2013《泵与风机》试卷(A)印刷1

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华南理工大学期末考试

电力学院 2010级《泵与风机》试卷（A）

注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷；

4. 本试卷共五大题，满分100分，考试时间120分钟。 题 号 一 得 分 评卷人 二 三 四 五 总分 一、单项选择题（每小题1.5分，共15分）

1. 离心泵或风机采用后弯叶片叶轮的原因是为了（ ）

(A).增加流体获得的能头； (B).增大设备输出的流量； (C).减小设备的尺寸； (D).提高设备的效率。

2. 离心泵输送含有杂质的液体时，按是否有前、后盖板区分的叶轮形式不宜采用( )

(A).封闭式 (B).半开式 (C).开式 (D).全不宜采用

3. 由于离心风机本身结构构造上的条件所限，所以至今未能采用( )

(A).节流调节方式 (B).入口导流器调节方式 (C).变速调节方式 (D).动叶调节方式

4. 若将一台正在运行的泵的出口阀门关死，则（ ）

(A).泵的有效功率、轴功率、效率均为零； (B).泵的有效功率、轴功率、效率均不为零； (C).泵的有效功率为零，轴功率、效率不为零； (D).泵的有效功率、效率为零，轴功率不为零。 5. 提高泵的转速后，其必需汽蚀余量（ ）

(A).将降低； (B).将升高； (C).不变； (D).可能升高，也可能降低。 6. 关于冲击损失，下列说法中正确的是( ) (A).当流量小于设计流量时，无冲击损失；

(B).当流量大于设计流量时，冲击发生在压力面上； (C).当流量小于设计流量时，冲击发生在压力面上； (D).冲击损失与流量大小无关，与叶片安装角度有关。

7. 某台叶片式水泵在转速不变时，当输送的水温度增加时，其扬程( )

(A).增加； (B).降低； (C).不变； (D).先降低，后增加。 8. 无因次性能曲线的特点是：它只与通风机的( )

(A).类型有关，与通风机的几何尺寸，转速及输送流体的种类无关；

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(B).几何尺寸有关，与通风机类型等其它条件无关； (C).转速有关，与其它条件无关；

(D).输送流体的种类有关，与其它条件无关。

9. 出于运行的安全可靠性考虑，离心泵不宜采用以下哪种调节方式

(A).出口端节流调节 (B).入口端节流调节

(C).液力耦合器变速调节

(D).变速电动机调速

(C). m3/4s-3/2；

(D).无因次。

10. 比转数的单位是( ) (A).m5/4s-3/2； (B). m3/2s-4/2；

二、概念解释（每小题3分，共12分）

1. 泵的最小流量

2. 泵与风机的工作点

3. 比转数（或称比转速）

4. 风机喘振

三、简答题（每小题7分，5题共35分）

1． 离心式泵有哪些主要部件？各有何作用？ 参考答案：（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的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流

速分布均匀。

（3）压出室：收集从叶轮流出的高速流体，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，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。

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（5）密封装置：密封环：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）轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏到泵外。

2． 为了提高流体从叶轮获得的能量，一般有哪几种方法？最常采用哪种方法？为什么？ 参考答案：1）径向进入，即?1?90?；2）提高转速n；3）加大叶轮外径D2；4）增大叶片出口安装角?2a。

提高转速最有利，因为加大叶轮外径将使损失增加，降低泵的效率；提高转速则受汽蚀的限制，对风机则受噪声的限制。增大叶片出口安装角?2a将使动能头显著增加，降低泵与风机效率。比较之下，用提高转速n来提高理论能头，仍是当前普遍采用的主要方法。

3． 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？

参考答案：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。

4． 随比转数增加，泵与风机性能曲线的变化规律怎样？

参考答案：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。

5． 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？ 参考答案：（1）泵与风机并联工作的目的是保证扬程相同时增加流量。

（2）两台泵并联后的流量等于各泵流量之和，与各泵单独工作时相比，两台泵并联后的总流量小于各泵单独工作时流量的二倍，而大于一台泵单独工作时的流量。并联后每台泵工作流量较单独工作时的较小。

（3）因为输送的管道仍是原有的，直径也没增大，而管道摩擦损失随流量的增加而增大了，从而导致总阻力增大，这就需要每台泵都提高它的扬程来克服增加的阻力，故并联后扬程大于并联前扬程。

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四、计算题（每小题7分，4题共28分）

1. 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5.1m/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

3方向，设其p/pT?=0.85，?=1.2kg/m。

3参考答案：u2=

?D2n??0.46?145060=

60=34.9（m/s）

∵叶轮出口处的相对速度为半径方向 ∴?2=90°V2u?=u2

pT?=?u2V2u?=1.2?34.9?34.9=1462.14（Pa）

p=0.85pT?=0.85?1462.1=1242.82（Pa）

Pe=

qvP5.1?1242.8==6.34（kW） 100010002. G4-73型离心风机在转速n=1450r/min和D2=1200mm时，全压p=4609Pa，流量

qV=71100m3/h，轴功率P=99.8KW，若转速变到n=730r/min时，叶轮直径和气体密

度不变，试计算转速变化后的全压、流量和轴功率。 参考答案：由题可知：

D2pD2m=(=1；

?p=1 ?m根据比例定律：

pppm=

145024609)=3.945 得 pm==1168.3（Pa） )2=(7303.945nmnp

qVpqVmPpPmnpnm=

qVp7110014503=1.9863 得qVm===35795.2（m/h） 7301.9861.9863

=(1450399.8)=7.837 得Pm==12.73（KW） )3=(7307.837nm3np3. 有一台单级离心泵，在转速n=1450r/min时，流量为2.6m/min，该泵的汽蚀比转数

c=700。现将这台泵安装在地面上进行抽水，求吸水面在地面下多少米时发生汽蚀。设：水面压力为98066.5Pa，水温为80℃（80℃时水的密度?=971.4kg/m），吸水管内流动损失水头为1m。

3参考答案：c＝5.62nqV(?hr)34 得?hr＝(5.62nqV43)＝(c5.62?1450?7002.660)43＝3.255

（m）

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