2025年转机水泵理论试题及答案

2025年转机水泵理论试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列水泵类型中，基于动量交换原理工作的是（）A.离心泵B.轴流泵C.往复泵D.齿轮泵答案：B2.某离心泵铭牌标注比转速ns=120，其对应的泵型为（）A.低比转速离心泵B.中比转速离心泵C.高比转速离心泵D.混流泵答案：B（注：比转速50-80为低，80-150为中，150-300为高）3.水泵有效汽蚀余量（NPSHa）与必需汽蚀余量（NPSHr）的关系为（）时，泵不会发生汽蚀A.NPSHa>NPSHrB.NPSHa<NPSHrC.NPSHa=NPSHrD.无直接关联答案：A4.离心泵叶轮叶片采用后弯式设计的主要目的是（）A.提高流量B.降低能耗C.增加扬程D.改善汽蚀性能答案：B（后弯叶片使流体动能向压能转换更高效，减少能量损失）5.水泵效率η的计算公式为（）A.η=有效功率/轴功率B.η=轴功率/有效功率C.η=输入功率/输出功率D.η=扬程/理论扬程答案：A6.轴流泵的性能曲线中，扬程随流量增大的变化趋势是（）A.显著上升B.基本不变C.逐渐下降D.先升后降答案：C7.水泵串联运行的主要目的是（）A.提高总流量B.提高总扬程C.降低单泵负荷D.改善调节性能答案：B8.测量水泵轴功率时，常用的仪器是（）A.压力表B.流量计C.扭矩仪D.真空表答案：C9.离心泵启动时，出口阀门应处于（）状态A.全开B.半开C.关闭D.任意答案：C（降低启动电流）10.水泵的允许吸上真空高度Hs与（）无关A.当地大气压B.水温C.流量D.叶轮材料答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分，少选得1分，错选不得分）11.离心泵的主要过流部件包括（）A.叶轮B.泵壳C.轴封D.导叶答案：ABD（轴封为密封部件，非过流）12.影响水泵汽蚀性能的因素有（）A.吸入管路阻力B.液体温度C.叶轮进口几何形状D.电机功率答案：ABC13.水泵运行中出现振动过大的可能原因有（）A.转子动平衡不良B.轴承磨损C.汽蚀发生D.基础松动答案：ABCD14.轴流泵的调节方式包括（）A.变角调节B.变速调节C.节流调节D.旁路调节答案：AB（轴流泵节流调节效率低，一般不采用）15.评价水泵经济性的指标包括（）A.效率B.功率C.比转速D.运行电耗答案：AD三、填空题（每题2分，共20分）16.水泵的基本性能参数包括流量、扬程、转速、（）和效率。答案：功率（轴功率/输入功率）17.离心泵的理论扬程计算公式为（），其中u2为叶轮出口圆周速度，v2u为出口绝对速度的切向分量。答案：Ht=（u2v2u-u1v1u）/g（欧拉方程）18.临界汽蚀余量是指水泵性能（）时对应的最小有效汽蚀余量。答案：开始下降（通常取扬程下降3%时的值）19.水泵并联运行时，总流量（）各泵单独运行流量之和，总扬程（）单泵扬程。答案：小于；等于20.轴封装置的主要作用是防止（）和（）。答案：液体外漏；空气内漏21.水泵的比转速ns计算公式为（），其中n为转速（r/min），Q为流量（m³/s），H为扬程（m）。答案：ns=3.65n√Q/H^(3/4)22.多级离心泵通过增加（）数量来提高总扬程。答案：叶轮23.水泵的特性曲线包括（）、（）和效率曲线。答案：扬程-流量（H-Q）；功率-流量（P-Q）24.离心泵的轴向力主要由（）、（）和动反力组成。答案：叶轮两侧压力差；液体动量变化25.水泵的允许吸上高度Hs与（）、（）和吸入管路损失有关。答案：当地大气压；液体汽化压力四、判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）26.离心泵的扬程是指单位重量液体通过泵后获得的机械能。（）答案：√27.轴流泵的比转速高于离心泵，适用于大流量、低扬程工况。（）答案：√28.水泵的效率越高，说明能量损失越小。（）答案：√29.水泵发生汽蚀时，会出现噪音和振动，但扬程不会变化。（）答案：×（扬程会下降）30.离心泵的叶轮直径越大，扬程越高，流量也越大。（）答案：√（在转速不变时，D2增大，H∝D2²，Q∝D2²）31.水泵串联运行时，总扬程等于各泵扬程之和，总流量等于单泵流量。（）答案：√（理想情况，忽略管路特性影响）32.调节离心泵流量最经济的方式是变速调节。（）答案：√（节流调节会增加管路损失）33.水泵的必需汽蚀余量NPSHr越小，抗汽蚀性能越差。（）答案：×（NPSHr越小，所需有效汽蚀余量越小，抗汽蚀性能越好）34.轴封水的作用是冷却密封部件并防止空气进入泵内。（）答案：√35.水泵的转速越高，比转速越大。（）答案：√（ns∝n）五、简答题（每题6分，共30分）36.简述离心泵的工作原理。答案：离心泵启动前需充满液体。当叶轮在电机驱动下高速旋转时，叶片间的液体随叶轮做圆周运动，在离心力作用下从叶轮中心被甩向边缘，获得动能和压能。液体进入泵壳后，由于蜗壳流道逐渐扩大，流速降低，动能进一步转化为压能，最终从出口排出。