流体机械试题与答案.doc

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山东科技大学《流体机械》考试

考试时间120分钟

班级________________姓名________________学号________________

一、填空（每空1分共20分）

1、泵与风机是指以为工作介质与能量载体的机械设备。

2、叶片式流体机械中，介质作用于叶片的力是。

3、从理论上来讲，泵与风机的设计工况与最高效率点工况是。

4、叶片式流体机械冲角的存在破坏了无冲击进口条件，大流量工况为，小流量工况为。

5、流体机械在能量转换过程中，能量损失有、___________和三种类型。

6、反作用度的意义是，其表达式是。

7、在离心风机中叶片形状有、和_________三种。

分别对应的出口流动角、_________和。

8、我国水泵行业习惯使用的比转速表达式为。

9、离心式流体机械无穷叶片数时，理论扬程随流量的变化规律与β2有关，当β2>90о时，扬程；β2=90о；β2<90º。

得分

评卷人

二．简答（每题5分共20分）

1.离心式水泵工作时轴向力是如何产生的？

通常采用的平衡装置有哪些？

2.泵与风机有哪几种工况调节的方法？

3.流体在叶轮中运动时，有哪几种速度？

这些速度之间有什么关系？

4.试分析比转速对泵几何尺寸的影响。

三、计算（共60分）

1、（10分）一台通风机其进口静压为-367.9Pa,进口动压63.77Pa，出口静压186.4Pa，出口动压122.6Pa，求风机的全压和静压各为多少？

当通风网络阻力为600Pa时该风机能否满足要求。

2.（12分）有一水泵，当其转速为n=2900r/min时，流量Q=9.5m3/min，扬程为H=120m,另有一和该泵相似制造的泵，流量为Q=38m3/min，扬程为H=80m。

问其叶轮的转速应为多少？

3.（8分）有一单级离心泵，流量qv=68m3/h，△hr=6m，从容器中抽送温度为40℃的清水，吸水管路阻力损失△H=0.5m。

水泵的安全空化余量为0.4m，试求泵的几何吸入高度？

（40℃时水的汽化压力为0.75m，当地大气压为10.36m）

4、（15分）已知某离心风机转速为1000r/min，叶轮外径为600mm，出口叶片安装角45度，出口轴面速度20m/s，法向入口，空气密度为1.2kg/m3。

按无穷叶片数求其全压。

5．（15分）水泵吸水管内径d=50mm，总长L=6m，吸水高度H=3m,泵的流量Q=15m3/h，管路中有弯头一个局部损失系数为＝0.5，底阀一个＝5.0，且沿程阻力系数＝0.03。

试求泵入口处的表压力。

《流体机械原理》试卷三参考答案及评分标准

一.填空（每空1分，共20分）

1.流体2.惯性力3.一致的4.负冲角正冲角5.水力损失容积损失、机械损失6.静压与全压的比值θ=pst/pt

7.前弯径向后弯>90º=90º<90º

8.ns=3.65q1/2/h3/49.升高不变降低

二.简答（共20分）

1.轴向力的产生是由于在叶轮出口处的高压流体泄漏到低压侧和叶轮背面时压力不平衡造成的。

————1分

通常采用的平衡装置有：

平衡孔平衡管平衡盘平衡鼓————4分

2.出口节流调节进口节流调节采用可转动的叶片调节预旋调节

采用可转动的扩压器叶片调节变速调节改变台数调节

3.有三种：

绝对速度流体质点相对与叶轮的速度即相对速度

叶轮上与所考察的流体质点重合点德速度即圆周运动速度—（3分）

它们的关系为————————————（5分）

4.根据，当ns比较小时，泵的叶轮流道狭长，当随ns较大时叶轮流道变的短而宽。

—————————————————————————（3分）

随着ns的增大叶轮直径比变小叶轮由离心式变为轴流式的。

—————（5分）

三.计算（共60分）

1.解：

由风机全压和静压的定义可得

Pt=P2-P1+（4分）

=186.4-（-367.9）+122.6-63.77

=613.13Pa

Pst=Pt-

=613.13-122.6

=490.53Pa（8分）

风机静压小于网络阻力，故不能满足要求。

（10分）

2.解：

原泵的比转速（3分）

相似泵的比转速（6分）

相似泵的比转速应相等即

那么r/m（12分）

3.解：

设泵的安装高度为HSZ:

HSZ:

=——————————————（6分）

＝2.71m—————————————————————（2分）

4.解：

速度三角形如图，有题可得（3分）

U2

cU2

cr2

c2

W

2

45º

u2=2πnr/60

=2π*1000*0.3/60=31.4m/s（2分）

cu2=cr2*ctg45º=20m/s（3分）

由欧拉方程得

=1.2（31.4*20-0）=753.6Pa（4分）

风机所产生的全压大于所需的全压，故能满足要求。

（3）分

5.解：

取自由液面和泵的入口处分别为1-1，2-2截面，对二截面列伯努利方程：

________________4分

其中，v1=0，v2=，--------------------------------2分

p1=pa,Z1=0Z2=3m

———6分（结果正确）

代入方程得：

p2=49160pa———————————————3分