. 2 C. 2.8 D. 4 91. 将一台离心风机的转速由1000r/min 提高到1000*2r/min,则此时风机的全压约为原来的( )倍 A.2 B. 2 C. 2.8 D. 4 92. 离心式泵与风机的不稳定运转区位于( ) A.额定流量和驼峰流量之间 B. 小于额定流量 C.大于额定流量 D. 小于驼峰流量 93. 用同一台水泵在相同转速下输送密度为1.0的清水和密度为1.08的污水时,则( ) A.后者扬程较低 B.前者扬程较低 C.后者压头较高 D.前者压头较高 94. 用离心式锅炉送风机输送35℃的空气时,其全压与产品样本的规定值相比( ) A.前者较低 B.后者较低 C.两者相同 D.不一定 95. 叶轮出口安装角增加时,( ) A.反作用度减小 B. 反作用度增大 C. 反作用度不变 D.不一定 96. 离心泵启动时,输水管路的阀门应( ) A.一直打开 B.一直关闭 C.先打开后关闭 D.先关闭后打开 97. 为防止汽蚀发生,( ) A.有效汽蚀余量应该大于必需汽蚀余量 B. 有效汽蚀余量应该小于必需汽蚀余量 C. 有效汽蚀余量应该等于必需汽蚀余量 D.两者无关 98. 当叶轮出口直径相同，转速相同，且泵的流量大于零时（ ） A ．后弯式叶轮的∞T H 最大 B ．前弯式叶轮的∞T H 最大 C ．径向式叶轮的∞T H 最大 D ．上述三种情况均有可能 99. 离心泵输送含有杂质的液体时，按是否有前、后盖板区分的叶轮形式不宜采用（ ） A ．封闭式 B ．半开式 C ．开式 D ．全不宜采用 第二部分 非选择题 二、名词解释题（本大题共4小题，每小题2分，共8分） 1. 轴功率 2. 有效功率 3. 泵与风机的工作点 4. 运动相似 5. 几何相似 6. 动力相似 7. 轴向涡流 8.诱导轮 9.滑移系数K 10.风机的全压 11.泵与风机的不稳定工作区 12.比例定律 13.容积损失 14.机械损失 15.流动损失 16.轴向推力 17.汽蚀 18.比转速 19.汽蚀比转速 20.泵与风机的串联 21.泵与风机的并联 三、简答题（本大题共5小题，每小题5分，共25分） 1.泵与风机常见损失有哪几种？用哪几个参数评价这些损失的大小？ 2.泵与风机的基本性能参数有哪些？试叙述其定义。 3.在推导泵与风机基本方程式之前有那些假设? 推导泵与风机基本方程式的理论依据是什么?写出离心泵的基本方程式。 4.简述离心泵的工作原理。 5.简述轴流泵的工作原理。 6.何谓轴流式风机的动叶可调？有什么优点？ 7.试述风机入口导流器调节的工作原理。 8.轴端密封有哪几种？各有什么优缺点？ 9.泵与风机有哪几种损失？影响泵与风机效率的最主要因素是哪种损失？ 10.扼要说明汽蚀对泵有何危害？ 11.试说明泵的H T∞、H T、H各自的定义及相互间的关系式. 12.热力发电厂的给水泵、凝结水泵、循环水泵各自采用哪些方法平衡轴向推力? 13.大容量高温、高压锅炉给水泵为何一般多采用圆筒形双壳体泵壳结构? 14.试比较节流调节和变速调节的优缺点？ 15.为什么水泵多采用后弯式叶片？试解释其原因。 16.集流器有哪些形状？它的作用是什么？哪种形式最好？ 17.在一定的管路装置中，为了增大流量，两台泵必须采用并联，这种说法对吗？ 18.试分析如果水泵安装地点与水泵样本中给出的条件不符时应怎么办？ 19.离心式与轴流式泵与风机在性能上有什么主要区别？ 20.汽蚀对水泵的工作有那些危害? 21.就你所知,对于一台现成的离心泵来说,都有那些防止汽蚀的措施? 22.泵与风机串联及并联工作的目的和条件是什么? 23.前弯式与后弯式叶轮在性能上各有什么优缺点？ 24.泵与风机的叶片型式有那几种?各有什么优缺点? 25.泵与风机在长期运行中容量过大，一般应采用什么方法解决？ 26.为提高流体从叶轮得到的能量，一般应采用哪些方法？哪些方法较有利？ 27.分析离心泵产生轴向力的原因。 28.喘振和抢风现象各是如何产生的？ 四、简单计算题（本大题共4小题，每小题6分，共24分） 1. 有一叶轮外径为300mm 的离心式风机，转速为2980r/min 时的无限多叶片叶轮 的理论全压p T ∞是多少？设叶轮入口气体沿径向流入，叶轮出口的相对速度设 为半径方向。空气的密度ρ=1.2kg/m 3。 2. 有一送风机，其全压为1962P a 时，产生40m 3/min 的风量，全压效率为50%， 则轴功率为多少？ 3. 已知一台i=8的多级锅炉给水泵，第一级叶轮采用双吸,最高效率点处的流量 q v =0.32m s 3/,扬程H=1800m,转速n=3000r/min,试求其比转数。 4. 某单级双吸离心泵在n=2950r/min 时的性能参数如下：q v =0.32m s 3/，H=104m ， P=184kw ，试求其比转数。 5. 某循环水泵在n=480r/min 时,流量q v =312m 3 /min ,扬程H=130m,其容积效率ηv 和机械效率ηm 都是0.9 ,测得轴功率为P=9400kW,试求该泵的水力效率ηh 。 6. 设一水泵流量q v =1.025m s 3 /,排水管表压P g =3.2MPa,吸水管真空表压力 P v =39.2kPa, 两块表在同一高度，吸水管和排水管直径分别为100cm 和60cm,求泵的扬程和有效功率(取水的密度为1000kg m /3). 7. 叶轮外径为600mm 的送风机,当以圆周速度(外径处)60m/s 运转时,输送的风量 为300m 3/min 。今有一叶轮外径为1200mm 的相似风机,若圆周速度与前者相同,问其风量是多少? 8. 某单级双吸离心泵的性能参数如下:n 1=2900r/min,q v =0.32m s 3/,H=104m, P=184kW, 现有一台与此相似而尺寸大一倍的泵,求: 1）在n 2=1450r/min 相似工况的性能参数 2）求两台泵的比转数 9. 试证明:在径向流入的条件下,当理论扬程H T ∞=0时,泵的理论流量Q 可表示 为 Q D b u ctg y =πβ2222 10. 有一单级轴流泵，转速n=580r/min ，在叶轮直径980mm 处，水以v 1＝4.01m/s 的速度沿轴向流入叶轮，并以v 2＝4.48m/s 的速度从叶轮流出，试求其理论扬程。 五、综合计算题（本大题2小题，每小题12分，共24分） 1. 某水泵在转速n 1=2980r/min 时的性能曲线如图所示，管路特性曲线方程 Hc=20+0.15q v 2,(q v 单位：m 3/h)，则①工作点流量和扬程为多少？②将流量调至8 m 3/h ，试比较出口节流调节和转速调节各自消耗的功率。