泵与风机期末考试练习题及答案

泵与风机学习指导书 （7）为什么离心泵都采用后弯式叶片？

第一章练习题 （8）在其它条件不变的情况下，叶片出口安装角对叶轮

1．名词解释 扬程（或全压）有何影响？

（1）泵 4．计算题

（2）泵的扬程 （1）有一离心式水泵，其叶轮的外径D2=22cm，转速

（3）风机的全压 n=2980r/min，叶轮出口安装角β2a=45°，出口处的径向速度 （4）轴功率

2．简答题 v=3.6m/s。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速 （1）简述热力发电厂锅炉给水泵的作用和工作特点。 2r∞

（2）简述热力发电厂锅炉引风机的作用和工作特点。 度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程HT∞，若滑移 （3）按照风机产生的全压大小，风机大致可分为哪几类？

（4）叶片泵大致可分为哪几类？ 系数K=0.8，叶轮流动效率ηh=0.9，叶轮的实际扬程为多少？ 第二章练习题

1．名词解释 （2）某离心式风机的转速为1500r/min，叶轮外径为

（1）排挤系数 600mm，内径为480mm，设叶轮有无限多叶片且叶片厚度为

（2）基本方程式 无限薄，叶片进、出口处的安装角分别为60°、120°，进、

（3）轴向旋涡运动 出口处空气的相对速度分别为25m/s、22m/s，空气密度为

（4）反作用度 1.2kg/m3。

2．选择题[请在四个备选的答案中选择一个正确答案填①试计算叶轮的理论静压pst∞、动压pd∞和全压pT∞； 至（ ）内]

（1）由于叶轮中某点的绝对速度是相对速度和圆周速度②试计算理论静压pst∞、动压pd∞占理论全压pT∞的百的向量合成，所以（ ）。

A. 绝对速度总是最大的； 分比；

B. 绝对速度的径向分速度总是等于相对速度的径③试计算叶轮的反作用度τ。

向分速度； （3）某离心式风机的叶轮外径为800mm，空气无预旋地

C. 绝对速度流动角α总是大于相对速度流动角流进叶轮，叶轮出口处的相对速度为16m/s，叶片出口安装角

β； 为90°，叶轮的理论全压pT∞为200mmH2O，进口空气密度

D. 绝对速度圆周分速度的大小总是不等于圆周速为1.0kg/m3。试计算风机的转速。

度的大小。 （4）已知某离心泵在抽送密度为1000 kg/m3的水时，其

（2）下列说法正确的是（ ）。 叶轮的理论扬程为30m。现用这台泵来抽送密度为700 kg/m3

A. 在其它条件不变的情况下，泵叶轮进口处预旋的汽油，转速和理论体积流量都不变，问这时叶轮的理论扬

总是会导致叶轮扬程较低； 程为多少？

B. 在其它条件不变的情况下，泵叶轮进口处预旋 （5）已知一台水泵进、出口标高相同，流量为25L/s，泵

出口水管的压力表读数为0.35MPa，进口水管的真空表读数 总是会导致α1

C. 在其它条件不变的情况下，轴向旋涡运动总是2m的地方，进口水管和出口水管的半径分别为50mm和

会导致叶轮的理论扬程较低； 40mm，水的密度为1000 kg/m3。

D. 泵叶轮进口处的自由预旋总是会导致①试计算泵的扬程H；

②已知吸水池和排水池的水面压力均为大气压，吸水管α1

长度为5m，局部阻力系数之和为ξ1=6；排水管长 （3）下列说法错误的是（ ）。

A. 滑移系数K总是小于1； 度为40m，局部阻力系数之和为ξ2=12，吸水管和B. 叶片排挤系数Ψ总是大于1；

排水管的沿程阻力系数均取λ=0.03。试计算排水池的C. 流动效率ηh总是小于1； 水面比吸水池的水面高多少？

D. 有实际意义的叶轮，其反作用度τ总是小于1。 （6）某离心风机的转速为1000r/min，叶轮外径为500mm，

3．简答题 空气径向流入叶轮，空气密度为1.2kg/m3，叶片出口安装角

（1）简述离心式泵与风机的工作原理。 为120°，叶片出口处绝对速度的圆周分速度v2u∞=1.5u2。 （2）简述流体在离心式叶轮中的运动合成。

（3）在推导基本方程式时采用了哪些假设？ ①试计算叶轮的理论全压pT∞； （4）有哪些方法可以提高叶轮的理论扬程（或理论全

压）？ ②如叶轮流量、转速、尺寸均不变，且空气仍径向流入

（5）叶轮进口预旋和轴向旋涡运动会对叶轮扬程（或全叶轮，但将叶片出口安装角改为60°，问叶轮的理论全压pT∞压）产生如何影响？

（6）离心式泵与风机有哪几种叶片型式？各有何优点？ 下降多少？

∑∑

第三章练习题 叶轮，在叶轮出口处的相对速度为半径方向，空气密度为1.2

5．名词解释 kg/m3，设p/pT∞=0.85。试求风机的全压与有效功率。 （1）有效功率

（2）圆盘摩擦损失 （3）有一台离心风机，在某一工况时的参数为：转速

（3）容积效率 1450r/min，流量1.5m3/min，全压1200Pa，进气密度为

（4）泵与风机的性能曲线 1.2kg/m3；现有一工况与之相似，进气密度为0.9kg/m3，全压

（5）比例定律 为1200Pa，试计算后一工况的转速和流量。

（6）通用性能曲线 （4）有一机号为№8的风机，进气密度为1kg/m3，当转

（7）无因次流量系数 速为1450r/min，流量为25200m3/h时，全压为1922Pa，效率

（8）汽蚀现象 为85％，试计算此时的流量系数qV、压力系数p和功率系 （9）有效汽蚀余量

6．选择题[请在四个备选的答案中选择一个正确答案填数P。 至（ ）内]

