流体机械试题

第一章 叶片式流体机械概述

思考题

1、流体具有的能量主要包括哪几个方面？

2、什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶片式流体机械和容积式流体机械？ 3、什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举几种型式。 4、往复式泵的工作原理是什么？

5、泵有哪些用途？它在国民经济中的地位和作用如何？

6、常用的泵有哪几种分类法？按工作原理分类，水泵有哪几种型式？叶片式水泵主要指哪几种？其作用原理如何？

7、叶片泵的过流部件包括叶轮、吸水室和压水室。不同型式、不同用途的泵，其过流部件也不同，试分别说明它们的种类和型式？

8、 单级单吸悬臂式离心泵叶轮上的轴向力是怎样产生的？平衡该力通常应用什么措施？

多级泵叶轮上的轴向力有哪几种平衡方式，作用原理如何？

9、 水泵的基本性能参数有哪几个？它们是如何定义的？互相间的关系怎样？ 10、水泵扬程H是怎样定义的？它同水泵单位质量能Y有何区别？ 11、区分下述几个物理量的概念及其相互关系。 （1）水泵的工作扬程，装置扬程，泵站扬程；

（2）水泵的轴功率，水泵的有效功率，电动机的输入功率、输出功率； （3）水泵效率，传动效率，机组效率，电动机效率，装置效率，泵站效率

12、根据泵把原动机的能量传递给被抽送的液体，使液体能量得到增加的定义，有人认为，泵总是把液体由低处抽升到高处。这种说法对吗？为什么？ 13、水泵效率包括哪三种？它们的意义是什么？根据其能量损失的原因，试述提高水泵效率的途径。

14、图1-3为一轴流泵抽水装置，试写出水泵扬程的表达式（吸水池行近流速忽略不计）。

图1-1 轴流泵抽水装置图

习题一

1、某抽水装置，测得水泵流量Q＝18L／s，泵出口压力表读数为pd＝323.7kPa，进口真空

表读数为ps＝39.24kPa，表位差Z＝0.8m，水泵进、出口直径分别为100mm和75mrn，电动机进线端功率表读数为pd=10.5kw，电动机效率d＝95％。求此时水泵的轴功率P和效率（机、泵直联传＝1）。

2、某离心泵抽水装置，已知水泵流量为Q＝0.84m/s，吸水高度为3m，进水管水力损失为0.6m，水泵进口直径为700 mm，出口直径为600 mm，压力表读数400 kPa，压力表中心线低于泵轴线0.35m。求该泵的扬程H。如果水泵效率为＝75％，求水泵的轴功率。当水泵与电动机直接联结，电动机功率备用系数采用1.15时，需匹配的电动机功率为多大？

3第二章 流体机械的叶轮理论

思考题

1、在进行叶轮内流体运动分析中都做了哪些假设？

2、试写出欧拉能量方程式的第二表达式，并说明它与被输送流体密度的关系。 3、为什么圆盘摩擦损失属于机械损失？ 4、泵的吸水室和压水室分别起什么作用？

5、提高无限多叶片时的理论能头，有哪些措施？举例说明。

6、为什么前弯式叶轮容易过载？在对前弯式叶片风机选择原动机时应注意什么问题？ 7、为什么水泵采用后向叶轮？试说明其道理。

习题二

2-1、某台离心风机叶轮外径D2=600mm，叶轮出口宽度b2=150mm，叶片出口角βb2=30°，转速n=1450r/min，设空气进口处无预旋，空气密度ρ=1.2kg/m3，当理论流量qv,T=10000m3/h时，试计算出有关出口速度值，并按比例画出叶轮出口速度三角形。

2-2、已知某风机在设计工况下的流量为Q=9360 m3/h，全风压为p=1060 Pa，若该风机的效率为η=75%，问轴功率N是多少？

2-3、有一叶轮外径为460mm的离心式风机，在转速为1450r/min时，其流量为5.1m3/s,试求风机的全压与有效功率。设空气径向流入叶轮，在叶轮出口处的相对速度方向为半径方向，

3

设其p/pT∞=0.85,ρ=1.2kg/m。

2-4、已知离心式通风机叶轮直径D2=500mm，出口宽度b2=100mm，出口安装角β2=30°，转速n=1250r/min，风量Q=8200m3/h，忽略叶片厚度，试绘出出口速度图。如叶轮进口气流沿径向流入，求理论风压pT。(空气密度ρ=1.2kg/m3)。

