水力学与水泵复习题(含标准答案)
水力学与水泵复习题
1、
绝对压强、相对压强、真空压强的定义及它们之间的关系。
1.1以设想完全没有大气存在的绝对真空为零计量的压强称为绝对压强p‘；
1.2以当地大气压作为零点计量的压强是相对压强p ，若当地大气压强用绝对压强表示为
pa ，则相对压强与绝对压强的关系为：p= p ＇- pa
当液面与大气相连通时，根据相对压强的定义，液面压强可表示为：p0 = 0 静止液体中某点的相对压强为：p=γh
1.3 当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，该点的相对压强为负值，则称该点存在真
空。负压的绝对值称为真空压强： 2、
掌握水泵的分类？掌握离心泵的工作原理及工作过程。
2.1 水泵按其作用原理可分为以下三类：
(1)叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类
的有离心泵、轴流泵、混流泵。以叶片式水泵结构简单，维修方便，在实际应用中最为广泛。叶片式水泵中：
离心泵的特点小流量、高扬程。 轴流泵的特点大流量、低扬程。
混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。
(2)容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。
容积式泵分为往复式和回转式二大类
(3)其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一类
螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵。
2.2 离心泵的工作原理
离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸 水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水 。
3、
离心泵主要零部件中的叶轮类型、轴封装置、减漏环的作用，设置位置。
3.1 叶轮
叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种
叶轮按其盖板情况分封闭式叶轮（单吸和双吸属这种）、敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式.
3.2 轴封装置：泵轴与泵壳间，有填料密封和机械密封
填料密封(压盖填料型填料盒)包括5部分：轴封套；填料；水封管；水封环；压盖 填料：阻水或阻气的密封作用，用压盖来压紧，压得太松达不到效果，压得太紧机械磨损大，消耗功率大；一般以水封管内水能通过填料缝隙呈滴状渗出为宜。 3.3 减漏环(承磨环)：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处
'
p p p a v -=
4 掌握离心泵的主要性能参数的意义及计算公式，水泵铭牌上各参数的意义。 （1）．流量Q ：
定义：水泵在单位时间内所输送的液体数量 单位：m3/h ，m3/s ，l/s 等。 与叶轮结构、尺寸和转速有关。 （2）．扬程H ：
定义：单位重量液体通过水泵后所获得的能量，又叫总扬程或总水头。 与Q 、叶轮结构、尺寸和n 有关。 单位：m （3）．轴功率N
定义：原动机或电动机传给水泵泵轴上的功率。 单位：千瓦或马力 （4）．效率η
定义：水泵的有效功率与轴功率的比值。η<100%——容积损失，水力损失，机械损失。
N
N u
=
η 水泵有效功率Nu 定义：单位时间内流过水泵的液体从水泵那得到的能量叫有效功率。
(W) QH g N u ρ=
ρ----液体密度（3/m kg ）；g----重力加速度(2/s m )；Q----流量(s m /3
)；H----扬程（m ）。
水泵运行电耗值计算：)(1000QH
W 2
1h kW t g ??=
ηηρ
（5）．转速n
定义：水泵叶轮转动速度，每分钟转动次数 单位：r/min （1000~3000rpm ；2900rpm 常见） （6）．允许吸上真空高度Hs 和汽蚀余量Hsv
● Hs ：指水泵在标准状况下运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度，mH2O 。反应离
心泵吸水性能。
● Hsv ：指水泵入口处，单位重量液体所具有的超过饱和蒸气压力的富裕能量。反应轴流
泵，锅炉泵的吸水性能。 (7) 水泵名牌上数值的意义
表示水泵在设计流速下运转，效率最高时的流量，扬程，轴功率即允许吸上真空高度或汽蚀余量值。反应的是水泵效率最高点的各参数值。是该水泵设计工况下的参数值。实例见课本16页）
5 掌握离心泵的工作扬程与设计扬程的计算方法和计算公式，公式中各个参数的意义是什么Hss, Hsd, Hv, Hd, Hst 等。
水泵的总扬程基本计算方法：（ST H 、Hss 和Hsd 的定义）
（1）进出口压力表表示（校核）
H= Hd+Hv
Hd ：以水柱高度表示的压力表读数（m ） Hv ：以水柱高度表示的真空表读数（m ） 因此，可以把正在运行中的水泵装置的真空表和压力表的读数相加，就可得该水泵的工作扬程。
（2）用扬升液体高度和水头损失表示（设计扬程） H=ST H +Σh 也即：ST H =Hss+Hsd ；
ST H ：水泵的静扬程（mH2O ）
，即高位水池与吸水池测压管自由水面之间的高差值； Σh ：水泵装置管路中水头损失之总和（mH2O ） 其中，ST H =Hss+Hsd ；
Hss ——水泵的吸水地形高度，即泵轴与敞开的吸水池自由水面之间的高差值；或泵轴与封
闭的吸水池测压管自由水面高差值；也称安装高度，当水面测压管高度低于泵轴时，泵为抽吸式工作情况，高于泵轴为自灌式。
Hsd ——水泵的压水地形高度，即高位水池测压管自由水面与泵轴之间高差值。
6 离心泵特性曲线中涉及到的问题：为什么离心泵要闭闸启动；为什么离心泵空载运行时间过长；水泵Q ～H 曲线中高效段范围；当重度和粘度发生变化时，特性曲线如何变化？
实测特性曲线讨论（重点）
（一）离心泵与风机性能曲线讨论 （1）Q~H 曲线中掌握：
特性曲线的特点：下倾的抛物线型（Q ～H 曲线是下降的曲线，即随流量Q 的增大，
扬程H 逐渐减少；）
水泵高效段范围：在效率最高点左右大约10％范围内；泵与风机在此区域内工作最
经济。
给定的流量下，均有一个与之对应的扬程H 或全压p ，功率N 及效率η值，这一
组参数，称为一个工况点。最高效率所对应的工况点，称最佳工况点，它是泵与风机运行最经济的一个工况点。
（2）Q ～N 曲线中掌握：
曲线特点：离心泵的功率曲线是一上升的曲线，即功率随流量的增加而增加。当流
量为零时，其轴功率最小，约为额定功率的 30 ％左右。当液体密度发生变化，Q~N 曲线发生变化。
为什么水泵空载运行时间不能过长？
流量Q=0时，相应轴功率并不等于0。这时，空载功率主要消耗在机械损失上，如旋转的叶轮与流体的摩擦，使水温迅速升高，会导致泵壳变形、轴弯曲以致汽化，因此，为防止汽化，一般不允许在空转状态下运行或不能空载运行时间太长。（通常1~5min ）
闭闸启动的概念和原因： 泵启动前，压水管上闸阀是全闭的，待电动机运转正常后，压力表读数达到预定数值时，在逐步打开闸阀，使泵正常运行。
在空转状态时，轴功率(空载功率)最小，一般为设计轴功率的30％左右，为避免启动电
流过大，原动机过载，所以离心式的泵与风机要在阀门全关的状态下启动，待运转正常后，再开大出口管路上的调节阀门，使泵与风机投入正常的运行。
（3）当液体重度发生变化，Q~N 曲线发生变化，其它曲线基本无变；当液体粘度发生变化，泵内部的能量损失愈大，H 和Q 减小，效率下降，而轴功率N 增大，也即特性曲线发生改变。
