湖南大学《流体力学、泵与风机》考研模拟题及答案

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1、考试复习重点资料(最新版)考试复习重点资料(最新版) 封封 面面 第1页 资料见第二页资料见第二页 12 模拟题一模拟题一 一、填空题填空题(每空 1 分,共 26 分) 1液体的黏性随温度的升高而下降下降。 2.汽包内工质的绝对压力为 13.25Mpa,大气压力为 101.3kPa,汽包上压力表的读数为 13.1513.15 MpaMpa。 3只受重力作用的静止液体中,水平面是等压面的条件是均质均质、连续连续。 4水位计的原理是基于液体静力学基本基于液体静力学基本方程;皮托管是测量管道中流体流速流速的,其原理是基 于伯努利伯努利方程。 5对于离心式泵,提高单级叶轮的扬程,在入口条件一定的条件

2、下,通常采取增大叶叶 轮外径轮外径_和提高转速转速的方法;其中提高转速提高转速的方法可使泵保持较高效率。 6流量增加时,泵发生汽蚀的可能性增大增大;当水温升高时,泵发生汽蚀的可能性增大增大。 7轴流式泵与风机是利用升力升力原理工作的,它主要应用于低低、流量大大的场合。 8大型锅炉给水泵变速调节目普遍采用的方式主要有小汽轮机驱动变速小汽轮机驱动变速和液力偶合器液力偶合器,而大 型轴流式泵与风机广泛采用调节动叶安装角调节动叶安装角的调节方式。 9泵与风机采用串联运行方式的主要目的是提高扬程扬程,它所配用的管道特性曲线陡陡些较好。 10离心式泵与风机应采用开开阀启动,而轴流式泵与风机应采用闭闭阀启动

3、,以防启动电流过大 而损坏电动机。 11泵与风机运行中存在的损失按其性质分为机械损失机械损失、容积损失容积损失和水力损失水力损失。 二、名词解释:二、名词解释: (每题 4 分,共 16 分) 1 流体的黏性 流体抵抗剪切变形的能力。 2 全风压 单位体积的气体通过风机所获得的机械能,称为扬程。 3 扬程 单位重量液体通过泵所获得的机械能,称为扬程。 4 汽蚀现象 在泵内反复出现水汽化、凝结、冲击而导致材料受破坏的现象,称为汽蚀现象。 三、问答题三、问答题(每题 5 分,共 25 分) 1不同形状的贮液容器,若液面上的压强相等,深度相同,容器的底面积相同,则液体作 用在底面上的总压力是否相等?

4、为什么? 答:答:相等。因为根据液体静力学基本方程式ghpp 0 ,当 0 p、h相等时,作用 于容器底面上的静压力相等,又因为总压力AghF c ,由于 A 相等,所以总压力相等。 2轴向推力产生的主要原因是什么?平衡轴向推力的措施有哪些? 答:答:离心泵正常运行时,在叶轮吸入口密封环半径以下至轮毂半径之间叶轮前后,后侧压力大于 前侧压力,在密封环以下,叶轮前后两侧液体压力分布不对称,从而产生一指向叶轮吸入口的轴 向推力 F1。 平衡轴向推力的措施主要有:平衡孔、平衡管、双吸叶轮、叶轮的对称排列、平衡盘 、平 衡鼓及平衡盘与平衡鼓的联合平衡装置等。 3简述提高泵抗汽蚀性能的措施。 答:答:

5、(1)提高有效汽蚀余量ha:减小吸入管路的流动阻力损失;合理确定几何安装高 度或倒灌高度;增加吸入口处的压力,设置前置泵,采用诱导轮或采用双重翼叶轮等。 (2)减小必需汽蚀余量hr:增大叶轮进口的通流截面积。采用双吸叶轮,适当增大叶轮 入口直径 D0和增加叶片入口边宽度 b1的方法;增加叶轮前盖板转弯处的曲率半径;叶 片进口边适当加长。 4简述离心式泵与风机的工作原理。 答答:当原动机带动叶轮旋转时,产生的离心力使流体的压力势能和动能增加并从中心向叶 轮边缘流出(如图 5-2 所示) ,进入压出室(导叶或蜗壳)再经扩散管径向流排出;同时因叶 轮中心的流体流向边缘,在叶轮中心形成真空,从而使流体

