《泵与风机 - 》思考题

Xiaobogege

1. 泵与风机可以分为哪几大类？发电厂主要采用哪种类型的泵与风机？为什么？ 答：a、按压力等级分类

（1）泵：①高压泵: ≥6MPa；②中压泵: 2～6MPa； ③低压泵:≤2MPa

（2）风机：①空压机:≥340kPa；②鼓风机:15～340kPa；③通风机:≤15kPa

b、按工作原理分类

（1）水泵：① 叶片式：离心式；轴流式；混流式；旋涡式

② 容积式：往复式（活塞式、柱塞式等），回转式（滑片式、螺杆式等） ③ 其他类型：真空泵、射流泵等

（2）风机：① 叶片式：离心式；轴流式；混流式

② 容积式：往复式（活塞压气机），回转式（罗茨式、螺杆式等） 发电厂中主要采用轴流十风机作为锅炉送，引风机，用轴流式水泵作为循环水泵。

与离心式泵与风机相比轴流式泵与风机除了具有流量大，扬程（风压）低的特点外，在结构上还具有一下特点：1结构简单，紧凑，外形尺寸小，重量轻。2动叶可调轴流式泵与风机，由于动叶安装角可随外界负荷的变化而改变，因而变工况时调节性能好，可保持较宽的高效工作区3动叶可调轴流式泵与风机因轮毂中装有叶片调节机构，转子结构较复杂，制造安装精度要求高4噪声较大。

2. 泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？ 答：1.流量：泵与风机在单位时间内所输送流体的体积或质量

2.扬程：单位质量液体流过水泵叶轮所增加的能量 压力：单位质量气体流过风机叶轮所增加的能量

3.转速：旋转机械在单位时间内的转动次数

4.汽蚀余量：水泵叶轮进口处单位质量液体所必需具有的超过其汽化压力的富余能量 5.功率：设备或装置系统的单位时间能耗值

6.损失和效率：设备或装置系统内存在各种损失，其输出功率与消耗功率值不相等，两者

之比称为效率

铭牌上标出的都是指额定工况下的参数

3. 水泵的扬程和风机的全压两者有何区别及联系？ 答：扬程：单位质量液体流过水泵叶轮所增加的能量 压力：单位质量气体流过风机叶轮所增加的能量 4. 离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？

答：1叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能

2吸入室：以最小的阻力损失，引导液体平稳地进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分

布均匀。

3压出室：收集从叶轮流出的告诉流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进

口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。

4导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下，引入次级叶轮的进口或压

出室，同时在导叶内还把部分动能转换为压力能。

5密封环：为防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口

6轴段密封：泵轴通过泵体向外伸出，在转动部件与静止部件之间存在间隙。若泵内压力

大于外界压力，流体则从间隙向外泄露。若吸入端处于真空状态，则空气通过间隙进入泵内，严重影响泵的工作。为减少这种泄露。

5. 目前热立方电厂对大容量，高参数机组的引，送风机一般都采用轴流式风机，循环水越

来越多采用斜流式泵，为什么？

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答：发电厂中主要采用轴流十风机作为锅炉送，引风机，用轴流式水泵作为循环水泵。

与离心式泵与风机相比轴流式泵与风机除了具有流量大，扬程（风压）低的特点外，在结构上还具有一下特点：1结构简单，紧凑，外形尺寸小，重量轻。2动叶可调轴流式泵与风机，由于动叶安装角可随外界负荷的变化而改变，因而变工况时调节性能好，可保持较宽的高效工作区3动叶可调轴流式泵与风机因轮毂中装有叶片调节机构，转子结构较复杂，制造安

第一章

1.离心式和轴流式泵与风机的工作原理？

离心式：利用旋转叶片带动风机旋转，借离心力作用，使得流体的压力能和动能得到增加。 轴流式：利用叶轮机上的翼型叶片在流体旋转所产生的升力使流体能量增加。

2.流体在旋转的叶轮内是如何运动的？各用什么速度表示？起速度矢量可组成怎样的图形？ 流体在旋转的叶轮内是一个复合运动。叶轮带动流体的旋转运动，称为牵连运动。用U表示。 流体相对叶轮的运动叫做相对运动，用w表示。 流体相对与机壳的运动叫做绝对运动，用v表示。 V=U+W他们的矢量组成一个封闭的三角形。