（1）泵与风机的（ ）大小不影响流量和扬程。 （5）某电厂装有一台循环水泵，从铭牌上查得该泵的流

A.容积损失 B.机械损失 C.流动损失 D.量为54000m3/h，进口直径为1900mm，允许吸上真空高度为

冲击损失 3m。该泵吸水面的压头为9.7m，最高吸水温度为35℃（饱

（2）泵的（ ）不一定属于容积损失。 和压头为0.58m）。已知吸入管的阻力损失为0.4m，试计算该

A.叶轮进口密封环处的泄漏 B.轴封处泵的允许几何安装高度。

的泄漏 （6）有一供水系统如图3－12所示，泵的几何安装高度

C.多级泵的级间泄漏 D.平衡盘为3.7m，吸水面的绝对压力为98100 Pa，水温为20℃，水的

处的泄漏 密度为1000kg/m3，20℃水的饱和压头为0.24m。图3－13给

（3）对于一台后弯式离心风机，一般来说，当流量增大出了该泵的汽蚀性能曲线qV-∆hr和吸水管的流道阻力特时（ ）。

A.全压和轴功率增大 B.动压和轴功性曲线qV-hw。试查图计算当流量大约增大到多少时泵正率增大

C.效率和轴功率增大 D.全压和效率好开始发生汽蚀？

增大

（4）一般来说，随着比转速的增大（ ）。

A.圆盘摩擦损失和容积损失肯定较小 B. 圆盘图3－12 计算题3－4－6附图1

摩擦损失和流动损失肯定较小 第四章练习题

C.容积损失和流动损失肯定较大 D. 圆盘 1．选择题

摩擦损失和容积损失肯定较大 （1）在图4－5所示的立式凝结水泵结构图中，选择一个

7．简答题 正确的标注序号填入（ ）中。

（1）降低中、低比转速泵与风机圆盘摩擦损失的主要措 （a）（ ）是泵的进水口 （b）

施有哪些？ （ ）是泵的出水口

（2）为什么电厂循环水泵一般应选用具有陡降型的 （c）（ ）是泵的首级叶轮 （d）

（ ）是泵的末级叶轮 qV-H曲线？ （e）（ ）是泵轴 （f）

（3）为什么当泵与风机的流量发生变化时，其比转速是（ ）是泵的轴承

不变的？

（4）为什么低比转速的泵与风机其效率不会高？

（5）热力发电厂的除氧器为什么总是布置在给水泵的上图4－5 16NL－280型立式凝结水泵结构图

方？ （见教材p86 图4－10 注：应在原图中加上标注）

（6）为什么轴流泵发生汽蚀时其性能不会急剧下降？

8．计算题

（1）有一台双吸单级离心泵，设计工况为：转速 （2）在下列热力发电厂的泵与风机序号中选择至少两个

正确序号填入下面各题的（ ）中。 n=1450r/min，流量qV=340m3/h，扬程H=26m，轴功率P=32kW （a）锅炉给水泵 （b）汽轮机凝结水泵

（输送水的密度为1000kg/m3）。 （c）循环水泵

①已知该泵此时的容积效率为0.92，机械效率为0.90， （d）送风机 （e）引风机 （f）排粉风机 （g）

烟气循环风机 求泵的流动效率ηh； 1）热力发电厂的泵与风机中（ ）可以采用轴流式；

2）热力发电厂的泵与风机中（ ）应注意防磨、防②求该泵的比转速ns。 积灰和防腐蚀；

（2）有一叶轮外径为460mm的离心风机，在转速为3）热力发电厂的泵与风机中（ ）输送的是饱和热

1450r/min时，其流量为5.1 m3/s，且已知此时空气径向流入水，应采取防汽蚀措施。

πDn1． 简答题 为圆周速度，符号为，其大小为，方向为所在圆周的（1）简述电厂凝结水泵的作用、主要工作特点和结构特60

点。 切线方向（指向旋转方）；描述相对运动的速度称为相对速度，（2）简述锅炉引风机的作用、主要工作特点和结构特点。 符号为w，由于流体在叶轮中的相对运动非常复杂，在叶轮（3）离心泵产生轴向推力的原因主要有哪些？