7 掌握设计工况点、瞬时工况点定义。离心泵定速工作时求工况点的方法：要掌握图解法作图步骤；数解法求解过程（计算题）。
7.1 瞬时工况点：我们把这些值在Q ～H 曲线、Q —N 曲线、以及Q 一η曲线上的具体位置，即水泵运行时实际的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称为该水泵装置的瞬时工况点或称水泵实际工作点，它表示了该水泵在此瞬时的实际工作能力 。
水泵设计工作点：水泵在最高效率点运行时的流量、扬程、轴功率及吸上真空高度等称水泵设计工作点。
7.2离心泵装置工况点的确定 方法：图解法和数解法。
图解法：1、直接法；2、折引法 1、直接法步骤
（1）绘水泵性能曲线Q ～H ； （2）绘管道系统特性曲线Q ～H ；
（3）两曲线相交点M 称为水泵装置工况点(工作点），此时，M 点对应横坐标QA 和纵坐标HA 分别为水泵装置的出水量和扬程。 2、折引法步骤：
（1）先在沿Q 坐标轴下画出管道损失特性曲线Q ～∑h 在水泵特性曲线Q ～H 上减去相应流量下的，得到（Q ～H ）‘曲线 （2）（Q ～H ）‘为折引特性曲线，沿水塔作一水平线与（Q ～H ）曲线交于点M’ C.由M‘向上作垂线引申与（Q ～H ）交于M 点，则M 点纵坐标为水泵的工作扬程。
数解法（课本39页）（参考计算实例，课本和课件(2.8~2.9）上有）计算题
原理：拟合Q-H 曲线，与管道系统特性曲线联立求解工况点。
)
(Q f H =2
SQ
H H ST +=
步骤如下：
（1）根据水厂样本提供的高效段（Q~H）曲线，设方程为:
（2）在曲线上任意取两点（Q1，H1）、（Q2，H2），则有
（3）离心泵工况点：
Hx——水泵在Q=0时所产生的虚总扬程(MPa)；
Sx——泵体内虚阻耗系数;
8离心泵装置工况点变化后常用的人为调节方法有哪几种？其调节的原理是什么？
进行调节后，Q，H，N变化趋势？
水泵的工况点调节方法(Q，H，N变化趋势据图分析)
（1）自动调节
（2）变速调节
1）定义：改变水泵的转速，可以使水泵的性能曲线改变，达到调节水泵工作点的目的。
2）调节过程H1/H2=（Q1/Q2）2 H=KQ2
3）实现方法：采用可变电动机或可变速传动设备。
（3）变径调节（车削调节）
1）定义：用车削的方法将水泵的外径车小，达到改变水泵性能曲线和扩大使用范围的目的，称为变径调节。
2）调节过程Ha/H =（Qa/Q）2 H=KQ2
3）实现方法：通过车削外径
（4）变角调节
定义：用改变叶轮的叶片安装角度，使水泵性能曲线改变的方法，称为水泵工况的变角调节。
（5）闸阀调节
∑
∑+
=
+
-
=2
;SQ
H
H
S
S
H
H
Q
ST
X
ST
X
2
1
X
1
X
2
1
2
2
2
1
X Q
S
H
H
Q
Q
H
H
S+
=
-
-
=
2
X
X Q
S
H
H-
=
通过改变闸阀的开启度，调节流量，使管道系统特性曲线发生变化，工况点向左移动。利用消耗多余的能量的方法满足工况点的要求。 优点：调节流量，简便易行，可连续变化
缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，经济上不够合理。
9 离心泵调速，变径调节中要掌握：相似定律、比例律，切削律公式；根据书上例题及课堂上的练习题，掌握遇到两类问题的图解法步骤，数解法计算过程。
（1）相似律公式 9.1第一相似律
——确定两台在相似工况下运行水泵的流量之间的关系。 9.2 第二相似律
——确定两台在相似工况下运行水泵的扬程之间的关系。 9.3 第三相似律
——确定两台在相似工况下运行水泵的轴功率之间的关系。
（2）相似定律的特例——比例律
相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵，则可得到比例律：
（一）比例律应用的图解方法
比例律在泵站设计与运行中的应用，最常遇到的情形有二种：
1、 已知水泵转速为n1时的(Q ～H)1曲线如图所示，但所需的工况点，并不在该特性曲线
上，而在坐标点A2(Q2，H2)处。求：如果需要水泵在d 点工作，其转速n2应是多少? 见下图9.1（课本45页或课件2.8~2.9第27张）
2、已知水泵n1时的(Q ～H)1曲线，试用比例律翻画转速为n2时的(Q ～H)2曲线。 求出转速n2后，再利用比例律，可翻画出n2时的(Q ～H) 曲线。
由于n1和n2均为已知值。利用迭代法，在n1的(Q ～H) 曲线上任意取(Q 1,H 1)点，利用比例律得出相应的(Q 2,H 2)点…，重复可得n2曲线的其它点，用光滑曲线连结可得出n2(Q ～H) 曲线。
（1）在(Q —H)l 线上任取a 、b 、c 、d 、e 、f 点； （2）利用比例律求(Q —H)2上的a’、b’、c’、 d’、e’、f’……作(Q —H)2曲线。 同理可求(Q —N)2曲线。
（3）求(Q —η)2曲线。在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率是相等的，将已知图中a 、b 、b 、d 等点
m m v v m
n n Q Q ?=)(3ηηλm m n n Q Q 3λ=2
2
2m
m n n H H λ=222)(m m h h m
n n H H ?=ηηλ)()(335M m M m m n n N N ηηλ?=3
35m m n n N N λ=2121n n Q Q =22121)(n n H H =3
2121)(n n N N
=
的效率点平移即可。
图9.1
（二）比例律应用的数解法（计算） 1．第一种情况求n2数解法步骤：
（1）首先求出n1所对应的曲线（Q ～H ）1的回归方程式求出通过A2点的等效率曲线的方程式
（2）列方程组求解得出(Q~H)1曲线上与A2点效率相等的点A1 （3）利用比例律推导出n2
第二种情况画特性曲线图数解法步骤
1）设n2时水泵（Q~H ）2曲线方程为假设在（Q~H ）2上任意取两点(Qa’,Ha’),(Qb’,Hb’),与之相似的位于n1时（Q~H ）1上的两点为(Qa,Ha),(Qb,Hb),满足比例律。 2）转速为n1时，
转速为n2时， 换算得:
则（Q~H ）2曲线对应的回归方程式为
（3）切削律的应用 （变径计算）
实践证明：在一定条件下，叶轮经过切削后，其性能参数的变化与切削前后轮径间存在
a b b a X Q Q H H S --=?2
a x a x Q S H H ＋＝2
'''a x a x Q S H H ＋＝x x H n n H 2
12'??? ??＝22
2
12Q S H n n H x x -??? ??＝X X S S ='211''Q S H H x x -=2
2'''''a b b a X Q Q H H S --=?相似工况抛物线
常数--======_KQ H K Q H Q H 22m
m
2
2
)(2
12
1
n
n m
m H H
n n Q Q
下列关系：
变径计算：切削律的应用（课件2.8~2.9节） 第一类问题：
已知叶轮的切削量，求切削前后水泵特性曲线的变化。也即；已知叶轮外径D 2的特性曲线，要求画出切削后的叶轮外径为D2′时的水泵特性曲线(Q ′～H ′)曲线、(Q ′～N ′)曲线及(Q ′～η ′)曲线。
解决这一类问题的方法归纳为“选点．计算、立点、连线”四个步骤 。 1、在已知的水泵(Q ～H)曲结上进行“选点”； 2、用切削律公式计算； 3、 “立点”；
4、光滑曲线进行连线。
第二类问题：
根据用户需求，要水泵在B 点工作，流量为Q B ，扬程为H B ，B 点位于该泵的(Q ～H)曲线的下方如图所示。，现使用切削方法，使水泵的新特性曲线通过B 点，试问：切削后的叶轮直径D 2′ 是多少?需要切削百分之几?是否超过切削限量?
