【正文】 的液體，并在損失最小的條件下引入次級(jí)葉輪的進(jìn)口或壓出室，同時(shí)在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。集流器：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。吸入室（泵）：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的液體流速分布均勻。 機(jī)械密封：使用壽命長，密封效果好，摩擦耗功小，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度與安裝技術(shù)要求高，造價(jià)貴。故一般用于大容量低揚(yáng)程的場合。9． 試簡述活塞泵、齒輪泵及真空泵、噴射泵的作用原理？答：活塞泵：利用工作容積周期性的改變來輸送液體，并提高其壓力。真空泵：利用葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空來輸送流體。 軸流式：利用旋轉(zhuǎn)葉輪、葉片對(duì)流體作用的升力來輸送流體，并提高其壓力。因此，流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)是一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)。＜。 一般采用環(huán)流系數(shù)k或滑移系數(shù)σ來修正。比較之下，用提高轉(zhuǎn)速來提高理論能頭，仍是當(dāng)前普遍采用的主要方法。即隨不斷減小，亦不斷下降。前彎式：＞90176。因此，前彎式葉片所產(chǎn)生的揚(yáng)程最大，徑向式葉片次之，后彎式葉片最小。為了高效率的要求，離心泵均采用后彎式葉片，通常為20176。如圖所示。 目前國內(nèi)外大型電站普遍采用軸流式風(fēng)機(jī)作為鍋爐的送引風(fēng)機(jī)、軸流式水泵作為循環(huán)水泵。答：（1）機(jī)械損失：主要包括軸端密封與軸承的摩擦損失及葉輪前后蓋板外表面與流體之間的圓盤摩擦損失兩部分。這項(xiàng)損失的功率約為軸功率的2％10％，是機(jī)械損失的主要部分。如何減?。簽榱藴p少進(jìn)口的容積損失，一般在進(jìn)口都裝有密封環(huán)(承磨環(huán)或口環(huán))，在間隙兩側(cè)壓差相同的情況下，如間隙寬度減小，間隙長度增加，或彎曲次數(shù)較多，則密封效果較好，容積損失也較小。2． 為什么圓盤摩擦損失屬于機(jī)械損失？答：因?yàn)槿~輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩側(cè)的流體，由于受離心力的作用，形成回流運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失。因此，有限葉片葉輪的—曲線，也是一條向下傾斜的直線，且位于無限多葉片所對(duì)應(yīng)的—曲線下方。沖擊損失在設(shè)計(jì)工況下為零，在偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)則按拋物線增加，在對(duì)應(yīng)流量下再從c曲線上減去因沖擊而損失的揚(yáng)程后即得d線。5．為什么前彎式葉片的風(fēng)機(jī)容易超載？在對(duì)前彎式葉片風(fēng)機(jī)選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么問題？答：前彎式葉輪隨流量的增加，功率急劇上升，原動(dòng)機(jī)容易超載。所以離心式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動(dòng)。當(dāng)時(shí)來流速度的流動(dòng)角減小，沖角增大。泵葉輪旋轉(zhuǎn)對(duì)流體做功，除了使流體獲得有用功率之外，尚有各種損失轉(zhuǎn)化為熱能，使水溫升高；同時(shí)流體從泵進(jìn)口到出口的等熵壓縮過程，也會(huì)使水溫升高。第三章思考題1． 兩臺(tái)幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似條件下，其性能參數(shù)如何按比例關(guān)系變化？答：流量相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其流量之比與幾何尺寸之比的三次方成正比、與轉(zhuǎn)速比的一次方成正比，與容積效率比的一次方成正比。全壓 功率 4． 為什么說比轉(zhuǎn)數(shù)是一個(gè)相似特征數(shù)？無因次比轉(zhuǎn)數(shù)較有因次有何優(yōu)點(diǎn)？答：比轉(zhuǎn)數(shù)是由相似定律推導(dǎo)而得，因而它是一個(gè)相似準(zhǔn)則數(shù)。反之，在流量增加，揚(yáng)程(全壓)減小時(shí)，比轉(zhuǎn)數(shù)隨之增加，此時(shí)，葉輪的外緣直徑及葉輪進(jìn)出口直徑的比值隨之減小，而葉輪出口寬度則隨之增加。由此可見，葉輪形式引起性能參數(shù)改變，從而導(dǎo)致比轉(zhuǎn)數(shù)的改變。在低比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)(200)，功率隨流量的增加而增加，功率曲線呈上升狀。比轉(zhuǎn)數(shù)低時(shí)，效率曲線平坦，高效率區(qū)域較寬，比轉(zhuǎn)數(shù)越大，效率曲線越陡，高效率區(qū)域變得越窄，這就是軸流式泵和風(fēng)機(jī)的主要缺點(diǎn)。用無因次性能參數(shù)、繪制無因次性能曲線時(shí)，首先要通過試驗(yàn)求得某一幾何形狀葉輪在固定轉(zhuǎn)速下不同工況時(shí)的、及，值，然后計(jì)算出相應(yīng)工況時(shí)的、并繪制出以流量系數(shù)為橫坐標(biāo)，以壓力系數(shù)、功率系數(shù)及效率為縱坐標(biāo)的一組—、—及—曲線。