2-5、有一离心泵，其叶轮外径D2=22cm,转速n=2980r/min,叶轮出口安装角为βb2=45о,出口处轴向速度Cm2=3.6m/s,设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算求无限多叶片叶轮的理论扬程HT∞,若滑移系数μ=0.8,泵的实际扬程为多少？。 2-6、试求运行流量为qv=500m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口附近压水管上的压力计的读数为260kPa。泵进口附近吸水管上真空计读数为250mmHg。位于水泵中心线以上的压力计与联结点在水泵中心以下的真空计之间的标高差ΔZ=0.6m，离心泵的总效率η=0.62，吸入管与压出管直径相同(水的密度ρ=1000kg/m3)。

2-7、有一离心式水泵，转速为480r/min，总扬程为136m时，流量为qv=5.7m3/s,轴功率为p=9860kw,其容积效率和机械效率均为92%，求流动效率。设输入的水温及密度为：t=20˚C，

3

Ρ1000kg/m。

第三章流体机械的相似理论

思考题

1、 采用模型实验在工程实践中有何意义？

2、 怎么样才能使发生在模型中的流动现象与原型中的相似？

3、 何谓动力相似准则，常用的相似准则有哪些？各适用于什么条件？ 4、 有压流和无压流分别按什么准则设计模型，理由又是什么？

5、 在欧拉准则中，若以压力差p来代替压力p,对p有何限制？任举一例说明。 6、 何谓流体的自动模化？不可压缩流体的有压流动具有哪两个自模区？ 7、 何谓量纲、基本量纲和导出量纲？

8、 有量纲数和无量纲数在运算中有何区别？ 9、 什么是物理方程的量纲和谐性？ 10、相似具有那些性质？

11、相似的充分与必要条件是什么？ 12、相似准数方程式代表什么意义？

习题三

1、 若两台通风机完全相似，它们之间应具有哪些条件？如何判定两台通风相的完全相似

的？

2已知矿井通风所需最大风压Pmax200毫米水柱1963牛/米，最小风压

Pmin160毫米水柱柱1569.6牛/米2，所需风量Q28米3/秒，试选出离心通风机的

机号，确定通风机的转速，计算电动机的功率。

2、现有Y9-6.3(35)-12№10D型锅炉引风机一台，铭牌参数为：n0=960r/min，p0=1589Pa，qV0=20000m3/h，=60%，配用电机功率22kW。现用此风机输送20℃的清洁空气，转速不变，联轴器传动效率tm=0.98。求在新工作条件下的性能参数，并核算电机是否能满足要求。 3、已知某电厂的锅炉送风机用960r/min的电机驱动时，流量qV1=261000m/h，全压p1=6864Pa，需要的轴功率为Psh=570kW。当流量减小到qV2=158000m/h时，问这时的转速应为多少？相应的轴功率、全压又是多少？设空气密度不变。

3

3

第四章 叶片式流体机械的空化与空蚀

思考题

1、在应用[Hs]来计算确定泵的[Hg]时，应注意些什么？ 2、泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？

