泵与风机期末考试思考题

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
2． 当某台风机所输送空气的温度变化时其全压、流量、功率将如何变化？
答：温度变化导致密度变化，流量与密度无关，因而流量不变。

全压 m
P m p p p ρρ= 功率 m P m p P P ρρ= 3．随比转数增加，泵与风机性能曲线的变化规律怎样？ 答：在低比转数时，扬程随流量的增加，下降较为缓和。

当比转数增大时，扬程曲线逐渐变陡，因此轴流泵的扬程随流量减小而变得最陡。

在低比转数时(s n <200)，功率随流量的增加而增加，功率曲线呈上升状。

但随比转数的增加(s n =400)，曲线就变得比较平坦。

当比转数再增加(s n =700)，则功率随流量的增加而减小，功率曲线呈下降状。

所以，离心式泵的功率是随流量的增加而增加，而轴流式泵的功率却是随流量的增加而减少。

比转数低时，效率曲线平坦，高效率区域较宽，比转数越大，效率曲线越陡，高效率区域变得越窄，这就是轴流式泵和风机的主要缺点。

为了克服功率变化急剧和高效率区窄的缺点，轴流式泵和风机应采用可调叶片，使其在工况改变时，仍保持较高的效率。

第四章思考题:
1． 为什么泵要求有一定的几何安装高度？在什么情况下出现倒灌高度？
答：提高吸水性能，使泵在设计工况下工作时不发生汽蚀。

当吸水池液面压力等于该温度下液体所对应的饱和压力Pv 时，出现倒灌高度。

2． 何谓有效汽蚀余量a h ∆和必需汽蚀余量r h ∆，二者有何关系？
答：有效汽蚀余量a h ∆：指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力（饱和蒸汽压力）的富余能量。

必需汽蚀余量：指液体在泵吸入口的能头对压力最低点处静压能头的富余能头。

二者关系：当（r h ∆＞a h ∆）时，泵内发生汽蚀；
当（r h ∆＜a h ∆＝时，泵内不会发生汽蚀；
当（r h ∆＝a h ∆＝c h ∆）时，处于临界状态。

3． 提高转速后，对泵的汽蚀性能有何影响？
答：对同一台泵来说，当转速变化时，汽蚀余量随转速的平方成正比关系变化，即当泵的转速提高后，必需汽蚀余量成平方增加，泵的抗汽蚀性能大为恶化。

第五章思考题
1. 试述泵与风机的串联工作和并联工作的特点？并简述相同性能泵联合工作方式的选择。

答：并联特点：扬程彼此相等，总流量为每台泵（风机）输出流量之和。

串联特点：流量彼此相等，总扬程为每台泵（风机）扬程之和。

性能选择：如果用性能相同的泵的运行来增加流量时，采用两台泵并联或串联方式都可以满足要求，这要取决于管路特性曲线形状以及泵的性能曲线的陡平程度。

当管路特性曲线平缓，性能曲线陡峭时，采用并联方式增大的流量大于串联增大的流量，在管路阻力影响不大的情况下，一般宜采用并联方式来增大输出流量。

2. 泵与风机并联工作的目的是什么？并联后流量和扬程（或全压）如何变化？并联后为什么扬程会有所增加？
答：（1）泵与风机并联工作的目的是保证扬程相同时增加流量。

（2）两台泵并联后的流量等于各泵流量之和，与各泵单独工作时相比，两台泵并联后的总流量小于各泵单独工作时流量的二倍，而大于一台泵单独工作时的流量。

并联后每台泵工作流量较单独工作时的较小。

（3）因为输送的管道仍是原有的，直径也没增大，而管道摩擦损失随流量的增加而增大了，从而导致总阻力增大，这就需要每台泵都提高它的扬程来克服增加的阻力，故并联后扬程大于并联前扬程。

3. 泵与风机串联工作的目的是什么？串联后流量和扬程（或全压）如何变化？串联后为什么流量会有所
增加？
答：（1）泵与风机串联工作的目的是提高扬程。

（2）两台泵串联工作时所产生的总扬程小于泵单独工作时扬程的二倍，而大于串联前单独运行的扬程。

（3）因为扬程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的扬程促使流量增加。