【正文】 知查出汽包中飽和水密度 ρ 2＝ 673kg/m3，水位計(jì)中水的密度 ρ 1＝ 785kg/m3。） 答案： 解：在水連通管上取點(diǎn) A， A點(diǎn)左右兩側(cè)靜壓力相等，若略去高差 Δh 一段蒸汽的重位壓頭，可列出如下方程式： ρ 2g（ Δh ＋ h1）＝ ρ 1gh1 673（ Δh ＋ ）＝ 785 Δh ＝（ － 673 ） /673＝ （ m） ≈50 （ mm） 汽包內(nèi)的實(shí)際水位 h2＝ h1＋ Δh ＝ 300＋ 50＝ 350（ mm） 答：汽包內(nèi)的實(shí)際水位 h2＝ 350mm，汽包內(nèi)的實(shí)際水位與水位計(jì)水位差值 Δh 為 50mm。 如圖所示，鍋爐送風(fēng)機(jī)的吸入管徑 d = ，已測(cè)得 U 形管測(cè)壓計(jì)中水柱高差 △h= 0 . 234mH 2O ，空氣溫度 t=20℃ 時(shí)密度 ρ= kg/m 3。試計(jì)算：如果吸人管路阻力損失為 55m 空氣柱時(shí)，求風(fēng)機(jī)的體積流量 Q 和重量流量 Qc 。 答案： 以風(fēng)機(jī)吸人管軸線為基準(zhǔn) 00 ， 將 11 斷面取在離風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn)但水平高度相同的地方，這樣 P1x=Pb=0， Z1=0,v1=0。 2 一 2 斷面 取在測(cè)壓管處，z2=0,p2x=— ρgh= — *9807=— 寫出能量方程 五、繪圖題（ 10 分） 轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 的離心風(fēng)機(jī)，葉輪內(nèi)徑 D1=480mm。葉片進(jìn)口處空氣相對(duì)速度 ω1=25m/s ， 與圓周速度的夾角為 β 1=60176。 ，試?yán)L制空氣在葉片進(jìn)口處的速度三角形。 答 案：風(fēng)機(jī)進(jìn)口處圓周速度為： u1=πD 1n/60=1500/60= 一、選擇題 (20 分 ) 流體運(yùn)動(dòng)的兩種重要參數(shù)是 ( )。 （ A）壓力、速度； （ B）壓力、溫度； （ C）比容、密度； （ D）比容、速度。 答案： A 雷諾數(shù) Re可用來(lái)判別流體的流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng) ( )時(shí)是紊流狀態(tài)。 (A) Re2022； (B) Re2022； (C) Re1000； (D) Re1000。 答案： A 流體流動(dòng)時(shí)引起能量損失的主要原因是（ ）。 （ A）流體的壓縮性； （ B）流體膨脹性； （ C）流體的不可壓縮性； （ D）流體的粘滯性。 答案： D （ ）管路各段阻力損失相同。 （ A）短管管系； （ B）串聯(lián)管系； （ C）并聯(lián)管系； （ D）分支管系。 答案： C 溫度升高對(duì)流體粘度影響是（ ）。 （ A）液體粘度上升，氣體粘度下降 （ B）液體粘度下降，氣體粘度上升； （ C）液體和氣體粘度都上升； (D) 液體和氣體粘度都下降 答案： B 下列四種泵中，相對(duì)流量最高的是 ( )。 (A)離心泵； (B)軸流泵； (C)齒輪泵； (D)螺桿泵。 答案： B 效率最高的葉輪葉片型 式是（ ）。 （ A) 前向型 (B)徑向型 (C) 后向型 (D)軸向型 答案： C 機(jī)械密封裝置屬于（ ） (A)級(jí)間密 封裝置； (B) 軸封裝置； (C)內(nèi)密封裝置； （ D）填料密封裝置 答案： B 站在電機(jī)側(cè)的端面，面對(duì)風(fēng)殼，風(fēng)輪為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)是 ( )風(fēng)機(jī)。 (A)右旋； (B)左旋； (C)左右旋； 答案： A 某臺(tái)水泵在運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了軸承潤(rùn)滑不良，軸承處的機(jī)械摩擦比較嚴(yán)重，轉(zhuǎn)速?zèng)]有明顯變化，這時(shí)相應(yīng)地會(huì)出現(xiàn)（ ）。 A． 