流體機(jī)械及工程題庫(kù)

流體機(jī)械及工程題庫(kù)流體機(jī)械及工程題庫(kù)10/15流體機(jī)械及工程題庫(kù)一、填空題流體機(jī)械是指以流體為工作介質(zhì)與能量載體的機(jī)械設(shè)備。按能量的傳遞方向不同，可以將流體機(jī)械分為原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)?！补ぷ髟砗腿莘e式流體機(jī)械。按轉(zhuǎn)輪前后單位重量水流的壓力勢(shì)能是否相等式。還擊式流體機(jī)械又可以分為徑向式、混流式〔斜流式〕和軸流式。按工作介質(zhì)的性質(zhì)不同，可以將流體機(jī)械分為熱力機(jī)械和水力機(jī)械。1個(gè)工程大氣壓＝10米水柱。1Pound=0.4536kg，1psi＝0.068標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。1Torr=1mmHg水輪機(jī)的流量是指單位時(shí)間流過水輪機(jī)進(jìn)口斷面流體的量。水泵的流量是指單位時(shí)間流過水水泵出口斷面流體的量。水輪機(jī)的工作水頭是指單位重量水從水輪機(jī)的進(jìn)口至出口所削減的能量泵的揚(yáng)程是指單位重量液體從泵進(jìn)口至泵出口所增加的能量。風(fēng)機(jī)的能頭是指單位體積的氣體從風(fēng)機(jī)的進(jìn)口斷面到風(fēng)機(jī)的出口斷面所獲得的全壓增值。假設(shè)進(jìn)入葉輪內(nèi)的流量為QT

Qq

TQQQ泵的容積效率為q

Q。QT假設(shè)機(jī)器內(nèi)的流淌損失為h，機(jī)器的能量頭為H，則水輪機(jī)的流淌效率為 Hhh H

；水泵的流淌效率為h

H 。Hh流體機(jī)械的機(jī)械損失包括軸承摩擦損失、軸封摩擦損失和輪盤摩擦損失。水輪機(jī)的軸功率是指水輪機(jī)的輸出功率，水泵的軸功率是指水泵的輸入功率。葉輪的平面投影圖是指將葉輪番道內(nèi)的全部點(diǎn)投影到垂直于軸的平面上指將流道內(nèi)的全部點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到過軸線的平面〔軸面〕上。軸面流線是流面與軸面的交線 u表示，與圓周的切線方向全都；相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度用w表示，與流線〔葉片〕的切線方向全都。速度三角形是指由確定、相對(duì)及圓周速度矢量構(gòu)成的矢量圖。確定流淌角是確定速度與圓周速度的夾角相對(duì)流淌角是相對(duì)速度與圓周速度的反方向的夾角。葉片安放角y

是指葉片任意一點(diǎn)的切線與圓周速度反方向〔對(duì)工作機(jī)〕的夾角。當(dāng)流體沿葉片型線運(yùn)動(dòng)時(shí)〔即葉片數(shù)無究多時(shí)〕y

。確定速度可以分解為軸面分速cm

與圓周分速c。u葉片數(shù)量無限多，葉片無窮薄、抱負(fù)流體、恒定流淌以及流體不行壓縮。1

(u22g 2

u2)表示由于離心力作用引起流體壓能的增加。1高度b，導(dǎo)葉出流角 和葉片安放角〔角〕來轉(zhuǎn)變水輪機(jī)的流量。0 0 y沖角是指來流相對(duì)速度與葉片型線在進(jìn)口處切線間的夾角“軸向旋渦”運(yùn)動(dòng)，其方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反。反作用度是靜壓能H 與總能頭H 之比。st T反作用度的取值區(qū)間為，當(dāng)反作用度=0.5時(shí)，為徑向式葉片；當(dāng)反作用度>0.5時(shí)，為后彎式葉片；反作用度<0.5時(shí)，為前彎式葉片。模型與原型間的比例放大或縮小時(shí)，使模型的能頭Hs

1mPs

1kW時(shí)，該n。s翼型中線〔骨架線或骨線〕是指翼型兩面間內(nèi)切圓圓心的連線。葉柵稠密度是弦長(zhǎng)與柵距之比。無窮遠(yuǎn)處來流w