对于这类问题，已知的条件是：现有水泵的叶轮直径D 2及(Q ～H)曲线和B 点的坐标(Q B ，H B ）。
由切削律得H=KQ2“切削抛物线”方程，又称等效率曲线方程。 求法：
1、将B 点的Q B 、H B ，代入“切削抛物线”方程，求出K B
2、绘“切削抛物线”曲线，与（Q ～H ）曲线交于A 点（ Q A ，H A ），由（ Q A ，H A ）和(Q B ，H B ）代入切削律，求得D 2′
10 重点掌握求离心泵并联工况点图解法四个模型，记住求解步骤及作图方法。数解法中要掌握同型号水泵并联、不同型号水泵并联、调速泵与定速泵并联工况点的求解方法。
并联工作四种模型的求解方法
同型号、同水位管道对称布置的两泵工况点的图解法 步骤：
(1)绘制单泵特性曲线（Q~H)1,2
(2)绘制两台水泵并联后的总和(Q ～H)l+2曲线； (3)绘制管道系统特性曲线，求出并联工况点；
(4)求每台泵的工况点：通过M 点作横轴平行线，交单泵的特性曲线于N 点，此N 点即为并联工作时，各单泵的工况点。
22''D D Q Q =222)'('D D H H =3
22)'('D D N N =∑∑
++=O G AO ST h h H H 221)41(+++=Q S S H H OG AO ST
结论
(1)N’＞N1,2，因此，在选配电动机时，要根据单条单独工作的功率来配套。 (2)Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即两台泵并联工作时，其流量不能比单泵工作时成倍增加。
水泵并联台数不是越多越好，每台泵的工况点，随着台数的增加向扬程高的一侧移动。台数过多，可能会使工况点移出高效段范围。见上右图
不同型号两泵在相同水位下并联工作工况点的图解法 步骤：
(1)绘制两台水泵折引至B 点的(Q-H)Ⅱ、(Q-H)Ⅰ 曲线。 (2)绘制两台水泵折引至B 点的(Q-H)’ Ⅰ＋Ⅱ 曲线 (3)绘制BD 段管道系统特性曲线,求并联工况点E
(4)求每台泵的工况点
并联机组的总轴功率及总效率：
同型号定速泵和调速泵并联工作常见两类问题的图解法
BC
ΣH BD
∑∑
I I I -=-=2Q S H h H H AB AB B 2
12
21
1212
121N N H
Q H Q N N N ++=+=++γγη
在调速运行中可能会遇到两类问题：
(1) 调速泵的转速n1与定速泵的转速n2均为已知，试求二台并联运行时的工况点。
其工况点的求解可按不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作所述求得。
(2)只知道调速后两台泵的总供水量为QP(HP为未知值)，试求调运泵的转速n1值(即求调速值)。
步骤：
(1)绘制定速泵特性曲线(Q-H)I,II及折引至B点的特性曲线(Q-H) II’ 曲线。
(2)绘制折引至B点的管道系统特性曲线(Q-∑h BD) 。
(3)在曲线(Q-∑h BD)找到已知流量QP的对应点P。
(4)由P点引平行线，与曲线(Q-H) II’交于点H，由H点向上引垂线，与曲线(Q-H) I,II交于点J（Q II,H II)。
(5)根据公式Q I=Q P-Q II, H I=H P+S AB Q I2,得到调速泵的工况点M。
(6)绘制过点M的等效率曲线H=KQ2，其中K=H I/Q I2。该曲线与泵特性曲线(Q-H) I,II交与T 点(Q T,H T)。
(7)根据比例律Q I/Q T=n2/n1求调速泵的转速n2。
数解法中要掌握同型号水泵并联、不同型号水泵并联、调速泵与定速泵并联工况点的求解方法（参见课本2.10.3节）
11掌握表征泵吸水性能的两个参数。汽蚀的发生条件；气穴现象；汽蚀效应。汽蚀发生的原因？水泵最大安装高度的计算公式；Hs的修正公式；汽蚀余量的计算公式。
气穴和气蚀
水泵中最低压力Pk(如降低到被抽液体工作温度下的饱和蒸汽压力(即汽化压力)Pva时，泵壳内即发生气穴和气蚀现象。
14.1气穴现象：
当叶轮进口低压区的压力户Pk ≤Pva时，水就大量汽化，同时，原先溶解在水里的
气体也自动逸出，出现“冷沸”现象，形成的汽泡中充满蒸汽和逸出的气体。汽泡随水流带入叶轮中压力升高的区域时，汽泡突然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向汽泡中心，在汽泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象，其瞬间的局部压力，可以达到几十兆帕，此时，可以听到汽泡冲破时炸裂的噪音，这种现象称为气穴现象。 14.2气蚀现象：
一般气穴区域发生在叶片进口的壁面，金属表面承受着局部水锤作用，经过一段时期后，金属就产生疲劳，金属表面开始呈蜂窝状，随之，应力更加集中，叶片出现裂缝和剥落。在这同时，由于水和蜂窝表面间歇接触之下，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起电化腐蚀，使裂缝加宽，最后，几条裂缝互相贯穿，达到完全蚀坏的程度。水泵叶轮进口端产生的这种效应称为“气蚀”。 气蚀两个阶段
气蚀第一阶段，表现在水泵外部的是轻微噪音、振动和水泵扬程、功率开始有些下降。 气蚀第二阶段，气穴区就会突然扩大，这时，水泵的H 、N 、η就将到达临界值而急剧下降，最后终于停止出水。 汽蚀的危害
（1）性能下降：流量、扬程、效率下降 （2）过流部件遭到剥蚀 （3）产生噪声和振动 汽蚀现象产生的原因：
①安装高度太高；ss H 增大，导致v H 增大。此时v H 可能大于s H 。（能控制） ② 被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；抽升的液体温度高，饱和蒸汽压力值va
h 升高，泵的s H 将下降。 ③ 吸入管路阻力或压头损失太高。 ④ 水泵本身的抗气蚀性能；
⑤ 大气压值过低；海拔高，大气压低，泵的s H 值变小，此时v H 可能大于s H 。 ⑥ 吸水池水位过低
水泵最大安装高度（计算，看课本例题）
对于各种泵都给定了一个允许吸上真空高度s H ，此s H 为式中v H 的最大限值，实用中，v H 超过s H 值时，意味着泵将发生气蚀。即必须使v H ＜s H 。 Hs 与当地大气压(Pa)及抽升水的温度(t)有关: 当地大气压越低，水泵的Hs 值就将越小 水温越高，水泵的Hs 值也将越小。 Hs 的修正公式：
∑
--=s v ss h g
v H H 22
1)24.0()33.10('
----=hva ha H H S S
H’s——修正后采用的允许吸上真空高度(m)
HS——水泵厂给定的允许吸上真空高度(m)
ha——安装地点的大气压(mH20)；
hav——实际水温下的饱和蒸汽压力。
、气蚀余量（NPSH）r ：衡量轴流泵等的吸水性能
水泵厂样本中要求的气蚀余量越小，表示该水泵的吸水性能越好。
[Hsv]实际>[Hsv]允许
汽蚀余量有两种概念：
一是装置汽蚀余量；
二是必需汽蚀余量
装置汽蚀余量(NPSH)a
装置汽蚀余量是指水泵吸水侧管路装置给予水泵基准面单位重力水所具有的超过饱和汽化压力水头的能量，即装置给水泵提供的汽蚀余量。汽蚀基本方程左边表示的就是装置汽蚀余量，即
必需汽蚀余量(NPSH)r
为了使泵不发生汽蚀，泵进口处必需具有的超过饱和汽化压力水头的最小能量称必需汽蚀余量(NPSH)r
当k 点的压力下降到等于泵工作温度下的饱和汽化压力时，此时的汽蚀余量称临界汽蚀余量(NPSH)c
汽蚀基本方程右边表示的就是临界汽蚀余量:
当(NPSH)a>(NPSH)c时，水泵不发生汽蚀。
当(NPSH)a<(NPSH)c时，泵内发生汽蚀，泵运行不安全。
为了保证水泵正常，取(NPSH)r = (NPSH)c+(0.4～0.6mH20)
(NPSH)r值愈小，表示泵的抗汽蚀性能愈好，不易发生汽蚀。
因此，必须使（NPSH )a> ( NPSH )r。
12轴流泵结构中导叶的作用；轴流泵的启动特点；轴流泵的工况点调节方式。轴流泵叶轮类型。
轴流泵的基本构造：吸入管、叶轮、导叶、轴和轴承和密封装置
叶轮：固定式、半调式和全调式
导叶：把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动。
调节方式：Q~η曲线呈驼峰形，即高效工作范围很小，根据这一特点，采用闸阀调节流量是不利的，一般只采取改变叶片装置角β的方法来改变其性能曲线，称变角调节。
13射流泵的工作原理；往复泵性能特点；容积泵类型及工作原理。
13.1射流泵的工作原理和过程（课本112页）
13.2往复泵的性能特点
●高扬程、小流量；
●开闸启动
●不能用闸阀调节流量，常年开闸运行，流量一般恒定值
●具有自习能力
●出水不均匀