3、在火力发电厂中, 凝结水泵和给水泵为什么要采用倒灌高度？倒灌高度受哪些因素制约，如何解决？

4、泵运行时，为什么应规定出泵的最大允许流量和最小允许流量？

习题四

一、 一台在大气压力下抽送常温(20C)清水（Hm0.24），吸入管路水头损失

HS0.5m，样本上给出的[h]4.5m，试求此泵分别在天津（海拔高度3m,大气

压力Ha10.35m）和兰州（海拔高度1517m， 大气压力Ha8.68m）使用时最小

几何吸入高度。

二、 一台冷凝泵从封闭的容器中抽水，液面的压力等于汽化压力，样本给定[h]0.6m，

吸入管路损失HS0.3，,试求泵的几何吸入高度。

三、 欲设计一台在标准状电下抽送常温清水的泵，其流量qV77.8L/s，几何吸入高度

HSZ0.6m，吸入管路损失HS0.5m。若设计时估计泵的空化比转速C800，

试问应如何选择泵的转速？

四、 一台泵的吸入口径为200mm, 流量qV77.8L/s，样本给定[HV]5.6m，吸入管路

损失HS0.5M。试求：

.34Pa)使用，1） 在标准状态下抽送常温清水时的HSZ值。如此泵在拉萨(pa64922从开敞的容器中抽吸80C温水，其HSZ又为多少？（注：80C清水的

pva47367.81Pa,g9530.44N/m3

第五章 叶片式流体机械的设计理论简介

思考题 1．什么是轴面投影图？

2．为什么要引入无穷多和无限薄叶片的概念？

3．什么是一元理论方法和二元理论方法？它们各适用于何种转轮（叶轮）的设计与流动计算？为什么？

4．推导转轮（叶轮）叶片微分方程式，并根据方程分析在一元理论和二元理论（n＝0)中应用逐点积分法进行叶片绘型时有何不同？

5．用n＝0的二元理论方法进行叶片绘型的特征是什么？在n0的二元理论方法中又有何区别？

6．何为圆柱层无关性假设，按这一假设，对轴流式叶片机械的流动计算有何意义？ 7．试说明叶栅的偏转特性和叶栅翼型之间的干涉特性。 8．什么是等价叶栅？叶栅绕流具有什么特征？ 9．指出在推导直列叶栅特征方程与环列叶栅特征方程时，对栅中的液流运动是如何对待的？为什么？

10．简述求解叶栅绕流有哪些方法，各自具有的特点是什么？ 11．试推导轴流式机械转轮（叶轮）流道中的径向平衡方程式。 12 试说明叶片式流体机械转轮（叶轮）内的轴向旋涡足怎样产生的？在设计时如何加以考虑？

13．离心式转轮（叶轮）内有哪些损失？在设计中可采取什么措施来减少这些损失？ 14、什么是二次流?说明离心转轮（叶轮）内二次流的形状及发生部位。

15．简述S1、S2相对流面的概念，它对叶片式流体机械的准三元流动解有何意义？

第六章 离心式流体机械的设计计算

思考题

1、离心式流体机械在设计时，在什么情况下采用物业扩压器？其优缺点是什么？

2、试比较不同叶片型式的进、出口速度三角行在做功情况？ 3、什么是滑移系数？有何作用？

习题六

一、已知某锅炉需要一台引风机，在标准状态下的性能参数为：q=15.37m3/s；p=5692.76N/m2。求：试进行叶轮的气动力计算。 步骤提示：

1、计算比转速、选择通风机吸气口数目； 2、选择叶片出口角； 3、计算叶轮圆周速度； 4、计算叶轮外径；

5、计算叶轮入口直径及叶片入口直径； 6、确定叶片入口宽度； 7、计算叶片入口角度；

8、确定叶片数目；

9、计算叶片出口宽度； 10、校核全压；

11、计算通风机轴功率。

二、某离心通风机给定运行参数如下，试进行气动力计算： 风机静压psF=12258Pa；

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风机流量qv=56700m/h；

风机进口压力pin=101324.72Pa(760mmHg)； 风机进口温度tin=30.6℃；

空气气体常数R=287J/kg·K；

给定风机转速n=1770r/min（60Hz电动机，联轴器传动）。

第七章 轴流式流体机械的设计计算

思考题 1、 试简述轴流式泵与风机的工作原理。

2、 轴流式泵与风机与离心式泵与风机相比，有何特点？

3、 轴流式叶轮进、出口速度三角形是如何绘制的？和是如何让确定的？有何意

义？

4、 轴流式泵与风机有哪几种基本型式？它们各有何特点？适用于什么场合？ 5、 轴流式泵与风机的扬程（全压）为什么远低于离心式？ 习题七

1、 有一单级轴流式水泵，转速为375r/min，在叶轮直径为980mm处。水以速度

w

c14.01m/s轴向流入叶轮，在出口处以c24.48m/s的速度流出，假定c1mc2m，

试求气流转折角21。

2、 有一单级轴流风机，n1450r/min，在半径为5cm处，密度为1.2kg/m的空气

以4m/s的速度沿轴向流入叶轮，若叶轮出口气流角2比1大20，求风机的全压ptF。

33、 有一单级轴流式水泵，转速为580r/min，在叶轮直径为700mm处，水以c15.8m/s的速度轴向流入叶轮，又以圆周分速c2u2.3m/s从叶轮流出，假设1，试求的大小。

cybt31.2kg/mn1450r/min4、 轴流风机的转速，在直径为380mm处，密度为的空气a,求该直径处平均相对速以33.5m/s的速度沿轴向流入叶轮，风机的全压ptF692.8P度w的大小和方向。

