南师大泵与风机试题及答案概述

1、南京师范大学 泵与风机试题 一、填空题 (每空 1分，共 10分) 1. 泵与风机的输出功率称为 。 2. 绝对速度和圆周速度之间的夹角称为 。 3. 离心式泵与风机的叶片型式有 、和 三种。 4. 为保证流体的流动相似， 必须满足 、 和三个条件。 5. 节流调节有 节流调节和 节流调节两 种。 二、单项选择题 ( 在每小题的四个备选答案中，选出一 个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号 内。每小题 1 分，共 10 分) 1. 风机的全压是指 ( ) 通过风机后获得的能量。 A. 单位重量的气体B. 单 位 质 量 的 气体 C. 单位时间内流入风机的气体D. 单 位 体 积的气体

2、2. 低压轴流通风机的全压为 ( ) A. 1 3kPaB. 0.5kPa 以下 C. 3 15kPaD. 15 340kPa 3. 单位重量的液体从泵的吸入口到叶片入口压力最低 处的总压降称为 ( ) A. 流动损失 B. 必需汽 蚀余 C. 有效汽蚀余量D. 摩擦损失 4. 关于冲击损失，下列说法中正确的是 ( ) A. 当流量小于设计流量时，无冲击损失 B. 当流量大于设计流量时，冲击发生在工作面上 C. 当流量小于设计流量时，冲击发生在非工作面上 D. 当流量小于设计流量时，冲击发生在工作面上 5. 下列哪个参数与泵的有效汽蚀余量无关 ?( ) A. 泵的几何安装高度B. 流体温度 C

3、. 流体压力D. 泵的转速 6. 关于离心泵轴向推力的大小，下列说法中不正确的 是 ( ) A. 与叶轮前后盖板的面积有关 B. 与泵的级数无关 C. 与叶轮前后盖板外侧的压力分布有关 D. 与流量大小有关 7. 两台泵并联运行时， 为提高并联后增加流量的效果， 下列说法中正确的是 ( ) A. 管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应陡一 些 B. 管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应平坦 些 C. 管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应陡一些 D. 管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应平坦一 些 8. 同一台泵用于输送密度分别为 1和 2的液体时，保 持转速不变且流动相似， 其对应的扬程分别

4、是 H1 和是 H2，对应的轴功率分别为 P1和 P2，若 12，则下列 关系式中正确的是 ( ) A. H 1H2 P 1=P2B. H 1=H2 P 1P2 C. H 1H2 P 1P2D. H 1=H2 P 1=P2 9. 某风机用于输送 320420的气体，且气体中含有 大量的灰粒，该风机的叶轮采用耐高温、高强度、不 锈钢制造，机壳内壁衬有耐磨的锰钢衬板，轴承箱内 设有水冷却装置，则该风机为 ( ) A. 送风机 B. 引风机 C. 排粉风机D. 再循环风机 10. 下列不同形式的轴流式风机中， 哪一个在设计工况 下出口气流的圆周分速度不为零 ?( ) A. 单个叶轮B. 单个叶轮加后

5、置导 叶 C. 单个叶轮加前置导叶D. 单 个 叶 轮 加 前 后置导叶 三、名词解释 （每小题 2 分，共 8 分） 1. 泵与风机的效率 2. 运动相似 3. 排挤系数 4. 滑移系数 四、简答题 （每小题 6 分，共 24分） 1. 试对泵与风机三种不同形式叶片产生的动能大小 进行分析比较。 2. 什么是流动损失 ?它与哪些因素有关 ? 3. 试述轴流式泵与风机的工作原理。 4. 试述常用的变速调节方式及其优缺点。 五、计算题 （每小题 8 分，共 48分） 1. 用水泵将水提升 30m高度。已知吸水池液面压力 为 101.3 103Pa，压出液面的压力为吸水池液面压 力 的 3 倍 。

6、全 部 流 动 损失 hw=3m,水 的密 度 =1000kg/m3，问泵的扬程应为多少 ? 2. 有一台离心式水泵，转速 n=1480r/min, 流 量 qvT=110L/s ，叶轮进口直径 D1=220mm叶, 片进口宽度 b1=45mm，叶轮出口直径 D2=400mm，叶片出口安装角 2e=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 HT。 3. 有一台离心式风机，在转速 n=1450r/min 时，流 量 qv=1.8m3/min ，空气密度 =1.2kg/m 3。若用该风 机输送密度 =0.9kg/m 3 的烟气，在保持工况相似 且全压与

7、输送空气时相同的情况下， 问转速应该变 为多少 ?此时的流量又为多少 ? 4. 已知某水泵的允许安装高度 Hg=6m，允许汽蚀 余量 h=2.5m，吸入管路的阻力损失 hw=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 pv=3.17kPa, 水的 密度 =997kg/m3） 5. 某风机在转速 n=2900r/min 时的 qv-p 性能曲线和 qv- 性能曲线如图所示，管路系统特性方程为 p=10qv2（q v的单位是 m3/s） ，若采用改变转速的方法 使风机的流量减少 10%，问风机的转速应为多少 ? 此时的风机轴功率又为多少 ?