假定泵原来的效率为68%，节流后效率为65%。 2. 某水泵在转速n 1=2980r/min 时的性能曲线如图所示，管路特性曲线方程 Hc=20+0.15q v 2,(q v 单位：m 3/h)，则工作点流量和扬程为多少？若再并联一台性能 相同的泵工作时，工作点参数如何变化？ 3. 某单级单吸离心泵,叶轮尺寸如下:D 1=50mm ，D 2=250mm ，b 1=10mm ，b 2=5mm ， 001230,25e e ββ==，设流体径向流入，滑移系数K=0.8，泵流动效率ηh =0.9，容积效率V η=0.98，求该泵在转速n=2950r/min 时的扬程、流量和有效功率。 4. 有一单吸单级离心泵，流量q v =68m 3/h ，Δh c =2m ，从封闭容器中抽送温度为40℃ 的清水，容器中液面绝对压力为8.829kPa ，吸入管路阻力损失为0.5m ，试求该泵的允许几何安装高度是多少？水在40℃时的密度为992kg/m 3，相对应的饱和蒸汽压力p v =7374N/m 2 。 5.某水泵在转速n1=960r/min时的q v-H曲线如图所示，系统管路特性曲线 H c=80+5300q v2（q v单位：m3/s），试求转速降低到n2=900r/min时，系统的流量减 少多少？ 6.有一单级单吸离心泵，安装在海拔高度500m的地方，吸入管路系统的有关参数为： 内径d＝150mm，全长1＝8m，管路沿程损失系统λ＝0.03，管路各局部损失系数之∑=17.5。该泵额定流量为q v=64m3/h，样本中给定的允许吸上真空高度为[H s]=7m,和ξ 利用该泵从大气压力下抽送温度为40℃的清水。试求： ①该泵的允许几何安装高度是多少？ ②若给出[]h?=3m，则该泵的允许几何安装高度又是多少？ （水在40℃时的饱和蒸汽压力H v=0.752mH2O,海拔500处的大气压为9.7mH2O） 泵与风机（思考题答案） 绪论 3.泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？ 答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。 在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数 5.离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。 吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。 压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。 导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。 密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。 轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的 间隙泄漏到泵外。 离心风机 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能 蜗壳：汇集从叶轮流出的气体并引向风机的出口，同时将气体的部分动能转化为压力能。 集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。 进气箱：改善气流的进气条件，减少气流分布不均而引起的阻力损失。 9.试简述活塞泵、齿轮泵及真空泵、喷射泵的作用原理？ 答：活塞泵：利用工作容积周期性的改变来输送液体，并提高其压力。 齿轮泵：利用一对或几个特殊形状的回转体如齿轮、螺杆或其他形状的转子。在壳体内作旋转运动来输送流体并提高其压力。 喷射泵：利用高速射流的抽吸作用来输送流体。 真空泵：利用叶轮旋转产生的真空来输送流体。 第一章 1．试简述离心式与轴流式泵与风机的工作原理。 答：离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。流体沿轴向流入叶轮并沿径向流出。 轴流式：利用旋转叶轮、叶片对流体作用的升力来输送流体，并提高其压力。 流体沿轴向流入叶轮并沿轴向流出。 2．流体在旋转的叶轮内是如何运动的？各用什么速度表示？其速度矢量可组成怎样的图形？ 答：当叶轮旋转时，叶轮中某一流体质点将随叶轮一起做旋转运动。同时该质点在离心力的作用下，又沿叶轮流道向外缘流出。因此，流体在叶轮中的运动是一种复合运动。 叶轮带动流体的旋转运动，称牵连运动，其速度用圆周速度u表示； 《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案 一、判断题（本大题共 10 小题，每小题1 分，共 10 分） 1．没有粘性的流体是实际流体。 错 (1分) 2．在静止、同种、不连续流体中，水平面就是等压面。如果不同时满足这三个条件，水 平面就不是等压面。错 (1分) 3．水箱中的水经变径管流出，若水箱水位保持不变，当阀门开度一定时，水流是非恒定流动。 错 (1分) 4．紊流运动愈强烈，雷诺数愈大，层流边层就愈厚。错 (1分) 5．Q 1=Q 2是恒定流可压缩流体总流连续性方程。错 (1分) 6．水泵的扬程就是指它的提水高度。错 (1分) 7．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错 (1分) 8．一变直径管段，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 (1分) 9．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 (1分) 10．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错 (1分) 二、填空题（本大题共 4小题，每小题 3 分，共 12 分） 11．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。 (3分) 12．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 (3分) 13．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R 等于4a R =，当量直径de 等于a d e = ( 3分) 14．