13.3 容积泵类型及工作原理
容积泵的分类
容积式泵分为往复式和回转式二大类，
在输送高粘度液体或液体粘度变化较大时，采用回转式溶剂泵比采用往复式容积泵更为适宜。
1、回转式容积泵分：齿轮泵、旋转活塞泵、螺杆泵和滑片泵等几类。广泛用于高粘介
质的输送。
2、往复泵常用的主要有柱塞泵、隔膜泵等。
工作原理
往复式容积泵（以隔膜泵为例阐述其工作原理）
气动隔膜泵是一种气动式正向位移自吸泵，右边之泵动解说图显示泵在未自吸前初次泵动之流动模式。
回转式容积泵工作原理
依靠螺杆或齿轮相互啮合空间容积变化来输送液体。当螺杆（或齿轮）转动时，使吸入腔容积增大，压力降低，液体在压差的作用下沿吸入管进入吸入腔、随着螺杆或齿轮的连续转动，液体被带到排出腔强行排出。
考试题型
一、单项选择题10题，每题2分，共20分
二、简答题4题，每题10分，共40分
三、计算题3题，共40分
武汉大学水力学复习题及答案
第一章 导 论 1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。 ( ) 2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。 ( ) 3、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。 ( ) 4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( ) (1)水的温度； (2)水的容重； (3)当地气压； (4)水的流速。 5、理想液体是 （ ） (1)没有切应力又不变形的液体； (2)没有切应力但可变形的一种假想液体； (3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； (4)有切应力而不变形的液体。 6、A 、B 为相邻两液层，A 层流速大于B 层流速。则A 层对B 层的切应力τ1_____________ B 层对A 层的切应力τ2 。 其中τ1 的方向与流向 __________，τ2 的方向与流向______________。 7、单位质量力的量纲为__________________；运动粘度的量纲为 _______________；动力粘度的量纲为 ____________________。 8、物体在外力作用下产生 _______________，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为 _______。 9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图示，则其切应力分布τ~y 为_______________________ 分布，切应处。 10 ________________________假定。 11、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A ，则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向 。 12、平板面积为 40×45cm 2,厚度为 ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=油的斜面向下作等速运动， 其速度u =s,带动油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度μ=______________，ν =__________________ (油的密度ρ＝950 kg/m 3)。 A 的极薄的平板以速度 u 平行移动。x 为平 板距上边界的距离。求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直线分布）。 （A x x u T )(-??+ =μ） 14、已知200C 时海水的密度3cm /g 03.1=ρ，试用国际单位制表示其密度值，并求其比重和重度。 （33/094.10,03.1,/1030m kN S m kg ===γρ）
水泵与泵站习题及答案
《水泵及水泵站》配套习题 一、填空 题 1、叶片式泵按其比转速从小到大,可分为__离心__泵、__混流__泵、__轴流__泵。 2、离心泵的设计工况点是___效率__最高 点。 3、离心泵的极限工况点是__流量___最大 点。 4、水泵的效率是水泵的___有效__功率与___轴__功率的比 值。 5、运转中的水泵装置,其总扬程约等于___真空表__与_压力表___的读数（折算为mH2O）之和。 6、工况相似的水泵，它们必备的条件是__几何___相似和___运动__相似。 7、相似工况抛物线上各点的__效率___都是相等 的。
8、ns的数值可反映出水泵的___叶轮__形状和_特性曲线____的形状。 9、选泵的主要依据是：所需要的___流量__、___养成__以及其_变化规律____。 10、对吸水管路的要求是：__不漏气___、__不积气___、___不吸气_。 11、离心泵的主要零件中，转动的有___叶轮__ 、__泵轴___；固定不动的有___泵壳__ 、__泵座___；转动的与不动的交接处有_轴封装置___、_减漏环___ 、_ 轴承座___ 等。 12、水泵的扬程与叶轮的__外径___和__转速___成正 比。 13、水泵叶轮的相似定律是基于__几何___相似和__运动___相似的基础上的。 14、水泵站按在给水系统中作用的不同，可分为：__取水___泵站、___送水__泵站、__加压___泵站和___循环__泵 站。 15、噪音防止的措施有__吸音___主要用某种材料吸收，还有__消音___用于单体机组，以及 __隔音、隔振_ 。
16、叶片式水泵是靠装有叶片的__叶轮___高速__旋转___而提升液 体的。 17、往复泵的使用范围侧重于__高___扬程、___低__流量。 18、__单__吸式离心泵,由于叶轮缺乏_对称__性,导致水泵工作时出现推向入口的轴向力。 19、允许吸上真空高度是指水泵在标准状况下运转时,水泵所允许的__最大吸上____的真空 值，一般常用它来反映离心泵的吸水性 能。 20、离心泵必须__闭___闸启动；轴流泵必须___开___闸启 动。 21、活塞泵必须__开____闸启动,它___有__自吸能 力。 22、电力负荷等级,是根据用电设备对供电____可靠性__的要求决定的,它分为__三___级。 23、交流电动机调速,较好的方案是__变极___调速和__变频___调速。 24、轴功率N的表达式因单位的不同而不同，分别是N＝γQH／η（kgf·m/s ）＝γQH ／102η（kw ）＝γQH／75η（HP ）式中Q：m３／s；
水力学典型复习题及答案详解
水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。( ) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。() 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。( ) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（） 6、达西定律适用于所有的渗流。（） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。( ) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。( ) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。() 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。( ) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。( ) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。( ) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。() 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。( ) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。( ) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。() 21、缓坡上可以出现均匀的急流。( ) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。( ) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。( ) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。( ) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。() 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。( ) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。( ) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。( )