6、经吸入室轴向进入叶轮。这样随着 叶轮旋转,流体连续不断地被泵轴向吸入和径向排出。 5离心式泵的示意如下图所示,注明图中各部件的名称,并说明部件 1 和 3 的作用。 题 目题 目一二三四五六七八九总分总分 得 分得 分 2 答:答:1叶轮;2-压水室;3-吸入室;4-扩散管; 叶轮是对液体做功,将原动机输入机械能转化为液体压力能和动能的主要部件。 吸入室的作用是引导液体以最小的流动损失平稳而均匀地进入首级叶轮。 四、绘图题四、绘图题(6 分) 在 qvH 坐标图上绘出离心泵及其管道的性能曲线,并指出工作点及其对应的工作流量和工作扬 程。如果两台具有上述性能完全相同的离心泵并联工作,绘图指出并联

7、后整个系统的工作点、工作流 量和工作扬程。 离心泵及其管道的性能曲线如左图所示,其工作点为 A 点,对应的工作流量和工作扬程分别为 HA 和 qvA。. 两台具有性能完全相同的离心泵并联工作后的性能曲线如右图所示,其工作点为 M 点,对应的工作 流量 qvM和工作扬程为 HM。. 五、计算题五、计算题(27 分) 1一水泵的吸水管上装一个带滤网的底阀并有一个铸造的 90弯头,吸水管直径 d200mm,其流量 qv0.02m 3/s,求(1)吸水管的局部阻力损失为多少? (弯头的阻力系 数10.43,底阀滤网的阻力系数23);(2)若该吸水管的长度为长 L20m, 沿程阻 力系数=0.04,则该

8、管段上的沿程阻力损失为多少?(3)总阻力损失为多少?(9 分) 解:解:sm d qv /64. 0 2 . 0 02. 044 V 22 m g hj072. 0 807. 92 64. 0 )343. 0( 2 V )( 2 2 21 2 . 0 20 04. 0 2 V 2 1 gd l hfm084. 0 807. 92 64. 0 2 mhhh fjw 0156084. 0072. 0 2.如图所示为一离心泵装置,已知吸水管直径d50mm,流量 qv0.01m 3/s,吸水管的水头损失 hw=0.45mH2O,试求: (1)若水泵允许吸上真空高度Hs=6.5m,则水泵允许安装高度Hg

9、为多少? (2)若吸水液面上压强 pe=101.33kPa,水泵入口处的汽化压头为 0.238m 时,则水泵的允许汽蚀余量 h为多少? (6 分) 解:解:sm d qv /09. 5 05. 0 01. 044 V 22 mh g V HH w s sg 96 . 0 45 . 0 09 . 5 5 . 6 2 2 根据hh g p g p H w v g 0 得 m Hh g p g p h gw v 13. 996. 0238. 0 807. 91000 1033.101 3 0 , + 3 3设一水泵流量为 qv=30L/s,出口压力表计数为 4105Pa,吸入口真空表的读数为 310

10、5Pa,两 表的安装标高差为 0.8m,吸水管及排水管直径分别为 800mm 和 500mm,轴功率为 12kw,试求泵的总 效率。 (6 分) 解:解:sm d qv /06 . 0 8 . 0 103044 V 2 3 2 1 1 sm d qv /153 . 0 5 . 0 103044 V 2 3 2 2 2 m hh g VV g pp H vg 2 .72 8 . 0 807. 92 06. 0153. 0 807. 91000 103104 )( 2 2255 12 2 1 2 2 2 kw Hgq P V e 0214 . 0 1000 2 . 721030807 . 9 10

11、00 1000 3 %178 . 0 12 0214 . 0 %100 p pe 4 有一离心泵在转速n=1500r/min下的某工况点的参数为流量qv40m 3/h, 扬程H=70m, 轴功率P=8kw, 试问其他条件不变,当转速升高到 n=3000r/min 时,与上述工况点相似的工况点的参数流量、扬程、 轴 功率分别为多少?(6 分) 解:解:由比例定律 3 2 1 2 1 2 2 1 2 12 2 1 2 1 2 1 2 1 )( )( )( n n P P n n p p n n H H n n q q V V 或 得:hmq n n q VV /8040 1500 3000 3 1