與弦的夾角稱為沖角。葉柵中各翼型的相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線稱為葉柵列線〔額線。升力系數(shù)和阻力系數(shù)與斷面形、沖角、外表粗糙度和雷諾數(shù)有關(guān)。二、單項(xiàng)選擇題某一臺(tái)水輪機(jī)工作時(shí)，其進(jìn)口的流量為Q

，出口流量為Qp

，葉輪內(nèi)的流量為Q ，則T其容積效率qQTQTQ

為〔A 。； B．p

； CQs 。QsQQQsQQ某一水泵的流量為QqQT

q

〔B。QqQ

Q；QT

q。QHHT

，水輪機(jī)內(nèi)的流淌損失為h，則其流淌效率hTTH

為〔A。B．H

； C(HTh) 。； H HT T某一水泵的揚(yáng)程為H，葉輪對(duì)水流做功的理論能頭為HT

，水泵內(nèi)的流淌損失為h，則其流淌效率hHHTH

為〔B。； B．HH

； CHT( 。TP指的是〔B。

H h)T機(jī)器的輸出功率；P〔B。

機(jī)器的輸入功率； C．葉輪的輸入功率。A．是發(fā)電機(jī)的輸出功率； B．是水輪機(jī)的輸出功率； C．等于gQH。隨著比轉(zhuǎn)數(shù)的增大，流體機(jī)械的流淌效率將〔C?。A．不能確定其變化趨勢(shì)；B．增大； C．減小。葉輪高壓側(cè)用符號(hào)“psg為流

st

1p1dp，Hg s

為總能頭，則對(duì)于可壓縮與不行壓縮流體，葉片式T流體機(jī)械的反作用度均可表示為〔C。HT ；Hst

B．1

Hst；HT

HC． st。HT葉片式流體機(jī)械的反作用度是〔C〕之比。動(dòng)能與總能量頭； B．靜壓能與動(dòng)能； C．靜壓能與總能量頭。葉片式流體機(jī)械的反作用度0，則說明該機(jī)器的轉(zhuǎn)輪葉片是〔B〕葉片。A．還擊式； B．沖擊式； C．后彎式。葉片式流體機(jī)械的反作用度0.5，則說明該機(jī)器的轉(zhuǎn)輪葉片是〔B〕葉片。前彎式； B．徑向式； C．后彎式。葉片式流體機(jī)械的反作用度1，則說明該機(jī)器的轉(zhuǎn)輪葉片是〔C〕葉片。A．前彎式； B．徑向式； C．后彎式。汽輪機(jī)葉輪的葉片外形一般承受〔A。向前彎曲； B．徑向延長(zhǎng)； C．向后彎曲。隨著比轉(zhuǎn)速的增大，葉輪的滑移系數(shù)將〔C?。不能確定其變化趨勢(shì)；B．增大；水輪機(jī)的單位轉(zhuǎn)速n11為〔 。

C．減小。nD nDH； B． ；HH

nD HC． 。D Hns

3.65

n QH3/4n Q

可知，一臺(tái)在額定轉(zhuǎn)速下工作的水泵，隨著其工作流量的減小，比ns將〔C。增大；

減小； C．不變。ns

nPH5/4P

ns將〔C。增大； B．減?。?C．不變。隨著水泵流量的加大，其必需汽蝕余量h將〔C。r增大；水輪機(jī)的裝置汽蝕系數(shù)p

減小； C．不能確定其變化趨勢(shì)。h a與〔A。H水輪機(jī)的吸出裝置有關(guān)；B．水輪機(jī)葉輪進(jìn)口的幾何參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)有關(guān)；C．水輪機(jī)葉輪出口的幾何參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)有關(guān)。隨著水泵流量的加大，其它工作條件不變，則其有效汽蝕余量ha

將〔B。增大；水輪機(jī)的汽蝕系數(shù)