水力学考试试题与答案
1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b
水泵及水泵站考试题 文档
水泵及水泵站试题 班级姓名学号成绩 一.一.填空题：（每空0.5分，共20分） 1.常见离心泵的叶轮形式有、、、。 2.离心泵叶片形状按出口方向分为、和。 3.离心泵的主要特性参数有、、、、和 。 4.离心泵Q—H特性曲线上对应最高效率的点称为或。 Q—H特性曲线上任意一点称为。 5.水泵配上管路以及一切附件后的系统称为。当水泵装置中所有阀门全开时所对 应的水泵共况称为水泵的。 6.离心泵装置工况点的常用调节方法有、、、 、等。 7.在离心泵理论特性曲线的讨论中，考虑了水泵内部的能量损失有 、、。 8.水泵Q—H曲线的高效段一般是指不低于水泵最高效率点的百分之 左右的一段曲线。 9.离心泵的吸水性能一般由及两个性能参数反映。 10.给水泵站按其作用可分为、、、。 11.离心泵装置工况点可用切削叶轮的方法来改变，其前提是。 12.在水泵装置中，管路特性曲线方程式为H= ，影响管路特性曲线形状的因素 有、、、和。 二.二.判断题：（对打“∨”错打“╳”每小题1分共10分） 1.水泵的理论扬程与所抽升的液体的容重有关，液体的容重越大，其理论扬程越低， 反之则理论扬程越高。（） 2.水泵的额定流量、扬程等参数与管路系统无关。（） 3.两台水泵的几何形状相似则其比转数必定相等。（） 4.水泵的切削定律是相似定律的特例。（） 5.水泵的比转数越大，其扬程越高。（） 6.当水泵叶轮的转速确定后，叶轮直径越大其水泵扬程越高，叶槽越宽其水泵流量越 大。（） 7.离心泵的吸水性能与当地大气压、抽送的水温及吸水管路的布置都有关。 （） 8.离心泵的允许吸上真空高度越大，必要气蚀余量越大。（） 9.离心泵的必要气蚀余量与当地大气压及所抽送的水温有关。（） 10.单台水泵定速运行装置可采用出口闸阀调节水泵工况点，当闸阀关小时，水泵工况 点将沿着管路特性曲线向左移动。（） 三.三.问答题：（每小题4分，共20分） 1.1.为什么离心泵大都采用后弯式叶片？ 2.2.轴流泵为何不宜采用节流调节？常采用什么方法调节工况点？ 3.3.试述离心泵比转数定义。 4.4.单吸式离心泵轴向推力平衡措施有哪些？
水力学模拟试题及答案复习课程
水力学模拟试题及答案（一） 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 答案：d （12）渗流研究的对象是（）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 答案：a
水力学与水泵复习题(含答案)
水力学与水泵复习题 1、 绝对压强、相对压强、真空压强的定义及它们之间的关系。 1.1以设想完全没有大气存在的绝对真空为零计量的压强称为绝对压强p‘； 1.2以当地大气压作为零点计量的压强是相对压强p ，若当地大气压强用绝对压强表示为 pa ，则相对压强与绝对压强的关系为：p= p ＇- pa 当液面与大气相连通时，根据相对压强的定义，液面压强可表示为：p0 = 0 静止液体中某点的相对压强为：p=γh 1.3 当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，该点的相对压强为负值，则称该点存在真 空。负压的绝对值称为真空压强： 2、 掌握水泵的分类？掌握离心泵的工作原理及工作过程。 2.1 水泵按其作用原理可分为以下三类： (1)叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类 的有离心泵、轴流泵、混流泵。以叶片式水泵结构简单，维修方便，在实际应用中最为广泛。叶片式水泵中： 离心泵的特点小流量、高扬程。 轴流泵的特点大流量、低扬程。 混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。 (2)容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。 容积式泵分为往复式和回转式二大类 (3)其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一类 螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵。 2.2 离心泵的工作原理 离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸 水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水 。 3、 离心泵主要零部件中的叶轮类型、轴封装置、减漏环的作用，设置位置。 3.1 叶轮 叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种 叶轮按其盖板情况分封闭式叶轮（单吸和双吸属这种）、敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式. 3.2 轴封装置：泵轴与泵壳间，有填料密封和机械密封 填料密封(压盖填料型填料盒)包括5部分：轴封套；填料；水封管；水封环；压盖 填料：阻水或阻气的密封作用，用压盖来压紧，压得太松达不到效果，压得太紧机械磨损大，消耗功率大；一般以水封管内水能通过填料缝隙呈滴状渗出为宜。 3.3 减漏环(承磨环)：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处 ' p p p a v -=
水力学自测练习题之试题3
水力学自测练习题之试题3
水力学自测练习题之试题(三) 一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”） （本大题分17小题，每小题1分，共17分） 1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。（） 2、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（） 3、谢才系数C的单位是m。（） 4、均匀流中只考虑沿程水头损失；渐变流中只考虑局部水头损失。（） 5、公式既适用于层流，也适用于紊流。（） 6、当H=2m，δ=30m，如图所示的建筑物为宽顶堰。（） 7、对于实用堰与宽顶堰，只要下游水位不超过堰顶时，就一定是自由出流。（） 8、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。（） 9、渗流压强与基准面的选择有关。（） 10、液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力有关。（） 11、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。（） 12、并联长管道各管段的流量一定不相等。（） 13、当管道长度L大于10倍作用水头H时，称为“长管”。（） 14、长直棱柱形正坡（i＞0）明渠中，作恒定流的水流，一定是均匀流。 （） 15、小流量时三角形薄壁堰比矩形薄壁堰流量的精度高些。（） 16、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（） 17、沿任意封闭曲线的速度环量为零的流速场为无涡流（无旋流）。（） 二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题分8小题，每小题2分，共16分）
