河海大学流体机械原理考研模拟题及答案

专业课复习资料（最新版）封面试卷1一、填空（每空1分共15分）1.离心泵叶轮根据叶片出口相对流动角β2的不同可分为三种不同形式，当β2<90º时为，β2=90º时为，β2>90º时为；对应于三种叶轮效率为、、。2前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向___________________。3.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有_______、_______、_________三种。4.泵与风机中能量转换时的损失可分为______________、________________、_______________。5.要保证泵不发生汽蚀，首先要正确地确定泵的_________________________。6.泵串联运行时，所输送的流量均________________，而串联后的总场程为串联各泵所产生的扬程之和。二、选择（每2分共20分）1．离心式泵的主要部件不包括（）A.叶轮B.汽缸C.机壳D.吸入室2.在理论能头2gw-w2gu-u2gv-vH221212221222T中，表示液体静能头的中（）A．2gu-u1222B．2gv-v1222C．2gw-w2212D．2gw-w2gu-u221212223．离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（）A．叶片入口安装角B．叶片出口安装角C．叶轮外径和宽度D．叶轮内径和宽度4．电厂中要求具有陡降型性能曲线的设备是（）A．给水泵B．送风机C．循环水泵D．凝结水泵5．下列各项中与有效汽蚀余量NPSHa值无关的是（）A．吸入管路参数B．管路中流量C．泵的结构D.泵入口压力6．两台风机并联运行的主要目的是（）A．增加流量B．增加扬程C．增加全压D．既增加扬程也增加全压7．为了保证串联运行时泵都工作在高效区，选择设备时，应使各泵在最佳工况点有相等或相近的（）A．扬程B．流量C．比转数D．功率8．目前电厂大型机组的离心式送、引风机常采用的调节方式是（）A．导流器调节B．进口端节流调节C．回流调节D．出口端节流调节9.某台水泵在转速不变时，当输送的水温度增加时，其轴功率()A.增加B.降低C.不变D.先降低，后增加10.当流体以α1=90°的方向进入叶轮时，离心式泵的无限多叶片的理论扬程为()A.HugTu,,22B.HugTu,22C.HwgTu,,22D.HwgTu,22三、简答（每题5分共15分）1．泵与风机的效率是如何定义的？它有哪几种效率组成？2．降低泵必需汽蚀余量的有哪些？3.泵与风机的工况调节的方法有很多种，以节流调节和变速调节为例分析其优缺点。四、计算（共50分）1.（10分）某风机最大转速为600r/min，当转速为500r/min时，风量为36m3/s，由于网络阻力增加风量减少到30m3/s，为保证原风量，风机转速应为多少并分析在此转速下工作是否允许。2.（8分）有一单级离心泵，流量qv=68m3/h，△hr=6m，从容器中抽送温度为40℃的清水，吸水管路阻力损失△H=0.5m。水泵的安全空化余量为0.4m，试求泵的几何吸入高度？（40℃时水的汽化压力为0.75m，当地大气压为10.36m）3.(18分)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b2=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u=0.8,泵的实际扬程为多少？。4.（14分）试画图确定两台风机并联的工况点并说明步骤。参考及评分标准一．填空（每空1分共15分）1.前弯叶片叶轮径向叶片叶轮后弯叶片低高中2.相同3.开式闭式半开半闭式4.机械损失水力损失容积损失5.几何安装高度6.相等二.选择（每题2分共20分）1-5BDBCC6-10ABBBA三.简答（每题5分共15分）1.泵与风机的效率是如何定义的？它有哪几种效率组成？泵与风机的效率是有效功率和轴功率之比，也称总效率，用η表示。(2分)机械效率容积效率流动效率(3分)2.降低泵必需汽蚀余量的措施有哪些？首级叶轮采用双吸式叶轮；加装诱导轮；采用双重翼叶轮、超汽蚀叶轮。(一项1分二项以上5分)3.泵与风机的工况调节的方法有很多种，以节流调节和变速调节为例分析其优缺点。