泵与泵站课后试题及答案

泵与泵站课后试题及答案一、泵与泵站基础概念及分类1.（单选）下列哪一项不是叶片泵区别于容积泵的本质特征？A.流量随扬程升高而下降 B.存在最佳效率点 C.依靠密闭腔体容积变化输送液体 D.叶轮旋转产生离心力答案：C2.（单选）某泵站设计流量1.8m³/s，拟采用双吸离心泵，若单泵额定流量0.6m³/s，则工作泵台数（含备用）最少应为：A.3 B.4 C.5 D.6答案：C（3用2备，规范要求重要泵站备用率≥50%）3.（多选）下列关于轴流泵的描述正确的有：A.比转数n_s一般大于500 B.关死点功率最大 C.适用于大流量低扬程 D.启动时应出水管闸阀全开 E.高效区比离心泵宽答案：A、C、D4.（判断）混流泵的比转数介于离心泵与轴流泵之间，其叶轮出口边常做成斜向以减小水流撞击损失。（ ）答案：√5.（填空）按《泵站设计规范》GB/T50265，主泵房耐火等级不应低于________级，屋顶承重构件耐火极限不应低于________h。答案：二，1.06.（简答）说明“汽蚀余量（NPSH）”与“吸上真空高度H_s”之间的换算关系，并指出当海拔升高时两者如何变化。答案：NPSH_r=10.33−H_s−0.24−h_v−h_f（m），其中h_v为饱和蒸汽压头，h_f为吸入管路损失；海拔升高，大气压头降低，H_s减小，NPSH_r增大，泵更易汽蚀。二、泵性能曲线与工况调节7.（单选）某离心泵额定工况点：Q=0.08m³/s，H=32m，η=82%。若用出口阀门节流使流量降至0.06m³/s，则轴功率变化趋势为：A.减小约10% B.基本不变 C.增大约8% D.减小25%答案：C（节流损失使总扬程升高，轴功率P=ρgQH/η，Q降但H升且η下降，结果P略升）8.（多选）改变叶片安放角可实现工况调节的泵型有：A.立式轴流泵 B.导叶式混流泵 C.蜗壳式离心泵 D.可调叶片斜流泵 E.双吸离心泵答案：A、B、D9.（计算）一台水泵在n₁=1450r/min时测得Q₁=0.15m³/s，H₁=25m。若转速调至n₂=1750r/min，求新工况点Q₂、H₂，并判断新工况是否偏离原相似抛物线。答案：由相似律Q₂=Q₁(n₂/n₁)=0.15×1.207=0.181m³/s；H₂=H₁(n₂/n₁)²=25×1.458=36.4m；原抛物线H=kQ²，k=25/0.15²=1111，新点36.4=1111×0.181²→36.4≈36.4，故未偏离。10.（简答）图解说明并联运行与串联运行对泵站流量—扬程曲线的综合影响，并指出哪种方式更适合高扬程长距离输水。答案：并联使Q叠加，H不变，曲线横向加宽；串联使H叠加，Q不变，曲线纵向加高。高扬程长距离输水宜串联，因管路特性陡峭，需扬程高而流量增幅小。三、泵站水力设计11.（单选）进水池最低运行水位至泵叶轮中心线的垂直距离称：A.静吸上高度 B.淹没深度 C.必需汽蚀余量 D.安装高度答案：A12.（填空）前池扩散角一般控制在________°以内，以防止回流和漩涡。答案：4013.（计算）某泵站进水池宽8m，设计流量4m³/s，要求池内平均流速不超过0.3m/s，求最小有效水深。答案：A=Q/v=4/0.3=13.33m²，h=A/B=13.33/8=1.67m，取1.7m。14.（简答）说明“喇叭口淹没深度”与“防止吸气漩涡”之间的关系，并给出规范最小值。答案：淹没深度不足时，水面易形成贯通漩涡吸入空气，导致泵振动、效率下降；规范规定最小淹没深度S≥0.5+0.04v√D（m），其中v为进口流速（m/s），D为喇叭口直径（mm）。15.（多选）下列措施可有效减小泵站水锤压力的有：A.设置双向调压塔 B.出口装微阻缓闭止回阀 C.泵出口设气囊式气压罐 D.采用软启动器延长启动时间 E.加大管径降低流速答案：A、B、C、D、E四、泵房结构及辅助设备16.（单选）对于干室型泵房，当基础垂直振幅超过________mm时，应做动力隔振处理。A.0.02 B.0.05 C.0.10 D.0.20答案：B17.（填空）起重设备额定起重量应按________部件重量加________余量确定。答案：最重吊运，10%～20%18.（判断）当采用潜水泵时，电机冷却方式完全依赖周围水体，因此无需设置冷却循环系统。（ ）答案：×（大功率潜水泵仍需内部冷却套及循环叶轮）19.（简答）列举泵站通风量计算的两种方法，并说明哪种适用于夏季极端高温。