1、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（） （1）pa ＞pb （2）pa ＜pb （3）pa = pb （4）无法确定 2、静水压力的方向（） （1）与受力面平行（2）与受力面斜交 （3）与受力面外法线方向一致（4）与受力面内法线方向一致 3、层流断面流速分布规律符合（） （1）对数分布（2）直线分布 （3）抛物线分布（4）椭圆分布 4、平底棱柱形明渠的水跃函数θ（h′）与θ（h″）的关系是（） （1）θ（h′）=θ（h″）（2）θ（h′）＞θ（h″） （3）θ（h′）＜θ（h″）（4）无法确定 5、缓坡上发生均匀流必定是（） （1）缓流（2）缓变流 （3）急流（4）临界流 6、有一薄壁圆形孔口。已知孔口直径d=10cm，则属于小孔口出流的相应水 头为（） （1）0.5m （2）0.7m （3）0.9m （4）1.2m 7、宽顶堰流量系数m的最大值为（） （1）0.30 （2）0.385 （3）0.502 （4）0.75 8、流函数（） （1）在等势面上为常量（2）只有无旋流动中才存在 （3）沿流线为常量（4）表达了速度与压强的关系 三、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题分4小题，每空1分，共8分）
水力学复习题附答案
水力学复习题附答案 一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，多选不给分。） 1.发生xx的充分必要条件是4 ① 从层流过渡到紊流② 从陡坡过渡到缓坡③ 从缓流过渡到急流④ 从急流过渡到缓流 2.对于正坡（i＞0）明渠非均匀流，当水深h→∝时4①dh →0 ds dh ③ →∝ ds②dh →+∝ ds dh →i④ ds 3.圆管紊流中的上临界雷诺数4 ① 是紊流转变为层流时的雷诺数② 是层流和紊流的主要判别参数③ 等于2300 ④ 对流态判别作用不大 4.图示 A、B 两点间有两根并联长管道1和2，设管1的沿程水头损失为hf1，管2沿程水头损失为hf2，则hf1与hf2的关系为2 ① h f 1 h f 2 ② hf1 = hf 2③ h f 1 h f 2 ④无法确定5.粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度Δ小得多的壁面称为4① 光滑面② 过渡粗糙面③ 粗糙面④ 以上答案均不对6.管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向2① 增大② 减小③ 不变④ 不定7.图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面AA 内外两侧的 1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为 3①h1>h2②h1=h2③h1 六、计算题 (4小题，共50分)： 1.已知某12SH 型离心泵的额定参数为Q=730 m 3/h ，H=10m ，n=1450 r/min 。试计算其比转数。（本小题10分） 解：30010 360012731145065.365.34343=?==H Q n n s 答：（略） 2. 如图所示取水泵站，水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa 的高地密闭水箱中。已知水泵流量Ｑ=160 L/s ，吸水管：直径Ｄ1=400mm ，管长Ｌ1=30m ，摩阻系数λ1=；压水管：直径Ｄ2=350mm ，管长Ｌ2=200m ，摩阻系数λ2= 。假设吸、压水管路局部水头 损失各为1m ，水泵的效率η=70％，其他标高见图。试计算水泵扬程Ｈ及轴功率Ｎ 。（本小题15分） 解：吸水管计算：s /m ....D Q v 271401431604π42211=??== m .....g v D l λh f 17081922714030028022 211111=???== （2分） 压水管计算：s /m ....D Q v 6613501431604π42222=??== m .....g v D l h f 332819266135020002902λ2 222222=???== （2分） 总水头损失为： m ...h h h f f 542332170221=++=++=∑ （2分） m H ST 50.6200.2000.3250.74=+-= （2 分） m h H H ST 00.6750.450.62=+=+=∑ KW QH N u 16.10500.6716.081.9=??==γ （2分） KW N N u 23.1507.016.105===η （2分） 答：（略） 4.已知某变径运行水泵装置的管道系统特 性曲线2350030Q H +=和水泵在转速为 水力学模拟试题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H=250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 水泵及水泵站复习思考题 第一章 1-1．什么叫泵。 ?将外加的机械能转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能的机械设备叫做泵。 1-2．水泵的分类，叶片泵的分类。 ? 1. 叶片泵：靠叶片运动拨动水，使水产生运动来完成能量传递的泵 ?(1)离心泵：液体质点主要受离心力作用，水流方向为径向（向外）,扬程大，流量小。 ?(2) 轴流泵：液体质点主要受轴向的拨动力（升力）。扬程小，流量大。 ?(3) 混流泵：液体质点即有离心力作用，又受轴向的拨动力。水流方向为斜向。扬程，流量适中 2容积式泵：靠泵体工作室容积的改变来工作的泵。 1），活塞式往复泵 2），柱塞式往复泵 3），水环式真空泵 4），蠕动泵 3．流体能量交换式泵：靠流体能量交换来工作。 ?1），射流泵 ?2），气升泵（空气扬水泵） ?3），水轮泵 ?4），水锤泵 水泵在给排水系统中的作用： 动力——提高水的能量。 第二章 2-1．离心泵的基本构造。 叶轮，泵轴，泵壳（泵体），吸水口（进水口），压水口（出水口），灌水漏斗，泵座，填料（盘根）闸阀，底阀。 2-2．离心泵的工作原理。 高速旋转的叶轮拨动水，使的水也高速旋转，进而使水产生离心力，在离心力的作用下，由叶轮中部甩向轮外缘。离心泵的工作过程，实际上是一个能量传递和转化的过程，它把电动机高速旋转的机械能转化为被抽升液体的动能和势能。 2-3．叶片泵的基本性能参数。 1、流量Q ：在单位时间内水泵所输送的液体数量。单位：m3/h; l/s. 2、扬程H ：水泵对单位重量液体所作的功。单位：应为：kg?m/kg；常用：mH2O；kg/cm2 ；法 定：Pa；kPa；Mpa 扬程的值：是液体经过水泵后比能的增加值。 液体进入泵时的比能为E1；流出泵时的比能为E2。 则水泵扬程：H=E2－E1 3．轴功率N :原动机输送给泵的功率。 单位：(千瓦) kW 或(马力)HP ?4．效率η：水泵有效功率与轴功率之比。 ?有效功率Nu：单位时间内水泵对水所做的功。 ?Nu=ρg QH (W) ?ρ——液体的密度。kg/m3 (1)在水力学中，单位质量力是指( ) a、单位面积液体受到的质量力；b单位体积液体受到的质 量力； c单位质量液体受到的质量力；d单位重量液体受到的质量力。 答案：C (2)在平衡液体中，质量力与等压面( ) a、重合；b平行c、相交；d正交。 答案：d (3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,贝U该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b 2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2 答案：b (4)水力学中的一维流动是指( ) a、恒定流动；b均匀流动； c层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d (5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=() a、8； b 4； c 2；d、1。 