流体机械试卷一及参考答案

一、填空（每空1分共15分）

1.离心泵叶轮根据叶片出口相对流动角B2的不同可分为三种不同形式，当B2<90o时为,B2=90o时为,B2>900时为；对应于三种叶轮效率为、、。

2前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向

3.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有?>

三种。

4.泵与风机中能量转换时的损失可分为?:

5.要保证泵不发生汽蚀，首先要正确地确定泵的

6.泵串联运行时，所输送的流量均而串联后的总场程为串联各泵所产生的扬程之和。

二、选择（每题2分共20分）

1.离心式泵的主要部件不包括（）

A.叶轮

B.汽缸

C.机壳

D.吸入室

222222

V2-V可U2-U耳W7-W N

H

T-—-―

2.在理论能头2g2g2g中，表小液体静能头的中（）

22

U2-U T

A.2g

B.2g

22

W彳-w2

C.2g

U2-u2W1-W-|

D."^g1g

3.离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（）

A.叶片入口安装角

B.叶片出口安装角

C.叶轮外径和宽度

D.叶轮内径和宽度

4.电厂中要求具有陡降型性能曲线的设备是（）

A.给水泵

B.送风机

C.循环水泵

D.凝结水泵

5,下列各项中与有效汽蚀余量NPSHa值无关的是（）

A.吸入管路参数

B.管路中流量

C.泵的结构

D.泵入口压力

6.两台风机并联运行的主要目的是（）

A.增加流量 B .增加扬程 C .增加全压

D.既增加扬程也增加全压

7 .为了保证串联运行时泵都工作在高效区，选择设备时，应使各泵在最佳工况点有相等或相近的（）

A.扬程

B.流量

C.比转数

D.功率

8 .目前电厂大型机组的离心式送、引风机常采用的调节方式是（）

A.导流器调节

B.进口端节流调节

C.回流调节

D.出口端节流调节

9 .某台水泵在转速不变时，当输送的水温度增加时，其轴功率（） A.增加B.降低C.不变D.先降低，后增加

10 .当流体以a1=90°的方向进入叶轮时，离心式泵的无限多叶片的理论扬程为

（）

三、简答（每题5分共15分）

1 .泵与风机的效率是如何定义的？它有哪几种效率组成？

2 .降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？

3 .泵与风机的工况调节的方法有很多种，以节流调节和变速调节为例分析其优缺点。

四、计算（共50分） 1. （10分）某风机最大转速为600r/min,当转速为500r/min 时，风量为36m3/s,

由于网络阻力增加风量减少到30m3/s,为保证原风量，风机转速应为多少并分

H T

A g

B w 22U ,

H

T ,

C .g

D .

H T ,

H T ,

U 22U

g

W 22U

析在此转速下工作是否允许。

2.（8分）有一单级离心泵，流量q v=68m3/h,△h r=6m,从容器中抽送温度为40C的清水，吸水

管路阻力损失△H=0.5m水泵的安全空化余量为0.4m,试求泵的几何吸入高度？（40c时水的汽化压力为0.75m,当地大气压为10.36m）

3.（18分）有一离心泵，其叶轮外径D2=22cm,转速n=2980r/min,叶轮出口安装角为

b2=45°,出口处轴向速度Cm2=3.6m/s,设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算求无限多叶片叶轮的理论扬程H吟若滑移系数u=0.8,泵的实际扬程为多少？。

