泵与风机考试试题及答案

泵与风机考试试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.离心泵启动前必须灌泵，其主要目的是为了（）。A.降低启动电流B.预热泵体C.产生泵入口真空D.防止汽蚀2.在离心泵的扬程曲线（H−A.关死点工况B.极限工况C.额定工况D.设计工况3.离心泵的轴功率N随流量Q的变化规律一般是（）。A.Q增大，N减小B.Q增大，N增大C.Q增大，N先增大后减小D.N不随Q变化4.下列措施中，不能有效防止离心泵发生汽蚀的是（）。A.降低泵的几何安装高度B.增大吸入管路的阻力C.降低输送液体的温度D.采用抗汽蚀材料制造叶轮5.两台性能相同的离心泵并联运行，其总流量与单台泵流量相比（）。A.增加一倍B.小于一倍C.大于一倍D.保持不变6.离心风机采用入口导流器调节，其调节原理是改变（）。A.管路特性曲线B.风机转速C.叶轮进口处气流的速度三角形D.叶轮出口宽度7.泵的比转速是一个相似准数，对于离心泵而言，一般比转速范围是（）。A.<B.30C.300D.>8.轴流泵的特点是（）。A.流量大，扬程高B.流量小，扬程低C.流量大，扬程低D.流量小，扬程高9.在离心泵中，液体离开叶轮时的绝对速度可以分解为圆周分速度和径向分速度，其中产生扬程的主要分速度是（）。A.B.C.D.相对速度10.下列泵中，属于容积式泵的是（）。A.轴流泵B.混流泵C.往复泵D.旋涡泵11.离心泵的必需汽蚀余量Δ与（）有关。A.泵的几何安装高度B.吸入管路阻力C.吸入液面压力D.泉的结构和转速12.当离心泵的叶轮外径切割后，其性能曲线会（）。A.向上移动B.向下移动C.向左下方移动D.向右上方移动13.下列关于轴功率N、有效功率和效率η的关系式中，正确的是（）。A.NB.=C.ηD.=14.离心泵在运行中，如果发现压力表读数急剧下降并波动，电流表读数下降，通常是因为（）。A.泵发生汽蚀B.流量过大C.电机故障D.输送介质粘度增大15.风机的全压p等于（）。A.出口静压与进口静压之差B.出口动压与进口动压之差C.出口全压与进口全压之差D.风机出口的静压16.在泵的特性曲线上，随着流量Q的增加，必需汽蚀余量Δ通常（）。A.增加B.减小C.先增加后减小D.保持不变17.旋涡泵的H−A.陡降型B.平坦型C.驼峰型D.直线型18.离心泵的密封环（口环）磨损后，会导致泵的（）。A.扬程增加，效率降低B.流量增加，效率降低C.容积损失增加，效率降低D.机械损失增加，效率降低19.采用变频调节离心泵转速时，流量Q、扬程H、功率N与转速n的关系遵循（）。A.比例律B.相似律C.伯努利方程D.欧拉方程20.液体在叶轮内的流动是复杂的相对运动，其绝对速度c→A.wB.uC.wD.u二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对得3分，少选得1分，多选、错选不得分）1.离心泵产生汽蚀的现象包括（）。A.泵内产生噪音和振动B.扬程、流量急剧下降C.叶轮表面呈海绵状或鱼鳞状破坏D.泵的轴功率显著增加2.离心泵性能曲线的主要参数包括（）。A.扬程与流量曲线(H−B.功率与流量曲线(N−C.效率与流量曲线(η−D.必需汽蚀余量与流量曲线(Δ−3.离心泵轴向力产生的原因主要有（）。A.叶轮前盖板和后盖板的压力不对称B.液体作用在叶轮上的动反力C.泵轴自重D.联轴器不对中4.泵与风机的调节方式中，属于节能调节的有（）。A.出口节流调节B.入口节流调节C.变频变速调节D.变角调节（轴流泵/风机）5.离心泵的损失包括（）。A.机械损失B.容积损失C.水力损失D.热损失6.下列关于泵相似律的应用条件，说法正确的有（）。A.几何相似B.运动相似C.动力相似D.输送介质必须相同7.提高离心泵抗汽蚀性能的措施有（）。A.采用双吸叶轮B.增大叶轮入口直径C.