減小；ChCr與〔 。H

不能確定其變化趨勢(shì)。A．水輪機(jī)的吸出裝置有關(guān)；B．水輪機(jī)葉輪進(jìn)口的幾何參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)有關(guān)；C．水輪機(jī)葉輪出口的幾何參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)有關(guān)。中小型臥式離心泵的安裝高程是指〔B〕的高程。其固定底座平面； B．其基準(zhǔn)面； C．壓力最高點(diǎn)。立式軸流水輪機(jī)的安裝高程是指〔C〕的高程。其固定底座平面； B．其基準(zhǔn)面； C．其進(jìn)口導(dǎo)葉水平中心平面。隨著流體機(jī)械工作流量的減小，葉片進(jìn)口的沖角將〔C?。A．增大； B．減小； C．變化不定。全調(diào)整式軸流泵的葉片安放角增大，其Hf(Q)曲線〔A。A．向右上方抬高； B．向左下方降低； C．不發(fā)生位移。僅降低離心泵的轉(zhuǎn)速，其Hf(Q曲線〔B。向右上方抬高； B．向左下方降低； C．不發(fā)生位移。三、是非題〔 〕由流體與轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪之間的摩擦所引起的圓盤損失屬流淌損失?！?〕圓盤損失是外部機(jī)械損失?！?〕葉片的凹面為工作面，凸面為反面?！?〕葉片的凸面為工作面，凹面為反面?！?〕工作面的壓強(qiáng)比反面的壓強(qiáng)大?！?〕工作面的壓強(qiáng)比反面的壓強(qiáng)小?！?〕有限多葉片葉槽內(nèi)軸向旋渦的旋向與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反?！?〕有限多葉片葉槽內(nèi)軸向旋渦的旋向與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一樣?！?〕相像的流體機(jī)械，其比轉(zhuǎn)速相等；反過來，比轉(zhuǎn)速相等的流體機(jī)械，則其性能不肯定相像。10．〔 〕比轉(zhuǎn)速ns11．〔 〕比轉(zhuǎn)速ns

越大，高效率區(qū)越寬。越大，葉片的扭曲程度也越大。12．〔 〕當(dāng)流體機(jī)械安裝位置海拔高程越高，則流體機(jī)械允許的安裝高度就越低。13．〔 〕當(dāng)流體機(jī)械安裝位置海拔高程越高，則流體機(jī)械允許的安裝高度也就越高。14．〔 〕汽蝕比轉(zhuǎn)速C較大的水泵，其抗汽蝕性能較好。15．〔 〕水力機(jī)械的汽蝕比轉(zhuǎn)速C值愈小，其抗汽蝕性能越好。16．〔 〕給定流量等其它參數(shù)不變，掌握在肯定的限制范圍內(nèi)提高葉輪的轉(zhuǎn)速，其葉片進(jìn)口的沖角將加大。17．〔 〕給定流量等其它參數(shù)不變，掌握在肯定的限制范圍內(nèi)提高葉輪的轉(zhuǎn)速，其葉片進(jìn)口的沖角將減小。18．〔 〕全部葉片式流體機(jī)械的沖角是葉片進(jìn)口安放角與進(jìn)口相對(duì)流淌角之差。19．〔 〕全部葉片式流體機(jī)械的沖角是葉片進(jìn)口相對(duì)流淌角與進(jìn)口安放角之差。20．〔 〕以相對(duì)參數(shù)、無量綱參數(shù)和單位參數(shù)為變量所繪制的水泵的相對(duì)性能曲線、風(fēng)機(jī)的無量綱特性曲線以及水輪機(jī)的綜合特性曲線是比轉(zhuǎn)速ns

的函數(shù)。四、簡(jiǎn)答題水輪機(jī)為什么要有尾水管？水泵葉輪的轉(zhuǎn)速n、葉輪的理論流量QT

D2

、葉片出口寬度b2

、出口安放角 、排擠系數(shù) ，試說明出口速度三角形的繪圖步驟。2 2試用速度三角形和歐拉方程分析說明：徑流式葉輪，葉片有限多時(shí)的理論能頭H 比葉T片無限多時(shí)的理論能頭H 小。T試用動(dòng)量矩定量推導(dǎo)歐拉方程。試用速度三角形和歐拉方程分析說明：軸流式葉輪的葉片是扭曲的。機(jī)相像，其比轉(zhuǎn)速是否相等？為什么？泵的轉(zhuǎn)速由n1

n2

時(shí)，該泵的比轉(zhuǎn)速ns

變不變，為什么？Q以直徑Dn為變量，導(dǎo)出尺寸相差不大的兩相像流體機(jī)械的流量H

P和能頭QMP相像率。HM五、計(jì)算題某水輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1450r/min，最優(yōu)工況的揚(yáng)程為50m，流量為1.36m3/s，臨界空化余量為hcr

