泵与压缩机试卷1

中国石油大学（北京）2008—2009年学年第一学期《泵与压缩机》期末考试试卷离心泵部分（一）
班级：_________姓名：_________学号：_________分数：________一﹑填空题（每题4分，共28分）
1.液体流经泵所获的理论扬程仅与液体的_________和_________有关。

用同一台泵输送
不同性质的流体，在同一转速和流量下工作时，叶轮所给出的理论扬程是_________（填“相同的”或“不同的”）。

2.静扬程在理论扬程中所占的比例称为_________，而它与叶轮叶片出口安装角相关，
且安装角越小，它_________，所以水泵中常采用_________形叶轮。

3.当离心泵输送介质的粘度增大时，泵内部的能量损失_________，扬程和流量都要
_________，并导致效率_________，轴功率_________，泵的特性曲线发生变化。

4.切割抛物线上的点并不是相似工况点是因为_________。

当叶轮切割量不大时，认为
对应工况点效率_________。

5.泵—管道系统的工作点可由_________和_________的交点来确定。

离心泵并联时，每
台泵提供的扬程_________，流量为_________。

6.离心泵工作发生喘振现象的两个条件是_________和_________。

7.就离心泵叶轮的结构形式来看，可分为_________、_________和_________。

二、简答题（每题6分，共36分）1.怎样提高离心泵抗气蚀性能？
2.可以通过哪些调节措施来改变泵的运行工况？
3．写出同一台离心泵在不同转速下输送相同液体时所满足的流量、扬程、功率和气蚀相
似定律以及切割定律。

4.简述离心泵的工作原理。

5.通过图示对H—Q 性能曲线成驼峰形离心泵的稳定性进行分析并指出其稳定工作区。

6．简述离心泵机械密封原理。

三、计算题（每题12分，共36分）1.有一台离心式水泵，转速n=1480r/min,流量q vT =110L/s，叶轮进口直径D 1=220mm,叶片
进口宽度b 1=45mm，叶轮出口直径D 2=400mm，叶片出口安装角β2e =45°，叶轮进出口的轴面速度相等。

设流体沿径向流入叶轮，求无限多叶片叶轮的理论扬程H T∞。

2.有一台离心泵用来输送清水，转速n=640r/min，总扬程H=130m，流量Q=6.4m 3/s ，轴
功率N=10860kw ，设ηm =0.92，ηv=0.88，求水力效率ηh ，总效率η，理论扬程。

3.已知某水泵的允许安装高度［Hg ］=6m ，允许汽蚀余量［Δh ］=2.5m ，吸入管路的阻
力损失h w =0.4m ，输送水的温度为25℃，问吸入液面上的压力至少为多少?(已知水在25℃时的饱和蒸汽压力p v =3.17kPa,水的密度ρ=997kg/m 3)
参考答案
一、填空题
1.叶片进口速度出口速度相同的
2.反作用度越大后弯
3.增大减小下降增加
4.切割前后叶轮并不保持几何相似相等
5.泵的特性曲线管路特性曲线相同各泵扬程之和
6.泵的H-Q 曲线呈驼峰形管路装置的静特性发生变化
7.闭式半开式开式二、简答题
1.答：⑴提高吸入装置的有效汽蚀余量的措施
①增加吸入罐液面上的压力A p 以提高a NPSH ②减小泵的安装高度g z 以提高a NPSH ③减小泵的吸上真空度S H ④减小泵吸入管路的阻力损失
∑−h
S
A ⑤降低液体的饱和蒸汽压V p ，液体的饱和蒸汽压与温度有关，因此泵操作时液体的温度应尽可能低一些，以防止液体在泵中汽化。

⑵提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施①改进泵入口的结构设计，使
210
,,λλω
和c 尽量减小
②采取双吸式叶轮③采用前置诱导轮④采用抗汽蚀材料
2.答：改变管路特性进行工况调节
（1）管路节流调节（2）旁路调节
改变泵的特性进行工况调节（1）改变工作转速（2）切割叶轮外径（3）并串联
3.答：流量相似定律、扬程相似定律、功率相似定律以及汽蚀相似定律如下
3
2121221212121,,⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝⎛=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛==n n N N n n H H n n Q Q ，
2
2
1(
2
1
n n NPSH NPSH r r =切割定律如下：
2
2
''D D Q Q =，222)'('D D H H =，3)'('D
D N N =4.答：离心泵启动之前在泵内灌满液体。

启动工作时，驱动机通过泵轴带动叶轮旋转，叶轮
中的叶片驱使液体一起旋转，产生离心力。

在离心力作用下，液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，并流经蜗壳被送入排出管。

液体从叶轮获得能量，使静压能和速度能均增加，并依靠此能量被液体输送到储罐或工作地点。

在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心处就形成低压，在吸液罐和叶轮中心处的液体就产生了压差。

吸液罐中的液体在这个压差作用下，便不断的经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。

这样，叶轮在旋转过程中，一面不断地吸入液体，一面又不断的给吸入的液体以一定的能头，将液体排出。

离
心泵便如此不连续不断的工作。

5.答：若驼峰形的H-Q 特性曲线和管路特性曲线交于M、N 两点，理论上讲都是工作点，设
泵在M 点工作，由于某种原因使工况向大流量方向偏离，则泵所提供的扬程大于管路所需的能头，使管路中的流量增加，工作点沿泵的特性曲线向大流量方向移动，直至N 点，泵在N 点稳定工作，所以N 点是稳定工作点。

相反，如果泵在N 点工作，由于某种原因使流量减小，则泵的扬程小于管路装置所需的能头，使管路中的流量减小，直到为零为止。

可见，一旦实际工况与M 点偏离时，工作点便不再回到M 点,所以M 点为离心泵的不稳定工作点。

凡是H-Q 曲线呈驼峰形的，曲线最高点T 的左侧线段上的各点都有可能成为离心泵的不稳定工作点。

H
Q
m
Q m
H 6．答：机械密封也称端面密封，是一种旋转轴动密封。

其中可能泄漏的点分为静密封点和
动密封点。

对于静密封点可以较容易地依靠密封圈的压紧防止泄漏；较困难的，也是最重要的是动密封点，由于介质压力和弹簧力的作用，使密封端面上有一定的压紧力，在动环与静环的密封端面之间形成很小的间隙，并保持间隙内有一层液膜。

间隙很小，介质通过时阻力很大，从而阻止了液体的泄漏。

而液膜的存在又可润滑摩擦副，减轻磨损，保证了密封效果。

三、计算题
1.解：v 1a,∞=q D b m s vT π113
110103*********
354=×××=−....(/)
u 2=πD n m s 260314041480
60
3098=××=...(/)v 2u,∞=u 2-v 2a,∞ctg β2e =30.98-3.54×ctg45°=27.44(m/s)∵流体沿径向流入
∴H T ∞=
u v g
m)
u 2230982744
981
8666,....(∞
=
×=
2.
解：理论流量V
T Q Q η=
……………○1
水力功率m
h N N η*=…………○
2T T h H gQ N ρ=…………○
3由○1○2○3得
T V
m H Q g
N ηρη=*理论扬程2.1404
.68.91088
.092.01010860*3
3=×××××==gQ N H V m T ρηη水力效率93.02
.140130===
T h H H η总效率75.093.088.092.0=××==v h m ηηηη3．解：∵
[]
[]p g H p g
h h g w 0
ρρυ=+++∆=6+317109979812504
3
....××++=9.22(m)
∴p 0=9.22ρg=9.22×997×9.81=90177(P a )。