泵与泵站试题及答案

泵与泵站试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.某离心泵在额定工况下效率为78%，若因管路阻力增加导致工作点向右偏移，此时效率最可能的变化趋势是A.升高至82% B.保持78% C.降至72% D.先升后降答案：C2.比转数ns=120的泵，其叶轮出口宽度b2与直径D2之比b2/D2通常A.<0.02 B.0.02~0.04 C.0.04~0.06 D.>0.06答案：B3.水泵汽蚀余量NPSHr与转速n的关系可近似表示为A.∝n^0.5 B.∝n^1.0 C.∝n^1.5 D.∝n^2.0答案：C4.两台同型号泵并联后，若管路特性曲线为H=Hst+SQ^2，则并联流量Q并与原单泵流量Q单之比A.恒为2.0 B.恒为1.73 C.随S增大而趋近2.0 D.随S增大而趋近1.0答案：D5.采用变频调速时，当转速由n1降至0.8n1，理论上功率降至A.0.8P1 B.0.64P1 C.0.51P1 D.0.4P1答案：C6.泵站吸水井最低运行水位标高2.5m，水泵轴心标高3.2m，水温30℃对应饱和蒸汽压头0.43m，吸上高度修正后最大允许吸上真空高度为A.4.8m B.5.2m C.5.7m D.6.1m答案：A7.对于轴流泵，关阀启动会导致A.轴功率剧增 B.扬程升高 C.效率升高 D.流量反向答案：A8.水泵全特性曲线中“制动工况”区对应的流量Q与转速n符号A.同号 B.异号 C.Q=0 D.n=0答案：B9.泵站出水管上安装缓闭止回阀的主要目的是减小A.启动水锤 B.停泵水锤 C.负压水锤 D.持续高压答案：B10.采用前置诱导轮提高汽蚀性能，其本质作用是A.降低NPSHr B.提高NPSHa C.减少S值 D.增加Hst答案：A11.水泵叶轮车削定律基于A.欧拉方程 B.相似定律 C.托马汽蚀系数 D.管路特性答案：B12.某泵站日运行20h，流量1.2m³/s，日扬水量为A.86400m³ B.8640m³ C.103680m³ D.20736m³答案：C13.水泵启动前灌水排气，若采用真空泵引水，最大引水高度一般不超过A.5m B.7m C.9m D.10.33m答案：B14.水泵反转飞逸转速与额定转速之比，轴流泵通常A.1.0~1.1 B.1.2~1.4 C.1.5~1.8 D.2.0~2.2答案：C15.泵站变压器容量选择时，电动机同时系数一般取A.0.5 B.0.7 C.0.9 D.1.0答案：B16.水泵出口装设橡胶瓣止回阀，其水头损失系数ζ约为A.0.1 B.0.5 C.1.5 D.3.2答案：C17.水泵运行中轴承温度报警值通常设定为A.60℃ B.70℃ C.80℃ D.90℃答案：C18.泵站吸水喇叭口最小淹没深度与管径D的关系经验公式为A.0.3D B.0.5D C.0.8D D.1.0D答案：B19.水泵机组横向排列时，相邻机组基础净距不宜小于A.0.8m B.1.0m C.1.2m D.1.5m答案：D20.采用超声波流量计在线校核，其测量不确定度可达A.±0.1% B.±0.5% C.±1.0% D.±2.0%答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）21.下列措施可有效降低泵站停泵水锤最大值的有A.设置双向调压塔 B.采用可控止回阀 C.增大管径降低流速 D.出口设孔板 E.水泵出口设闸阀并快关答案：A、B、C22.造成水泵运行电流周期性摆动的原因可能包括A.叶轮堵塞 B.进水池漩涡 C.轴承磨损 D.电压波动 E.出水管泄漏答案：B、C、D23.水泵汽蚀破坏最先出现的部位通常位于A.叶片进口背面 B.叶轮前盖板 C.泵壳隔舌 D.导叶进口 E.轴套答案：A、B24.下列关于水泵相似定律的表述正确的有A.流量与叶轮直径三次方成正比 B.