降低转速D.安装诱导轮8.往复泵的特点包括（）。A.具有自吸能力B.流量均匀，无脉动C.适用于高扬程、小流量D.不能用出口阀门调节流量9.离心风机常用的调节方法有（）。A.改变管路特性（节流）B.改变风机转速C.改变前导叶角度D.切割叶轮外径10.下列参数中，属于泵与风机相似准数的有（）。A.比转速B.雷诺数RC.汽蚀比转速CD.弗劳德数F三、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）1.离心泵的工作原理是利用叶轮高速旋转产生的______将能量传递给液体。2.泵的扬程是指单位重量液体通过泵后获得的______，单位是______。3.离心泵的功率损失主要分为______损失、______损失和______损失。4.有效汽蚀余量Δ又称为装置汽蚀余量，它取决于______，而与泵本身无关。5.泵的几何安装高度是指泵轴中心线到______液面的垂直距离。6.当泵的比转速较低时，叶轮形状通常是______，适用于高扬程、小流量。7.轴流泵的叶片安装角可以调节，从而改变泵的______和______。8.离心泵启动时，为了降低启动转矩，通常将出口阀门______。9.风机的全压等于______与______之和。10.泵的特性曲线与管路特性曲线的交点称为______点。11.两台泵串联运行，总流量______单台泵流量，总扬程______单台泵扬程。12.欧拉方程是叶片式泵与风机的基本方程，它建立了流体与______之间的能量关系。13.离心泵的密封环主要作用是减少______损失。14.液体粘度增加，泵的扬程______，流量______，效率______，轴功率______。15.在离心泵叶轮中，叶片出口角>时，称为______叶片。四、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）1.汽蚀余量2.比转速3.工况点4.必需汽蚀余量5.管路特性曲线五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述离心泵启动前为什么要灌泵及排气？2.简述比例律（相似律）在泵与风机运行中的主要应用。3.离心泵产生轴向力的原因是什么？常用的平衡方法有哪些？4.试比较离心泵、轴流泵和混流泵在性能和应用上的主要区别。5.什么是泵的汽蚀现象？汽蚀对泵有什么危害？六、计算分析题（本大题共4小题，共70分。要求写出必要的公式、计算过程和结果）1.（15分）某离心水泵在转速n=流量Q(L/s)：0，10，20，30，40，50扬程H(m)：45，44.5，43.5，42，38.5，33效率η(%)：0，45，60，70，72，68将该泵安装在管路系统中，管路特性方程为=20+0.02（式中Q(1)求该泵在该管路系统中的工作点参数（Q,(2)若要求将流量调节为Q=30

L/s，采用出口节流调节，求此时节流阀消耗的功率是多少？（设液体密度ρ2.（20分）某工厂需要输送清水，选用的离心泵其允许吸上真空高度[]=6

m。吸入管路直径d=100mm，管路长度L=10

m，沿程阻力系数λ=(1)计算吸入管路的阻力损失。(2)计算该泵的最大允许几何安装高度。(3)若将该泵安装在海拔高度为1000