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 3 211 111s s s s + +=。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82 .097 .0=,流量比Q 孔口 /Q 管嘴 等于 82 .060 .0= 。 (3分) 三、简答题（本大题共 4小题，每小题 3分，共 15 分） 15．什么是牛顿流体？什么是非牛顿流体？ 满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体,反之为非牛顿流体。 （3分） 16．流体静压强的特性是什么？ 流体静压强的方向垂直于静压面，并且指向内法线，流体静压腔的大小与作用面的方位无关，只于该点的位置有关。 （3分） 17．什么可压缩流体？什么是不可压缩流体？ 流体的压缩性和热胀性很小，密度可视为常数的液体为不可压缩流体，反之为可压缩流体。（3分） 18．什么是力学相似？ 泵与风机试题库 （课程代码 2252） 第一部分 选择题 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1. 泵与风机是将原动机的 的机械。（ ） A ．机械能转换成流体能量 B ．热能转换成流体能量 C ．机械能转换成流体内能 D ．机械能转换成流体动能 2. 按工作原理，叶片式泵与风机一般为轴流式、混流式和（ ）。 A.滑片式 B.螺杆式 C.往复式 D.离心式 3. 某台泵的转速由3000r/min 上升到3500r/min ，其比转速（ ） A ．增加 B ．降低 C ．不变 D ．有可能增加，也可能降低，不可能不变 4. 中、高比转速离心式泵与风机在推导车削定律时，对车削前后的参数关系作了如下假设（ ） A ．2 '22'22' 2D D b b ,b b == B ．e 2,'e 2,2 '22'2,D D b b ββ==，出口速度三角形相似 C ．,b b 2' 2=e 2,'e 2,ββ=，出口速度三角形相似 D ．叶轮在车削前后仍保持几何相似 5. 低比转速离心式泵与风机在推导车削定律时，对车削前后的参数关系作了如下假设（ ） A ．2'22'22'2 D D b b ,b b == B ．e 2,'e 2,2 ' 22'2,D D b b ββ==，出口速度三角形相似 C ．,b b 2' 2=e 2,'e 2,ββ=，出口速度三角形相似 D ．叶轮在车削前后仍保持几何相似 6. 下述哪一种蜗舌多用于高比转速、效率曲线较平坦、噪声较低的风机 ( ) A.平舌 B.短舌 C.深舌 D.尖舌 7. 某双吸风机，若进气密度ρ=1.2kg/m 3，计算该风机比转速的公式为( ) A.43 v y p q n n = B.43v y )p 2.1(2q n n = 2-1试述离心泵与风机的工作原理。 通过入口管道将流体引入泵与风机叶轮入口，然后在叶轮旋转力的作用下， 流体随叶轮一同旋转，由此就产生了离心力，使流体沿着叶轮流道不断前进，同时使其压力能和动能均有所提高，到达叶轮出口以后，再由泵壳将液体汇集起来并接到压出管中，完成流体的输送，这就是离心泵与风机的工作原理。 2-2离心泵启动前为何一定要将液体先灌入泵内？ 离心泵是靠叶轮旋转产生离心力工作的，如启动前不向泵内灌满液体，则叶轮只能带动空气旋转。而空气的质量约是液体（水）质量的千分之一，它所形成的真空不足以吸入比它重700多倍的液体（水），所以，离心泵启动前一定要将液体先灌入泵内。 2-3提高锅炉给水泵的转速，有什么优缺点？ 泵与风机的转速越高： （1）它们所输送的流量、扬程、全压亦越大； （2）转速增高可使叶轮级数减少，泵轴长度缩短。 （3）泵转速的增加还可以使叶轮的直径相对地减小，能使泵的质量、体积大为降低。 所以国内、外普遍使用高转速的锅护给水泵。 但高转速受到材料强度、泵汽蚀、泵效率等因素的制约。 2-4如何绘制速度三角形？预旋与轴向旋涡对速度三角形有什么影响？ 1.如何绘制速度三角形？ 速度三角形一般只需已知三个条件即可画出： （1）圆周速度u （2）轴向速度v m （3）叶轮结构角βg角 即可按比例画出三角形。 （1）计算圆周速度u 在已知和叶轮转速n和叶轮直径D（计算出口圆周速度u2时，使用出口直径，反之，使用入口直径，以此类推）以后，即可以求出圆周速度u； （2）叶轮结构角βg 通常是已知的值，因为它是叶轮的结构角，分为入口和出口。 （3）轴向速度v m 因为过流断面面积(m2)与轴向速度v m（m/s）的乘积，就是从叶轮流过的流体的体积流量（m3/s），因此，只要已知体积流量，并计算出过流断面的面积，即可得出轴向速度v m(m/s),由此既可以绘制出速度三角形。 2.预旋与轴向旋涡对速度三角形有什么影响？ (1)预旋对速度三角形的影响？ 流体在实际流动中，由于在进入叶轮之前在吸入管中已经存在一个旋转运动，这个预先的旋转运动称为预旋。当流体进入叶轮前的绝对速度与圆周速度间的夹角是锐角，且绝对速度的圆周分速与圆周速度同向，此时的预旋称为正预旋；反之，流体进入叶轮前的绝对速度与圆周速度间的夹角是钝角，则绝对速度的圆周分速与圆周速度异向，此时的预旋称为负预旋。 由此可见，当无预旋时，流体流入角α1为90o，此时叶轮进口速度三角形为直角三角形，如图1所示；当正预旋时，流体流入角α1<90o，此时叶轮进口速度三角形为锐角三角形，如图2所示；当负预旋时，流体流入角α1>90o，此时叶轮进口速度三角形为钝角三角形，如图3所示。 (2)轴向漩涡对速度三角形的影响？ 如图4所示，叶轮内流体从进口流向出口、同时在流道内一产生一个与叶轮转向相反的轴向旋涡，当叶轮内流体从进口流向出口时，流道内均匀的相对速度受到轴向旋涡的破坏。在叶片，工作面附近，相对速度的方向与轴向旋涡形成的流动速度方向相反，两个速度叠加的结果，使合成的相对速度减小。而在叶片非工作面附近，两种速度的方向相同，速度叠加的结果使合成的相对流速增加。 叶片数有限多时,出流角度从β2g降低至β2后，v2u∞就减小成v2u了，如图5所示。这就是相对速度产生滑移，造成流体出口的旋转不足。 2-5 H T∞、H T及之间有何区别？为什么H 学院期末考试试题（A卷） （ 2014 至 2015 学年第 2 学期）课程名称：泵与风机考试对象：试卷类型：考试考试时间：120 分钟 一.判断题：(共5题，每题3分，共15分) 1.后弯式叶片的叶轮用途广。 2.水泵出口的流量比的进口的流量小，其原因是因为水泵的机械损失造成的。 3.泵叶轮在单位时间内传递给被输送流体的能量即为有效功率。 