3.对离心式泵与风机当实际流体在有限叶片叶轮中流动时，起扬程（全压）与理想流体的无限多叶片叶轮中流动有何变化？如何修正？

实际流体在无限叶片的叶轮中流动，流体惯性会产生反向的涡流，修正方法：一般采用经验公式计算，K或6然后对理论进行修正。

4、为了提高流体从叶轮获得的能量，有几种方法？最常采用什么方法？为什么？

转速N增大，加大的叶轮外径D2和绝对速度的周围分速度U。均可提高能量。但加大D1会使得损失增大，降低泵的效率。

提高转速N，泵会受到汽蚀性能的限制。同时，风机也会受到噪声性能的限制，相比之下，提高转速N是常用方法。

5.泵与风机的能量方程有几种形式？分析影响理论扬程的因素？ HT=1/g（u2v2~-u1v1~），Pt~=ρ（u2v2~-u1v1~）

对泵来说，进出口的圆周速度和绝对速度的圆周分速度是主要影响因素。 对风机来说，除了进出口的速度影响外，密度也是影响因素。

6，离心式泵与风机有哪几种叶片形式？对性能有什么影响？有什么离心不能的叶轮均采用后弯式叶片？

后弯式叶片，径向式叶片，前变式叶片。

随着流量的增加，后弯式的扬程越来越小，径向式的扬程不变，前变式的越来越大。

后弯式的流道转弯曲变小，流体在叶轮出口绝对速度小，能量损失小，噪声低，泵常常用后弯式叶片。

第二章

1.泵与风机有哪几种机械能损失？分析损失原因，如何减少损失？ 机械损失，容积损失，流动损失。

机械损失是在机械运动过程中克服摩擦造成的损失，减少机械损失要尽可能降低叶轮圆盘摩擦损失。

容积损失是当叶轮转动时，转动部件与静止部件之间的间隙两侧产生的压力差，使部分获得能量流体冲高压侧通过间隙向低压侧泄漏。

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流动损失是流体在流道内流动时克服流动阻力产生的机械能损失。（1.选用高效流道2，提高制作工艺3.严格控制在合理流量范围内工作） 2.轴流式空载运行时，功率为什么不为0？

因为此时功率等于泵与风机空转时机械损失功率△Ph和容积损失功率△Pv之和。 3.离心式和轴流式启动方式有什么不同？

离心：避免启动电流过大，应从出口阀全关状态开始，保持转速不变的情况喜爱逐渐开启出水阀。

轴流：在阀门全开状态喜爱启动，对于可调式在小安装角时启动。

4、轴流式泵与风机性能有什么特点？qv-H，qv-p曲线为什么没有拐点？

qv-h（qv-p）性能曲线在小流量区域内出现驼峰形状，在C点左边位不稳定工作段 轴功率P在空转时最大，随着流量增加减少，为了避免原动机过载轴流泵与风机在全开状态下启动，应在小安装角启动。

5、功率分为哪几种？他们之间有什么关系？ 常用的有，效功率Pe，轴功率P，原动机功率Pg

对风机：Pe=qvP/1000 KW P=qvP/1000η（η为总效率） Pg.m=qvP/1000ηηtm 对泵：Pe=ρgQvH/1000KW P=ρgQv/1000η Pg.in=ρgQ0H/1000ηηtmηg 6、为什么级间泄露对应的机械能损失属于机械损失？

离心泵都没有导叶隔板，流体经过导叶后，部分动能转换压力能，使得压力升高，造成隔板前后造成压力差，导致级间泄露形成流体循环造成磨擦损失，导致机械能损失。

《泵与风机 》第三章思考题

1． 两台几何相似的泵与风机，在相似条件下，其性能参数如何按比例关系变化？

答：流量相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其流量之比与几何尺寸之比的三次方成正比、与转速比的一次方成正比，与容积效率比的一次方成正比。

扬程相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其扬程之比与几何尺寸比的平方成正比，与转速比的平方成正比，与流动效率比的一次方成正比。

功率相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其功率之比与几何尺寸比的五次方成正比，与转速比的三次方成正比，与密度比的一次方成正比，与机械效率比的一次方成正比。

2． 当一台泵的转速发生改变时，其扬程、流量、功率将如何变化？ 答：根据比例定律可知：流量qVp＝qVmnpnm 扬程Hp＝Hm(npnm)2 功率Pp＝Pm(npnm)3