12、 1 2 2 70) 1500 3000 ()( 2 1 2 1 2 2 H n n H=280m kwP n n P648) 1500 3000 ()( 3 1 3 1 2 2 12 模 拟 题 二模 拟 题 二 一、填空题填空题(每空 1 分,共 25 分) 1液体的黏性随温度的升高而下降下降,气体的黏性随温度的升高而升高升高。 2凝汽器内工质的绝对压力为 0.005Mpa,当地大气压力为 101.33kPa,凝汽器真空表 的读数为 96.3396.33 kPakPa,其负压值为_96.33 kPa_96.33 kPa。 3尼古拉兹实验揭示,在紊流水力光滑管区,沿程阻力系数与 Re 有关,

13、并随其升高而下降; 紊流粗糙管区内,沿程阻力系数与相对粗糙度相对粗糙度有关,并随其升高而增大增大。 4边界层内的速度梯度很大,边界层的厚度沿流体的流动方向逐渐增大增大。 5对于离心式泵,提高单级叶轮的扬程,在入口条件一定的条件下,通常采取增大叶叶 轮外径轮外径_和提高转速转速的方法;其中提高转速提高转速的方法可使泵保持较高效率。 6有效汽蚀余量越小,泵发生汽蚀的可能性_增大_增大_;必需汽蚀余量越小,泵发生汽蚀的可能 性减小减小_。 7轴流式泵与风机是利用升力原理工作的,它主要应用于扬程低低、流量大大的场合。 8离心式泵与风机应采用开开阀启动,而轴流式泵与风机应采用闭闭阀启动,以防启动电流过大

14、 而损坏电动机。 9泵与风机采用并联运行方式的主要目的是提高流量流量,它所配用的管道特性曲线平坦平坦些较好。 10大型锅炉给水泵变速调节目普遍采用的方式主要有小汽轮机驱动变速小汽轮机驱动变速和液力偶合器液力偶合器,而大 型轴流式泵与风机广泛采用调节动叶安装角调节动叶安装角的调节方式。 二、名词解释:二、名词解释: (每题 3 分,共 15 分) 1流体的黏性 流体抵抗剪切变形的能力。 2 水力光滑管 当层流底层厚度时,层流底层完全掩盖了管壁的粗糙情况对流动阻力和能量损 失的影响,流体就象在光滑管中流动一样,故称为水力光滑管。 3绕流升力 当流体绕流不对称物体时,或来流方向与物体的对称轴不平行时

15、,象空气绕流飞机的机翼 时,根据连续性方程和伯努利方程,翼型的上表面(凸面)上有效截面减小,流体绕流速 度加快,压力降低;而在翼型的下表面(凹面)有效截面增大,绕流速度减小,压力升高, 在翼型的凹、 凸面上产生一压力差, 这一压力差作用在与来流方向一致的翼型有效截面上, 就形成一个垂直于来流方向并指向凸面的作用力,这就是绕流升力。 4扬程 单位重量液体通过泵所获得的机械能,称为扬程。 5汽蚀现象 在泵内反复出现水汽化、凝结、冲击而导致材料受破坏的现象,称为汽蚀现象。 三、问答题三、问答题(每题 5 分,共 30 分) 1.不同形状的容器,装有同一种液体,若液面上的压力相等,液体的深度相同,容器

16、的底 面积也相同,则液体作用在容器底面上的总压力是否相等?为什么? 答:相等。因为根据液体静力学基本方程式ghpp 0 ,当 0 p、h相等时,作用 于容器底面上的静压力相等,又因为总压力AghF c ,由于 A 相等,所以总压力相等。 2.喷射泵的作用是什么?简述其工作原理。 答:喷射泵的作用是抽吸流体,并输送流体。其工作原理是高压工作流体经管路由截面缩 小的喷管,动能增加后高速喷出,一部分压力势能转变成动能,喷管出口截面处的压力降低,在 工作室形成真空,水池中的水(或容器中的气体)被吸入工作室混合,经扩压管升压后输出。 3简述提高泵抗汽蚀性能的途径。 答: (1)提高有效汽蚀余量ha:减小吸入管路的流动阻力损失;合理确定几何安装高 度或倒灌高度;增加吸入口处的压力,设置前置泵,采用诱导轮或采用双重翼叶轮等。 (2)减小必需汽蚀余量hr:增大叶轮进口的通流截面积。采用双吸叶轮,适当增大叶轮 入口直径 D0和增加叶片入口边宽度 b

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