m的地方（大气压约为90.23.（15分）某离心风机，叶轮外径=500mm，转速n=1450r/min，当流量Q(1)现将风机转速提高至=1740r/min，试计算此时的流量、全压和轴功率。(2)若保持转速n=1450r/min不变，但将叶轮直径切割至=480mm4.（20分）两台型号相同的离心泵并联工作。已知单台泵的性能方程（扬程与流量关系）可近似表示为H=500.05（H单位为m，Q(1)求并联工作时，管路系统的总流量和每台泵的流量、扬程H。(2)若只用一台泵单独工作，求此时的流量和扬程。(3)比较并联总流量与单台流量的倍数关系，并说明为什么并联后的流量不是单台流量的2倍。参考答案与解析一、单项选择题1.C解析：离心泵启动前灌泵是为了排出泵内空气，使泵内充满液体。叶轮旋转时将液体甩出，叶轮中心形成真空，在外界大气压的作用下将液体压入泵内。若不灌泵，泵内空气，由于空气密度小，产生的离心力小，无法形成足够的真空吸上液体。2.D解析：设计工况通常是指效率最高点对应的工况，泵在此工况下运行最经济。3.B解析：离心泵的轴功率随流量的增加而增大。离心泵在启动时（Q=4.B解析：增大吸入管路阻力会增大吸入损失，导致泵入口压力降低，从而更容易发生汽蚀。其他选项均有助于提高泵入口压力或降低汽化压力，防止汽蚀。5.B解析：两台泵并联后，管路阻力随总流量增加而增大，导致每台泵的工作点向大流量低扬程方向移动，单台泵提供的流量小于其单独工作时流量，故总流量小于单台流量的2倍。6.C解析：入口导流器通过改变叶片角度，使气流进入叶轮前产生预旋（改变绝对速度方向），从而改变进入叶轮的速度三角形，改变风机的性能曲线。7.B解析：离心泵的比转速一般在30~300之间。混流泵300~8.C解析：轴流泵利用升力原理，液体轴向流出，特点是大流量、低扬程。9.B解析：根据欧拉方程，理论扬程=()。对于离心泵，主要的能量传递来自于出口的圆周分速度10.C解析：往复泵依靠活塞在泵缸内的往复运动改变容积，从而吸入和排出液体，属于容积式泵。轴流泵、混流泵、旋涡泵均属于叶片式泵。11.D解析：必需汽蚀余量Δ表示泵入口处液流因流速变化和叶片头部绕流引起的压力降低，它只与泵本身的结构、转速和流量有关，与外部管路无关。12.C解析：叶轮切割后，直径变小，在相同转速下，出口圆周速度减小，扬程和流量均下降，性能曲线向左下方移动。13.B解析：效率η=，故=14.A解析：压力表读数下降说明扬程下降，电流下降说明轴功率下降，这是典型的汽蚀发生时的表现。15.C解析：风机的全压定义为风机出口全压（静压+动压）与进口全压之差。16.A解析：随着流量增加，泵入口流速增加，动压头增加，导致叶片进口压力降增大，故Δ随流量增加而增加。17.C解析：旋涡泵的H−18.C解析：密封环磨损后，间隙增大，高压侧液体通过间隙泄漏回低压侧，导致容积损失增加，泵的容积效率下降，总效率降低。19.A解析：变频调节遵循比例律：=,=(,=20.A解析：根据速度三角形，绝对速度c→等于相对速度w→与圆周速度二、多项选择题1.ABC解析：汽蚀发生时，气泡破裂产生高频冲击，导致噪音振动；气泡堵塞流道导致扬程流量下降；长期冲击导致材料剥蚀。汽蚀时由于流体密度变化和做功能力下降，轴功率通常下降或波动，不会显著增加。2.ABCD解析：这四个曲线是离心泵完整性能曲线的组成部分。3.AB解析：轴向力主要来源于叶轮前后盖板的压力不对称（主要因素）以及流体动量的变化（动反力）。泵轴自重产生的是垂直载荷，不是轴向推力。4.CD解析：变频变速调节和变角调节不产生额外的节流损失，属于节能调节。节流调节（无论入口还是出口）都增加了管路阻力，损失较大。5.ABC解析：泵内损失分为机械损失（轴承、密封、圆盘摩擦）、容积损失（泄漏）和水力损失（摩擦、冲击、扩散）。热损失通常忽略不计。6.ABC解析：相似律条件包括几何相似、运动相似（速度三角形相似）、动力相似（雷诺数相等，但在工程上通常自动满足）。输送介质可以不同，但密度会影响功率计算。7.ABCD解析：双吸叶轮减小入口流速；增大入口直径减小流速；降低转速减小入口动压；安装诱导轮提高入口压力。这些都能提高抗汽蚀性能。8.ACD解析：往复泵流量不均匀，有脉动；具有自吸能力；适用于高扬程小流量；必须用旁路阀或改变转速调节，不能像离心泵那样关小出口阀调节（否则压力会无限升高）。9.ABC解析：切割叶轮是改变泵参数的方法，通常用于选型适配，不作为运行中的频繁调节手段。