第五章练习题 有无限多叶片且叶片为无限薄的假设条件下，相对速度的方

1．简答题 向为所在处叶片切线方向（指向叶轮出口），同一半径处相对

（1）轴流式泵与风机与其它类型的泵与风机相比有何特速度大小相等，与叶轮流量和流道形状有关；描述绝对运动点？ 的速度称为绝对速度，符号为v，其大小、方向是由圆周速

（2）轴流式泵与风机的qV-H曲线（或qV-p曲线）度和相对速度的大小、方向共同决定。

与离心式的有何区别？ （3）答：在推导基本方程式时，作了如下假设：

①叶轮中的叶片数为无限多且叶片为无限薄； （3）轴流式泵与风机的qV-P曲线与离心式的有何区②流体为理想流体；

别？由此说明这两种类型的泵与风机在启动和调节方法上有③流体作定常运动；

何区别？ ④流体是不可压缩的；

（4）轴流式泵与风机有哪几种基本结构型式？各种型式⑤流体在叶轮内的流动是轴对称流动。

有何优点？ （4）答：一般在设计工况下，α1∞等于或接近于90，叶（5）在相同转速和叶轮尺寸下，为什么离心式叶轮的扬

程（或全压）比轴流式的高得多？ 轮理论扬程（或理论全压）主要与叶轮出口速度有关。提高

2．计算题 叶轮理论扬程（或理论全压）的方法主要有：增加转速、增

（1）有一单级轴流式水泵，当转速为375 r/min时，在直大叶轮直径、减小叶轮出口宽度、增大叶片出口安装角等，

一般来说增加转速更为有利。 径为980mm处，水以4m/s速度沿轴向流入叶轮，以v2=4.5 （5）答：叶轮进口预旋又分正预旋（α1

（α1>90o），由基本方程式可知，在转速、流量等一定的情m/s的速度流出叶轮。试计算泵的理论扬程HT∞。 况下，正预旋会使叶轮扬程（或全压）减小，负预旋会使叶

（2）有一单级轴流式水泵，当转速为300 r/min，在直径轮扬程（或全压）增大。

为530mm处，水以4.05m/s速度沿轴向流入叶轮，在叶轮出 轴向旋涡运动使叶轮出口绝对速度的圆周分速度减小，

口处，绝对速度的圆周分速度为3.85 m/s。试计算进出口处因此，它会使叶轮的叶轮扬程（或全压）减小。

（6）答：离心式泵与风机有后弯式、径向式和前弯式三的叶片安装角β1e和β2e。 种叶片型式。后弯式叶片的优点是：静压能较高，流动损失

附录 小、效率较高，运行比较平稳，应用广泛；前弯式叶片的优

练习题参考答案 点是：叶轮扬程（或全压）较大，几何尺寸较小；径向式叶

片的优点是：流道通畅，防磨、防结垢性能较好。

第 一 章 （7）答：离心泵输送的介质是液体，液体的流动阻力损

失比气体大得多，液体在输送过程中的流动阻力损失主要是

2．简答题 靠离心泵的静扬程，因此，希望离心泵的静扬程较高，而后

（3）按照风机产生的全压大小，风机大致可分为：通风弯式离心泵具有静扬程较高、动扬程较低的特点，所以，离

机、鼓风机、压气机。 心泵都采用后弯式。

（4）叶片泵大致可分为：离心泵、轴流泵、混流泵和旋 （8）答：在其它条件不变的情况下，叶片出口安装角增

涡泵。 大时，叶轮扬程（或全压）也随之增大，但叶轮静扬程（或

静压）占扬程（或全压）的比例减小，即叶轮的静压能减小。

4．计算题

第 二 章 （1）HT∞=107.5m，H=77.4m

2．选择题 （2）①pst∞=562.9Pa，pd∞=1578.6Pa， （1）B

（2）C pT∞=2141.5Pa （3）B

3．简答题 ②pst∞占26.3%，pd∞占73.7% （1）答：离心式泵与风机在原动机带动下，叶轮发生旋

转，流过泵与风机的流体在叶轮中叶片的作用下也产生旋转， （3）n=1068r/min

流体获得的能量主要是来自旋转时产生的离心力的作用。流 （4）HT∞=30m 体是轴向流入叶轮，径向流出叶轮。

（2）答：在离心式叶轮中，流体绝对运动是圆周运动和 （5）①H=42.5m，②排水池的水面比吸水池的水面高

相对运动的合成，是一种复合运动。描述圆周运动的速度称约4.6m。

提示：两水面的高度差与吸水管路、出水管路的流动阻 （2）p=1244Pa，Pe=6.34kW 力损失之和等于泵的扬程。

（6）①pT∞=1233.7Pa，②pT∞下降822.5Pa （3）n2=1674r/min，qV2=1.73m3/min

提示：画出两种出口安装角的速度三角形，通过对这两 （4）qV=0.229，p=0.521，P=0.1405 个三角形的分析，可以看出，安装角为60°时，绝对速度的