答案：b (6)已知液体流动的沿程水力摩擦系数，与边壁相对粗糙度和雷诺数Re 都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区；b紊流光滑区；c紊流过渡粗糙区；d、 紊流粗糙区 答案：C （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波 速C=Iooom/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速V Q为 a、1.54m b 、2.0m C 、2.45m d、 3.22m 答案：C （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流；b恒定非均匀流； c非恒定均匀流；d、非恒定非均匀流。 答案：C （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流；b均匀急流；C非均匀缓流；d、非均匀 急流。 答案：b-+ （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠 中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为HVHk 激流 a、缓流；b急流；C临界流；答案：b （11）闸孔出流的流量 单选题（共10题，共40分） 1. _______是研究作用在液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体运动的基本规律。（） A 水静力学 B 水动力学 C 土动力学 D 土静力学 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 2. 静止液体中同一点各方向的压强 A 大小相等 B 大小不等 C 仅水平方向数值相等 D 铅直方向数值最大 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 3. 在均质、连通的液体中，水平面是等压面，这就是___原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 4. 作用于淹没物体上的静水总压力只有一个铅垂向上的浮力，其大小等于该物体所排开的同体积的水重，这是著名的_____原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：D；考生答案：D；试题分数：4；考生得分：4 5. 理想液体的总水头线是一条 A 抛物线 B 水平线 C 曲线 D 斜直线 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 6. 总流的动量方程为，如果由动量方程求得的力为负值说明______（） A 说明原假设的力的方向不对，反向即可。 B 说明方程中流速的取值出现错误。 C 说明方程中流量的取值出现错误。 D 说明方程中流速和流量的取值均出现错误。 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 7. 雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数 A 均匀流与非均匀流 B 层流与紊流 C 急流与缓流 D 明流与管流 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 8. 当水流的沿程水头损失系数λ只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 A 紊流粗糙区 B 紊流光滑区 C 紊流过渡区 D 层流区 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 选择题 1.液流分类中,凡运动要素沿流程发生变化的水流,称为 ( ) A.非恒定流 B.非均匀流 C.恒定流 D.均匀流 2.某管道内直径为d=120mm,在一小时内输水2103 m ,则其输水流量为 ( ) A.0.058s m /3 B.0.58s m /3 C.5.13s m /3 D.51.3s m /3 3．对同一点而言，其绝对压强与相对压强的数值相差一个 （ ） A ．当地大气压 B ．液面压强 C ．绝对真空 D ．汽化压强 4.若液体中某一点的压强为 2.5个工程大气压，用应力单位表示则为 ( ) A.24.52/m N B.24.52/m KN C.2452/m N D.2452/m KN 5.常见的测压仪器如测压计,所测得的压强为 ( ) A.相对压强 B.绝对压强 C.真空值 D.大气压强 6.急坡渠道中，发生在正常水深线N —N 线与临界水深线K —K 线之间的水面线称( ) A.2a 型 B.1b 型 C.2b 型 D.3b 型 7．对梯形水力最优断面，水力半径是正常水深的 （ ） A ．0.5 B ．1.0 C ．2.0 D ．4.0 8.在绘制曲面上压力体图时,若水与压力体分居曲面两侧,则该压力体为 ( ) A.虚压力体,z P 方向铅直向上 B.实压力体,z P 方向铅直向上 C.虚压力体,z P 方向铅直向下 D.实压力体,z P 方向铅直向下 9.在研究沿程阻力系数λ的变化规律时,尼古拉兹将紊流划分为几个流区? ( ) A.3 B.4 C.5 D.6 10．无粘性流体是 （ ） A ．符合牛顿内摩擦定律的液体 B ．密度 ρ=0的流体 C ．0=μ 的流体 D ．实际工程中常见的液体 水泵及水泵站试题 水泵及水泵站(单项选择题) 1.水泵按其作用和工作原理可分为( )三大类。 A.叶片式水泵、容积式水泵、其他水泵 B.大流量水泵、中流量水泵、小流量水泵 C.高压水泵、中压水泵、低压水泵 D.给水泵、污水泵、其他液体泵 2.离心泵的工作原理就是利用( )，使液体获得动能和势能。 A.叶轮旋转 B.叶片的转动速度 C.叶片转动甩水 D.离心力甩水 3.水泵是输送和提升液体的机器，是转换能量的机械，它把原动机的机械能转换为被输送液体的能量，使液体获得( )。 A.压力和速度 B.动能和势能 C.流动方向的变化 D.静扬能 4.离心泵按叶轮( )分为单吸泵和双吸泵。 A.叶片弯度方式 B.进水方式 C.前后盖板不同 D.旋转速度 5.轴流泵是按调节叶片角度的可能性分为( )三种类型。 A.固定式、半调节式和全调节式 B.立式、卧式和斜式 C.封闭式、半敞开式和全敞开式 D.全角、半角和固定角 6.混流泵是利用叶轮旋转时产生的( )双重作用来工作的。 A.速度与压力变化 B.作用力和反作用力 C.离心力和升力 D.流动速度和流动方向的变化 7.混流泵按结构形式分为( )两种。 A.立式与卧式 B.正向进水与侧向进水 C.全调节与半调节 D.涡壳式与导叶式 8.从对离心泵特性曲线的理论分析中，可以看出:每一台水泵都有它固定的特性曲线，这种曲线反映了该水泵本身的( )。 A.潜在工作能力 B.基本构造 C.基本特点 D.基本工作原理 210.反映流量与管路中水头损失之间的关系的曲线方程 H,H，SQ，称为( )方程。 st A.流量与水头损失 B.阻力系数与流量 C.管路特性曲线 D.流量与管道局部阻力 11.离心泵装置的工况就是工作装置的概况。工况点就是水泵装置在( )瞬时的扬程、流量、轴功率和效率以及吸上真空度等。它表示水泵装置的工作能力，从而来检验所选泵是否经济合理。 A.出厂销售时 B.实际运行时 C.启动时 D.检测时 12.反映流量与管路中水头损失之间的关系的曲线称为管路特性曲线，即( )。 22 A.?h=SQ B.?h=SQ C.?h=S/Q D.?h=S/Q 13从离心泵η,Q曲线上可以看出，它是一条只有η极大值的曲线，它在最高效率点向两侧下降，离心泵的η,Q曲线( )，尤其在最高效率点两侧最为显著。 A.变化较陡 B.不变化 C.变化较平缓 D.变化高低不平 14在离心泵马达启动时要求轻载启动(闭闸启动)，这时水泵的轴功率为额定功率(设计功率)的( )，这里所说的闭闸启动就是水泵启动前压水管上的闸阀是关闭的，待电机运转正常后，压力表的读数到达预定数值时，再逐步打开闸阀，使水泵正常工作。 A.100% B.80% C.30% D.15% 15在实际工程应用中，对于正在运行的水泵，水泵装置总扬程可以通过以下公式进行计算: H,( )。 A.H，H B.H，H C.H，H D.H，H sssdssvstsvdv 《水力学章节复习题及答案》 第一章 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合 RT p =ρ 。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。 解：60.005 5.88210850 μνρ-= ==?（m 2 /s ） 答：其运动黏度为65.88210-?m 2/s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板，质量为5Kg ，沿一与水平面成20°角的斜面下 滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ，若下滑速度0.84/m s ，求油的动力黏度μ。 