4.（14分）试画图确定两台风机并联的工况点并说明步骤。

《流体机械原理》试卷一参考答案及评分标准

一 .填空（每空1分共15分）

1.前弯叶片叶轮径向叶片叶轮后弯叶片低高中

2.相同

3.开式闭式半开半闭式

4.机械损失水力损失容积损失

5.几何安装高度

6.相等

二 .选择（每题2分共20分）

1-5BDBCC6-10ABBBA

三.简答（每题5分共15分）

1.泵与风机的效率是如何定义的？它有哪几种效率组成？

泵与风机的效率是有效功率和轴功率之比，也称总效率，用刀表示。（2分）

机械效率容积效率流动效率（3分）

2.降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？

首级叶轮采用双吸式叶轮；加装诱导轮；采用双重翼叶轮、超汽蚀叶轮。（一项1分二项

以上5分）

3.泵与风机的工况调节的方法有很多种，以节流调节和变速调节为例分析其优缺点。节流调节有出口

节流和进口节流其调节方法方便简单易于操作，但流动损失较多不经济。（3分）

变速调节是比较经济的调节方法产生的损失较少且调节的范围较大。（2分）

四.计算（共50分）

1、解：应用比例定律有

n=n1q1/q2=500*36/30

=600rpm（7分）

由于风机最大转速为600r/min,现为保证风量，风机需要在600r/min转速下工作才能满足要求。

对此应视具体情况确定，若作为短期措施可以使用。但若长期运行，为保证

安全应更换风机。（10分）

2.解：设泵的安装高度为H SZ：

g

H th U 2Q 2U 1

C

U1

（14分）

由于流体径向流入叶轮 所以有

C

u1

滑移系数为u=0.8

所以u=

H th =86.01m/s

4.解：为简单起见，以两台相同风机为例。

根据并联时风压相等，流量相加的特点，作一系列的等风压线。（4分）

在等风压线上，将流量相加得一系列点，用光滑曲线连接这些点即得等效特性曲线。（8

分） 用同一比例将网络特性做在同一坐标图上，两条曲线的交点为等效工况点A,过A 作 等风压线交风机特性曲线于B 点，B 点即为风机并联是各自的工况点。（10分）

P o P va

H SZ ：=gg

=2.71m

h a H

（8分） （6

分）

dn U

2〜

3.解：出口圆周速度：603

4.31m/s 轴面速度：C m2=3.6m/s （2

分）

C u2U 2C

m28t 2

W

（6分）

W 2 C

2 由欧拉方程

式：

C

m2 cos 2

C m2

5.09

m/s

30.92

m/s （10

分）

作图（14分）

HA

QB QA Q

（18分）

一、填空（每空1分共20分）

1.离心泵叶轮根据叶片出口相对流动角B2的不同可分为三种不同形式，当

B2<90o时为,B2=90o时为?B2>90o时为,

2.星离心泵的能量转换元件，它的形式有>>

三种。

3、装置有效汽蚀余量越大，机械低压侧液体具有的能量超过液体汽化压力的余量越多，越。

4.泵与风机中能量转换时的损失可分为?:

5.反作用度表示在总能量头中的比重。

6.通用特性曲线是以为横坐标；为纵坐标绘制的

7.泵与风机调节工况的方法有、

二、简答（每题5分共20分）

1.试述泵与风机的工作原理

2.叶片一般分为哪几种形式？各有何优缺点？

3..降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？

4..某水泵按图纸要求安装后，开动起来抽不上水，试分析可能原因。

三、计算（共60分）

1.（10分）有一水泵，当其转速为n=2900r/min时，流量Q=9.5m3/min,扬程为H=120m,

另有一和该泵相似制造的泵，流量为Q=38m3/min,扬程为H=80m。问其叶轮的转速应为多少？

2.（15分）某工厂由冷冻站输送冷冻水到空气调节室的蓄水池，采用一台单吸单级离心式水泵。在吸水口测得流量为60L/s,泵前真空计指示真空度为4m,吸水口径25cm。泵本身向外泄漏流量约为吸水口流量的2%。泵出口压力表读数