8、 6. 一台中比转速水泵的性能曲线及管路特性曲线如 图所示，该泵叶轮外径 D2=200mm，为使流量减少 10%，问需切割叶轮外径多少毫米 ? 泵与风机试题参考答案 一、填空题 （每空 1 分，共 10 分） 1. 有效功率 2. 绝对速度角 3. 前弯式 径向式 后弯式 4. 几何相似 运动相似 动力相似 5. 出口端 入口端 二、单项选择题 （每小题 1 分，共 10分） 1. D 2.B 3.B4.D 5. D 6. B 7.A 8.B9.D 10.A 三、名词解释 （每小题 2 分，共 8 分） 1. 答：泵与风机的效率等于有效功率和轴功率之比。 2. 答：运动相似是指原型和模型泵与风

9、机各对应点 上的同名速度方向相同， 速度之比相等， 即各对 应点上的速度三角形相似。 3. 答：排挤系数是实际的有效过流断面面积与无叶 片厚度的过流断面面积之比。 4. 答：滑移系数是有限叶片情况下叶轮的理论扬程 与叶片无限多情况下叶轮的理论扬程之比。 四、简答题 （每小题 6 分，共 24分） 1. 答：动能在总能量所占的比例为 1 v2a, ctg 2e 2 2u2 从上式可得 1）、对于后弯式叶片 2e90， ctg 2e为负值， 动能所占的比例大于 1 2 综上所述： 后弯式叶片动能所占比例最小， 径向 式次之，前弯式最大。 2. 答：流体在泵与风机内流动时，由于存在流动阻 力，需要消

10、耗一部分的能量， 这部分消耗的能量 就称为流动损失。 流动损失主要由摩擦损失、 扩 散损失和冲击损失等三部分组成。 摩擦损失与流体的粘性、 流道的形状、 壁面的粗 糙程度及流体的流动速度等因素有关。 扩散损失 与流体流动过程中的转弯及流道过流断面的变 化状况有关。冲击损失则主要发生在叶片的进口 处，在非设计工况下，流量发生变化导致 1 1e，会产生冲击损失。 3. 答：轴流式泵与风机在原动机驱动下旋转，叶轮 中的流体在绕流叶片时， 旋转着的叶轮给绕流流 体产生一个推力，该推力可以分解为两个分力， 一个使流体沿圆周运动， 对流体做功， 增加了流 体的动能和压能，并在导叶的作用下将部分动能 变为压

11、力能；另一个力则使流体沿轴的方向运 动。两个分力的合力作用形成了流体在泵与风机 内的一个连续的输送过程。 4. 答：泵与风机常用的变速调节方式为：直流电机 驱动、汽轮机驱动、变速电动机驱动及恒速电动 机加可以改变转速的机构 （如液力联轴器 ） 驱动。 直流电动机变速简单， 但是价格昂贵， 且需要直 流电源， 只适合实验室使用， 对于现场生产不合 适； 汽轮机驱动的优点是运行经济性高，便于调节； 缺点是汽轮机造价高，设备复杂，初投资高。 采用改变转速的传动机构可无级变速， 但它的缺 点是有一定的传动损失， 且添置专门设备增加了 成本。 变速电动机的驱动调速效率高， 点也是投资大。 五、计算题 (

12、每小题 8 分，共 48 分) 1. 解： H=Hz+Hp+hw 调速范围大， 缺 Hp= p出p吸 2. 解： v1a,= qvT110 10 3 3.54(m/ s) D1b1 3.14 0.22 0.045 g 3p 吸 p 吸 2p 吸 2 101.3 103 g g 1000 9.81 20.65(m) H=Hp+Hz+hw=20.65+30+3=53.65(m) u2= D2n 60 3.14 0.4 1480 60 30.98(m / s) v2u, =u2-v 2a, ctg 2e=30.98-3.54 ctg45 =27.44(m/s) 流体沿径向流入 HTu 2v2u,30

13、.98 27.44 g 9.81 86.66(m) 3. 解 ： 已 知 n1=1450r/min ， 1=1.2kg/m 3 33 2=0.9kg/m q v1=1.8m /s 根据相似定律 p11 D 212 n1 2q v1D213 n1 ( ) ( ) ( ) p22 D22 n2q v2D22n2 又已知 p 1=p2 D 21=D22 n 2= 1 n11.2 1450 1647(r / min) 2= n2 2 1 0.9 4. 解： p0 H g p h hw g g g w 3 3.17 103 =6+ 2.5 0.4 997 9.81 =9.22(m) q n1 q 1 1

14、647 1.8 2.08(m3 / s) 1 1450 p 0=9.22 g=9.229979.81=90177(Pa) 5. 解： 1)采用描点法作出管路特性曲线，交性能曲线 于点 A，列表如下： qv m3/s 0 2 4 6 8 10 p pa 0 40 160 360 640 100 0 2) 查图得，n1=2900r/min 时的工作点 A处的参数为： 3 qv1=8.2m3/s,p 1=680Pa 已知变速后，qv2=7.4m3/s, 代入 p=10qv2 得：p2=548Pa 又知，相似曲线与管路特性曲线重合 qqvv21 nn12 n2 qqvv12 n1=0.92900=2610(r/min) 从图上查得，变速后的风机效率为 =0.69 则，风机的轴功率 P= pq 548 7.4 5.88(kW) 1000 1000 0.69 6. 解：设切割前的工况点为点 A， qvA=30(L/s) ，HA=32(m) 切割后工作点移至点 B，流量 qvB=27(L/s) 查图得， HB=29(m) 又知该泵属于中比转速泵 切割常数 k= qH2BB