4.比转速是反映泵与风机速度大小的。 5.发生汽蚀的水泵，有可能抽不上水来。 二.填空题(共6个空，每空2分，共12 分) 1.风机的有效功率公式是（）。 2.泵与风机的功率损失有机械损失、（）损失、（）损失。 3.泵与风机比转速公式是（） 4.离心风机的主要部件是（）、集流器、（）、蜗壳。 三.问答题：(共7题，1-5题每题2分，6、7每题6分，共22分) 1.什么叫扬程 2.叶片式泵与风机分为几类分别是什么 3.离心泵的基本方程（欧拉方程）是 4.什么是泵与风机的性能曲线 5.泵与风机的相似条件是什么 6.泵与风机的功率损失有哪些 7.离心泵有那些防止汽蚀的措施 四.选择题(共7题，每题3分，共21分) 1.泵与风机是将原动机的的机械。（） A．机械能转换成流体能量B．热能转换成流体能量 C．机械能转换成流体内能D．机械能转换成流体动能 2.按工作原理，叶片式泵与风机一般为轴流式、混流式和（）。 A.滑片式 B.螺杆式 C.往复式 D.离心式 3.比转速是一个包括（）设计参数在内的综合相似特征数。 A. 流量、转速、汽蚀余量 B. 流量、扬程、效率 C. 功率、扬程、转速 D 、流量、扬程、转速 4.几何相似的一系列风机，无因次性能曲线（） A.不同 B.相同 C.形状与转速有关 D.工况相似时相同 5.以下属于回转式风机的是( )。 A.轴流式风机 B.螺杆风机 C.离心风机 D.往复式风机 6.对于后弯式叶片，叶片出口安装角( )。 A. >90° B. <90° C. =90° 7.泵与风机的效率是指( )。 A.泵与风机的有效功率与轴功率之比 B.泵与风机的最大功率与轴功率之比 C.泵与风机的轴功率与原动机功率之比 D.泵与风机的有效功率与原动机功率之比五.计算题(共2题，共30分) 1.有一离心式水泵的叶轮尺寸为： 1 b=40mm, 2 b=20mm, 1 D=120mm, 2 D=300mm, 1g β=30°， 2g β=45°。 设流体径向流入叶轮，若n=20r/s，试画进、出口速度三角形，并计算流量 VT q和无限多叶片的理论扬程 T H ∞ 。 2.有一离心式水泵，总扬程为15m，流量 V q=3m s，效率为92%，求有效功率及轴功率（取ρ=1000kg/3m）。 泵与风机课后思考题答案 Final approval draft on November 22, 2020 思考题答案 绪论 思考题 1．在火力发电厂中有那些主要的泵与风机其各自的作用是什么 答：给水泵：向锅炉连续供给具有一定压力和温度的给水。 循环水泵：从冷却水源取水后向汽轮机凝汽器、冷油器、发电机的空气冷却器供给冷却水。 凝结水泵：抽出汽轮机凝汽器中的凝结水，经低压加热器将水送往除氧器。 疏水泵：排送热力系统中各处疏水。 补给水泵：补充管路系统的汽水损失。 灰渣泵：将锅炉燃烧后排出的灰渣与水的混合物输送到贮灰场。 送风机：向锅炉炉膛输送燃料燃烧所必需的空气量。 引风机：把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出，并排入大气。 2．泵与风机可分为哪几大类发电厂主要采用哪种型式的泵与风机为什么 答：泵按产生压力的大小分：低压泵、中压泵、高压泵 风机按产生全压得大小分：通风机、鼓风机、压气机 泵按工作原理分：叶片式：离心泵、轴流泵、斜流泵、旋涡泵 容积式：往复泵、回转泵 其他类型：真空泵、喷射泵、水锤泵 风机按工作原理分：叶片式：离心式风机、轴流式风机 容积式：往复式风机、回转式风机 发电厂主要采用叶片式泵与风机。其中离心式泵与风机性能范围广、效率高、体积小、重量轻，能与高速原动机直联，所以应用最广泛。轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。故一般用于大流量低扬程的场合。目前，大容量机组多作为循环水泵及引送风机。 3．泵与风机有哪些主要的性能参数铭牌上标出的是指哪个工况下的参数 答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。 在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数 4．水泵的扬程和风机的全压二者有何区别和联系 答：单位重量液体通过泵时所获得的能量增加值称为扬程； 单位体积的气体通过风机时所获得的能量增加值称为全压 联系：二者都反映了能量的增加值。 区别：扬程是针对液体而言，以液柱高度表示能量，单位是m。 全压是针对气体而言，以压力的形式表示能量，单位是Pa。 5．离心式泵与风机有哪些主要部件各有何作用 答：离心泵 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。 吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。 泵与风机（课后习题答案） 第五章 5-1 水泵在n=1450r/min 时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。 【解】根据Hc=10+8000q v 2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： q v (L/s) q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Hc （m ） 10 10.8 13.2 17.2 22.8 30 管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于M 点（46L/s ，27m ） 同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得： 5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线 根据Hc=20+2000q v 2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： q v (L/s) 60 q v (m 3/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Hc （m ） 20 20.2 20.8 21.8 23.2 25 27.2 管路特性曲线与泵并联前性能曲线交于C 点（33L/s ，32m ） 管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M 点（56L/s ，25m ）. 