为3.0kg f/cm，泵出口直径为0.2m。压力表安装位置比真空计高0.3m,求泵的扬程。

3.（20分）有一离心泵，叶轮外径D2=22cm,叶轮出口宽度b2=1cm,叶轮出口安装角b2=22o,

转速n=2900r/min,理论流量Q=0.025m3/s,设流体径向流入叶轮,即1=90o,

求,u2,w2,v2,2并计算无限多叶片叶轮的理论扬

程。

4.（15分）如图所示，水泵吸水管内径d=50mm,总长L=60m,H=30m,泵的流量Q=15m3/h,管路中有弯头一个局部损失系数为=0.5,底阀一个=

5.0,且沿程阻力系数=0.03。试求泵入口处的表压力。

《流体机械原理》试卷四参考答案及评分标准

一 .填空（每空一分共20分）

1.后弯径向前弯

2.叶轮开式闭式半开半闭式

3.不容易发生汽蚀

4.机械损

失水力损失容积损失5.静压能6.流量系数压力系数7.节流调节，导叶调节，动叶调节，气蚀调节，

变速调节，改变台数调节

二 .简答（共20分）

1 .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。

被甩出的气体及入机壳，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。

2 .前弯叶片：能产生较大的能量头，但其效率比较低，容易出现多工况工作的

情况。（1分）

径向叶片：产生的能量头界与前弯叶片与后弯叶片之间，效率居中。一一（2 分）

后弯叶片：产生的能量头较低，但效率较前弯叶片高,

工作区。

3

.（1）首级叶轮采用双吸式叶轮 （2）加装诱导轮

（3）采用双重翼叶轮、超汽蚀叶轮

4 .吸水管路不严密，有空气漏入。

泵内未灌满水，有空气存在。 安装高度太高了.电动机反转了. 叶轮及出水口堵塞

3

.啊。3.65

*29000.158

n 1.解：原泵的比转速 3

H"

3.651q v

0.75

120

38

3.65

n 1;60

115.92

(3分)

相似泵的比转速 n

si

3

H

" 0.75

80

(6分)

相似泵的比转速应相等即 0.75 n s1

80 n s1

n

s

那么n 13.650.633

2.解：p m

=3.0kgf /

cm 2

1068

r/m 110分)

=30000kgf /m 29.807=294.0kPa

H B Z'60L/s 4m

0.3m

0.06m 3/s

(3 V 2

006(10.02)4

__2

3.14(0.2)

1.87m/s

(3

V i

0.064

21.23m/s 3.14(0.25)

(4

分）

且不容易出现不稳定

(5分)

3.解:

4.解: Z I

Z I P I

22

H叫H B v~^Z'

2g

3040.1010.334.4m

U2

V2r

W

2

W2

sin

294.0

9.807

（1.87）2

（1.23）2

9.807

（

1

0.3

（4分）

分）D2b23.14*0.22*2900

60

Q

D2b2

V2r

sin

b2

22

W2U2

60

0.025

33.38

m/s （3

分）

3.14*0.22*0.01

3.62

9.67

sin22

2W2U2co s

V

2r3.62 0.146

m/s

b2

H T U2V2co s2

g

3.62

m/s

24.68

m/s

28.44

23.38*24.68*0.989

9.8

选取1—1和2—2两过流断面，列伯努利方程

P I

P a

V2 沿程损失局部损失

（4

分）

（4

分）

（4

分）

83.05

m（5分）

2

V I

2g

Z2

2

V2h-hl2

g

Z2

h f

h j

V I

2.12m s

2L?

，

d2g

h j1h j2

8.2眯水柱

10分

2V1

2

g

2

冲9.54米水柱2g

13分P1P2

1一39.54m

10m

代入数据：

故此泵不能正常吸水，泵入口处的表压力为零. 15分

、填空题（每空1分，共20分）

1.根据工作原理来分，可以将叶片式流体机械分为和反击式，而反击

式流体机械又可分为、和等三种类型。

2.工作机的流量是指流过其断面的流量，原动机的流量则是指

其断面的流量。

3.无穷远来流与孤立翼型弦（由首端指向尾端）之间的夹角称为角，

在

叶片式流体机械的叶栅绕流中即可反映为与平均流动角。

4.水泵的基本性能曲线是指正常工况下以转速运行是

的、以

及等三条能量性能曲线和汽蚀性能曲线。

5.水轮机的有机械效率等于,容积效率等于,流动效率

等于，总效率为。

6.通常叶轮流道投影图有两种形式，它们是投影图和投影图。

二、单项选择题（每小题2分，共20分）

1.某一台水轮机工作时，其进口的流量为，出口流量为，叶轮流量为，则其

容积效率为（）。

A.B.C.