圆周分速度为0.5u2。 （5）[Hg]=0.2m

（6）当流量大约增大到100m3/h时泵开始发生汽蚀。

第 三 章 pp 提示：利用公式∆ha=0-v-Hg-hw，在图中

2．选择题 ρgρvg

（1）B 画出qV-∆ha曲线，它与图中qV-∆hr曲线的交点，就是开（2）C

始发生汽蚀的工况点，再在图中查出该点的流量。 （3）B

（4）A

3．简答题

（1）答：降低中、低比转速泵与风机圆盘摩擦损失的主第 四 章

要措施有：减低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度、适

当选择叶轮与壳体的间隙、选择合理的泵腔结构形式、提高 1．选择题

转速。 （1）（a）1 （b）3 （c）12 （d）7 （e）5 （f）

（2）答：循环水泵的主要作用是向凝汽器不间断地提供4

大量的循环水，以冷却汽轮机的排汽，使之凝结成凝结水， （2）1）（c）（d）（e）

并在凝汽器中形成高度真空。循环水的取水水位往往有较大 2）（c）（e）（f）（g）

变化，另外，由于循环水水质较差，循环水系统的管道和设 3）（a）（b）

备往往会发生部分堵塞和结垢，流动阻力损失变化较大。而 2．简答题

循环水的提升和流动阻力损失的克服依靠的是循环水泵的扬（1）答：

程，即循环水泵的扬程会有较大的变化。为了保证机组安全 凝结水泵的作用是把凝汽器热井中的凝结水抽出并升压

经济运行，又必须保证要有充足、稳定的循环水量。而陡降到一定压力后，流经一些低压加热器，不间断地送往除氧器。

凝结水泵的主要工作特点是：吸入环境是高度真空，抽型qV-H曲线的水泵正好具有扬程变化较大时，流量变化吸的是饱和或接近饱和的温水，流量较大、扬程较高。

较小的特点，所以，电厂循环水泵一般应选用具有陡降型的凝结水泵的主要结构特点是：在结构型式上，凝结水泵

采用离心式；由于吸入环境是高度真空，所以凝结水泵在结qV-H曲线。 构上设置了一些水封机构；由于抽吸的是饱和或接近饱和的

（3）答：由于比转速是泵与风机设计工况的综合性能参温水，要求它抗汽蚀能力强，首级叶轮前一般设置诱导轮，

数，同时又是泵与风机的结构特征参数，尽管泵与风机的流或者首级叶轮采用双吸叶轮等；由于凝汽器热井标高较低，

量会发生变化，但其设计参数不会变化、结构不会变化，所为防止汽蚀，凝结水泵必须要倒灌，这样凝结水泵必须安装

以比转速是不变的。 得较低，为了减少土建工程量，大型机组的凝结水泵多采用

（4）答：低比转速的泵与风机，其叶轮的轮盘相对较大，立式，以减少占地面积。

所以，圆盘摩擦损失较高；其叶轮产生的流体压升较高，使（2）答：

得泄漏间隙两侧的压降较大，因而容积损失较高；另外，低 锅炉引风机的作用是不间断地从锅炉炉膛抽出燃烧产生

比转速的泵与风机，其叶轮流道窄长而且弯曲度较大，因此的高温烟气，高温烟气在流经锅炉各受热面时放出热量，烟

流动损失也较大。综合上述原因，低比转速的泵与风机的总气温度不断下降，然后经过除尘器除去其中的绝大部分飞灰，

损失较大，因此，其效率不会高。 再经过引风机升压排往烟囱，最终排放到大气中。

（5）答：除氧器中的给水是饱和状态的，根据泵的汽蚀引风机的主要工作特点是：流量大、全压较高，抽吸的

烟气温度较高（一般在100~200℃范围内），而且烟气中含有原理，给水泵的允许几何安装高度为：[Hg]=-hw-[∆h]，少量很细的飞灰和一些腐蚀性气体。

引风机的主要结构特点是：在结构型式上，中小机组常而hw和[∆h]均为正值，由此可见，[Hg]为负值，所以除氧采用离心式，大型机组偏向采用轴流式；由于烟气中含有飞

器必须布置在给水泵的上方。 灰和腐蚀性气体，所以，引风机应考虑防磨、防积灰和防腐

（6）答：轴流泵由于叶片少、叶轮流道宽，汽蚀时汽泡蚀；由于烟气温度较高，所以，引风机应考虑轴承冷却、机

只能占据其叶轮中的部分流道，不会出现汽蚀断裂工况，即壳热膨胀和热变形等问题。

性能曲线不会急剧下降。 （3）答：

4．计算题 离心泵产生轴向推力的原因主要有：由于离心式叶轮两

侧液体压力分布不对称，会在叶轮上产生一个由后盖板指向 （1）①ηh=0.91；②ns=100 叶轮进口的力，它是轴向推力的主要组成部分；由于液体是

轴向流入，径向流出，根据动量定理，液体会在叶轮上产生心式叶轮的扬程（或全压）比轴流式的高得多。

一个由叶轮进口指向后盖板的力；对于立式泵，由于转子的 2．计算题

重力（包括其中的液体重力）与轴平行，所以，此时转子的 （1）HT∞=4m 重力也属轴向推力，它的方向总是垂直向下。

（2）β1e≈26 ，β2e≈42

第 五 章

1．简答题 第 六 章

（1）答：

轴流式泵与风机与其它类型的相比，具有以下特点： 2．简答题

①流量大、扬程（或全压）低； （1）答：

②结构简单、体积小、重量轻； ①采用并联运行，可避免流量很大时采用一台大容量泵

③其动叶片可以设计成可调式的，这样，轴流式泵与风与风机所造成的制造困难、造价太高等问题；

机在很大的流量范围内能保持较高的效率； ②当系统所需的流量变化很大时，为了经济运行，可以