第八章 流体机械的特性曲线与运行调节

思考题

1、 管路特性曲线的意义是什么？泵与风机的工作点是如何确定的？ 2、 在什么情况下，泵与风机可能会出现不稳定工作点？原因何在？

3、 泵与风机并联工作的目的是什么？并联后流量和扬程（或全压）如何变化？并联后为什

么扬程会有所增加？

4、 泵与风机串联工作的目的是什么？串联后流量和扬程（或全压）如何变化？串联后为什

么流量会有所增加？

5、 泵与风机的调节方式有哪几种？调节原理各是什么？各有哪些优缺点？

6、 什么是旋转脱流和喘振？产生的条件是什么？采取什么措施可以防止或消除这些现

象？

习题八

1、 设有一台水泵，当转速n1450r/min时，其参数列于下表： qV(L/s) 0 11.0 2 10.8 15 4 10.5 30 256 10 45 8 9.2 60 10 8.4 65 12 7.4 55 14 6 30 H(m)(%)0 将此泵安装在阻力系数为0.024s/m，几何安装高度为6m的管路系统中，上下两水池水面均为大气压。求

（1） 泵在运行时的工作点参数。

（2） 当采用改变泵转速的方法使流量变为6L/s时，泵的转速应为多少？相应的其它参数

是多少？ （3） 若采用出口端节流调节的方法使流量将少为6L/s时，相应的其它参数又是多少？ （4） 如果两台上述的泵并联运行，则工作点参数是多少？假设管网特性不变。 2、已知某单级单吸离心清水泵的叶轮直径Dt315mm，其性能参数列于下表： 0 10 20 30 40 50 60 70 80 qV(L/s)H(m)34.9 0.0 35 23 34.8 59 34.5 60 33.9 73 32.7 77 30.8 80 28.8 79.8 24.1 76 (%)为了达到qV50L/s, H28m,问叶轮直径需要切割多少？ 3、 某风机在n1250r/min时的性能参数如下表： 测点编号 1 2 3 4 5 3q(m/h) V 6 9500 696.3 2.08 7 10250 637.4 2.12 8 11000 578.6 2.15 5290 843.4 6640 823.8 1.77 7360 814 1.86 8100 794.3 1.96 8800 755.1 2.03 p(Pa)3P(10kW)1.69 （1） 求各点效率。 （2） 绘制性能曲线。

（3） 写出该风机最高效率点的参数。

第九章 叶片式流体机械的选型计算

思考题

1、标准的分类有哪些方法？

2、切割定律的原理是什么，有什么应用意义？ 3、叶片泵的选型计算包括哪些内容？ 4、叶片泵系列型谱的内容及使用方法 5、水轮机和叶片泵型号是如何编制的？ 6、通风机的选型应该注意哪些事项？

习题九

1、为锅炉选配一台通风机,其进口状态为：大气压力pa=9600Pa，温度t=20℃。风机的参数为：流量qV＝49450m3/h,全压ptF=2590 Pa。如拟采用G4-73系列锅炉通风机，试利用对数坐标性能曲线进行选型。

第十章 流体机械应用举例

思考题

1. 汽蚀对电厂给水泵有何危害，采取哪些技术措施防止给水泵的汽蚀？ 2. 大容量、高参数发电厂均设置前置泵，其作用是什么？

2. 怎样确定电厂给水泵的拖动方式？为何大容量机组要采用汽动给水泵？

3. 凝结水泵在电厂的作用是什么？在凝结水泵进口与凝汽器之间设有抽气平衡管，又有何作用？

4. 电厂的循环水泵有何要求？大容量电厂机组普遍采用比转速更高的轴流式循环水泵，有什么意义？

5. 试选择计算年产量为120万吨竖井的排水设备，该矿井条件为：

3（1）正常涌水量Q＝230m/h，其日期为305天； （2）最大涌水量Q＝230m/h，共60天； （3）泵房标高为-80m，井口标高为180m； （4）矿水pH＝7。

6. 为何我国煤矿常用抽出式通风？

7. 某矿井年产量60万吨，所需风量90m3/s，矿井最小负压1800N/m2，最大负压2500N/m2，试选择满足通风要求的通风机。

8. 影响矿井空压机站排气能力的因素有哪些？如何确定空压机的型式和台数？

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