扬程与转速平方成正比 C.功率与转速三次方成正比 D.必需汽蚀余量与转速平方成正比 E.效率相等答案：B、C、D25.泵站出水压力波动剧烈，现场应检查A.止回阀阀板是否卡涩 B.压力传感器阻尼孔 C.泵与管固定支撑 D.进水池水位 E.变频器载波频率答案：A、B、C26.水泵运行中发生喘振的外在特征有A.压力表指针大幅摆动 B.噪声周期性变化 C.电机电流稳定 D.流量剧烈波动 E.轴承温度升高答案：A、B、D27.下列属于泵站“无人值守、少人值守”自动化必备功能的有A.在线振动监测 B.红外测温巡检 C.门禁视频联动 D.远程启停 E.手动切换工频变频答案：A、B、C、D28.水泵叶轮采用不锈钢材料主要考虑A.耐汽蚀 B.耐磨损 C.耐氯化物腐蚀 D.降低粗糙度 E.提高强度答案：A、C、D29.泵站吸水井设计时，防止漩涡的措施有A.设置导流墩 B.降低吸水喇叭口高度 C.加大井宽 D.设置浮板 E.提高最低水位答案：A、C、E30.水泵试验中，流量测量采用电磁流量计的优点有A.无阻流元件 B.不受液体密度影响 C.可测双向流 D.要求直管段短 E.价格最低答案：A、B、C三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）31.水泵比转数越大，对应叶轮出口宽度越窄。答案：×32.泵站出水管线出现负压，一定会发生水柱分离。答案：×33.水泵反转时，其QH曲线位于第一象限。答案：×34.水泵安装高度越高，必需汽蚀余量NPSHr不变。答案：√35.同一台泵输送清水与输送油品相比，其关死扬程基本不变。答案：√36.泵站日千吨水电耗与管网漏损率无关。答案：×37.水泵采用双蜗壳结构可减小径向力。答案：√38.变频调速系统功率因数一般高于工频运行。答案：√39.水泵轴功率计算式P=ρgQH/η中，η为机组总效率。答案：√40.泵站吸水井前设格栅的主要目的是防止汽蚀。答案：×四、填空题（每空1分，共20分）41.水泵理论扬程HT由欧拉方程给出：HT=（u2c2uu1c1u）/g，其中u2表示________，c2u表示________。答案：叶轮出口圆周速度；出口绝对速度圆周分量42.托马汽蚀系数σ定义为________与________之比。答案：必需汽蚀余量NPSHr；扬程H43.泵站出水管道水锤波速a与管径D、壁厚δ的关系近似为a=________，其中K为液体弹性模量，E为管材弹性模量。答案：√[(K/ρ)/(1+K·D/E·δ)]44.水泵并联运行流量增量随管路阻力系数S的增大而________。答案：减小45.水泵启动前需充水，若采用真空泵引水，其抽气量计算公式V=________，其中Ha为大气压头，Hss为静吸上高度。答案：V=(V泵+V管)·ln[(HaHss)/(HaHssΔh)]46.泵站变压器负载率β=________，其中S为实际运行容量，SN为额定容量。答案：S/SN47.水泵运行中轴承温度升高的常见原因是________或________。答案：润滑不良；同心度偏差48.水泵出口设微阻缓闭止回阀，其关闭过程分________与________两阶段。答案：快关；慢关49.泵站吸水井最小有效容积可按单泵________流量与________时间的乘积确定。答案：额定；5min50.水泵叶轮车削量ΔD/D≤________时，效率下降不超过2%。答案：0.2五、简答题（每题6分，共30分）51.绘出离心泵QH、Qη、QP曲线，并标出高效区范围，说明工程选型时为何要求工况点落在高效区。答案：曲线略。高效区通常指效率下降不超过ηmax5%的区间。工况点落在高效区可保证能耗最低、振动噪声最小、汽蚀性能最优，延长寿命。52.简述泵站停泵水锤计算步骤，并给出一种简易图解法名称。答案：步骤：1.确定初始流速v0、波速a；2.计算水锤压力ΔH=a·v0/g；3.判断直接水锤或间接水锤；4.