④轴流式风机的耐磨性较差，噪音较高； 用增减并联运行泵或风机的台数，来适应系统流量变化的要

⑤立式轴流泵电动机位置较高，没有被水淹没的危险，求；

这样其叶轮可以布置得更低，淹没到水中，启动时可无需灌③若工程分期进行，当机组扩建时，相应的流量增大，

水或抽真空吸水。 为充分利用原有的泵或风机，可增加泵或风机的台数，使其

（2）答： 与原有的泵或风机并联运行，以满足扩建后系统流量增大的

要求； 离心式qV-H曲线（或qV-p曲线）比较平坦，一般④为了运行的安全可靠，使运行的泵或风机与备用的泵

或风机以并联方式连接。 来说，扬程或全压随流量增大而连续减小；轴流式qV-H曲 （2）答：

（图略）同性能泵（或风机）并联运行时，总流量是各台线（或qV-p曲线）则是一条陡降的或呈马鞍形的曲线。离泵（或风机）的流量之和；总扬程（或静压）等于每台泵（或

心式一般没有不稳定工作区，即使有，其不稳定工作区的范风机）的扬程（或静压）；总轴功率等于各台泵（或风机）的

围也较小；而轴流式一般都有不稳定工作区，且不稳定工作轴功率之和。

区的范围较大。 同性能泵（或风机）并联运行时，总流量大于一台泵（或

（3）答： 风机）单独运行时的流量，但是流量增加的效果总是低于一

台单独运行的两倍；总扬程大于一台泵（或风机）单独运行 离心式qV-P曲线一般来说是一条连续上升的曲线，即时的扬程（或静压），但是扬程（或静压）增大的效果总是低

轴功率随着流量的增加而增大，零流量时轴功率最小；轴流于一台单独运行的两倍。

（3）答： 式qV-P曲线是一条陡降的或呈马鞍形的曲线，零流量时泵 变速调节时，泵与风机的性能曲线随转速发生变化，管

与风机的轴功率最大，在稳定工作区，轴功率随着流量的增路特性曲线不变，所以工作点沿着管路特性曲线变化，没有

加而减小。所以，离心式应零流量下启停（即关阀启停），可增加节流损失；另外，变速调节时，即使流量偏离设计流量

采用节流调节方法；轴流式应带负荷启停（即开阀启停），或较多，泵与风机仍有较高的效率。所以，变速调节的经济性

者是将静叶（或动叶）安装角调至较小时关阀启停，轴流式很高。

不宜采用节流调节方法。 （4）答：

（4）答： 汽蚀调节时，泵的性能曲线随着汽蚀程度的不同而发生

轴流式泵与风机有四种基本结构型式： 变化，在吸水面压力一定的情况下，泵汽蚀程度取决于吸水

① 只有单个叶轮，这种型式结构最简单； 水面的水位。当进入吸水容器的流量与泵输送的流量不同时，

② 单个叶轮并设有后置导叶，这种型式损失小、效率吸水水面的水位就会发生变化，使汽蚀程度改变，进而改变

高，静压能较高，应用广泛； 泵的性能曲线，管路特性曲线不变，这样工作点就会自动发

③ 单个叶轮并设有前置导叶，这种型式产生的全压较生变化，直至使泵的流量等于进入吸水容器的流量。由于汽

大，所以，在相同的全压下，采用这种型式的风机体积小、蚀调节时，工作点沿着管路特性曲线变化，没有增加节流损

重量轻； 失，虽然汽蚀时泵的效率有所降低，但仍能节约一定的轴功

④ 单个叶轮并设前置、后置导叶，这种型式损失小、率，调节经济性较高。

效率高，而且具有较好的调节性能。 （5）答：

（5）答： 防止泵与风机不稳定运行的主要措施有：

①避免选用具有驼峰型性能曲线的泵与风机； 离心式叶轮的理论扬程HT∞（或全压pT∞）比轴流式的 ②如果已选用了具有驼峰型性能曲线的泵与风机，可以

多一项离心力作用项，在一定的转速和叶轮尺寸下，理论扬采用下列防范措施：采用合适的调节方法；采用再循环系统；

装设溢流管或放气阀；采用适当的管路布置。 程HT∞（或全压pT∞）的离心力作用项数值较大，所以，离 （6）答：

叶轮外径车削或加长的作用主要有： 调节 D．汽蚀调节

①当泵与风机的容量过小时，加长叶轮外径可以增大泵4．在下列曲线中，（ ）不是风机的性能曲线。

与风机的容量，以满足实际生产需要； A．qV-pc B．qV-P C．qV-pst ②当泵与风机的容量过大时，车削叶轮可以减少节流损

失，降低泵与风机的轴功率，提高运行经济性； D．qV-p ③通过叶轮车削或加长，可以充分利用现有泵与风机，

避免购置新泵与风机所带来的投资增大、安装工作量大等缺5．离心泵基本方程式是（ ）。

点； 22222u2-u12w2v2∞-w1∞∞-v1∞A． HT∞=++⑤对于泵与风机制造厂，通过叶轮车削，可以简化产品2g2g2g系列和规格，减少新产品系列的技术开发费用。

3．计算题 B．HT∞=ρ(u2v2u∞-u1v1u∞) （1）提示：将流量8.4m3/s、静压1410Pa代入风机管路特

性曲线的方程式，计算出管路特性常数，再用管路特性曲线2222u2-u12w12∞-w2v2∞∞-v1∞C． HT∞=++的方程式列表计算曲线上几个点的坐标，将这些点的坐标标2g2g2g注在图中，最后用曲线将它们光滑连接起来。

（2）出水面上的绝对压力为0.69MPa uD．HT∞=(v2u∞-v1u∞) （3）①泵轴功率约为3357kW g ②泵转速约为2725 r/min，泵轴功率约为2678 kW