节流调节有出口节流和进口节流其调节方法方便简单易于操作，但流动损失较多不经济。（3分）变速调节是比较经济的调节方法产生的损失较少且调节的范围较大。（2分）四.计算（共50分）1、解：应用比例定律有n=n1q1/q2=500*36/30=600rpm（7分）由于风机最大转速为600r/min，现为保证风量，风机需要在600r/min转速下工作才能满足要求。对此应视具体情况确定，若作为短期措施可以使用。但若长期运行，为保证安全应更换风机。（10分）2.解：设泵的安装高度为HSZ:HSZ:=Hgghppava0（6分）＝2.71m（8分）3.解：出口圆周速度：602dnu34.31m/s（2分）轴面速度：Cm2=3.6m/s71.30cot2222cucmu（6分）09.5cos222cwmm/s92.3022222cccmum/s（10分）由欧拉方程式：cucuHuuthg1122（14分）由于流体径向流入叶轮所以有01cu滑移系数为u=0.8所以u=HHthth=86.01m/s（18分）4.解：为简单起见，以两台相同风机为例。根据并联时风压相等，流量相加的特点，作一系列的等风压线。（4分）在等风压线上，将流量相加得一系列点，用光滑曲线连接这些点即得等效特性曲线。（8分）用同一比例将网络特性做在同一坐标图上，两条曲线的交点为等效工况点A，过A作等风压线交风机特性曲线于B点，B点即为风机并联是各自的工况点。（10分）作图（14分）1、2QPQBQABAHAHBaabb2一、填空（每空1分共20分）1、泵与风机是指以为工作介质与能量载体的机械设备。2、叶片式流体机械中，介质作用于叶片的力是。3、从理论上来讲，泵与风机的工况与最高效率点工况是。4、叶片式流体机械冲角的存在破坏了无冲击进口条件，大流量工况为，小流量工况为。5、流体机械在能量转换过程中，能量损失有、___________和三种类型。6、反作用度的意义是，其表达式是。7、在离心风机中叶片形状有、和_________三种。分别对应的出口流动角、_________和。8、我国水泵行业习惯使用的比转速表达式为。9、离心式流体机械无穷叶片数时，理论扬程随流量的变化规律与β2有关，当β2>90о时，扬程；β2=90о；β2<90º。二．简答（每题5分共20分）1.离心式水泵工作时轴向力是如何产生的？通常采用的平衡装置有哪些？2.泵与风机有哪几种工况调节的方法？3.流体在叶轮中运动时，有哪几种速度？这些速度之间有什么关系？4.试分析比转速对泵几何尺寸的影响。三、计算（共60分）1、（10分）一台通风机其进口静压为-367.9Pa,进口动压63.77Pa，出口静压186.4Pa，出口动压122.6Pa，求风机的全压和静压各为多少？当通风网络阻力为600Pa时该风机能否满足要求。2.（12分）有一水泵，当其转速为n=2900r/min时，流量Q=9.5m3/min，扬程为H=120m,另有一和该泵相似制造的泵，流量为Q=38m3/min，扬程为H=80m。问其叶轮的转速应为多少？3.（8分）有一单级离心泵，流量qv=68m3/h，△hr=6m，从容器中抽送温度为40℃的清水，吸水管路阻力损失△H=0.5m。水泵的安全空化余量为0.4m，试求泵的几何吸入高度？（40℃时水的汽化压力为0.75m，当地大气压为10.36m）4、（15分）已知某离心风机转速为1000r/min，叶轮外径为600mm，出口叶片安装角45度，出口轴面速度20m/s，法向入口，空气密度为1.2kg/m3。按无穷叶片数求其全压。得分评卷人5．（15分）水泵吸水管内径d=50mm，总长L=6m，吸水高度H=3m,泵的流量Q=15m3/h，管路中有弯头一个局部损失系数为＝0.5，底阀一个＝5.0，且沿程阻力系数＝0.03。试求泵入口处的表压力。《流体机械原理》试卷三参考答案及评分标准一.填空（每空1分，共20分）1.流体2.惯性力3.一致的4.负冲角正冲角5.水力损失容积损失、机械损失6.静压与全压的比值θ=pst/pt7.前弯径向后弯>90º=90º<90º8.ns=3.65q1/2/h3/49.升高不变降低二.简答（共20分）1.轴向力的产生是由于在叶轮出口处的高压流体泄漏到低压侧和叶轮背面时压力不平衡造成的。————1分通常采用的平衡装置有：平衡孔平衡管平衡盘平衡鼓————4分2.出口节流调节进口节流调节采用可转动的叶片调节预旋调节采用可转动的扩压器叶片调节变速调节改变台数调节3.