流体力学与流体机械期末考试

流体力学与流体机械

一、名词解释（10分）

1、粘性

对物体表面附近的流体运动产生重要作用，施加于流体的应力和由此产生的变形速率以一定

的关系联系起来的流体的一种宏观属性。

2、静压力基本方程式

P=P + ℎ

3、过水断面

某一研究时刻的水面线与河底线包围的面积，称过水断面。过水断面是与元流或总流所有流

线正交的横断面

4、总流

总流是封闭曲线取在管道内壁周线上的流束，是无数元流所组成的大的流束。它是许多元流

的有限集合体。

5、临界雷诺数

当流体在管道中、板面上或具有一定形状的物体表面上流过时，流体的一部或全部会随条件的变化而由层流转变为湍流，此时，摩擦系数、阻力系数等会发生显著的变化。转变点处的雷诺数即为临界雷诺数。

二、填空（10分）

1、压强的单位有巴（bar）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）。

2、流体局部损失与摩擦阻力、流体流速有关。

3、矿井排水方式可分为自流式排水、扬升式排水。

4、水泵按叶轮进水方式可分为单吸式、双吸式。

5、通风方法可分为自然通风、机械通风。

三、简答题（15分）

1、流体流动阻力有哪两种形式

答：主要有沿程阻力与局部阻力两种阻力形式。

2、风机工作参数有几个？

答：风机的参数主要有：流量（又称为风量）、风压、功率、效率、转速、比转速。3、请写出管路特性曲线方程式？

答：

4、何谓风机工况？

答：通风机个体特性曲线与矿井或管道风阻特性曲线在同一坐标图上的交点风机在网路工作时，是依靠风机的静压来克服网路的阻力的，因此，风机的工况点是由静压特性曲线

与网路特性曲线的交点M来决定的。

5、请写出涡轮机的比例定律

四、问答题（35分）

1、离心式水泵为什么采用后弯叶片叶轮？

答：⑴在转速、叶轮半径、流量都相同的条件下，前弯式叶轮产生的绝对速度比后弯式叶片

叶轮，而流动损失与速度的平方成正比。因此当流体流过叶轮及导叶或蜗壳时，其能量损失比后弯式叶片叶轮；⑵前弯式叶轮产生的动压比静压大，而水泵应产生高的静压以克服高的阻力来输送流体，若动压高，还得在导叶或蜗壳中转换为静压，在转换中必然要伴随较大的能量损失。⑶前弯式叶轮的流道比后弯式短，因而流道的扩散度较大，流道的扩散度大，流

体通过时的局部损失也大。

2、比转数的特点有哪些？

答：比转数较全面地反映了风机（或水泵）的特性，综合了风机（或水泵）的流量、全压|转速三者之间的关系。比转数大，说明风机（或水泵）在同流量下，风压（或扬程）低；比转数小，说明风机（或水泵）在同流量下，风压（或扬程）高。对于同系列相似的风机，不论其尺寸大小，其比转数是相等的。不同系列相似的风机有不同的比转数。比如，离心式风

机的比转数一般小于轴流式风机的比转数。

3、试述泵的密封及作用

答：泵的密封装置主要分两类：一类为静密封，一类为动密封。静密封通常有垫片密封、O 型圈密封、螺纹密封等型式。动密封则主要有软填料密封、油封密封、迷宫密封、螺旋密封、

动力密封和机械密封等。

泵轴密封的作用是阻止泵轴通过泵壳处的泄露。

4、离心通风机的传动方式有几种？请分别写出。

答：①电机直联型：风机的叶轮直接安装在电动机轴上

②皮带传动型：通过皮带和皮带轮驱动的风机

③联轴器传动型：电动机与风机用联轴器联接驱动。

5、通风机为什么安裝扩散器？有什么要求？

答：轴流式通风机运行时，风流从后导叶流动出来后，其出口动压仍然很大，设置扩散器可

以将动压变为静压，提高通风机静压效率。

6、水泵流量和压头调节有哪些方法？

答：1.改变泵的特性曲线法a.改变泵的转速。b.切割叶轮外圆；改变叶轮直径。2.改变管路特性曲线；最常用的方法是调节离心泵出口阀开度。关小阀门，管路局部阻力增大，管路特

性曲线变陡，工作点向左移动，流量减校

7、矿井为什么要反风？有什么规定？

答:因为为了安全。要是收到瓦斯.煤尘等爆炸损坏到通风设施。风机不能传输风流。要靠矿井自身的风流来为矿井提供充足的空气。

所以每年多要演习至少一次的反风。矿井反风设施齐全，有效，遇灾变需要反风时，必须在10分钟内改变巷道风流方向。当风流改变后，主要通风机的供风量，不应小于正常风量的40%。反风设施由矿长组织有关部门每季度至少检查1次；矿井每年应进行1次反风演习。当矿井通风系统有较大变化时，也应进行1次反风演习。

五、实践题（20分）

1、离心式通风机是否会产生轴推力？如何平衡

答：电动机通过轴把动力传递给风机叶轮，叶轮旋转把能量传递给空气，在旋转的作用下空气产生离心力，空气延风机叶轮的叶片向周围扩散，此时，风机叶轮越大，空气所接受的能量越大，也就是风机的压头(风压)越大。如果将大的叶轮割小，不会影响风量，只会减小风压。如果将一个叶轮外缘加大，风压就会加大，而风量不会改变。但是这两种情况都会改变轴功率。你所说的高压离心风机就是把叶轮加大

2、如何提高水泵的吸水高度？

答：水泵吸程=标准大气压（10.33米）--气蚀余量--管道损失--安全量（0.5）

因此可以通过减少气蚀余量及管道损失来提升水泵的吸水高度，如采用双吸式叶轮的水泵，适当加大叶轮进口直径及增大叶片入口宽度，叶轮前加设诱导轮，一般是采用加强密封、扩大吸水管直径等方法。

四.、计算题（10分）

试求海平面以下50m处的压力。（海平面为标准大气压，海水重度为10101N/M3）

解：根据静压力基本方程式有

P=P标+ρgh

=1.01x10^5+10101x50（Pa）

=6.06x10^5(Pa)

因此，海平面以下50m处的压力为6.06x10^5帕.