③年平均节约轴功率约为407.4万千瓦时 三、结构识图 （6分）

（4）②流量约为8200 m3/h，静压约为510Pa 在附图1－1所示的凝结水泵结构图中，选择一个正确的

（5）叶轮外径应车削约12.5% 标注序号填入（ ）中。

（6）叶片安装角在0°时，流量为7.5 m3/s，扬程为7m， （a）（ ）是泵的进水口 （b）

效率为86.7%，轴功率为594kW （ ）是诱导轮

叶片安装角在-10°时，流量为5.5 m3/s，扬程为4.9m， （c）（ ）是泵轴 （d）

效率为81%，轴功率为326kW （ ）是泵的轴封装置

综合自测题（一） （e）（ ）是泵的首级叶轮 （f）

（ ）是泵的末级叶轮

一、名词解释 （2.5×6=15分）

1．扬程

2．圆盘摩擦损失 附图1－1

3．泵与风机 四、填空题（4分）

4．汽蚀现象 单级离心泵的轴向推力不是很大，其平衡方法主要

5．必需汽蚀余量 有： 。

6．容积损失 五、作图题（4分）

二、单项选择题 （3×5=15分） 画出泵与风机的能量平衡图。

1．下列说法正确的是（ ）： 六、简答题

1．简述后弯式叶片的特点。 （8分） A． 绝对流动角α是与反方向的夹角； 2．为了防止发生汽蚀，提高泵有效汽蚀余量的主要措施

B． 相对速度的方向为所在处的叶片切线方向（指向叶有哪些？（6分）

轮出口）； 七、计算题

1． 某离心泵转速为1450r/min，其叶轮尺寸为：C． 叶片安装角βe为叶片的切线方向（指向叶轮出口）

与圆周速度反方向的夹角；

D． 相对流动角β是与的夹角。 b1=3.5cm，b2=1.9cm，D1=17.8cm，D2=38.1cm，β1e=18 ，β2e=20 。假设有无限多叶片且叶片为无限薄，

2．对轴流式泵与风机描述比较正确的是（ ）。 不考虑叶片厚度对流道断面的影响，液体径向流入叶轮。试

A．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮，所以轴流式泵计算叶轮的理论流量qV，T。（6分） 与风机的运行稳定性较好

B．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮，所以轴流式叶2． 某台双吸离心通风机的设计参数为：流量44090