流量減小、揚(yáng)程降低、電動(dòng)機(jī)功率增大； B． 流量減小、揚(yáng)程降低、電動(dòng)機(jī)功率減?。? C． 流量減小、揚(yáng)程降低、電動(dòng)機(jī)功率變化不明顯； D． 流量和揚(yáng)程不變、電動(dòng)機(jī)功率增大。 答案： D 二、簡(jiǎn)答題 (30 分 ) 大型的軸流式、混流式泵與風(fēng)機(jī)采用什么調(diào)節(jié)方式經(jīng)濟(jì)性最高？ 答案：大型的軸流式、混流式泵與風(fēng)機(jī)采用可動(dòng)葉片調(diào)節(jié)，即動(dòng)葉安裝角可隨不同工況而改變，這樣使泵與風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)的效率大大提高，當(dāng)葉片安裝角增大時(shí)，性能曲線的流量、 揚(yáng)程、功率都增大，反之都減小。因而啟動(dòng)時(shí)可減小安裝角以降低啟動(dòng)功率。改變?nèi)~片的安裝角時(shí)效率曲線也有變化，但在較大流量范圍內(nèi)幾乎可保持較高效率，而且避免了采用閥門調(diào)節(jié)的節(jié)流損失，所以這種調(diào)節(jié)方式經(jīng)濟(jì)性很高。 離心泵的軸向力是如何產(chǎn)生的？ 答案：離心泵在運(yùn)行時(shí)，由于作用在葉輪兩側(cè)的壓力不相等，尤其是高壓水泵，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的壓差作用力 F1，此作用力的方向與離心泵轉(zhuǎn)軸的軸心線相平行，故稱為軸向力。另外，液體在進(jìn)入葉輪后流動(dòng)方向由軸向轉(zhuǎn)為徑向，由于流動(dòng)方向的改變，產(chǎn)生了動(dòng)量，導(dǎo)致流體對(duì)葉輪產(chǎn)生一個(gè)反沖力 F2。反沖力 F2 的方向與軸向力 F1 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 F3表示。在這三部分軸向力中， F1 是主要的。 管內(nèi)流體流動(dòng)產(chǎn)生的阻力損失有哪幾種？如何減少？ 答案：管內(nèi)流體流動(dòng)產(chǎn)生的阻力損失有沿程阻力損失和局部阻力損失。 1 ．從公式分析減小阻力損失的措施 ( 1 ）減小沿程阻 力損失。 1 ）減小管長(zhǎng) L 。沿程阻力損失的大小與管路長(zhǎng)度成正比，在滿足需要和保證安全的基礎(chǔ)上，盡量減小管道長(zhǎng)度。 2 ）選用合理的經(jīng)濟(jì)流速，適當(dāng)增大管徑 d 。 3）減小管壁的絕對(duì)粗糙度 4）提高液體溫度，以減小動(dòng)力粘滯系數(shù) 5）使用圓管。 （ 2）減小局部阻力損失 減少局部阻件個(gè)數(shù)；改善局部阻件形狀 例如管道進(jìn)口采用圓弧光滑過(guò)渡；改突然變徑管為漸變管；采用較大的轉(zhuǎn)彎半徑；減小三通阻力 從運(yùn)行角度考慮減小阻力損失主要是保持各管路部件處于合理的運(yùn)行狀態(tài)。減少由于節(jié)流、堵塞等非正常流動(dòng)而造成的阻力損失。 當(dāng)粘性流體繞流圓柱體時(shí)為什么會(huì)發(fā)生邊界層的脫離？ 答案：在邊界層內(nèi)的流體質(zhì)點(diǎn)除了受到摩擦阻力的作用外，還受到流動(dòng)方向上壓強(qiáng)差的作用。當(dāng)流體繞過(guò)圓柱體最高點(diǎn) B 流到后半部時(shí)，壓強(qiáng)增加，速度減小，從而使動(dòng)能消耗更大。當(dāng)達(dá)到 S 點(diǎn)時(shí)，近壁處流體質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能已被消耗完盡，于是一部分流體質(zhì)點(diǎn)在 S 點(diǎn)停滯下來(lái)，過(guò) S 點(diǎn)以后，壓強(qiáng)繼續(xù)增加，在壓強(qiáng)差的作用下，近壁處的流體質(zhì)點(diǎn)開始倒退。邊界層內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)的倒流迅速擴(kuò)展，而邊界層外的主流繼續(xù)向前流動(dòng)，以 ST 線為界，在 ST 線內(nèi)是倒流，在 ST 線外是向前 的主流，兩者流動(dòng)方向相反，從而形成旋渦。