同时，叶轮中心因液体被甩出形成低压区，在吸入池液面大气压作用下，液体经吸入管连续进入叶轮，形成连续的吸排过程。37.汽蚀对水泵运行有哪些危害？如何预防？答案：危害：①材料破坏：汽泡溃灭产生高压冲击，导致叶轮表面金属疲劳剥蚀；②性能下降：汽蚀发展到一定程度时，扬程、流量、效率显著降低；③振动与噪音：汽泡溃灭引起机械振动和高频噪音；④缩短寿命：长期汽蚀会加速部件磨损，降低泵的可靠性。预防措施：①降低吸入高度：合理设计吸入管路，减少吸入损失；②增大吸入管径：降低流速，减少沿程阻力；③提高液体汽化压力：降低液体温度（如冷却）；④优化叶轮设计：采用双吸叶轮、增大叶轮进口直径、采用抗汽蚀材料（如不锈钢）；⑤运行中避免偏离设计工况：防止流量过大或过小。38.分析水泵运行中轴承温度过高的可能原因及处理方法。答案：可能原因：①轴承缺油或油质劣化：润滑不足导致摩擦生热；②轴承装配过紧：游隙过小，运转阻力大；③轴承损坏：滚道或滚珠磨损、点蚀；④冷却不足：轴承冷却水通道堵塞或水量不足；⑤轴弯曲或对中不良：导致轴承额外受力；⑥转子动平衡差：振动引起轴承发热。处理方法：①检查油位、油质，补充或更换润滑油；②调整轴承间隙，重新装配；③更换损坏的轴承；④清理冷却水道，增大冷却水量；⑤校直轴或重新找正联轴器；⑥做转子动平衡试验。39.如何通过试验绘制水泵的H-Q性能曲线？答案：试验步骤：①将泵与试验管路系统连接，确保密封良好；②启动泵，调节出口阀门至全开状态，待运行稳定后记录流量Q（用流量计测量）、扬程H（通过进口真空表和出口压力表计算：H=(p出-p进)/(ρg)+(z出-z进)+(v出²-v进²)/(2g)）、转速n、轴功率P（用扭矩仪测量）；③逐渐关小出口阀门，每次调节后稳定3-5分钟，重复记录Q、H、P、n；④至少采集8-10组数据，覆盖0流量至最大流量范围；⑤以Q为横坐标，H为纵坐标，将各点连接成光滑曲线，即得到H-Q性能曲线。40.简述机械密封与填料密封的优缺点。答案：机械密封优点：①泄漏量小（接近零泄漏）；②寿命长（一般1-2年，远高于填料）；③摩擦功率损失小（约为填料的10%-15%）；④无需频繁调整。缺点：结构复杂，成本高；对介质清洁度要求高；安装精度要求严格。填料密封优点：结构简单，成本低；对介质适应性强（含颗粒介质可用）；维修方便。缺点：泄漏量大（需定期调整压盖）；摩擦损失大，易发热；使用寿命短（一般3-6个月）。六、计算题（每题5分，共25分）41.某离心泵输送清水（ρ=1000kg/m³），已知流量Q=180m³/h，扬程H=60m，效率η=78%，求轴功率P轴（g=9.81m/s²）。解：有效功率Pe=ρgQH/3600=1000×9.81×180×60/(3600×1000)=29.43kW轴功率P轴=Pe/η=29.43/0.78≈37.73kW答案：37.73kW42.某水泵安装在海拔500m处（大气压pa=95kPa），输送40℃清水（汽化压力pv=7.38kPa，密度ρ=992kg/m³），吸入管路总损失h损=3.5m，泵进口处流速v=1.8m/s，求有效汽蚀余量NPSHa。解：NPSHa=(pa-pv)/(ρg)-h损-v²/(2g)=(95000-7380)/(992×9.81)-3.5-(1.8²)/(2×9.81)=87620/9731.52-3.5-0.165≈8.99-3.5-0.165≈5.325m答案：5.325m43.某离心泵在转速n1=1450r/min时，流量Q1=120m³/h，扬程H1=40m，效率η1=75%。若将转速调至n2=1200r/min，求此时的流量Q2、扬程H2和轴功率P轴2（假设效率不变）。解：根据相似定律：Q2=Q1×(n2/n1)=120×(1200/1450)≈98.62m³/hH2=H1×(n2/n1)²=40×(1200/1450)²≈40×0.676≈27.04m原轴功率P轴1=ρgQ1H1/(3600η1)=1000×9.81×120×40/(3600×0.75)=130.8kWP轴2=P轴1×(n2/n1)³=130.8×(1200/1450)³≈130.8×0.553≈72.4kW答案：Q2≈98.62m³/h，H2≈27.04m，P轴2≈72.4kW44.两台相同的离心泵并联运行，单泵特性曲线为H=60-0.002Q²（H单位m，Q单位m³/h），管路特性曲线为H=10+0.001Q总²。求并联后的总流量和单泵流量。解：并联时总流量Q总=Q1+Q2=2Q（Q为单泵流量）泵的合成特性曲线：H=60-0.002Q²（单泵）→并联后H=60-0.002(Q总/2)²=60-0.0005Q总²联立管路特性方程：60-0.0005Q总²=10+0.001Q总²整理得：0.0015Q总²=50→Q总²=50/0.0015≈33333.33→Q总≈182.57m³/h单泵流量Q=Q总/2≈91.28m³/h答案：总流量≈182.57m³/h，单泵流量≈91.28m³/h45.某多级离心泵有5级叶轮，单级扬程H单=25m，转速n=2900r/min，求该泵的比转速ns（流量Q=200m³/h）。解：Q=