武汉大学流体机械期末考试历年试卷4

武汉大学动力与机械学院武汉大学动力与机械学院 流体机械及工程 2007 2008 上学期期末考试 试卷 A 一 填空题 每空一 填空题 每空 1 分 共分 共 20 分 分 1 流体机械是指以流体为 与 的机械设备 根据工介性质 的不同 可以将流体机械分为 机械和 机械 2 叶栅的稠密度是 与 之比 3 以转速和流量为纵 横坐标的四象限全特性曲线共分 区 包括了流体机 械的三种工况 它们分别是 和 等 4 在建立叶片式流体机械的基本方程时 需要引入四个基本假定 这四个基本假定 分别是 以 及 5 水泵的机械效率等于 容积效率等于 流动效率等 m v h 于 6 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 单项选择题 每小题二 单项选择题 每小题 2 分 共分 共 20 分 分 1 某一水泵的流量为 泄漏水量为 则其容积效率为 Qq v A Q qQ B qQ Q C Q q 2 叶片式流体机械的反作用度是 之比 A 动能与总能量头 B 静压能与动能 C 静压能与总能量头 3 由可知 一台在一定转速下工作的水轮机 随着其流量的减小 其比转 4 5 H Nn ns 速将 s n 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 C 等于 gQH 5 随着水泵流量的加大 其有效汽蚀余量将 a h A 增大 B 减小 C 变化不定 6 汽轮机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 水轮机的汽蚀系数与 H hr 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 立式斜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 其进口导叶底环水平面 9 降低离心泵的转速 其 H Q 曲线 A 向右上方抬高 B 向左下方降低 C 不发生位移 10 随着比转数的增大 流体机械的流动效率将 A 变化不定 B 增大 C 减小 三 判断题 正确的打三 判断题 正确的打 错误的打 错误的打 每小题 每小题 2 分 共分 共 20 分 分 1 汽轮机是工作机而不是原动机 2 所有叶片的凹面为工作面 凸面为背面 3 工作面的压强比背面的压强大 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 则其 性能不一定相似 5 比转速越大 转轮外径越大 s n 6 比转速越大 高效区越宽 s n 7 汽蚀比转速较大的水泵 其抗汽蚀性能较好 C 8 对于给定的水轮机装置 其工作流量与工作水头 导叶开度 转速 Q H0 a 和转轮叶片出口安放角有关 ny2 9 叶片数无限多 叶片无穷薄时 液流角就是安放角 10 轴向旋涡的旋向与叶轮转动方向相同 四 简答题 每小题四 简答题 每小题 10 分 共分 共 20 分 分 1 作为综合相似判别数流体机械的比转速应具有唯一性 请具体说明有关规定 当一台 水泵的转速由变为时 该泵的比转速变不变 为什么 1 n 2 n s n 2 试用速度三角形和欧拉方程分析说明 径流式叶轮 叶片有限多时的理论能头比 T H 叶片无限多时的理论能头小 T H 五 计算题 每小题五 计算题 每小题 10 分 共分 共 20 分 分 1 泵流量 l s 泵出口压力表的读数为N m2 泵进口真空表的 25 Q 5 10234 3 d p 读数为 N m2 两表中心高差为 吸水管和排水管的直径分 5 10392 0 s p m8 0 Z 别为 100 mm 和 75 mm 电动机功率表读数为 kW 电动机效率为 5 12 d N92 0 d 求此时泵的轴功率 有效功率和总效率 忽略电动机与泵间的传动损失 9800 g N m3 2 某水电站安装有立轴轴流转桨式水轮机 其型号为 ZZ600 15 1 K483 0 1 K 转轮的直径 D 3 0m 水轮机的设计水头为 26 5m 最大水头为 32m 最小水头是 22m 电站下游水面海拔高程为35 00m 如果水轮机在这三种水头下的空化系数分 别为 0 32 0 41 和 0 47 试求三种情况下允许的吸出高度和安装高程 s H 安 武汉大学动力与机械学院武汉大学动力与机械学院 流体机械及工程 2007 2008 上学期期末考试 试卷 B 班级 学号 姓名 成绩 题号一二三四五总分 分数 一 填空题 每空一 填空题 每空 1 分 共分 共 20 分 分 1 根据工作原理来分 可以将叶片式流体机械可以分为 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 断面上的流量 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 w l 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 转速运行时的 以及 等三条能量性能曲线和 汽蚀性能曲线 5 水轮机的机械效率等于 容积效率等于 流动效率 m v 等于 总效率为 h 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 每小题二 单项选择题 每小题 2 分 共分 共 20 分 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 p Q s Q T Q 其容积效率为 v A p T Q Q B p s Q Q C T s Q Q 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 p s g 流体密度 为总能头 则对于可压缩与不可压缩流体 叶片式 dp g H p s st 11 T H 流体机械的反作用度均可表示为 A st T H H B T st H H 1 C T st H H 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 4 3 65 3 H Qn ns 比转速 ns将 A 增大 B 减小 C 不变 4 压缩机的轴功率 P 指的是 A 机器的输出功率 B 机器的输入功率 C 叶轮的输入功率 5 随着水泵流量的加大 其必需汽蚀余量将 r h A 增大 B 减小 C 变化不定 6 随着流体机械工作流量的减小 叶片进口的冲角将 A 增大 B 减小 C 变化不定 7 水轮机的装置汽蚀系数与 H ha p 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 全调节式轴流泵的叶片安放角增大 其 H Q 曲线 A 向右上方抬高 B 向左下方降低 C 不发生位移 10 随着比转速的增大 叶轮的滑移系数将 A 变化不定 