轮提高流体的动能较小 m3/h，全压105mmH2O，转速375r/min，空气密度1.2kg/m3，

C．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮，所以流体得到风机效率0.88。试计算：

的能量没有离心力作用项 （1）该风机设计轴功率；（5分）

D．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮，所以轴流式叶（2）该风机的比转速。（5分）

轮的流动损失较小 3． 某泵把温度为50℃的水提升到30m的地方，泵的流

3．在下列调节方法中，泵不宜采用（ ）。 量为100m3/h，吸水池水面表压力为98100 Pa，压出水面表压

A．出口节流调节 B．入口导流器调节 C．变速力为490500Pa，全部管路的流动阻力损失为10m，50℃水的

密度为998.5kg/m3。 D． qV-P （1）试计算该泵此时的扬程为多少？（6分）

（2）写出此时的管路特性曲线方程式。（6分） 三、多项选择题 （3×4=12分）

4．某变速离心泵，在转速为1450r/min时，其性能曲线1．下列几种型式的泵中（ ）属于叶片式泵。

A．离心泵 B．回转泵 C．往复泵 D．射如附图1－2中的qV-H和qV-P所示，阀门全开时的管流泵 E．轴流泵

路特性曲线，如图中的曲线DE所示，此时，泵的工作点为2．下列措施中，（ ）不是平衡离心泵轴向推

力的主要措施。 图中A1点，其参数为：流量qV=35m3/h、扬程H=60m、A．采用双吸叶轮 B．采用诱导轮

轴功率P=7.5kW。已知水的密度为1000kg/m3。当所需的C．采用平衡盘

流量减小到20m3/h时，问： D．采用双层壳体 E．采用水封管

（1）泵转速应为多少？（7分） F．采用后弯式叶片

（2）泵的轴功率为多少？（7分） 3．泵的汽蚀特征有（ ）。

A．泵的出水中含有大量汽泡 B．泵的扬程降低 C．泵会发生喘振

附图1－2 D．泵的轴功率增大 E．泵的噪声增大

F．泵材料会损坏

4．下列损失中，（ ）不属于泵与风机的损失。

A．传动损失 B．圆盘摩擦损失 C．轴封处的机械损失

D．多级泵的级间泄漏损失 E．节流损失 F．冲击损失

四、填空题 （3分）

综合自测题（二） 离心式叶轮的叶片有 、 、 三

种型式。

一、名词解释 （2.5×4=10分） 五、作图题 （2×4=8分）

1． 比例曲线 1． 定性画出泵必需汽蚀余量∆hr随流量qV变化的关系2． 有效汽蚀余量

3． 工作点 曲线。

4． 有效功率 2． 定性画出轴流泵qV-H曲线、qV-P曲线。 二、单项选择题 （3×5=15分）

1．下列对圆盘摩擦损失描述正确的是（ ）。 六、简答题

A．圆盘摩擦损失属于流动损失 1． 轴流式泵与风机与其它类型的泵与风机相比，具有哪

B．圆盘摩擦损失与转速的三次方、叶轮外径的五次方些特点？（5分）

成正比 2． 简述电厂循环水泵的作用、主要工作特点和结构特

C．圆盘摩擦损失随比转速的增大而增大 点。（8分）

D．多级泵的圆盘摩擦损失属于容积损失 七、计算题

2．由于叶轮中某点的绝对速度是相对速度和圆周速度的1．有一叶轮外径为300mm的后弯式离心风机，转速为

向量合成，所以（ ）。 2980r/min，已知在叶轮进口处空气径向流入，在叶轮出口处，

A．绝对速度总是最大的 相对速度的圆周分速度为圆周速度u2的一半，空气密度为 B．绝对速度的径向分速度等于相对速度的径向分速度

1.2kg/m3，滑移系数K为0.85，流动效率为0.90，试计算该 C．绝对速度流动角α总是大于相对速度流动角β 风机的全压。（6分）

D．圆周速度等于绝对速度圆周分速度与相对速度圆周2．有一离心泵安装在地面上进行抽水，泵进口直径为

分速度之和 430mm，当流量为26m3/min时∆hr为2.4m，吸水面绝对压3．在下列措施中，（ ）不是防止泵发生汽蚀的措施。

A．采用诱导轮 B．提高转速 C．采用双吸叶轮 pV力为98550P，水温对应的汽化饱和压头为3.25m，吸D．增加倒灌高度 aρvg4．用下列调节方法调节泵与风机流量时，（ ）会增加

节流损失。 水管路的流动阻力损失hw为1m，水的密度为980 kg/m3。 A．入口端节流调节 B．变速条件 C．入口导流

器调节 D．动叶调节 （1）当吸水面低于地面多少米时泵开始发生汽蚀？（6

5．当水的密度发生变化时，下列曲线中（ ）曲线会分）

发生变化。 （2）此时泵的最大吸上真空高度为多少？（6分）

3．某泵在转速为2900r/min时有一工况点：流量为A．qV-H B．qV-Hc C．qV-η 30.17m/s，扬程为100m。问：与该泵几何相似但尺寸是其两

倍的泵，在转速为1450 r/min时，与前述工况点相似的工况

扬程为多少？（6分）

4．某台通风机的静压性能曲线如附图2－1所示，它在

管路中工作时，流量为14000m3/h。由于在风机选型时考虑

不周，风机容量选得过小，系统实际所需的流量为20000

m3/h，现考虑再并联一台同样性能的风机来满足需要。

（1）绘制出该管路的管路特性曲线；（7分）

（2）这两台风机在该管路中并联运行时，最大能输送多

大的流量？（8分）

附图2－1

综合自测题（一）参考答案

二、单项选择题

1．C

2．C

3．B

4．A

5．C

三、结构识图

（a）3 （b）2 （c）8 （d）6 （e）1 （f）

7

四、填空题

利用平衡孔或平衡管、采用双吸叶轮、采用背叶轮

六、简答题

1．答：与前弯式、径向式叶片相比，后弯式叶片的主要

特点是：产生的扬程（或全压）较低，但其中静压能较高，

出口绝对速度较小，流动损失小、效率较高；qV-H

（qV-p）曲线多数是随着流量的增大而下降，qV-P曲

线上升比较平缓，运行比较稳定，应用广泛。

2．答：

附图1－1 ①减小吸入管路的阻力损失，运行中不可关小吸入管路

10180

9170 8160 7150 6140

5130

120 4

3110 2100 190

080

70 1．解： 60 50α1∞=90、β1∞=β1e=18。 40

30 πD1nπ⨯17.8⨯145020 u===13.5 （m/s） 11060100⨯600

画50出速度三角形（图略），由图知：[1**********]

qv(m3/h) v1a∞=v1∞=u1tgβ1∞=13.5⨯tg18 =4.39 （m/s） 附图1－2

1000 H(m)

900

800

700

600)P(kW)

理论流量为：过坐标原点和A2点作出比例曲线OE′， OE′与性能qV，T=A1v1a∞=πD1b1v1a∞=π⨯17.83.5曲线B1，是A2⨯⨯4.39=0.0qV-H8的交点59工况的相似工况点，两工况100100

效率相等，查图得B1工况参数为：qV，B1=25.9m3/h， （m3/s）

2．解：

把流量和全压的单位换算成标准单位，得：

44090qV=44090m3/h==12.25 （m3/s） 3600HB1=67m，PB1=6.5kW，计算出B1工况的效率为：

p=105mmH2O≈105⨯10=1050Pa （Pa）

（1）该风机的设计轴功率为： ηB1=ρgqV，B1HB11000PB1=1000⨯9.81⨯25.9⨯67=0.727 1000⨯3600⨯6.5 （1）应用比例定律，计算出泵流量为20m3/h时的转速为：

P=qVp12.25⨯1050==14.62 （kW） 1000η1000⨯0.88n2=qV，A220n1=⨯1450=1120 （r/min） qV，B125.9

