2025年水泵期末考试题及答案

2025年水泵期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.单级单吸离心泵的叶轮形式通常为（）。A.开式叶轮B.半开式叶轮C.闭式叶轮D.双吸叶轮答案：C2.比转数n_s的定义中，当流量Q为m³/s、扬程H为m、转速n为r/min时，计算公式为（）。A.n_s=3.65n√Q/H^(3/4)B.n_s=n√Q/H^(3/4)C.n_s=3.65n√Q/H^(2/3)D.n_s=n√Q/H^(2/3)答案：A3.离心泵运行中，若输送液体温度升高，其允许吸上真空高度将（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：B4.轴流泵的性能曲线中，扬程随流量增大而（）。A.显著下降B.基本不变C.显著上升D.先降后升答案：C5.水泵并联运行的主要目的是（）。A.提高扬程B.增大流量C.降低能耗D.延长寿命答案：B6.衡量水泵抗气蚀性能的主要参数是（）。A.效率B.轴功率C.必需气蚀余量D.转速答案：C7.某离心泵铭牌标注“Q=100m³/h，H=50m”，其中H表示（）。A.水泵提供的总扬程B.液体的静扬程C.管路系统的水头损失D.泵进出口压差答案：A8.当水泵转速由n1调整为n2时，相似工况点的流量与转速的关系为（）。A.Q2/Q1=n2/n1B.Q2/Q1=(n2/n1)^2C.Q2/Q1=(n2/n1)^3D.Q2/Q1=√(n2/n1)答案：A9.往复泵的流量调节通常采用（）。A.出口阀门调节B.变速调节C.旁路调节D.切割叶轮答案：C10.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=有效功率/输入功率D.η=输入功率/有效功率答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.水泵的基本性能参数包括流量、扬程、（）、效率、转速和（）。答案：轴功率；气蚀余量2.离心泵的工作原理是利用（）旋转产生的离心力将液体甩出，实现（）的转换。答案：叶轮；机械能向液体能3.气蚀发生的三个阶段为（）、（）和（）。答案：初生阶段；发展阶段；断裂阶段4.比转数n_s反映了水泵的（），n_s越大，水泵的（）越明显。答案：类型和性能；流量大、扬程低5.离心泵的轴向力主要由（）、（）和（）引起。答案：叶轮两侧压力差；液体动量变化；轴台推力6.管路特性曲线的表达式为H=H_st+SQ²，其中H_st表示（），S表示（）。答案：静扬程；管路阻抗系数7.水泵串联运行时，总扬程（）各泵扬程之和（填“大于”“等于”或“小于”），总流量（）单泵流量（填“大于”“等于”或“小于”）。答案：小于；等于8.允许吸上真空高度H_s的修正公式为H_s’=H_s-(H_a-10.33)+(h_v-0.24)，其中H_a表示（），h_v表示（）。答案：当地大气压（m水柱）；液体在输送温度下的汽化压力（m水柱）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述离心泵启动前需要灌泵的原因及操作要点。答案：离心泵启动前需灌泵是因为其叶轮空转时无法形成足够的真空度，无法将液体吸入泵内（2分）。若泵内有空气，空气密度远小于液体，叶轮旋转产生的离心力不足以将空气排出，导致吸不上液体（2分）。操作要点：关闭出口阀门，打开泵体上的排气阀，向泵内注满液体直至排气阀排出无气泡的液体（2分）；对于大型泵，可采用底阀或自吸装置辅助灌泵，确保泵内无残留气体（2分）。2.气蚀对水泵运行有哪些危害？如何预防？答案：危害：①材料表面产生蜂窝状破坏，缩短泵的使用寿命（2分）；②产生振动和噪声，影响运行稳定性（2分）；③扬程、流量、效率下降，严重时泵无法工作（2分）。预防措施：①降低吸水高度，确保实际气蚀余量大于必需气蚀余量（1分）；②减少吸入管路的水头损失（如缩短管路、增大管径）（1分）；③选用抗气蚀材料或采用诱导轮（1分）；④避免在低于设计流量的工况下长期运行（1分）。3.比较轴流泵与离心泵的性能曲线特点，并说明其适用场景。答案：性能曲线特点：①离心泵的H-Q曲线较平坦，流量变化时扬程变化较小；轴流泵的H-Q曲线陡峭，流量减小会导致扬程显著上升（2分）。②离心泵的功率曲线随流量增大而上升；轴流泵的功率曲线随流量增大而下降（2分）。③离心泵的效率曲线有明显的高效区；轴流泵的高效区较窄（2分）。