B 增大 C 减小 三 判断题 正确的打三 判断题 正确的打 错误的打 错误的打 每小题 每小题 2 分 共分 共 20 分 分 1 由流体与转动的叶轮之间的摩擦所引起的圆盘损失属机械损失 2 叶片的凹面为工作面 凸面为背面 3 工作面的压强比背面的压强大 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 则其性 能不一定相似 5 比转速越大 叶片的扭曲程度也越大 s n 6 当流体机械安装位置海拔高程越高 则流体机械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 C 8 给定流量等其它参数不变 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 风机的无量纲特性曲线以及水轮机的综合特性曲线是比转速的函数 s n 10 有限多叶片叶槽内轴向旋涡的旋向与叶轮转动方向相同 四 简答题 每小题四 简答题 每小题 10 分 共分 共 20 分 分 1 作为综合相似判别数流体机械的比转速应具有唯一性 请具体说明有关规定 两 台水轮机相似 其比转速是否相等 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 每小题五 计算题 每小题 10 分 共分 共 20 分 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 25 Q 5 10234 3 d p 机出口真空表的读数为 N m2 两表中心高差为 进水管 5 10392 0 s p m8 2 Z 压力表处 和排水管 真空表处 的直径分别为 3 5 m 和 5 m 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 7900 d N92 0 d 轮机的效率 忽略水轮机与发电机之间的传动损失 N m3 9800 g 2 某泵在大气压下抽送 20 C 常温清水 已知泵的转速 m24 0 V H r min 吸水管路水力损失为 0 6m 试求在武汉 和拉萨 960 n m32 10 a H 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 m64 6 a H g H r h 型泵试验求得 模型泵的转速r min 取原型泵的汽蚀安全余 1450 m nm1 2 rm h 量m 5 0 K 标标 答答 2007 年年 A 卷 卷 一 填空题 每空 1 分 共 20 分 1 工作介质 能量载体 水力 热力 2 弦长 l 栅距 t 3 8 个区 水泵工况 耗能工况 水轮机工况 4 轴对称稳定流 流面层间流动无关 叶片无穷多无限薄 理想流体 5 P PT T P P P Pf 6 u w c 二 单项选择题 每小题 2 分 共 20 分 1 B 2 C 3 C 4 B 5 B 6 A 7 C 8 C 9 B 10 A 三 判断题 正确的打 错误的打 每小题 2 分 共 20 分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四 简答题 每小题 10 分 共 20 分 1 1 在统一的定义和单位制条件下 比转速的唯一性要求 空气 清水 一个大气压力 标准状态 多级 单级 多流 单流 单个叶轮 泵与风机 最高效率 下最大功率水轮机 最优单位转速 额定工况 C 0 20 2 同一台泵 在满足上述唯一性要求条件下有 2 1 2 12 1 2 12 n n HH n n QQ 代入有 4 3 65 3 H Qn ns 1 4 3 1 11 4 3 2 1 2 1 1 2 12 4 3 2 22 2 65 3 65 3 65 3 s s n H Qn n n H n n Qn H Qn n 2 1 反旋现象 2 流动叠加 由上图分析可知 2u2u vv 1u v g vuvu H g vuvu H uu T uu T 11221122 五 计算题 每小题 10 分 共 20 分 1 泵扬程 g vv g p g p ZH sdsd 2 22 已知m pd 3 234 105N m2 ps 0 392 105N m2 Q 0 025m3 s 8 0 Z m s 66 5 075 0 025 0 4 4 1 2 2 d d D Q v m s 18 3 1 0 025 04 4 1 2 2 s s D Q v 则 g H 2 18 3 66 5 9800 10392 0 9800 10234 3 8 0 2255 0 8 33 00 4 00 1 12 38 92m WgQHNe 4 953592 38025 0 9800 KW 875 11 5 1295 0 dd NN 3 80804 0 875 11 5354 9 NNe 2 1 将已知条件代入以下算式 HKHs 900 0 10 设计水头条件下 mHs209 05 2632 0 15 1 900 35 0 10 最大水头条件下 mHs127 5 0 3241 0 15 1 900 35 0 10 最小水头条件下 mHs930 1 0 2247 0 15 1 900 35 0 10 2 应用以下公式计算 DKHH ssz1 设计水头条件下 mHsz658 1 00 3 483 0 209 0 最大水头条件下 mHsz678 3 00 3483 0127 5 最小水头条件下 mHsz481 0 00 3 483 0 930 1 相应的安装高程分别是 设计水头条件下 m658 36658 1 00 35 安 最大水头条件下 m322 31678 3 00 35 安 最小水头条件下 m519 34481 0 00 35 安 B 卷 卷 一 填空题 每空 1 分 共 20 分 1 冲击式 径流式 斜流式 轴流式 2 出口 进口 3 冲角 攻角 栅中翼型安放角 或 之差 b e 4 额定转速 QH QP Q QHQh Sr 5 T P P P P T f P P hvm f P P 6 轴面 平面 二 单项选择题 每小题 2 分 共 20 分 1 A 2 C 3 C 4 B 5 C 6 A 7 A 8 C 9 A 10 C 三 判断题 正确的打 错误的打 每小题 2 分 共 20 分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四 简答题 每小题 10 分 共 20 分 1 1 在统一的定义和单位制条件下 比转速的唯一性要求 空气 清水 一个大气压力 标准状态 多级 单级 多流 单流 单个叶轮 泵与风机 最高效率 下最大功率水轮机 最优单位转速 额定工况 C 0 20 2 两台水轮机相似 在满足上述唯一性要求条件下有 3 1 2 5 1 2 12 2 1 2 2 1 2 12 n n D D NN n n D D HH p p p p 代入有