有三种：绝对速度流体质点相对与叶轮的速度即相对速度叶轮上与所考察的流体质点重合点德速度即圆周运动速度—（3分）它们的关系为uwc22————————————（5分）4.根据Hqnvsn4321，当ns比较小时，泵的叶轮流道狭长，当随ns较大时叶轮流道变的短而宽。—————————————————————————（3分）随着ns的增大叶轮直径比变小叶轮由离心式变为轴流式的。—————（5分）三.计算（共60分）1.解：由风机全压和静压的定义可得Pt=P2-P1+2/)(2122cc（4分）=186.4-(-367.9)+122.6-63.77=613.13PaPst=Pt-2/22c=613.13-122.6=490.53Pa（8分）风机静压小于网络阻力，故不能满足要求。（10分）2.解：原泵的比转速92.115158.02900*65.365.312075.043Hqnvsn(3分)相似泵的比转速8075.014316038*65.365.3nHqnvsn（6分）相似泵的比转速应相等即nnss1那么1068633.065.38075.011nnsr/m（12分）3.解：设泵的安装高度为HSZ:HSZ:=Hgghppava0——————————————（6分）＝2.71m—————————————————————（2分）4.解：速度三角形如图，有题可得（3分）u2=2πnr/60=2π*1000*0.3/60=31.4m/s（2分）cu2=cr2*ctg45º=20m/s（3分）由欧拉方程得)(1122uucucup=1.2(31.4*20-0)=753.6Pa（4分）风机所产生的全压大于所需的全压，故能满足要求。（3）分5.解：取自由液面和泵的入口处分别为1-1，2-2截面，对二截面列伯努利方程：HHvpZvpZjfgggg2222222111________________4分其中，v1=0，v2=smQd/12.222，--------------------------------2分p1=pa,Z1=0Z2=3mgdlvHf222ggvvHj22222221———6分（结果正确）代入方程得：p2=49160pa———————————————3分试题3二、填空（每空1分共15分）1.叶轮是离心泵的能量转换元件，它的结构形式有_______、_______、_________三种。2.泵与风机中能量转换时的损失可分为____________、__________________、U2cU2cr2c2W45º_______________三种。3.前向式叶轮的叶片弯曲方向与叶轮旋转方向___________________。4.我国水泵行业习惯使用的比转速表达式为。5.泵或风机的工作点是_____________曲线与_______________曲线的交点。6.当使用比例定律进行流体机械的变转速调节时，其流量和转速的______成正比，压力和转速的_______成正比，功率和转速的______成正比。7.泵与风机的无因次特性曲线是以为横坐标；为纵坐标绘制的。二、选择（每题2分共20分）1．根据泵与风机的工作原理，离心式泵属于那种类型的泵。（）A.容积式B.往复式C.叶片式D.其它类型的泵2．下面的哪一条曲线是泵的特性曲线？（）A.泵所提供的流量与扬程之间的关系曲线B.流量与沿程损失系数之间的关系曲线C.管路的流量与扬程之间的关系曲线D.管路的性能曲线3．离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（）E．叶片入口安装角F．叶片出口安装角G．叶轮外径和宽度H．叶轮内径和宽度4．对径向式叶轮，其反作用度τ值的大小为（）A．210＜＜B．121＜＜C．1＝D．21＝5．管路系统能头和流量的关系曲线是（）A．斜率为的直线，为综合阻力系数B．水平直线C．二次抛物线D．任意曲线6．在离心式风机叶轮前的入口附近，设置一组可调节转角的静导叶，通过改变静导叶的角度以实现风机流量调节的方式称为（）.A.节流调节B.导流器调节C.动叶调节D.静叶调节7.泵与风机的有效功率Pe，轴功率P和原动机输入功率P’g之间的关系为()。A.Pe<Pg’<PB.Pe<P<Pg’C.P<Pe<Pg’D.P<Pg’<Pe8.两台泵串联运行时，为提高串联后增加扬程的效果，下列说法中正确的是()。A.