用比例定律可以進(jìn)行性能參數(shù)間的換算，如已知轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能曲線，欲求轉(zhuǎn)速為時(shí)的性能曲線，則可在轉(zhuǎn)速為時(shí)的—性能曲線上取任意點(diǎn)3…等的流量與揚(yáng)程代入比例定律，由 可求得轉(zhuǎn)速為時(shí)與轉(zhuǎn)速為時(shí)相對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn)、…。 危害：（1）材料破壞 （2）噪聲和振動(dòng)（3）性能下降2． 為什么泵要求有一定的幾何安裝高度？在什么情況下出現(xiàn)倒灌高度？答：提高吸水性能，使泵在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)不發(fā)生汽蝕。4． 何謂有效汽蝕余量和必需汽蝕余量，二者有何關(guān)系？答：有效汽蝕余量：指泵在吸入口處，單位重量液體所具有的超過汽化壓力（飽和蒸汽壓力）的富余能量。6． 為什么目前多采用汽蝕余量來表示泵的汽蝕性能，而較少用吸上真空高度來表示？答：因?yàn)槭褂闷g余量時(shí)不需要進(jìn)行換算，特別對(duì)電廠的鍋爐給水泵和凝結(jié)水泵，吸入液面都不是大氣壓力的情況下，尤為方便。因此也是一個(gè)相似特征數(shù)。也有同時(shí)采用既增大又增大的方法。(3)增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。(5)首級(jí)葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。(2)合理確定兩個(gè)高度。(4)采用雙重翼葉輪。在主葉輪之前裝一個(gè)類似軸流式的超汽蝕葉輪，其葉片采用了薄而尖的超汽蝕翼型，使其誘發(fā)一種固定型的汽泡，覆蓋整個(gè)翼型葉片背面，并擴(kuò)展到后部，與原來葉片的翼型和空穴組成了新的翼型。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡單而又可靠的一種方法。區(qū)別：泵(風(fēng)機(jī))的揚(yáng)程：是提供能量的,隨流量的增加揚(yáng)程降低,曲線下降。串聯(lián)特點(diǎn)：流量彼此相等，總揚(yáng)程為每臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）揚(yáng)程之和。（3）因?yàn)檩斔偷墓艿廊允窃械?，直徑也沒增大，而管道摩擦損失隨流量的增加而增大了，從而導(dǎo)致總阻力增大，這就需要每臺(tái)泵都提高它的揚(yáng)程來克服增加的阻力，故并聯(lián)后揚(yáng)程大于并聯(lián)前揚(yáng)程。6．為什么說單憑泵或風(fēng)機(jī)最高效率值來衡量其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高低是不恰當(dāng)?shù)模看穑阂驗(yàn)橹挥挟?dāng)泵與風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)位于高效區(qū)時(shí)，經(jīng)濟(jì)性才高。缺點(diǎn)是投資昂貴。缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟(jì)，而且只能在小于設(shè)計(jì)流量一方調(diào)節(jié)。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省功率。如果汽輪機(jī)負(fù)荷常變，特別是長期在底負(fù)荷下時(shí)采用汽蝕調(diào)節(jié)會(huì)使壽命大大降低。在較大流量范圍內(nèi)幾乎可以保持高效率，避免了采用閥門調(diào)節(jié)的節(jié)流損失。？答：葉輪外徑的切割應(yīng)使效率不致大幅度下降為原則。對(duì)高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵，則應(yīng)當(dāng)把前后蓋板切成不同的直徑，使流動(dòng)更加平順，前蓋板的直徑要大于后蓋板處的直徑，且平均直徑為？又如何平衡的？答：以單級(jí)葉輪為例，如圖所示，由葉輪流出的液體，有一部分經(jīng)間隙回流到了葉輪蓋板的兩側(cè)。反沖力的方向與軸向力的方向相反。對(duì)于立式水泵，轉(zhuǎn)子的重量是軸向的，也是軸向力的一部分，用表示，方向指向葉輪入口。在設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓水室內(nèi)液體流動(dòng)的速度和方向與液體流出葉輪的速度和方向基本上是一致的，因此從葉輪流出的液體能平順地流入壓水室，所以葉輪周圍液體的速度和壓力分布是均勻的，此時(shí)沒有徑向力。以后沿壓水室不斷受到?jīng)_擊，壓力不斷增加，因此壓水室的液體壓力在隔舌處最小，到出口擴(kuò)壓管處壓力處最大。由此可見，反沖力的大小是隔舌處最大，擴(kuò)壓管處最小，而反沖力引起的徑向力是從開始向葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)90176。當(dāng)流量大于設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓水室內(nèi)的液體壓力是從隔舌開始下降到擴(kuò)壓管處最小，徑向力的方向是自隔舌開始沿葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)90176。 如何平衡：（1）采用雙層壓水室平衡（2）采用兩個(gè)壓水室相差180度的布置方法平衡。