使流體不再貼著圓柱體表面流動(dòng)，而從表面分離出來(lái)，造成邊界層分離， S 點(diǎn)稱為分離點(diǎn)。 什么是水擊現(xiàn)象？如何防止 ? 答案：在壓力管路中，由于液體流速的急劇變化，從而造成管中液體的壓力顯著、反復(fù)、迅速的變化，對(duì)管道有一種 “ 錘擊 ” 的特征，稱這種現(xiàn)象為水錘。 (或叫水擊。 ) 防止措施 ：增加閥門啟閉時(shí)間；盡量縮短管道的長(zhǎng)度；增大管道直徑；管道上裝設(shè)安全閥門等等減壓裝置 ，以限制壓力突然升高的數(shù)值或壓力降得太低的數(shù)值。 什么是水泵的汽蝕現(xiàn)象？為防止汽蝕現(xiàn)象在泵的結(jié)構(gòu)上可采取哪些措施？ 答案：泵內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)液體的汽化與凝聚過(guò)程而引起對(duì)流道金屬表面的機(jī)械剝蝕與氧化腐蝕的破壞現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱汽蝕。 1）首級(jí)葉輪采用雙吸葉輪，當(dāng)流量相同時(shí)，雙吸葉輪能使葉輪進(jìn)口的流速降低一半，從而降低 NPSHR 。 2 ）增大葉輪進(jìn)口面積，可用增大葉輪進(jìn)口直徑 D和增大葉片進(jìn)口寬度 B 等方法來(lái) 達(dá)到。 3 ）適當(dāng)增大葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處曲率半徑，這樣可以減小液體脫壁程度，從而降低 NPSHR 。 4 ）裝置誘導(dǎo)輪或前置葉輪。 5 ）選擇適當(dāng)?shù)娜~片數(shù)也能提高抗汽蝕性能。 三、計(jì)算題（ 40 分） 用舊鋼管做沿程能頭損失試驗(yàn)，已知管徑 d＝ ，水溫 t＝ 10℃( 運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù) ν ＝ ／ s)，通過(guò)流量 q＝ ／ s,問(wèn)管道中的水流呈什么流態(tài) ?沿程阻力系數(shù) λ 為多少 ? 答案： 解：管中平均流速 則管中雷諾數(shù)為 Re＜ 2300,所以管中水流為層流。 沿程阻力系數(shù)為 答：管道中的水流為層流；沿程阻力系數(shù)為 。 如圖所示，一直徑 d =3m 的圓形閘門受到水的兩面壓力。左側(cè)水深 h1=6m ，右側(cè)水深 h2=4m 。求作用于閥門上的總壓力的大小。 答案： 某電廠有一冷凝泵，轉(zhuǎn)速 n=1450r/min下的某工況點(diǎn) A參數(shù)為流量 qv= 35m3 / h , H = 62m , P = 7 . 6kw ， η ＝ , 問(wèn)當(dāng)轉(zhuǎn)速 n =2900r / min 時(shí)，與 A 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相似工況點(diǎn)的參數(shù)為多少？ 答案： 某水泵把溫度為 50℃ 的水提高到 Hz=30 m的地方，吸水面壓力為大氣壓 pa，出水面的表壓力為 499000Pa，水的密度為 998kg/m3，管路的全部流動(dòng)損失為 hw=5m，試計(jì)算泵的揚(yáng)程。 答案：假設(shè)泵的吸水高度為 H排水高度為 H2，由題意知： H1＋ H2=30m；設(shè)吸水管道的流動(dòng)損失為 hw排水管道的流動(dòng)損失為 hw2，由題意知：hw1＋ hw2=5m。吸水面壓力為大氣壓力 pa，根據(jù)題意，出水面的絕對(duì)壓力則為 p02= pa＋ 499000（ Pa）。 解：泵的揚(yáng)程為： （ m） 五、繪圖題（ 10 分） 畫出兩臺(tái)性能相同的離心泵并聯(lián)工作時(shí)的性能曲線，并指出并聯(lián)工作時(shí)每臺(tái)泵的工作點(diǎn)。 答案：兩臺(tái)性能相同的離心泵并聯(lián)工作 時(shí)的性能曲線如圖所示，圖中 B點(diǎn)為并聯(lián)工作時(shí)每臺(tái)泵的工作點(diǎn)， A點(diǎn)為總的工作點(diǎn)。