管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应陡一些B.管路特性曲线应平坦一些，泵的性能曲线应平坦一些C.管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应陡一些D.管路特性曲线应陡一些，泵的性能曲线应平坦一些9.泵在不同工况下有不同的比转速，作为相似准则的比转速是指()。A.最大流量工况下的比转速B.最高转速工况下的比转速C.最高效率工况下的比转速D.最高扬程工况下的比转速10.在工作点处，泵提供给流体的能量与流体在管路系统中流动所需的能量关系为()。A.泵提供的能量大于流体在管路系统中流动所需的能量B.泵提供的能量小于流体在管路系统中流动所需的能量C.泵提供的能量等于流体在管路系统中流动所需的能量D.以上说法都不正确三、简答（每题5分共15分）1.什么是汽蚀现象？它对泵的工作性能有何危害？2.离心式水泵有哪过流部件？各起什么作用？3．泵与风机工况调节的方法有哪几种？四、计算（共50分）1.（12分）离心式水泵最高效率为86，轴功率为122.5kw，流量为720吨/时，扬程为50m流体介质密度为1000kg/m3。求有效功率和效率并分析在此效率下该泵工作的经济性。2.（15分）已知某离心风机转速为1000r/min，叶轮外径为600mm，出口叶片安装角45度，出口轴面速度20m/s，法向入口，空气密度为1.2kg/m3。欲满足600Pa的全压要求按无穷叶片数考虑该风机能否满足。3.(10分)某水泵允许吸上真空度为6.5米，吸水管流速为3.15米/秒，吸水管水头损失0.5米。现将水泵安装于距水面5.8米处，问水泵能否正常工作。4.（13分）有一台通风机，其风量为70m3/s,转速为450r/min,风压为2610Pa,由于通风管路阻力增大，使其流量减小为原来的一半，问要保持原流量不变，风机转速应调为多少？参考答案及评分标准二．填空（每空1分共15分）1.开式闭式半开半闭式2.机械损失水力损失容积损失3.相同4.Hqns432165.35.管网特性曲线泵的特性曲线6.一次方二次方三次方7.流量系数压力系数二.选择（每题2分共20分）1-5CABDC6-10BBDCC三.简答（每题5分共20分）1.什么是汽蚀现象？它对泵的工作性能有何危害？液体在叶轮中流动时由于流体压力降低产生的气体或液体中溶解的气体析出，对叶轮起腐蚀作用，我们把汽泡的形成，发展，和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。（2分）材料造成破坏产生噪声或震动流道堵塞扬程下降效率降低（3分）2.离心式水泵有哪过流部件？各起什么作用？叶轮：是能量转换的元件（1分）吸入室：向叶轮提供具有合适大小的均匀分布的入流速度。（2分）压水室:将叶轮内流出的介质收集起来送到出口管路或下一级，将圆周速度对应的动能转化为压力能。（1分）导流器：用于工况调节（1分）3．泵与风机工况调节的方法有哪几种？出口节流调节进口节流调节采用导流器调节采用可转动的叶片调节变速调节改变台数调节（每项1分）三.计算(共50分)1、解：有效功率N1=qh=9800*720/3600*50=98000w=98kw（4分）效率η=N1/N=98/122.5=0.8（7分）泵的经济运行条件为效率不小于0.93*0.86=0.7998（10分）计算可知水泵在此效率下工作符合经济性要求。（12分）2、解：速度三角形如图，有题可得（2分）u2=2πnr/60=2π*1000*0.3/60=31.4m/s（5分）cu2=u2-cr2*ctg45º=11.4m/s（8分）由欧拉方程得)(1122uucucup=1.2(31.4*11.4-0)=429.5Pa（12分）风机所产生的全压小于所需的全压，故不能满足要求。（15分）3．解：根据水泵安装高度计算公式有Hz=[Hs]-v2/2g-hl=6.5-3.152/2g-0.5=5.5m（8分）为保证水泵正常工作，不发生气蚀，安装高度不应超过5.5米，现将其安装于距水面5.8米处，不能保证水泵正常工作。（10分）4解：对于通风机的管网特性曲线有：qHHvstGK2（3分）0Hst（5分）因此管网特性曲线和等效率曲线重合。（8分）则有：nnqqvv2121（12分）那么：n2=2n1=900r/min（13分）U2cU2cr2c2w245º