5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p =4 q v 2（q v 单位以m 3/s 计，p 以p a 计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50中，问管路中的风量增加了多少？ 【解】根据p =4 q v 2取点如下表所示，绘制管路特性曲线： q v (103m 3/h) 0 5 10 15 20 25 q v (m 3/s) 0 1.4 2.8 4.2 5.6 7 p （p a ） 0 7.84 31.36 70.56 125.44 196 管路特性曲线与No.2风机和No.1风机并联工作后性能曲线交于点M （33×103m 3/h ，700p a ） 于单独使用No.1风机相比增加了33×103-25×103=8 m 3/h 5-4 某锅炉引风机，叶轮外径为1.6m ，q v -p 性能曲线绘于图5-51中，因锅炉提高出力，需改风机在B 点（q v =1.4×104m 3/h ，p =2452.5p a ）工作，若采用加长叶片的方法达到此目的，问叶片应加长多少？ 【解】锅炉引风机一般为离心式，可看作是低比转速。 求切割直线： B p 36005.2452?min /r 114246145030m m p m p =?==v v v q n n q q ， 泵与风机考试试题 一、简答题（每小题5分，共30分） 1、离心泵、轴流泵在启动时有何不同，为什么？ 2、试用公式说明为什么电厂中的凝结水泵要采用倒灌高度。 3、简述泵汽蚀的危害。 4、定性图示两台同性能泵串联时的工作点、串联时每台泵的工作点、仅有 一台泵运行时的工作点 5、泵是否可采用进口端节流调节，为什么？ 6、简述风机发生喘振的条件。 二、计算题（每小题15分，共60分） 1、已知离心式水泵叶轮的直径D2=400mm，叶轮出口宽度b2＝50mm，叶片 厚度占出口面积的8％，流动角β2＝20?，当转速n＝2135r/min时，理论 流量q VT＝240L/s，求作叶轮出口速度三角形。 2、某电厂水泵采用节流调节后流量为740t/h，阀门前后压强差为980700Pa, 此时泵运行效率η=75%，若水的密度ρ=1000kg/m3，每度电费0.4元，求：（1）节流损失的轴功率?P sh； （2）因节流调节每年多耗的电费(1年=365日) 3、20sh-13型离心泵，吸水管直径d1＝500mm，样本上给出的允许吸上真空 高度[H s]＝4m。吸水管的长度l1＝6m，局部阻力的当量长度l e＝4m，设 沿程阻力系数λ＝0.025，试问当泵的流量q v＝2000m3/h，泵的几何安装高 度H g＝3m时，该泵是否能正常工作。 （当地海拔高度为800m，大气压强p a＝9.21×104Pa；水温为30℃，对应饱 和蒸汽压强p v＝4.2365kPa，密度ρ＝995.6kg/m3） 4、火力发电厂中的DG520-230型锅炉给水泵，共有8级叶轮，当转速为n ＝5050r/min，扬程H＝2523m，流量q V＝576m3/h，试计算该泵的比转 速。 2013-2014年 第一学期考试题 科目： 《泵与风机》试题（B 卷） 一、名次解释（每题4分，共5题） 1、流量 2、扬程 3、轴功率 4、机械损失 5、汽蚀 二、填空题（每空2分，共20空） 1、 容积式泵与风机可分为 和 两类。 2、 在铭牌上标的各性能参数表示 工况下的参数。 3、 叶轮可得到的最大理论扬程为： 。 4、 在泵与风机性能曲线中，最佳工况点为 最高时所对应的 工况点。 5、 泵与风机在运行过程中，存在多种机械能损失。按照与叶轮及所输送 的流体流量的关系可分为： 、 和 。 6、 为保证流体流动相似，必须具备 、 和 这三个条件。 7、 当一台泵的转速发生改变时，依据相似定律，其扬程成 次方 变化，其功率成 次方变化，其流量成 次方变化。 8、 汽蚀现象的形成条件： 。 9、 有效汽蚀余量随流量的增大如何变化。 10、泵与风机的主要性能参数有： 、 、 、 等。 三、选择题（每题3分，共5题） 1、 后弯式叶片的叶片安装角为下面哪种情况？（ ） A ． B ． C ． D ． 2、 在泵与风机性能曲线中，随着流量的增大，扬程如何变化（ ） A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先增大后减小 D ．先减小后增大 3 、 随着比转速的提高，断裂工况点会如何变化。（ ） A ．逐渐明显 B ．不发生变化 C ．逐渐模糊 D ．适情况而定 4、 某泵的工作区域如下图，则此泵的稳定工作点为（ ） A ． K 点 B ．M 点 C ．A 点 D ．任何点都可稳定工作 5、 有限叶片叶轮中流体会产生以下哪种运动？（ ） A ．边界层分离 B ．脱离叶片运动 C ．轴向漩涡运动 D ．逆流运动 四、简答题（每题5分，共2题） 1、 为了提高流体从叶轮获得的能量，一般有哪几种方法？ 2、 离心式叶轮的理论 曲线为直线形式，而试验所得的 关系为曲线形式，原因何在？ -H 绪论 思考题 1．在火力发电厂中有那些主要的泵与风机？其各自的作用是什么？ 答：给水泵：向锅炉连续供给具有一定压力和温度的给水。 循环水泵：从冷却水源取水后向汽轮机凝汽器、冷油器、发电机的空气冷却器供给冷却水。 凝结水泵：抽出汽轮机凝汽器中的凝结水，经低压加热器将水送往除氧器。 疏水泵：排送热力系统中各处疏水。 补给水泵：补充管路系统的汽水损失。 灰渣泵：将锅炉燃烧后排出的灰渣与水的混合物输送到贮灰场。 送风机：向锅炉炉膛输送燃料燃烧所必需的空气量。 引风机：把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出，并排入大气。 2．泵与风机可分为哪几大类？发电厂主要采用哪种型式的泵与风机？为什么？ 答：泵按产生压力的大小分：低压泵、中压泵、高压泵 风机按产生全压得大小分：通风机、鼓风机、压气机 泵按工作原理分：叶片式：离心泵、轴流泵、斜流泵、旋涡泵 容积式：往复泵、回转泵 其他类型：真空泵、喷射泵、水锤泵 风机按工作原理分：叶片式：离心式风机、轴流式风机 容积式：往复式风机、回转式风机 发电厂主要采用叶片式泵与风机。其中离心式泵与风机性能范围广、效率高、体积小、重量轻，能与高速原动机直联，所以应用最广泛。轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。故一般用于大流量低扬程的场合。