而反沖力是隔舌處最小，擴(kuò)壓管處最大，由反沖力引起的徑向力的方向是從開始向葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向旋轉(zhuǎn)90176。這是引起徑向力的次要原因。的位置。并且方向也改變了，結(jié)果使流出葉輪的液體撞擊壓水室中的液體，使流出葉輪的液體速度減慢，動(dòng)能減小，在壓水室內(nèi)液體的壓力則升高。 如何平衡：（1）采用雙吸葉輪或?qū)ΨQ排列的方式平衡 （2）采用平衡孔和平衡管平衡 （3）采用平衡盤平衡 （4）采用平衡鼓平衡10．離心泵徑向力是如何產(chǎn)生的？又如何平衡的？答：采用螺旋形壓水室的水泵，在設(shè)計(jì)工況工作時(shí)，沒有徑向力。但在啟動(dòng)時(shí)，由于泵的正常壓力還未建立，所以反沖力的作用較為明顯。此壓力差積分后就是作用在葉輪上的推力，以符號(hào)表示。對(duì)于＜60的低比轉(zhuǎn)數(shù)多級(jí)離心泵，只切割葉片而保留前后蓋板，則能夠保持葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙不變，液流有較好的引導(dǎo)作用，但園盤摩擦損失仍保持未變而導(dǎo)致效率下降。變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯，且易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化。 可動(dòng)葉片調(diào)節(jié)：原理是動(dòng)葉安裝角可隨不同工況而改變，通過改變泵與風(fēng)機(jī)本身的性能曲線來調(diào)節(jié)流量。 汽蝕調(diào)節(jié)：原理是利用泵的汽蝕特性來調(diào)節(jié)流量，改變泵本身的性能曲線。同一流量下，入口端節(jié)流損失小于出口端節(jié)流損失，但由于入口端調(diào)節(jié)會(huì)使進(jìn)口壓力下降，對(duì)于泵有引起汽蝕的危險(xiǎn)，只能適用于風(fēng)機(jī)。①出口端節(jié)流：只改變管路特性曲線。7．泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)有哪幾種調(diào)節(jié)方式？其原理是什么？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：變速調(diào)節(jié)：原理是在管路特性曲線不變時(shí)，用變轉(zhuǎn)速改變泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線，從而改變工況點(diǎn)。 （2）兩臺(tái)泵串聯(lián)工作時(shí)所產(chǎn)生的總揚(yáng)程小于泵單獨(dú)工作時(shí)揚(yáng)程的二倍，而大于串聯(lián)前單獨(dú)運(yùn)行的揚(yáng)程。 （2）兩臺(tái)泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和，與各泵單獨(dú)工作時(shí)相比，兩臺(tái)泵并聯(lián)后的總流量小于各泵單獨(dú)工作時(shí)流量的二倍，而大于一臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的流量。關(guān)系：當(dāng)二者相等時(shí)，泵（風(fēng)機(jī)）穩(wěn)定工作。對(duì)于風(fēng)機(jī)，因氣體密度很小，形成的氣柱壓力可以忽略不計(jì)，即為零，又因引風(fēng)機(jī)是將煙氣排入大氣，故該風(fēng)機(jī)的管路特性曲線方程可近似認(rèn)為 因此可以看出，管路特性曲線是一條二次拋物線，此拋物線起點(diǎn)應(yīng)在縱坐標(biāo)靜揚(yáng)程處；風(fēng)機(jī)為一條過原點(diǎn)的二次拋物線，如圖所示。(6)設(shè)置前置泵。所以，雙重翼離心泵不會(huì)降低泵的性能，卻使泵的抗汽蝕性能大為改善。(3)采用誘導(dǎo)輪。二、提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量可以采取如下措施：(1)減小吸入管路的流動(dòng)損失。(4)葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加長。(2)采用雙吸式葉輪。 9． 提高泵的抗汽蝕性能可采用那些措施？基于什么原理？答：一、提高泵本身的抗汽蝕性能(1)降低葉輪入口部分流速。7． 提高轉(zhuǎn)速后，對(duì)泵的汽蝕性能有何影響？答：對(duì)同一臺(tái)泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變化，即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為惡化。二者關(guān)系：當(dāng)（＞）時(shí)，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（＜＝時(shí)，泵內(nèi)不會(huì)發(fā)生汽蝕； 當(dāng)（＝＝）時(shí)，處于臨界狀態(tài)。3． 電廠的給水泵及凝結(jié)水泵為什么都安裝在給水容器的下面？答：給水泵的吸入容器是除氧器，凝結(jié)水泵的吸入容器是凝汽器，除氧器和凝汽器里都是飽和狀態(tài)，即液面壓力等于該溫度下水的飽和壓力。制造廠所提供的是通過性能試驗(yàn)所得到的通用性能曲線。因此，如把各類泵或風(fēng)機(jī)的無因次性能曲線繪在同一張圖上，在選型時(shí)可進(jìn)行性能比較。7．無因次的性能曲線是如何繪制的？與有因次性能曲線相比有何優(yōu)點(diǎn)？答：凡幾何相似的泵或風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其無因次系數(shù)相同。當(dāng)比