××大学2006—2007学年第二学期《泵与风机》试卷（B）卷考试时间：120分钟考试方式：闭卷学院班级姓名学号题号一二三四五总分得分阅卷人一、名词解释题（本题共5小题，每小题2分，共10分）1. 泵的流量2. 风机的全压3.攻角4.汽蚀5. 有效汽蚀余量二、简答题（本题共5小题，共20分）1.试说明下图中标号1、2、3、4的名称和作用。

2.离心式和轴流式泵与风机在启动方式上有何不同？为什么？3.简述平衡盘的工作原理。

4.试以欧拉方程说明，轴流式风机与离心式比较，其性能特点是什么？5.试述泵的串联工作和并联工作的特点。

三、填空及选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分）1.设某风机入口处全压是100 Pa，出口处全压是400 Pa，则该风机的全压是Pa。

2.某双吸单级风机转速是1450rpm，流量是120m3/s，压力是4500 Pa，则比转数是。

3.某泵流量是2.5m3/s，转速是1450rpm，当转速提高到2900rpm时，对应点处的流量是m3/s。

4.某风机叶轮直径是2.5m，转速是900rpm，当流量系数是0.26时，对应点的流量是m3/s。

5.某泵的允许吸上真空高度是5.5m，泵入口流速是1.2m/s，进口管路的损失是0.78m，则在规定状态下泵的安装高度最大是m。

6. 设某泵0.90.950.98h v m ηηη===，，，则该泵的效率是 。

7. 某单级单吸低比转数离心泵叶轮切割后对应点处的流量降低了7.5%，则叶轮切割了%。

8. 某排水管路的特性方程是286125v q H +=，在工况点处泵的扬程是163m ，则泵的流量是 m 3/s 。

9. 风机工况点的高效调节措施主要有 、、 。

10. 提高吸入系统装置的有效汽蚀余量的措施有 、、 。

四、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）1. 有一单级轴流式水泵，转速为400r/min ，在直径为1000mm 处，水以v 1=4.5m/s 速度沿轴向流入叶轮，以v 2=5.1m ／s 的速度由叶轮流出，总扬程H=3.7m ，求流动效率。

2. 有两台性能相同的离心式水泵，性能曲线如右图所示，并联在管路上工作，管路特性曲线方程式265.0v c q H =，m H -，s m q v /3-。

求：1）并联运行时的总流量。

2）问当一台水泵停止工作时，管路中的流量减少了多少？3. 某风机，转速n=960r/min 时，流量 q v =3.5m 3/min ，全压=1000Pa ，ρ=1.2kg/m 3，今用同一送风机输送密度ρ=0.9kg/m 3的烟气，要求全压与输送ρ=1.2kg/m 3的气体时相同，此时转速应变为多少？其实际流量为多少？4. 如下图所示，风机的转速是1450rpm ，安装角是0°，通风管路的特性曲线亦绘于图中， (管路的特性曲线-->图中上扬的一条粗线)(图中下降的多条细线-->安装角不同时设备的各性能曲线)求：1）工况点处的流量、压力、效率、轴功率；2）图中点1是通风管路特性曲线与安装角是-5°时风机特性曲线的交点，点1处的流量是1v q ，打算分别用节流、变安装角、变转q，试问选用何种调节措施的风机的轴功率最小？从经速的措施将工况点处的流量调到1v济运行的角度来说应选用何种措施？并作适当的分析计算。

××大学2006—2007学年第二学期《泵与风机》试卷（B）卷一、名词解释题（本题共5小题，每小题2分，共10分）1. 泵的流量：单位时间内通过泵的液体的体积。

2. 风机的全压：单位体积的气体流过风机时获得的机械能。

3. 攻角：绕流机翼的流体的来流方向与机翼弦的夹角。

4. 汽蚀：由于液体内反复发生汽化、凝结而引起的材料的破坏现象。

5. 有效汽蚀余量：泵入口处液体所具有的高于汽化压的那部分能量。

二、简答题（本题共5小题，共20分）1.试说明下图中标号1、2、3、4的名称和作用。

答：1—前导器，控制流体流动方向，调节工况点。

2—集流器，使流体以较小的流动阻力进入风机叶轮。

3—蜗壳，把从叶轮中流出的流体收集起来，并引向风机出口，把一部分动能转化成压力能。

4—叶轮，把原动机的机械能转换成流体的机械能。

2.离心式和轴流式泵与风机在启动方式上有何不同？为什么？答：离心式泵与风机启动方式是关闸启动。

轴流式泵与风机启动方式是开闸启动。

因为离心式泵与风机在零流量时的功率最小，而轴流式泵与风机在流量较大时功率较小。

3. 简述平衡盘的工作原理。

答：在未级叶轮出口有径向间隙和轴向间隙与低压区相通，平衡盘两侧存在压强差Δp ，所以产生了平衡力。

Δp 的大小与轴向间隙δ的大小有关。

当轴向力>平衡力时，产生了如下的动态平衡过程，转子左移→轴向间隙δ减小→Δp 增加→平衡力增加，直到轴向力=平衡力。

反之亦然。

4. 试以欧拉方程说明，轴流式风机与离心式比较，其性能特点是什么？答：根据欧拉方程有gw w g u u g v v H T 222222*********-+-+-=∞，第一项表示动能的增加，后两项之和是压力能的增加。