=3.17〔空化安全余量K=0.，最大流量工況hcr

的水力損失為0.6m，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?0.36m，當(dāng)?shù)厮钠瘔毫?.3m。試確定：最 優(yōu)工況的比轉(zhuǎn)速nq

、臨界空化系數(shù)

和最大流量工況的允許吸出高度Hcr g

是多少？n q h

1690.9889.9503/4 18.8n qv1450 1.363.17n qv1450 1.36 cr 0.0634cr H 50列出水池面與水輪機(jī)出口斷面2peH ps cs h2 g 2g w由汽蝕余量的定義p c2 p p ph s s v eH h va 2g

g w p pH ehh vg w10(3.170.5)0.60.36.63離心泵裝置如圖向某壓力水箱供水，箱中液面壓力

p1962kPa〔表壓，進(jìn)出水管管路水力損失hs

=3m，試求：①泵在該系統(tǒng)中運(yùn)行，泵揚(yáng)程H是多少米？〔進(jìn)水箱開敞，液面壓力為大氣壓，2〕68.6kPap2為多少kPa？〔〕ppppipo①HE Eo ip

pE Z o 00Z ho o g 2g g 出2EZpiivi 2i i g 2g 進(jìn)HZZ

ph hg 出 進(jìn)2196.2100032510009.81②oioppHggp poioppg iHgp po

gH68.6259.8313.6kPa水輪機(jī)的流量qv

pd

3.234105N/m2，水輪機(jī)出口真空表的讀數(shù)為ps

0.392105

N/m2，兩表中心高差為Z=3m，進(jìn)水管〔壓力表處〕和排水管〔真空表處〕的直徑分別為4.5m5mPd=9200kW，發(fā)電機(jī)效率為d

0.92，求此時(shí)水輪機(jī)的軸功率、輸入功率和水輪機(jī)的效率〔無視水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)損失，g9800 N/。PPdPd

92000.92

10000kW3.234105 0.392105H3

9800 9800

40m輸入功率gqv

H9.8304011760kW10000水輪機(jī)的效率11760

0.85 某泵在大氣壓下抽送20C常溫清水〔v 0.24m，泵的轉(zhuǎn)速n 960r/mi，吸gp0.6m，試求在武漢〔a

p10.32m〕和拉薩〔a6.64m〕兩地g g該泵的允許安裝高度[H ]〔原型泵的h是通過尺寸小一倍的模型泵試驗(yàn)求得，模型g r泵的轉(zhuǎn)速nm

1450r/min，hrm

2.m，取原型泵的汽蝕安全余量K5。1〕由汽蝕相像律可得：h D 2

960r 1( )2r

(2)2( )2

1.753h D nrm 1m

1450h 1.7532.13.68133.68mrK＝0.5m，則有：[h]hr

0.5＝3.68+0.5=4.18m2〕將條件代入：[H]=H Ha V則有

[h]hw[Hg①在武漢

]Ha

0.244.180.6Ha

5.02m[Hg②在拉薩

]Ha

5.0210.325.025.30m[H ]Hg

5.026.645.021.62mp41習(xí)題一：二、水輪機(jī)效率試驗(yàn)時(shí)在某一導(dǎo)葉開度下測(cè)得以下數(shù)據(jù)：蝸殼進(jìn)口處壓力表讀數(shù)p22.16104PaHm

88.7mD3.35m，電站下游水位84.9m，流量qv

33m/s，發(fā)電機(jī)功率Pg

7410kW，發(fā)電機(jī)效率 0.966，試求水輪機(jī)效率及機(jī)組效率。g解：2EZpiici2i i g 2gp 22.16104 q 433Z 88.7，i 22.612，c v 3.744i g 10009.8

i 3.352D24E Z

po

oco

Z

84.9，

p c2o=0，o o=02o o g 2g o2

g 2gHEEi o

88.784.922.6123.74423.822.6120.71527.127m29.8水輪機(jī)的效率

P/g

7410/0.966 7670.807

87.438%t gqHv

9.83327.127 8772.871機(jī)組效率 g t

0.9660.8740.844三、某泵裝置中，進(jìn)口管直徑D 150mm，其上真空表讀數(shù)V6.665104Pas〔500mmH，出口管路直徑D 125mm，其上壓力表讀數(shù)p0.22MPa，壓力表位置p比真空表高1m，輸送介質(zhì)為礦物油，其密度900kg/m3，泵的流量為q 0.053m3/s，v試求泵的揚(yáng)程。解：泵的揚(yáng)程pHhVMc2p