2.叶轮高压侧用符号"”表示，低压侧用符号"”表示，为重力加速度，为

流体密度，，为总能头，则对于可压缩与不可压缩流体，叶片式

流体机械的反作用度均可表示为（）。

A. B.

转速n s 将(

A.水轮机的吸出装置有关；

B.水轮机叶轮进口的几何参数及运动参数有关；

C.水轮机叶轮出口的几何参数及运动参数有关。

8. 立式混流水轮机的安装高程是指()的高程。

A.其固定底座平面；

B.其基准面；

C.其进口导叶水平中心平面。

9. 全调节轴流泵的叶片安放角增大，其曲线()。

A.向右上方寸B 高B,向左下方降低C.不发生位移

10. 随着比转数的增大，叶轮的滑移系数将()。

A.变化不定

B.增大

C.减小

三、判断题(是，非“X”，每小题2分，共20分)

1.

()有流体与转动的叶轮之间的摩擦所引起的圆盘损失属于流动损失。 2.

()叶片的凹面为工作面，凸面为背面。 3.

()工作面比背面的压强大。 4. ()相似的流体机械，其比转速相等；反过来，比转速相等的流体机械，其性能

一定相似。

5. ()比转速越大，叶片的扭曲程度也越大。

3.

可知，一台在额定转速下工作的水泵, 随着其工作流量的减小，比

4.

5. 6. 7.

A.增大

压缩机的轴功率 指的是( B,减小 C.不变 随着水泵流量的加大，其必需汽蚀余量

A.增大

B,减小 C.变化不定 随着流体机械工作流量的减少，叶片的进口冲角将

A.增大

B,减小 C.变化不定 水轮机的装置汽蚀系数

6.()当流体机械的安装位置海拔高程越高，则其允许的安装高度也就越高。

7.（）汽蚀比转速较大的水泵，其抗汽蚀性能较好。

8.（）给定流量等其他参数不变，控制在一定的限制范围内提高叶轮的转速，其叶

片进口的冲角将加大。

9.（）以相对参数、无量纲参数和单位参数为变量所绘制的水泵的相对性能曲线、

风机的无量纲性能曲线以及水轮机的综合特性曲线是比转速的函数。

10.（）有限多叶片叶槽内轴向旋涡的旋向与叶轮转动的方向相

同。

四、简答题（每小题10分，共20分）

1.作为综合相似判别数，流体机械的比转数应具有唯一性，请具体说明有关规定。两

台水轮机相似，其比转数是否相等？为什么？

2.试用速度三角形和欧拉方程分析说明：轴流式叶轮的叶片是扭曲的。

五、计算题（每小题10分，共20分）

1.水轮机的流量m3/s,水轮机进口压力表的读数为N/m2,水轮

机出口真空表的读数为N/m2,两表中心高差为，进水管（压

力表处）和排水管（真空表处）的直径分别为3.5m和5m,发电机功率表读数为

kW,发电机效率为，求此时水轮机的轴功率、有效功率和水轮机的效率（忽略水轮机与发电机之间的传动损失，N/m3）。

2.某水泵在敞开抽送20?C的常温清水（），已知泵的转速r/min,

吸水管路水力损失为0.6m,试求在武汉（）和在拉萨（）两

地该泵的允许安装高度（原型泵的是通过尺寸小一倍的模型泵试验求得的，

模型泵在转速r/min时的，取汽蚀安全余量m）。

・、填空题

1.冲击式，径流式，斜流式，轴流式；

2 .进口，出口；

3 .攻，栅中翼型安放角，之差;

4 .额定，，，，

5.

3. (C);

4.(B);

5.(C);

8.(C);9.(A);10.(C)。

3.(X)；

4.(，)；

5.(，)；

8.(V);9.(V);10.(X)o

四、问答题

1.1）水泵额定点的参数，水轮机限制工况点的参数;

2）一个标准大气压，20度清水；

3）单个叶轮。

2.