（2）由于空气密度1.2kg/m3，不需进行密度修正，即 （2）泵流量为20m3/h时的轴功率为：

p20=p。

因为该风机为双吸风机，所以比转速为： PA2=ρgqV，A2HA21000⨯9.81⨯20⨯40==31000ηB11000⨯3600⨯0.727

ny=nqV/2

3/4p20375⨯.25/2==5 3/41050（kW）

附录图－1

3．解： （1）此时泵扬程为： H=p02-p01490500-98100+HZ+hw=+30+10=80ρg998.5⨯9.81综合自测题（二）参考答案

（m）

（2）管路阻力特性曲线的方程式的一般形式为： 二、单项选择题 1．B

2．B 2 Hc=Hst+ϕqV 3．B

4．A 根据题意，管路系统静压Hst为： 5．D

三、多项选择题 p02-p01490500-98100Hst=+HZ=+30=70 1．A、E ρg998.5⨯9.812．B、D、E、F

（m） 3．B、E、F

当水泵在运行时，其扬程H等于管路的Hc，已知此时流4．A、E

量为： 四、填空题

100 qV=100m3/h==0.02778 （m3/s） 六、简答题 3600

1．答： 把Hc、Hst和qV代入上述方程式得： 轴流式泵与风机与其它类型的相比，具有以下特点：

①流量大、扬程（或全压）低； 280=70+0.02778ϕ ②结构简单、体积小、重量轻；

解得ϕ为： ③其动叶片可以设计成可调式的，这样，轴流式泵与风

80-70机在很大的流量范围内能保持较高的效率； ϕ==12958 ④轴流式风机的耐磨性较差，噪音较高； 0.027782

所以管路特性曲线方程式为： ⑤立式轴流泵电动机位置较高，没有被水淹没的危险，

这样其叶轮可以布置得更低，淹没到水中，启动时可无需灌2 （式中qV单位为m3/s） Hc=70+12958qV水或抽真空吸水。

4.解： 2．答：

变速调节时，管路特性曲线不变，过流量20m3/h作垂直 循环水泵的主要作用是向凝汽器不间断地提供大量的循线，它与管路特性曲线DE的交点A2（如附录图－1所示），环水，以冷却汽轮机的排汽，使之凝结成凝结水。汽轮机排就是泵降低转速流量为20m3/h的工作点，查图得其参数为：汽的高度真空主要是由于排汽凝结所形成的，所以，循环水

泵的运转状况、提供的循环水是否充足，严重地影响着机组qV，A2=20m3/h，HA2=40m。 的安全、经济运行。

循环水泵的工作特点是：流量很大、扬程低，多从自然根据题意，后一工况的几何尺寸是前一工况的两倍，后界吸水，循环水水质较差。 一工况的转速是前一工况的一半，所以，后一工况的扬程为：

22其结构主要特点是： ⎛D22⎫⎛n2⎫22⎪ ⎪H2= H=2⨯0.5⨯100=100 （m）①在结构型式上可采用离心式、混流式和轴流式，大型 D⎪ n⎪1⎝21⎭⎝1⎭机组的循环水泵多采用轴流式或混流式；

②由于循环水泵流量很大，导致泵的体积较大、吸入管 4．解：

径很大，安装位置一般较低，为了减少土建工程量，大型机（1）过流量14000m3/h作垂直线，它与风机的静压性能组循环水泵多采用立式，以减小占地面积、避免电动机有被曲线的交点为A1，A1点就是单台风机在管路中的工作点，水淹没的危险。 查附录图－2得其静压为250 Pa。

七、计算题 风机的管路特性曲线是一条过坐标原点的抛物线，其形

1．解： 2式为：pc=ϕ'qV。 由于在叶轮进口处空气径向流入，所以风机理论全压计

将A1点参数代入该式，计算出管路特性常数为： 算公式为：pT∞=ρu2v2u∞。

因为是后弯式风机，且已知叶轮出口处相对速度的圆周

分速度为圆周速度u2的一半，由出口速度三角形可知（图

略）：v2u∞=0.5u2，所以：

2 pT∞=ρu2v2u∞=0.5ρu2ϕ'=pcpst，A1250-6 ===1.2755⨯10222qVqV，A114000所以，管路特性曲线的方程式为： 2 （式中qV单位是m3/h） pc=1.2755⨯10-6qV

22

（Pa） 如图中的曲线OE所示，曲线OE就是所要绘制的管路特性

该风机的全压为： 曲线（提示：考虑到后一小题，曲线OE要画得长一点）。

（2）按照静压相等、流量叠加的原则，绘制出这两台同p=ηhKpT∞=0.90⨯0.85⨯1315=1006 （Pa）

一性能的风机并联运行时总性能曲线，如图中曲线2所示。

2．解： 曲线2与曲线OE的交点A2（如图所示），就是并联运

（1）最大几何安装高度为： 行时最大流量工况点，查图得其流量为：21700 m3/h。

所以，这两台风机在该管路中并联运行时，最大能输送p0pvHgmax=--hw-∆hr 流量为21700 m3/h。 ρgρvg

98550 -3.25-1-2.4=3.6 （m） =980⨯9.81附录图－2

所以，根据题意，当吸水水面低于地面3.6米时泵开始 发生汽蚀。 180 （2）最大几何安装高度与最大吸上真空高度的关系式为： 170

160 Vs2150Hgmax=Hsmax--hw 2g140

130

120 qV4qV4⨯26其中：Vs====3 （m/s） 11022 AsπDs60⨯π⨯0.43100 90所以，此时泵的最大吸上真空高度为： 80 B17022Vs360Hsmax=Hgmax++hw=3.6++1=5.06 502g2⨯9.8140D（m） 30 20 3．解： 10根据相似定律，当几何尺寸和转速发生变化时，相似工0况扬程之间的关系式为： [1**********]qv(m3/h) ⎛D22⎫⎛n2⎫H2= D⎪⎪ n⎪⎪H1 ⎝21⎭⎝1⎭ H(m)⎛πDn⎫⎛π⨯300⨯2980⎫=0.5ρ 2⎪=0.5⨯1.2⨯ ⎪=1315 ⎝1000⨯60⎭⎝60⎭用该方程式计算出管路特性曲线上一些点的坐标如下表所示：

E5060

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

002000 附录图－1

40006000 8000

附录图－2 pst(Pa)[***********][***********]400026000qv(m3/h)