选用特征线法或阿列维图解法；5.校核管道强度。图解法：阿列维抛物线法。53.说明变频调速与阀门节流调节的能耗差异，并给出节能率估算公式。答案：阀门节流额外损失ΔH阀=H阀H需，变频调速去除该损失。节能率η节=(P阀P变频)/P阀=1(n变频/n工频)^3。54.列举泵站吸水井设计中防止漩涡的三种工程措施并说明原理。答案：1.设置导流墩：破坏切向速度；2.加大井宽：降低流速，减小科氏力；3.提高最低水位：增加淹没深度，避免吸气漩涡。55.解释水泵“驼峰曲线”现象，并说明其对并联运行的危害。答案：QH曲线出现正斜率段，导致同一扬程对应双流量，并联时易引发抢水、喘振，甚至反转。六、计算题（共50分）56.（10分）某离心泵额定工况Q=0.25m³/s，H=32m，n=1450r/min，η=82%。现改用n′=1160r/min运行，求新工况Q′、H′、P′（忽略效率变化）。答案：由相似定律：Q′=Q·(n′/n)=0.25×0.8=0.2m³/s；H′=H·(n′/n)²=32×0.64=20.48m；P=ρgQH/η=1000×9.81×0.25×32/0.82=95.7kW；P′=P·(n′/n)³=95.7×0.512=49.0kW。57.（15分）水泵系统如图：静扬程Hst=18m，管路阻力S=0.025s²/m⁵，单泵QH曲线H=4080Q²（Q单位m³/s）。求：(1)单泵工作点；(2)同型号两台泵并联后总流量及单泵流量；(3)若改用一台变频泵，求流量降至0.3m³/s时转速比n′/n。答案：(1)联立H=4080Q²与H=18+0.025Q²，得Q=0.516m³/s，H=18.66m；(2)并联后H=4080(Q/2)²，与H=18+0.025Q²联立，得Q总=0.72m³/s，单泵0.36m³/s；(3)新工况H需=18+0.025×0.3²=18.225m，变频泵QH：H=40k²80Q²，代入得k=0.82，即n′/n=0.82。58.（10分）水泵安装地点海拔500m，大气压9.6mH₂O，水温20℃对应饱和蒸汽压0.24m，吸上高度Hss=4.2m，吸水管水头损失hs=0.5m，泵必需汽蚀余量NPSHr=3.5m，校核是否汽蚀。答案：NPSHa=9.60.244.20.5=4.66m>NPSHr=3.5m，安全裕量1.16m，不汽蚀。59.（15分）泵站出水管长L=1200m，D=0.8m，壁厚δ=10mm，管材E=2.1×10¹¹Pa，水K=2.1×10⁹Pa，初始流速v0=2.1m/s，阀门关闭时间Tc=3s，判断水锤类型并计算最大水锤压力。答案：波速a=√[(K/ρ)/(1+K·D/E·δ)]=√[(2.1×10⁹/1000)/(1+2.1×10⁹×0.8/2.1×10¹¹/0.01)]=1180m/s；相长μ=2L/a=2.03s<Tc=3s，为间接水锤；ΔH=(2Lv0)/(gTc)=(2×1200×2.1)/(9.81×3)=171.3m。七、综合分析题（共30分）60.某城市供水一级泵站设计规模8×10⁴m³/d，时变化系数Kh=1.4，已选3台同型号离心泵（2用1备），单泵Q=0.65m³/s，H=42m，η=83%，配套电机P=355kW，6kV，工频运行。运行三年后出现以下问题：(1)实际最高日流量仅6.5×10⁴m³/d，但夜间最小流量0.2m³/s，泵频繁启停，每小时启停达6次；(2)日间高峰时出口压力降至0.32MPa，低于要求0.38MPa；(3)水泵振动速度有效值达6.8mm/s，超标。经现场测试，单泵QH曲线已下降至H=3860Q²，管路阻力S=0.018s²/m⁵，静扬程Hst=20m。试完成：a)分析泵老化对系统的影响，计算新工作点并与设计对比；（8分）b)提出两种技术改造方案，给出比选过程与节能测算；（12分）c)针对振动超标，列出系统检查与治理措施；（10分）答