3． 当某台风机所输送空气的温度变化时其全压、流量、功率将如何变化？ 答：温度变化导致密度变化，流量与密度无关，因而流量不变。

Pp?P?P全压 功率 ??Pm?mpm?m4． 为什么说比转数是一个相似特征数？无因次比转数较有因次有何优点？

答：比转数是由相似定律推导而得，因而它是一个相似准则数。

优点：有因次比转数需要进行单位换算。 5． 为什么可以用比转数对泵与风机进行分类？

答：比转数反映了泵与风机性能上及结构上的特点。如当转数不变，对于扬程(全压)高、流量小的泵与风机，其比转数小。反之，在流量增加，扬程(全压)减小时，比转数随之增加，此时，叶轮的外缘直径D2及叶轮进出口直径的比值D2D0随之减小，而叶轮出口宽度b2则随之增

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加。当叶轮外径D2和D2D0减小到某一数值时，为了避免引起二次回流，致使能量损失增加，为此，叶轮出口边需作成倾斜的。此时，流动形态从离心式过渡到混流式。当D2减小到极限D2D0=1时，则从混流式过渡到轴流式。由此可见，叶轮形式引起性能参数改变，从而导致比转数的改变。所以，可用比转数对泵与风机进行分类。 6．随比转数增加，泵与风机性能曲线的变化规律怎样？ 答：在低比转数时，扬程随流量的增加，下降较为缓和。当比转数增大时，扬程曲线逐渐变陡，因此轴流泵的扬程随流量减小而变得最陡。

在低比转数时(ns<200)，功率随流量的增加而增加，功率曲线呈上升状。但随比转数的增加(ns=400)，曲线就变得比较平坦。当比转数再增加(ns=700)，则功率随流量的增加而减小，功率曲线呈下降状。所以，离心式泵的功率是随流量的增加而增加，而轴流式泵的功率却是随流量的增加而减少。

比转数低时，效率曲线平坦，高效率区域较宽，比转数越大，效率曲线越陡，高效率区域变得越窄，这就是轴流式泵和风机的主要缺点。为了克服功率变化急剧和高效率区窄的缺点，轴流式泵和风机应采用可调叶片，使其在工况改变时，仍保持较高的效率。 7．无因次的性能曲线是如何绘制的？与有因次性能曲线相比有何优点？

答：凡几何相似的泵或风机，在相似工况下运行时，其无因次系数相同。用无因次系数，可以绘出无因次性能曲线。

用无因次性能参数qV、p、P，?绘制无因次性能曲线时，首先要通过试验求得某一几何形状叶轮在固定转速下不同工况时的qV、P、p及，?值，然后计算出相应工况时的qV、

P、p、?，并绘制出以流量系数qV为横坐标，以压力系数p、功率系数P及效率?为纵

坐标的一组qV—p、qV—P及qV—?曲线。无因次性能曲线的特点是，由于同类泵与风机都是相似的，同时没有计量单位，而只有比值关系，所以可代表一系列相似泵或风机的性能。因此，如把各类泵或风机的无因次性能曲线绘在同一张图上，在选型时可进行性能比较。 8．通用性能曲线是如何绘制的？

答：通用性能曲线可以用试验方法得到，也可以用比例定律求得。

用比例定律可以进行性能参数间的换算，如已知转速为n1时的性能曲线，欲求转速为n2时的性能曲线，则可在转速为n1时的qV—H性能曲线上取任意点1、2、3?等的流量与扬程代入比例定律，由

?n2?n? qV2?2qV H2????H1 nn1?1?可求得转速为n2时与转速为n1时相对应的工况点1?、2?、3??。将这些点连成光滑的曲线，则得转速为n2时的qV—H性能曲线。

制造厂所提供的是通过性能试验所得到的通用性能曲线。 第四章

1. 何谓气蚀现象，它对泵的工作有何危害？

+水泵的进口压力低于流体的饱和压力，造成进入水泵的水汽化产生气泡，气泡进入高压区后破裂引发周为液体高频碰撞而导致材料破坏的全部过程称为气蚀。危害（1）造成材料破坏。（2）产生噪声和震动（3）性能下降

4. 何谓有效气蚀余量和必须气蚀余量？二者有何关系？

有效汽蚀余量：NPSHa是指 泵在吸入口处单位重量的液体所具有的超过输送液体的温度对饱和蒸汽压力pv的富裕能量头。 必须气蚀余量：NPSHr指泵在吸入口口处单位重量的液体能量水头对压力最低点处静压能水头的富余能量水头。

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