答案：换气次数法：L=nV（m³/h），n取5～8次/h；散热平衡法：L=Q_热/(ρc_pΔt)，按电机散热+太阳辐射计算。后者更精确，适用于极端高温。20.（计算）某泵房长30m、宽12m、高8m，房内有4台110kW电机，电机效率94%，室外夏季40℃，要求室内不超过45℃，若太阳辐射热1.2kW，求所需通风量。（空气比热1.01kJ/kg·℃，密度1.2kg/m³）答案：电机散热P_损=4×110×(1−0.94)=26.4kW；总热量Q=26.4+1.2=27.6kW；Δt=5℃；L=Q/(ρc_pΔt)=27.6/(1.2×1.01×5)×3600=16300m³/h。五、泵站运行管理与节能21.（单选）对变频调速离心泵，当管路特性曲线为H=H_st+kQ²，若将频率从50Hz调至40Hz，则理论节电率约为：A.20% B.36% C.48% D.64%答案：C（P∝n³，节电率=1−(40/50)³=48.8%）22.（多选）泵站日常巡检中，发现下列哪些现象应立即停泵检查：A.轴承温度>80℃ B.填料函滴水>60滴/min C.电机电流超额定15%持续10min D.泵体出现明显噪声+振动烈度>7.1mm/s E.出口压力表指针周期性大幅摆动答案：A、C、D、E23.（简答）解释“泵系统全面效率η_sys”定义，并给出提升该效率的三项管理措施。答案：η_sys=ρgQH/(P_电机+P_辅机)，即从电网取电到水体获得的有效能量比；措施：①定期清洗管路减小k值；②根据需求切泵避免节流；③采用高效电机及变频，优化调度。24.（计算）某泵站年运行6000h，原系统平均效率55%，拟通过换泵、变频、管改综合措施提升至70%，电价0.65元/kWh，年输水能耗原值1.2×10⁷kWh，求年省电费及静态回收期（投资280万元）。答案：年节电ΔE=1.2×10⁷×(1−55/70)=2.57×10⁶kWh；年省费用=2.57×10⁶×0.65=167万元；回收期=280/167=1.68年。25.（案例分析）阅读下列运行日志并回答问题：日志摘录：06:00 1泵启动，Q=0.42m³/s，H=28m，I=78A，T_轴承=42℃08:30 水位上升，改2泵并联，总Q=0.82m³/s，H=29.5m，I₁=80A，I₂=81A10:00 调度指令降流量，关小2出口阀，总Q=0.70m³/s，H=32m，I₂升至88A问题：（1）计算10:00相对08:30的系统效率变化趋势；（2）指出运行方式的不合理之处；（3）提出改进方案。答案：（1）08:30有效功率P_e=ρgQH=1000×9.81×0.82×29.5=237kW，电功率近似P=√3UIcosφ/1000=1.732×0.38×(80+81)×0.88/1000=93.5kW（单泵），合计187kW，η=237/187=79%（偏高，因未计两台同时系数，实际约70%）。10:00P_e=1000×9.81×0.70×32=219kW，电功率≈1.732×0.38×(80+88)×0.88/1000=194kW，η=219/194=56%，效率下降14个百分点。（2）用阀门节流降流量，能量浪费大。（3）改为一台泵变频调速，保持单泵高效区，关闭另一台；或切换至更小泵运行。六、特殊泵站与新技术26.（单选）海水淡化反渗透取水泵站，对泵材料首要考虑的腐蚀类型是：A.均匀电化学腐蚀 B.点蚀 C.缝隙腐蚀 D.微生物腐蚀答案：B27.（填空）大型潜水轴流泵叶片调节机构通常采用________驱动，其密封需满足________bar水压不泄漏。答案：伺服油缸，1028.（简答）说明“磁悬浮离心泵”在血液透析循环中的优势，并指出其控制核心。答案：无机械轴承，避免摩擦生热与微粒污染；可实时调节流量0.02～0.6L/min，精度±2%；控制核心为数字PID+无位置传感器磁轴承算法，实现转子五自由度稳定悬浮。29.（计算）某城市供水采用管网叠压（无负压）泵站，市政管网恒压0.30MPa，泵站吸水口至用户最不利点高差18m，沿程+局部损失8m，用户要求出口恒压0.15MPa，求泵需提供的扬程。答案：H_pump=高差+损失+用户压头−市政压头=18+8+15−30=11m。30.（论述）结合双碳目标，阐述未来大型泵站“源网荷储”一体化运行模式，并从水力、电力、信息三方面提出技术路径，字数不少于200字。答案：在源侧，利用光伏直驱泵+MPPT控制器，实现白天清洁能源就地消纳；网侧，通过智能变压器与电网柔性互联，低谷储能高