目前，大容量机组多作为循环水泵及引送风机。3．泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？ 答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。 在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数 4．水泵的扬程和风机的全压二者有何区别和联系？ 答：单位重量液体通过泵时所获得的能量增加值称为扬程； 单位体积的气体通过风机时所获得的能量增加值称为全压 联系：二者都反映了能量的增加值。 区别：扬程是针对液体而言，以液柱高度表示能量，单位是m。 全压是针对气体而言，以压力的形式表示能量，单位是Pa。 5．离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。 吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。 压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。 导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。 密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。 轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏 泵与风机学习指导书 第一章练习题 1． 名词解释 （1）泵 （2）泵的扬程 （3）风机的全压 （4）轴功率 2． 简答题 （1）简述热力发电厂锅炉给水泵的作用和工作特点。 （2）简述热力发电厂锅炉引风机的作用和工作特点。 （3）按照风机产生的全压大小，风机大致可分为哪几类 （4）叶片泵大致可分为哪几类 第二章练习题 1． 名词解释 （1）排挤系数 （2）基本方程式 （3）轴向旋涡运动 （4）反作用度 2． 选择题[请在四个备选的答案中选择一个正确答案 填至（ ）内] （1）由于叶轮中某点的绝对速度是相对速度和圆周速度的向量合成，所以（ ）。 A. 绝对速度总是最大的； B. 绝对速度的径向分速度总是等于相对速度的径向分速度； C. 绝对速度流动角α总是大于相对速度流动角 β； D. 绝对速度圆周分速度的大小总是不等于圆周速度的大小。 （2）下列说法正确的是（ ）。 A. 在其它条件不变的情况下，泵叶轮进口处预旋总是会导致叶轮扬程较低； B. 在其它条件不变的情况下，泵叶轮进口处预旋总是会导致ο 901<α； C. 在其它条件不变的情况下，轴向旋涡运动总是会导致叶轮的理论扬程较低； D. 泵叶轮进口处的自由预旋总是会导致ο 901<α。 （3）下列说法错误的是（ ）。 A. 滑移系数K 总是小于1； B. 叶片排挤系数Ψ总是大于1； C. 流动效率h η总是小于1； D. 有实际意义的叶轮，其反作用度τ总是小于1。 3． 简答题 （1）简述离心式泵与风机的工作原理。 （2）简述流体在离心式叶轮中的运动合成。 （3）在推导基本方程式时采用了哪些假设 （4）有哪些方法可以提高叶轮的理论扬程（或理论全压） （5）叶轮进口预旋和轴向旋涡运动会对叶轮扬程（或全压）产生如何影响 （6）离心式泵与风机有哪几种叶片型式各有何优点 （7）为什么离心泵都采用后弯式叶片 （8）在其它条件不变的情况下，叶片出口安装角对叶轮扬程（或全压）有何影响 4． 计算题 （1）有一离心式水泵，其叶轮的外径D 2=22cm ，转速n=2980r/min ，叶轮出口安装角a 2β=45°，出口处的径向速 度=∞r v 2s 。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三 角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程∞T H ，若滑移系数 K=，叶轮流动效率h η=，叶轮的实际扬程为多少 （2）某离心式风机的转速为1500r/min ，叶轮外径为 600mm ，内径为480mm ，设叶轮有无限多叶片且叶片厚度为无限薄，叶片进、出口处的安装角分别为60°、120°，进、出口处空气的相对速度分别为25m/s 、22m/s ，空气密度为m 3。 ①试计算叶轮的理论静压∞st p 、动压∞d p 和全压∞T p ； ②试计算理论静压∞st p 、动压∞d p 占理论全压∞T p 的百 分比； ③试计算叶轮的反作用度τ。 （3）某离心式风机的叶轮外径为800mm ，空气无预旋地流进叶轮，叶轮出口处的相对速度为16m/s ，叶片出口安装角为90°，叶轮的理论全压∞T p 为200mmH 2O ，进口空气密 度为m 3。试计算风机的转速。 （4）已知某离心泵在抽送密度为1000 kg/m 3的水时，其 叶轮的理论扬程为30m 。现用这台泵来抽送密度为700 kg/m 3的汽油，转速和理论体积流量都不变，问这时叶轮的理论扬 程为多少 （5）已知一台水泵进、出口标高相同，流量为25L/s ，泵出口水管的压力表读数为，进口水管的真空表读数为40kP a ，真空表与泵进口标高相同，压力表装在泵出口上方2m 的地 方，进口水管和出口水管的半径分别为50mm 和40mm ，水的密度为1000 kg/m 3。 ①试计算泵的扬程H ； ②已知吸水池和排水池的水面压力均为大气压，吸水管 长度为5m ，局部阻力系数之和为∑1 ξ =6；排水管长 度为40m ，局部阻力系数之和为 ∑2 ξ =12，吸水管和 排水管的沿程阻力系数均取λ=。试计算排水池的水面比吸水池的水面高多少 （6）某离心风机的转速为1000r/min ，叶轮外径为 500mm ，空气径向流入叶轮，空气密度为m 3，叶片出口安装角为120°，叶片出口处绝对速度的圆周分速度225.1u v u =∞。 ①试计算叶轮的理论全压∞T p ； ②如叶轮流量、转速、尺寸均不变，且空气仍径向流入叶轮，但将叶片出口安装角改为60°，问叶轮的理论全压∞T p 下降多少 扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。 不稳定运行工况点：在受到外界影响而脱离了原来的平衡状态后，在新的条件下不能再恢复到原来平衡状态的工况点。 影响工况点的因素：H-qv 1 、n 2、βzy（动叶可调）3、流体粘性4、积灰、结焦、积垢。5、泄露。HC-qv:1、吸水池、压水池、液面高度。2、ρ3、流体的粘性4、积灰、结焦、积垢。5、泄露。 