在轴流风机中12u u =，而在离心风机中12u u >，所以离心风机的压力比轴流风机高。

5. 试述泵的串联工作和并联工作的特点。

答：泵的串联特点是各泵的流量相等，泵的并联特点是各泵的扬程相等。

三、填空及选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分）1. 设某风机入口处全压是100 Pa ，出口处全压是400 Pa ，则该风机的全压是 300 Pa 。

2. 某双吸单级风机转速是1450rpm ，流量是120m 3/s ，压力是4500 Pa ，则比转数是 20.44 。

3. 某泵流量是2.5m 3/s ，转速是1450rpm ，当转速提高到2900rpm 时，对应点处的流量是5 m 3/s 。

4. 某风机叶轮直径是2.5m ，转速是900rpm ，当流量系数是0.26时，对应点的流量是150.4 m 3/s 。

5. 某泵的允许吸上真空高度是5.5m ，泵入口流速是1.2m/s ，进口管路的损失是0.78m ，则在规定状态下泵的安装高度最大是 4.65 m 。

6. 设某泵0.90.950.98h v m ηηη===，，，则该泵的效率是 0.84 。

7. 某单级单吸低比转数离心泵叶轮切割后对应点处的流量降低了7.5%，则叶轮切割了3.82 %。

8. 某排水管路的特性方程是286125v q H +=，在工况点处泵的扬程是163m ，则泵的流量是 0.665 m 3/s 。

9. 风机工况点的高效调节措施主要有 变转速调节 、变安装角调节 、 前导叶调节 。

10. 提高吸入系统装置的有效汽蚀余量的措施有 减小吸入管路的流动损失 、合理确定安装高度 、 采用诱导轮 。

四、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）1. 有一单级轴流式水泵，转速为400r/min ，在直径为1000mm 处，水以v 1=4.5m/s 速度沿轴向流入叶轮，以v 2=5.1m/s 的速度由叶轮流出，总扬程H=3.7m ，求流动效率。

解：s m v v v u /4.25.41.52221222=-=-=s m nDu /94.206014001415.3602=⨯⨯==π m uv g H u T 13.54.294.208.9112=⨯⨯== 3.772.1%5.13h T H H η=== 2. 有两台性能相同的离心式水泵，性能曲线如右图所示，并联在管路上工作，管路特性曲线方程式265.0v c q H =，m H -，s m q v /3-。

求：1）并联运行时的总流量。

2）问当一台水泵停止工作时，管路中的流量减少了多少？解：28230.65 5.0110/c v v v H q q q m h -==⨯-　(将管路特性曲线的坐标单位转化一下)0.001v q 20 30 40 50c H 20.1 45.1 80.2 125.41） 并联工作时的总流量是q v B =36500m 3/h 。

(由点划线与所给曲线相交的工况点而得)2） 当一台泵停止运行时，流量减小了3v vB q q q ∆=-3. 某风机，转速n=960r/min 时，流量 q v =3.5m 3/min ，全压=1000Pa ，ρ=1.2kg/m3，今用同一送风机输送密度ρ=0.9kg/m3的烟气，要求全压与输送ρ=1.2kg/m3的气体时相同，此时转速应变为多少？其实际流量为多少？解：22'''''0.9,1,1108.51.2960p n n n rpm p n ρρ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ''''31168.5, 3.5 4.04/min 960v v v v q n n q q m q n n ==⨯=⨯= 4. 如下图所示，风机的转速是1450rpm ，安装角是0°，通风管路的特性曲线亦绘于图中，求：1）工况点处的流量、压力、效率、轴功率；(找出两曲线及其交点(工况点))2）图中点1是通风管路特性曲线与安装角是-5°时风机特性曲线的交点，点1处的流量是1v q ，打算分别用节流、变安装角、变转速的措施将工况点处的流量调到1v q ，试问选用何种调节措施的风机的轴功率最小？从经济运行的角度来说应选用何种措施？并作适当的分析计算。

(调节措施==>曲线的变化==>做出新工况点)解：1）s m q v /1253=，Pa p 3533=，86.0=η，kW pq P v 5.513100086.03533125=⨯⨯==η 2）变转速调节措施的轴功率最小，从经济运行的角度来说应选用变转速调节措施。

节流调节(-->效率不变)时叶片安装角是0°，工况点是5，各参数是：s m q v /5.1123=，Pa p 4090=，86.0=η，kW pq P v 5.533100086.040905.112=⨯⨯==η。

变转速调节(全压的改变与变安装角调节时的改变情况一样，效率的改变与节流调节时一样)工况点时，安装角是0°，工况点处的各参数是：s m q v /5.1123=，Pa p 2677=，86.0=η，kW p q P v 350100086.026775.112=⨯⨯==η。

变安装角调节时，或取安装角是-50，工况点是点1，工况点处的各参数是： s m q v /5.1123=，Pa p 2677=，79.0=η，kW p q P v 381100079.026775.112=⨯⨯==η。

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