U G G T F s 0.6m m 20° 解：平板受力如图。 水力学模拟试题库 一、判断题: (20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（） 2.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。（） 3.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒 定流时小，因而其流量亦小。（） 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点 的渗流流速将与断面平均流速相等。（） 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a、c两区。（） 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （） 7.边界层内的液流型态只能是紊流。（） 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （） 9.达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。（） 10.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位 的最大值并不在同一时刻出现。（） 二、填空题: (20分) 1.流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，，，四种。 2.土的渗透恃性由：，二方面决定。 3.水击类型有：，两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。 6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。 8.在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，复变函数法，数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为： u x = y2–x2+2x u y = 2xy–2y 试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之； ②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。 2(15分).某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t=3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。（E0=h c+q2/2g?2h c2） 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)] 《水泵及水泵站》配套习题 一、填空题 1、叶片式泵按其比转速从小到大,可分为__离心__泵、__混流__泵、__轴流__泵。 2、离心泵的设计工况点是___效率__最高点。 3、离心泵的极限工况点是__流量___最大点。 4、水泵的效率是水泵的___有效__功率与___轴__功率的比值。 5、运转中的水泵装置,其总扬程约等于___真空表__与_压力表___的读数（折算为mH2O）之和。 6、工况相似的水泵，它们必备的条件是__几何___相似和___运动__相似。 7、相似工况抛物线上各点的__效率___都是相等的。 8、ns的数值可反映出水泵的___叶轮__形状和_特性曲线____的形状。 9、选泵的主要依据是：所需要的___流量__、___养成__以及其_变化规律____。 10、对吸水管路的要求是：__不漏气___、__不积气___、___不吸气_。 11、离心泵的主要零件中，转动的有___叶轮__ 、__泵轴___；固定不动的有___泵壳__ 、__泵座___；转动的与不动的交接处有_轴封装置___、_减漏环___ 、_ 轴承座___ 等。 12、水泵的扬程与叶轮的__外径___和__转速___成正比。 13、水泵叶轮的相似定律是基于__几何___相似和__运动___相似的基础上的。 14、水泵站按在给水系统中作用的不同，可分为：__取水___泵站、___送水__泵站、__加压___泵站和___循环__泵站。 15、噪音防止的措施有__吸音___主要用某种材料吸收，还有__消音___用于单体机组，以及__隔音、隔振_ 。 16、叶片式水泵是靠装有叶片的__叶轮___高速__旋转___而提升液体的。 17、往复泵的使用范围侧重于__高___扬程、___低__流量。 18、__单__吸式离心泵,由于叶轮缺乏_对称__性,导致水泵工作时出现推向入口的轴向力。 19、允许吸上真空高度是指水泵在标准状况下运转时,水泵所允许的__最大吸上____的真空值，一般常用它来反映离心泵的吸水性能。 20、离心泵必须__闭___闸启动；轴流泵必须___开___闸启动。 21、活塞泵必须__开____闸启动,它___有__自吸能力。 四川大学期考试试题 （200 ——200 学年第二学期） 课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩：适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名： 三、思考题（4×8=32分） 1．图（a ）表示一水闸正在提升闸门放水，图(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程？为什么？ 答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。 2．何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？ 答：一、比能曲线：当流量Q ，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线： 2 2 ()2s Q E h f h gA α=+ = 二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h →0，Es →∞；曲线上端与以坐标轴成45° 角直线为渐近线h →∞，Es →∞； 2）当h 由0→∞，Es 由∞→∞，其中有一最小值Esmin ，相应的水深为hk ； 3）最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支，上支Fr<1,为缓流；下支Fr>1，急流； 4）临界水深hk 可判断流态： （1）当h=hk 临界流； （2）当h>hk 缓流； （3）当h 3．试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？ 答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h 上升，故水跃向后移； 2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h 下降，故水跃向前移。 4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？ 长管：以沿程水头损失hf 为主，局部水头损失hj 和流速水头很小（所占沿程水头损失hf 的5%以下）； 短管：局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。 书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题（2×6=12分） 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q ，糙率n 均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。 N 3 N 2 N 1N 1K b 1 c 1 a 2 c 2 N 2 b 2 =0 V 0 =0 V 4 ≠ 0 V 1 V 2 V 3 总水头线 测压管水头线水泵与水泵站考试计算题
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