几何相似的两台泵在相似工况下，其比值n√－（Qv）/（H）3/4必然相等，因此它反映了相似泵的特征，称之为泵的比转速，用Nq表示。 泵内汽蚀现象：气泡形成、发展、溃灭、以致使过流壁面遭到破坏的全过程。危害及防止措施：1、缩短泵的使用寿命，为了延长泵的使用寿命，对泵易汽蚀的部位常采用抗汽蚀性能较好的材料。2，产生噪声和振动，机组在这种情况下应停止工作。3、影响泵的运行性能。 有效汽蚀余量NPSHa：在泵吸入口处，单位重力流体所具有的超过汽化压力能头的富裕能头。2，qv增大NPSHa降低3、越大越好。4、只与吸入管路有关，与泵结构无关。 必需汽蚀余量NPSHr：单位重力流体从泵吸入口 至叶轮内压力最底点所必需的压力降。2、越小越好。3、只与泵入口结构有关，而与吸入管路无关。4、随qv的增大而增大 轴向力产生的原因：前后盖板面积不等；轴向流入，径向流出。 平衡方法：径向止推轴承，平衡孔和管，单级泵用双吸轮。多级泵用叶轮对称排列的方式。平衡盘（？自动平衡轴向力）。平衡鼓。 平衡盘为什么采用自动平衡轴向力：作用于转子上的轴向力大于平衡盘上的平衡力则转子就会向低压侧窜动而平衡盘是固定在转轴上的，因此，使轴向间隙减小，经间隙的流动阻力增加，泄漏量减少。这将导致液体流过径向间隙的速度减小，既经间隙中流动损失减小，从而提高了平衡盘前面的压强，于是作用在盘上的平衡力也就增大。 轴端密封类型： 1）压盖填料密封，只用于低速泵。通过适当拧紧螺栓使填料和轴之间保持很小的间隙。 2）机械密封，适用于高温、高压、高转速的给水泵。 南京师范大学《泵与风机》试题 一、填空题(每空1分，共10分) 1.泵与风机的输出功率称为_______。 2.绝对速度和圆周速度之间的夹角称为_______。 3.离心式泵与风机的叶片型式有_______、_______和_______三种。 4.为保证流体的流动相似，必须满足_______、_______和_______三个条件。 5.节流调节有_______节流调节和_______节流调节两种。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一 个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分) 1.风机的全压是指( )通过风机后获得的能量。 A.单位重量的气体 B.单位质量的气体 C.单位时间内流入风机的气体 D.单位体积的气体 2.低压轴流通风机的全压为( ) A. 1～3kPa B. 0.5kPa以下 C. 3～15kPa D. 15～340kPa 3.单位重量的液体从泵的吸入口到叶片入口压力最低 处的总压降称为( ) A.流动损失 B.必需汽蚀余量 C.有效汽蚀余量 D.摩擦损失 4.关于冲击损失，下列说法中正确的是( ) A.当流量小于设计流量时，无冲击损失 B.当流量大于设计流量时，冲击发生在工作面上 C.当流量小于设计流量时，冲击发生在非工作面上 D.当流量小于设计流量时，冲击发生在工作面上 5.下列哪个参数与泵的有效汽蚀余量无关?( ) A.泵的几何安装高度 B.流体温度 C.流体压力 D.泵的转速 6.关于离心泵轴向推力的大小，下列说法中不正确的是( ) A.与叶轮前后盖板的面积有关 B.与泵的级数无关 C.与叶轮前后盖板外侧的压力分布有关 D.与流量大小有关 7.两台泵并联运行时，为提高并联后增加流量的效果，下列说法中正确的是( ) A.管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应陡一些 ××大学2006—2007学年第二学期 《泵与风机》试卷（B）卷 考试时间：120分钟考试方式：闭卷 学院班级姓名学号 题号一二三四五总分 得分 阅卷人 一、名词解释题（本题共5小题，每小题2分，共10分） 1. 泵的流量 2. 风机的全压 3.攻角 4.汽蚀 5. 有效汽蚀余量 二、简答题（本题共5小题，共20分） 1.试说明下图中标号1、2、3、4的名称和作用。 2.离心式和轴流式泵与风机在启动方式上有何不同？为什么？ 3.简述平衡盘的工作原理。 4.试以欧拉方程说明，轴流式风机与离心式比较，其性能特点是什么？ 5.试述泵的串联工作和并联工作的特点。 三、填空及选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分） 1.设某风机入口处全压是100 Pa，出口处全压是400 Pa，则该风机的全压是Pa。 2.某双吸单级风机转速是1450rpm，流量是120m3/s，压力是4500 Pa，则比转数是。 3.某泵流量是2.5m3/s，转速是1450rpm，当转速提高到2900rpm时，对应点处的流量是 m3/s。 4.某风机叶轮直径是2.5m，转速是900rpm，当流量系数是0.26时，对应点的流量是 m3/s。 5.某泵的允许吸上真空高度是5.5m，泵入口流速是1.2m/s，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。 6. 设某泵0.90.950.98h v m ηηη===，，，则该泵的效率是 。 7. 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 %。 8. 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 。 9. 风机工况点的高效调节措施主要有 、 、 。 10. 提高吸入系统装置的有效汽蚀余量的措施有 、 、 。 四、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分） 1. 有一单级轴流式水泵，转速为400r/min ，在直径为1000mm 处，水以v 1=4.5m/s 速度沿 轴向流入叶轮，以v 2=5.1m ／s 的速度由叶轮流出，总扬程H=3.7m ，求流动效率。 2. 有两台性能相同的离心式水泵，性能曲线如右图所示，并联在管路上工作，管路特性 曲线方程式265.0v c q H =，m H -，s m q v /3-。求： 1）并联运行时的总流量。 2）问当一台水泵停止工作时，管路中的流量减少了多少？ 3. 某风机，转速n=960r/min 时，流量 q v =3.5m 3/min ，全压=1000Pa ，ρ=1.2kg/m 3，今用 同一送风机输送密度ρ=0.9kg/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？其实际流量为多少？ 4. 