南师大泵与风机试题及答案
更新时间:2024-06-03 13:17:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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南京师范大学《泵与风机》试题
一、填空题(每空1分,共10分) 1.泵与风机的输出功率称为_______。
2.绝对速度和圆周速度之间的夹角称为_______。 3.离心式泵与风机的叶片型式有_______、_______和_______三种。
4.为保证流体的流动相似,必须满足_______、_______和_______三个条件。
5.节流调节有_______节流调节和_______节流调节两种。
二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分,共10分)
1.风机的全压是指( )通过风机后获得的能量。 A.单位重量的气体 B.单位质量的
气体
C.单位时间内流入风机的气体 D.单位体积的气体
2.低压轴流通风机的全压为( )
A. 1~3kPa B. 0.5kPa以下 C. 3~15kPa D. 15~340kPa 3.单位重量的液体从泵的吸入口到叶片入口压力最低处的总压降称为( )
A.流动损失 B.必需汽蚀余量
C.有效汽蚀余量 D.摩擦损失 4.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,冲击发生在工作面上 C.当流量小于设计流量时,冲击发生在非工作面上
D.当流量小于设计流量时,冲击发生在工作面上 5.下列哪个参数与泵的有效汽蚀余量无关?( ) A.泵的几何安装高度 B.流体温度 C.流体压力 D.泵的转速 6.关于离心泵轴向推力的大小,下列说法中不正确的是( )
A.与叶轮前后盖板的面积有关 B.与泵的级数无关
C.与叶轮前后盖板外侧的压力分布有关 D.与流量大小有关
7.两台泵并联运行时,为提高并联后增加流量的效果,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
8.同一台泵用于输送密度分别为ρ
1
和ρ
2
的液体时,
保持转速不变且流动相似,其对应的扬程分别是H1和是H2,对应的轴功率分别为P1和P2,若ρ1>ρ2,则下列关系式中正确的是( ) A. H1>H2 P1=P2 C. H1>H2 P1>P2
B. H1=H2 P1>P2
D. H1=H2 P1=P2
9.某风机用于输送320~420℃的气体,且气体中含有大量的灰粒,该风机的叶轮采用耐高温、高强度、不锈钢制造,机壳内壁衬有耐磨的锰钢衬板,轴承箱内设有水冷却装置,则该风机为( ) A.送风机 B.引风机
C.排粉风机 D.再循环风机 10.下列不同形式的轴流式风机中,哪一个在设计工况下出口气流的圆周分速度不为零?( )
A.单个叶轮 B.单个叶轮加后置导叶
C.单个叶轮加前置导叶 D.单个叶轮加前后置导叶
三、名词解释(每小题2分,共8分) 1.泵与风机的效率 2.运动相似 3.排挤系数 4.滑移系数
四、简答题(每小题6分,共24分)
1.试对泵与风机三种不同形式叶片产生的动能大小进行分析比较。
2.什么是流动损失?它与哪些因素有关? 3.试述轴流式泵与风机的工作原理。 4.试述常用的变速调节方式及其优缺点。 五、计算题(每小题8分,共48分)
1.用水泵将水提升30m高度。已知吸水池液面压力为101.3×103Pa,压出液面的压力为吸水池液面压力的3倍。全部流动损失hw=3m,水的密度ρ=1000kg/m3,问泵的扬程应为多少?
2.有一台离心式水泵,转速n=1480r/min,流量qvT=110L/s,叶轮进口直径D1=220mm,叶片进口宽度b1=45mm,叶轮出口直径D2=400mm,叶片出口安装角β
2e=45°,叶轮进出口的轴面速度相
等。设流体沿径向流入叶轮,求无限多叶片叶轮的理论扬程HT∞。
3.有一台离心式风机,在转速n=1450r/min时,流
量qv=1.8m3/min,空气密度ρ=1.2kg/m3。若用该风机输送密度ρ=0.9kg/m3的烟气,在保持工况相似且全压与输送空气时相同的情况下,问转速应该变为多少?此时的流量又为多少?
4.已知某水泵的允许安装高度[Hg]=6m,允许汽蚀余量[Δh]=2.5m,吸入管路的阻力损失hw=0.4m,输送水的温度为25℃,问吸入液面上的压力至少为多少?
(已知水在25℃时的饱和蒸汽压力pv=3.17kPa,水的密度ρ=997kg/m3)
5.某风机在转速n=2900r/min时的qv-p性能曲线和
qv-η性能曲线如图所示,管路系统特性方程为p=10q(qv的单位是m3/s),若采用改变转速的方法
2v使风机的流量减少10%,问风机的转速应为多少?此时的风机轴功率又为多少?
6.一台中比转速水泵的性能曲线及管路特性曲线如图所示,该泵叶轮外径D2=200mm,为使流量减少10%,问需切割叶轮外径多少毫米?