适用场景：离心泵适用于流量变化小、扬程较高的场合（如供水、化工流程）（1分）；轴流泵适用于低扬程、大流量的场合（如排涝、循环水系统）（1分）。4.水泵并联运行需满足哪些条件？并联后的流量是否等于各泵流量之和？为什么？答案：条件：①各泵的扬程-流量特性曲线形状相近，避免低扬程泵出现“倒灌”（2分）；②吸入和排出管路的阻力特性匹配，避免流量分配不均（2分）；③泵的转向和扬程方向一致（2分）。并联后的总流量小于各泵单独运行时的流量之和（1分），因为并联后管路总流量增大，管路阻力增加，导致每台泵的扬程升高，流量较单独运行时减小（1分）。5.说明汽蚀余量（NPSH）与允许吸上真空高度（H_s）的关系，并推导二者的换算公式。答案：汽蚀余量是指泵入口处液体的总水头超过汽化压力水头的差值，反映泵抗气蚀的能力（2分）；允许吸上真空高度是指泵入口处允许的最大真空度，与当地大气压、液体温度等有关（2分）。二者关系可通过伯努利方程推导：泵入口处总水头H_in=H_a-H_s-h_w（H_a为大气压，h_w为吸入管路水头损失）（2分）汽蚀余量NPSH=H_in-h_v=(H_a-H_s-h_w)-h_v（h_v为汽化压力水头）（2分）因此，H_s=H_a-h_v-h_w-NPSH（2分）（注：满分8分，推导过程需简要说明）四、计算题（每题10分，共30分）1.某离心泵在转速n1=1450r/min时，性能参数为Q1=80m³/h，H1=40m，轴功率P1=12kW。若将转速调整为n2=1750r/min（在相似工况区），求调整后的流量Q2、扬程H2和轴功率P2。答案：根据比例定律：Q2/Q1=n2/n1→Q2=80×(1750/1450)≈96.55m³/h（3分）H2/H1=(n2/n1)²→H2=40×(1750/1450)²≈40×1.464≈58.56m（3分）P2/P1=(n2/n1)³→P2=12×(1750/1450)³≈12×1.755≈21.06kW（4分）2.某管路系统静扬程H_st=30m，管路阻抗S=0.02s²/m⁵。现有一台离心泵，其性能曲线可近似表示为H=60-0.015Q²（H单位：m，Q单位：m³/h）。求该泵在该管路中的运行工况点（流量Q和扬程H）。答案：管路特性方程H=H_st+SQ²=30+0.02Q²（3分）泵的性能方程H=60-0.015Q²（2分）联立方程：30+0.02Q²=60-0.015Q²→0.035Q²=30→Q²=30/0.035≈857.14→Q≈29.28m³/h（3分）代入得H=30+0.02×(29.28)²≈30+0.02×857.14≈30+17.14≈47.14m（2分）3.某离心泵安装在海拔1000m处（当地大气压H_a=9.2m水柱），输送20℃清水（h_v=0.24m水柱），吸入管路总水头损失h_w=1.5m。泵的必需气蚀余量NPSH_r=3.0m，求该泵的允许吸上真空高度H_s’及最大允许安装高度H_g。答案：标准大气压下（10.33m水柱）的允许吸上真空高度H_s=H_a’-h_v-NPSH_r-h_w（但需修正）（2分）修正公式H_s’=H_s-(H_a_std-H_a)+(h_v_std-h_v)（注：标准状态H_a_std=10.33m，h_v_std=0.24m）（2分）因题目中h_v=0.24m=h_v_std，故H_s’=H_s-(10.33-9.2)=H_s-1.13（但题目未给H_s，需通过NPSH推导）（2分）实际气蚀余量NPSH_a=H_a-H_g-h_w-h_v≥NPSH_r（2分）最大允许安装高度H_g=H_a-h_v-h_w-NPSH_r=9.2-0.24-1.5-3.0=4.46m（2分）五、综合分析题（共20分）某水厂采用两台型号相同的离心泵并联供水，单泵性能曲线为H=80-0.02Q²（Q单位：m³/h），管路特性曲线为H=30+0.01Q²。近期发现实际供水量比设计值低15%，经检查电机转速正常，管路无堵塞。试分析可能的原因及排查方法。答案：可能原因及排查方法：1.泵内存在气蚀（4分）：气蚀会导致叶轮效率下降，流量减少。排查方法：检查泵入口压力是否低于汽化压力（测量入口真空度，计算NPSH_a是否大于NPSH_r）；观察泵体是否有异常振动或噪声。2.叶轮磨损或堵塞（4分）：长期运行后叶轮磨损会降低做功能力；叶轮流道堵塞会减小过流面积。排查方法：拆卸泵体检查叶轮表面是否有磨损、裂纹或杂物附着；测量叶轮外径是否符合设计值。3.密封环间隙过大（4分）：口环磨损导致内部泄漏增加，有效流量减少。排查方法：测量口环与叶轮