如下图所示，风机的转速是1450rpm ，安装角是0°，通风管路的特性曲线亦绘于图中， (管路的特性曲线-->图中上扬的一条粗线) (图中下降的多条细线-->安装角不同时设备的各性能曲线) 求：1）工况点处的流量、压力、效率、轴功率；2）图中点1是通风管路特性曲线与安装角是-5°时风机特性曲线的交点，点1处的流量是1v q ，打算分别用节流、变安装角、变转 第一章思考题: 1． 流体在旋转的叶轮内是如何运动的？各用什么速度表示？其速度矢量可组成怎样的图形？ 答：当叶轮旋转时，叶轮中某一流体质点将随叶轮一起做旋转运动。同时该质点在离心力的作用下，又沿 叶轮流道向外缘流出。因此，流体在叶轮中的运动是一种复合运动。 叶轮带动流体的旋转运动，称牵连运动，其速度用圆周速度u 表示； 流体相对于叶轮的运动称相对运动，其速度用相对速度w 表示； 流体相对于静止机壳的运动称绝对运动，其速度用绝对速度v 表示。 以上三个速度矢量组成的矢量图，称为速度三角形。 2． 当流量大于或小于设计流量时，叶轮进、出口速度三角形怎样变化？ 答：进口速度三角形的变化： 当流量小于设计流量时：轴面速度'1m v ＜1m v ，'1α＜90°，'1β＜1β。（如图a ） 当流量大于设计流量时：轴面速度'1m v ＞1m v ，'1α＞90°，'1β＞1β。（如图b ） 出口速度三角形 小于设计流量 大于设计流量 3． 为了提高流体从叶轮获得的能量，一般有哪几种方法？最常采用哪种方法？为什么？ 答：1）径向进入，即 901=α；2）提高转速n ；3）加大叶轮外径2D ；4）增大叶片出口安装角a 2β。 提高转速最有利，因为加大叶轮外径将使损失增加，降低泵的效率；提高转速则受汽蚀 的限制，对风机则受噪声的限制。增大叶片出口安装角a 2β将使动能头显著增加，降低泵与风机的效率。比较之下，用提高转速n 来提高理论能头，仍是当前普遍采用的主要方法。 第二章思考题 4.离心式叶轮的理论,V T q -T H ∞曲线及,V T q -T p ∞曲线为直线形式，而实验所得的V q -H 及V q -p 关系为曲线形式，原因何在？ 答：对于有限叶片的叶轮，由于轴向涡流的影响使其产生的扬程降低，该叶轮的扬程可用环流系数进行修正。 ∞=T T KH H 环流系数K 恒小于1，且基本与流量无关。因此，有 限叶片叶轮的T V q ,—T H 曲线，也是一条向下倾斜的直线， 且位于无限多叶片所对应的T V q ,—∞T H 曲线下方。如图中 b 线所示。考虑实际流体粘性的影响，还要在H q T V -,曲 线上减去因摩擦、扩散和冲击而损失的扬程。因为摩擦及 扩散损失随流量的平方增加，在减去各流量下因摩擦及扩 散而损失的扬程后即得图中的c 线。冲击损失在设计工况 下为零，在偏离设计工况时则按抛物线增加，在对应流量 下再从c 曲线上减去因冲击而损失的扬程后即得d 线。除 此之外，还需考虑容积损失对性能曲线的影响。因此，还 需在d 线的各点减去相应的泄漏量q ，即得到流量与扬程的 实际H q V -性能曲线，如图中e 线所示。 对风机的V q —H 曲线分析与泵的V q —H 曲线分析 相同。 5．为什么前弯式叶片的风机容易超载？在对前弯式叶片风机选择原动机时应注意什么问题？ 答：前弯式叶轮随流量的增加，功率急剧上升，原动机容易超载。所以，对前弯式叶轮的风机在选择原动机时，容量富裕系数K 值应取得大些。 第三章思考题 1． 当一台泵的转速发生改变时，其扬程、流量、功率将如何变化？ 答：根据比例定律可知：流量Vp q ＝Vm q p m n n 扬程p H ＝m H 2()p m n n 功率p P ＝m P 3()p m n n 4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。 4-1 解： 76.07 .151000/8.253600/17081.91000=???=== P H gq P P v e ρη h v m ηηηη??= ∴92.092 .090.076 .0=?= ?= v m h ηηηη 4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞ =u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。试求风机的全压及有效功率。 4-2，解： p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0 ∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450?????ππ=1462.1（Pa ） 根据斯托道拉公式：P K +=11，∴855.017 .11==K ∴p= K·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa ） P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw) 4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=0.86，求风机轴功率P 为多少。 4-3 P=η P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw) 4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。 4-4解： 77.09860 1000/1367.581.91000=???=== P H gq P P v e ρη 91.092 .092.077 .0=?= ?= v m h ηηηη 4-5 若水泵流量q v =25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa ，入口处真空表读数为40kPa ，吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm ，电动机功率表读数为12.6kW ，电动机效率为0.90，传动效率为0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。 ∵P e =ρg·q v ·H ∵()w Z g v v g p p H h Z 2122 12212+-+-+-=ρ泵与风机部分思考题及习题答案.(何川 郭立君.第四版)
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