10.AC解析：比转速综合了n,Q,H三、填空题1.离心力2.能量；米（m）3.机械；容积；水力4.装置（吸入管路）参数5.吸入侧低位6.窄长（或圆柱形）7.流量；扬程8.关闭9.静压；动压10.工作（或平衡）11.等于；大于12.叶轮13.容积14.降低；降低；降低；增加15.前弯四、名词解释1.汽蚀余量：指泵入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。它分为有效汽蚀余量（装置提供的）和必需汽蚀余量（泵要求的）。2.比转速：是叶片式泵与风机的一个相似准数，它是一系列几何相似的泵或风机在最佳工况下的综合性能参数，反映了泵或风机的结构形式和性能特点。公式为=。3.工况点：泵或风机的性能曲线（H−4.必需汽蚀余量：又称泵的汽蚀余量（Δ或NPSH），是指液体从泵入口到叶轮叶片进口压力最低点（K点）处的压力降，表征了泵内部压力下降的程度，由泵本身决定。5.管路特性曲线：是表示管路系统中所需扬程（或压头）与流量之间关系的曲线，方程通常为H=+S，其中为静扬程，五、简答题1.简述离心泵启动前为什么要灌泵及排气？答：离心泵是依靠叶轮高速旋转产生的离心力将液体甩出，从而在叶轮中心形成低压（真空）。如果泵内充满空气，由于空气的密度远小于液体的密度，旋转产生的离心力很小，形成的真空度不足，无法将外界液体吸入泵内。因此，启动前必须灌泵排气，使泵内充满液体，以保证叶轮旋转时能产生足够的真空吸力，实现泵的正常启动和输液。2.简述比例律（相似律）在泵与风机运行中的主要应用。答：比例律揭示了同一台泵或风机在不同转速下，或几何相似的泵在相似工况下，流量、扬程（全压）、功率与转速（及尺寸）的关系。主要应用有：(1)变速调节：通过改变转速来改变泵与风机的性能曲线，从而改变工况点，实现节能调节。(2)性能换算：将模型泵（试验泵）的试验数据换算成实型泵（原型泵）的性能参数。(3)选型计算：根据已知转速下的参数推算不同转速下的参数。3.离心泵产生轴向力的原因是什么？常用的平衡方法有哪些？答：原因：主要是由于叶轮前后盖板的压力分布不对称。前盖板侧有低压吸入口，后盖板侧一般为高压腔，导致指向吸入口方向的轴向推力。其次，液体从叶轮轴向进入径向流出产生的动量变化也会产生反向的轴向力（动反力，通常较小）。平衡方法：(1)采用双吸叶轮（用于大流量泵）。(2)在叶轮后盖板上开设平衡孔，并配合密封环。(3)采用平衡盘或平衡鼓（用于多级泵）。(4)采用对称布置叶轮的方式（如多级泵叶轮背对背安装）。4.试比较离心泵、轴流泵和混流泵在性能和应用上的主要区别。答：(1)离心泵：液体径向流出。扬程高，流量适中，H−(2)轴流泵：液体轴向流出。扬程低，流量大，H−(3)混流泵：液体斜向流出。性能介于离心泵和轴流泵之间。扬程和流量中等，H−5.什么是泵的汽蚀现象？汽蚀对泵有什么危害？答：汽蚀现象：液体在泵内流动过程中，由于压力降低至该温度下的汽化压力时，液体汽化产生气泡。气泡随流体流至高压区时迅速凝结、溃灭，产生高频、高压的微观冲击。这一过程称为汽蚀。危害：(1)破坏过流部件：气泡溃灭产生的冲击力长期作用在金属表面，导致材料疲劳剥蚀，形成蜂窝状麻点，甚至穿孔。(2)性能下降：汽蚀严重时，大量气泡堵塞流道，导致泵的流量、扬程和效率急剧下降。(3)产生噪音和振动：气泡溃灭伴随着强烈的噪音和振动，影响泵的稳定运行。六、计算分析题1.解：(1)求工作点：工作点需同时满足泵性能方程和管路特性方程。管路特性方程：=将泵的离散数据代入，寻找H≈Q=30时，H=Q=40时，H=工作点在Q=30和采用插值法或拟合求解。假设30<Q<斜率k=泉方程：H42联立管路方程：52.5整理得：0.02解一元二次方程：Q取正根：Q=计算扬程：H=对应效率（插值）：η=故工作点参数：Q≈(2)节流调节计算：要求流量=30此时泵提供的扬程（查表）：=4