c2s

16.6651040.221061

4( )2(

)22g 9.8 9009.8 2g

0.1252

0.152 1 17.55724.943 (4.319)2(2.999)22g17.55724.9430.49333.9931.96kPa40m3/min，效率為50％，試求其軸功率。p 60 1.307 103401.96p 60 1.307 103Pqv

2.614103W 50% 50%p103習(xí)題二四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)某一圓柱流面D=2m，n=150r/min，在某一流量下c =4m/s。試求：1 m當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到使 =10°時(shí)，作出口速度三角形。此時(shí)轉(zhuǎn)輪出口水流的動(dòng)能是多少？其中b2相對(duì)于c 的局部又是多少？u2為了獲得法向出口，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片使 為多少？此時(shí)出口動(dòng)能又為多少？b2c)設(shè)尾水管回能系數(shù) =0.85，且假定尾水管只能回收相應(yīng)于c 的動(dòng)能，則上面兩種狀況v m2下出口動(dòng)能損失各為多少？u

Dn1

2150

15.708m/s2 60 60c u cctg1015.7084ctg106.977m/s64.679u2 2 m64.679c2 cc2 c2u2 m6.9772422

8.042m/s2c2 64.6793.300m22g 29.8c2 6.9772u2 2.484m2g 29.8b2c2

arctg 4 14.28715.708422 0.816m2g 29.8c2 c2回收的能量： v

2 u285%3.302.4840.3212g 2gcc2

2 回收的能量3.30.3212.979或85%u22.1112g 2g15%422g

0.122五、在進(jìn)展一臺(tái)離心泵的能量平衡試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得以下數(shù)據(jù)：軸功率 P=15kW；流量q=0.013m3/s；揚(yáng)程H=80m；轉(zhuǎn)速n=2900r/min；葉輪密封環(huán)泄漏量q=0.0007m3/s；圓v v盤摩擦功率Pr

=1.9kW；軸承與填料摩擦功率Pm

=0.2kW；另外給定了泵的幾何尺寸：輪直徑D=0.25m；出口寬度b=6mm；葉片出口角 =23°。試求：2 b2a)泵的總效率及水力、容積和機(jī)械效率。b)葉輪出口速度三角形〔不計(jì)葉片厚度，c =0〕u1c)滑移系數(shù)、反作用度

gqHv

9.80.0138010.50560.7004PP(P

Pm

15 15)15(1.90.2)0.86M P 15 qv 0.013 0.95q q q 0.0130.0007v v

0.7

0.857h M qq

0.860.950.0130.0007c

vT

2.992m/sm2

Db22

0.250.006Dnu 2

0.252900

37.961m/sc6.97715.708c6.97715.708uu22c10°4m2c2w2cc292°m22cw230.91237.961cu2u2c)c u c ctg 37.9612.992ctg2337.9617.04930.912u2 2 m2 2gH 9.880c u2 uh 2

0.85737.96124.0991cu2u

130.91224.0990.8237.961c2 c22 u2

2c2m2

30.9122

2.9922

964.531.562c22g2g11

31.562237.96130.912

0.589ucg 2u2或1

cu2

30.9121 0.5932u 237.9612p103習(xí)題四200mm，流量為q=77.8L/s，樣本給定H =5.6m，吸入管路損v v失Hs

=0.5m。試求：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下抽送常溫清水時(shí)的H 值。sz如此泵在拉薩〔pa多少？

=64922.34Pa〕80Hsz

值又為〔注：80p

=47367.81Pa，g=9530.44N/m3〕Va列進(jìn)水池面與泵進(jìn)口斷面 pe g p

0 s c Hp2g p2p p p c2H a s a eH

s Hs g g g

sz 2g sH sz s4q

pepa cs H2g g 2g s2477.8/1000vvs

2.4760.222.4762H 5.6 0.55.60.3130.54.787sz 2gp c2 p p ph

ss v，H a s p c2 p

a 2g