径向能头平衡，要求不同流面上的栅中翼型的安放角是不同的。随着流面半径的加大，其栅中翼型的安放角是逐步变缓的。

用下标“H”表述轮毂，下标“T”表

述轮缘

五、计算

6.平面，轴面。

二、单项选择题

1.(A);

2.(C); 6.(A);7.(A); 三、是非题

1.(V);

2.(X); 6.(X)；7.(V);

1.①

武汉: 拉萨

武汉大学动力与机械学院

《流体机械及工程》

2005——2006上学期期末考试（试卷B）

一、填空题（每空1分，共20分）

1.流体机械是指以流体为与的机械设备。

2.根据能量传递方向的不同，可以将流体机械分为机和机。

3.叶栅的稠密度是与之比。

4.根据流体流过叶轮前后压能是否相等，将叶片式流体机械分为式

和式。

5.在推导叶片式流体机械叶轮的欧拉方程时，有四个基本假定，这四个基本假定分别

是、、、和O

6.叶片式流体机械的主要性能参数

有、、、、汽蚀余量和。

7.叶片式流体机械的速度三角形中有三条边，这三条边对应三个矢量，它们分别

是、和矢量。

二、选择题（每小题2分，共20分）

1.某一台水轮机工作时，其进口的流量为，出口流量为，叶轮流量为，则其

容积效率为（）。

A.B.C.

2.叶片式流体机械的反作用度是（）。

A.动能与总能量头之比

B.静压能与总动能之比

C.静压能与总能量头之

3.由可知，一台在额定转速下工作的水泵，随着其工作流量的减小，比

转速n s将（）。

A.增大B,减小C.不变

4.水轮机的轴功率N（）。

A.是发电机的输出功率

B.是水轮机的输出功率°卒工

C.

5.给定水轮机装置，高池的水经过水轮机进入低池，高池的水位不变，当低池的水位

升高时，水轮机的汽蚀系数将（）。

A.增大

B.减小

C.不定

6.离心式水泵叶轮的叶片形状一般采用（）。

A.向前弯曲

B.径向延伸

C.向后弯曲

7.水泵的有效汽蚀余量（）。

A.与水泵的必需汽蚀余量有关；

B.与水泵的吸水装置有关；

C.与水泵叶轮进口的运动参数有关。

8.某台水泵的汽蚀比转速（）。

A.随水泵转速（或流量）的增加而增加；

B.随水泵必需汽蚀余量的减小而增加；

C.是一个定值。

9.对于某叶片式流体机械，当流过它的流量偏离设计值时，冲角会发生变化，正冲角将导致在叶

片的（）产生旋涡。

A.工作面

B.背面

C.工作面和背面

10.某给定的开敞式（进、出水池水面为一个大气压）离心泵系统中，当进水池的水面

升高时，水泵的工作扬程将减小，而其轴功率将（）。

A.不变B,增大C.减小

三、判断题（是，非“X”，每小题2分，共10分）

1.（）风机的轴功率就是驱动它的原动机的输入功率。

2.（）当流体机械安装位置海拔高程越高，则流体机械的安装高度也就越高。

3.（）相似的流体机械，其比转速相等；反过来，比转速相等的流体机械，其性能

一定相似。

4.

（）比转速较大的泵（风机），其流量、能头（）关系曲线较为平 坦。 5. （）汽蚀比转速较大的水泵，其抗汽蚀性能较好。

四、简答题（每小题10分，共20分）

1. 当一台水泵的转速由变为时，该泵的比转速变不变，为什么？

2. 试用速度三角形和欧拉方程分析说明：径向式叶轮，叶片有限多时的理论能头比

求此时泵的轴功率、有效功率和泵的效率（忽略电动机与泵之间的传动损失,

N/m 3）。

3. 某台泵抽送70?C 的清水（），已知吸水池水面的压头，

吸水管路水力损失为1m,泵的转速r/min,试求该泵的允许安装高度（该 泵的是通过尺寸小一倍的模型泵试验求得的，模型泵在转速r/min 时的

,取原型泵的汽蚀安全余量m ）。叶片无限多时的理论能头 小。

五、

计算题（每小题10分，共30分） 1. 某一台水轮机, 在最佳工况点的参数为:

2. r/min,

泵流量

数为 N/m 3。试求：①该水轮机的轴功率 l/s,泵出口压力表的读数为 N/m 2,两表中心高差为 为100mm 和75mm,电动机功率表读数为 ;②该水轮机叶轮的比转速 N/m 2,泵进口真空表的读 ,吸水管和排水管的直径分别 kW,电动机效率为