泵与风机试题参考答案
一、填空题(每空1分,共10分) 1.有效功率 2.绝对速度角
3.前弯式 径向式 后弯式 4.几何相似 运动相似 动力相似 5.出口端 入口端
二、单项选择题(每小题1分,共10分)
1.D 2.B 3.B 4.D 5.D
6.B 7.A 8.B 9.D 10.A
三、名词解释(每小题2分,共8分)
1.答:泵与风机的效率等于有效功率和轴功率之比。 2.答:运动相似是指原型和模型泵与风机各对应点
上的同名速度方向相同,速度之比相等,即各对应点上的速度三角形相似。
3.答:排挤系数是实际的有效过流断面面积与无叶
片厚度的过流断面面积之比。
4.答:滑移系数是有限叶片情况下叶轮的理论扬程
与叶片无限多情况下叶轮的理论扬程之比。 四、简答题(每小题6分,共24分) 1.答:动能在总能量所占的比例为
从上式可得
1)、对于后弯式叶片β
1因此动能所占比例小于2
1v2a,?ctg?2e?22u2
2e<90°,ctgβ2e为正值,
2)对于径向式叶片β总能量的一半。
3)对于前弯式叶片β
1动能所占的比例大于2
2e=90°,ctgβ2e=0,动能占
2e>90°,ctgβ2e为负值,
综上所述:后弯式叶片动能所占比例最小,径向式次之,前弯式最大。
2.答:流体在泵与风机内流动时,由于存在流动阻
力,需要消耗一部分的能量,这部分消耗的能量
就称为流动损失。流动损失主要由摩擦损失、扩散损失和冲击损失等三部分组成。
摩擦损失与流体的粘性、流道的形状、壁面的粗糙程度及流体的流动速度等因素有关。扩散损失与流体流动过程中的转弯及流道过流断面的变化状况有关。冲击损失则主要发生在叶片的进口处,在非设计工况下,流量发生变化导致β1≠β
1e,会产生冲击损失。
3.答:轴流式泵与风机在原动机驱动下旋转,叶轮
中的流体在绕流叶片时,旋转着的叶轮给绕流流体产生一个推力,该推力可以分解为两个分力,一个使流体沿圆周运动,对流体做功,增加了流体的动能和压能,并在导叶的作用下将部分动能变为压力能;另一个力则使流体沿轴的方向运动。两个分力的合力作用形成了流体在泵与风机
内的一个连续的输送过程。
4.答:泵与风机常用的变速调节方式为:直流电机
驱动、汽轮机驱动、变速电动机驱动及恒速电动机加可以改变转速的机构(如液力联轴器)驱动。 直流电动机变速简单,但是价格昂贵,且需要直流电源,只适合实验室使用,对于现场生产不合适;
汽轮机驱动的优点是运行经济性高,便于调节;缺点是汽轮机造价高,设备复杂,初投资高。 采用改变转速的传动机构可无级变速,但它的缺点是有一定的传动损失,且添置专门设备增加了成本。
变速电动机的驱动调速效率高,调速范围大,缺点也是投资大。
五、计算题(每小题8分,共48分)
1.解:H=Hz+Hp+hw
Hp=
p出?p吸?g?3p吸?p吸?g2?1013.?103???20.65(m)?g1000?9.812p吸
H=Hp+Hz+hw=20.65+30+3=53.65(m) 2.解:v1a,∞=
2qvT110?10?3??354.(m/s)?D1b1314.?0.22?0.045
n314.?0.4?1480u2=?D??30.98(m/s) 6060v2u,
∞
=u2-v2a,
∞
ctgβ2e=30.98-3.54×ctg45°
=27.44(m/s)
∵流体沿径向流入 ∴HT∞=
u2v2u,?g?30.98?27.44?86.66(m)9.81
3.解:已知n1=1450r/min,ρ1=1.2kg/m3 ρ
2=0.9kg/m
3
qv1=1.8m3/s
根据相似定律
p1?1D212n12?()()p2?2D22n2
qv1Dn?(21)31qv2D22n2
又已知 p1=p2 D21=D22 ∴ n2=
?112.n1??1450?1647(r/min)?20.9
qυ2=nn4.解:∵
21?q?1?1647?18.?2.08(m3/s)1450
pp0?Hg?????h??hw?g?g??
=6+
317.?103?2.5?0.4997?9.81
=9.22(m)
∴ p0=9.22ρg=9.22×997×9.81=90177(Pa) 5.解:1)采用描点法作出管路特性曲线,交性能曲线于点A,列表如下:
qv p m3/s pa 0 40 160 360 640 1000 2)查图得,n1=2900r/min时的工作点A处的参数为:
qv1=8.2m3/s,p1=680Pa
已知变速后,qv2=7.4m3/s,代入p=10q得:
2v0 2 4 6 8 10 p2=548Pa
又知,相似曲线与管路特性曲线重合
qv1n1q??n2?v2n1qv2n2qv1=0.9×2900=2610(r/min)
从图上查得,变速后的风机效率为η=0.69
pq548?7.4??588.(kW) 则,风机的轴功率P=1000?1000?0.69?6.解:设切割前的工况点为点A,
qvA=30(L/s),HA=32(m)
切割后工作点移至点B,流量qvB=27(L/s) 查图得,HB=29(m) 又知该泵属于中比转速泵
H∴切割常数k=qB2?B?29?0.0398272
2?∴切割曲线方程式为:H=0.0398q
用描点法做切割曲线,与泵的性能曲线交于点C,列表如下(1分):
qv(L/s) H(m) 26 26.9 28 31.2 30 35.8 32 40.8 查图得,qvC=29L/s,HC=33m 根据切割定律
qD2B=q?B?CqvCD2C?qvBD2B 可得
D2C?27?0.2?0186.(m)29ΔD2=D2B-D2C=0.186-0.2=-0.014(m)
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