泵與風(fēng)機模擬練習(xí)題（附答案）一、選擇題（每題2分，共30分）1.離心式泵與風(fēng)機的主要工作部件是（）A.葉輪B.蝸殼C.集流器D.擴散器答案：A。葉輪是離心式泵與風(fēng)機中唯一對流體做功的部件，通過葉輪的旋轉(zhuǎn)將機械能傳遞給流體，使其獲得能量，所以是主要工作部件。2.泵的揚程是指（）A.泵的升揚高度B.泵所輸送的單位重量液體從泵進口到泵出口所增加的能量C.泵的吸上高度D.泵的幾何安裝高度答案：B。泵的揚程是衡量泵對單位重量液體做功能力的指標(biāo)，即單位重量液體從泵進口到泵出口所增加的能量，A選項升揚高度只是揚程的一部分，C選項吸上高度是泵吸入口處的相關(guān)高度，D選項幾何安裝高度是泵的安裝位置高度，均不符合揚程定義。3.風(fēng)機的全壓是指（）A.風(fēng)機出口的壓力B.風(fēng)機進口的壓力C.風(fēng)機出口與進口的壓力差D.風(fēng)機出口的動壓答案：C。風(fēng)機全壓是指單位體積氣體通過風(fēng)機所獲得的能量增加值，等于風(fēng)機出口與進口的壓力差，A、B選項只提及單一位置壓力，D選項動壓只是全壓的一部分。4.離心泵的允許吸上真空高度$H_{s}$與（）有關(guān)。A.當(dāng)?shù)卮髿鈮毫.輸送液體的溫度C.泵的流量D.以上都是答案：D。當(dāng)?shù)卮髿鈮毫绊懕眠M口處的壓力情況，輸送液體的溫度會改變液體的汽化壓力，泵的流量會影響泵內(nèi)的流動情況和壓力分布，這些因素都會對允許吸上真空高度$H_{s}$產(chǎn)生影響。5.當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速提高20%時，其揚程將提高（）A.20%B.44%C.60%D.80%答案：B。根據(jù)離心泵的比例定律，$H_2/H_1=(n_2/n_1)^2$，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高20%，即$n_2=1.2n_1$時，$H_2/H_1=(1.2)^2=1.44$，所以揚程提高44%。6.軸流式泵與風(fēng)機的主要特點是（）A.流量大、揚程（全壓）低B.流量小、揚程（全壓）高C.流量和揚程（全壓）都大D.流量和揚程（全壓）都小答案：A。軸流式泵與風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和工作原理決定了它適用于大流量、低揚程（全壓）的場合，通過流體沿軸向流動獲得能量。7.泵與風(fēng)機的效率是指（）A.有效功率與軸功率之比B.軸功率與有效功率之比C.輸入功率與輸出功率之比D.輸出功率與輸入功率之比答案：A。效率反映了泵與風(fēng)機將輸入的機械能有效轉(zhuǎn)化為流體能量的程度，是有效功率與軸功率之比，B選項說法錯誤，C、D選項沒有明確區(qū)分有效功率和軸功率。8.泵的汽蝕余量$\Deltah$越小，則泵（）A.越不易發(fā)生汽蝕B.越易發(fā)生汽蝕C.汽蝕情況不變D.不確定答案：B。汽蝕余量$\Deltah$是指泵進口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量，$\Deltah$越小，說明液體越接近汽化壓力，越易發(fā)生汽蝕。9.對于后彎式葉輪，其理論揚程（）A.較大B.較小C.與前彎式葉輪相同D.不確定答案：B。后彎式葉輪葉片出口安裝角小于90°，其流體的絕對速度較小，根據(jù)歐拉方程，理論揚程相對較??；前彎式葉輪葉片出口安裝角大于90°，理論揚程較大。10.泵與風(fēng)機的工況點是指（）A.泵與風(fēng)機的性能曲線與管路特性曲線的交點B.泵與風(fēng)機的最高效率點C.泵與風(fēng)機的額定工況點D.泵與風(fēng)機的啟動工況點答案：A。泵與風(fēng)機在實際運行時，其工作狀態(tài)由泵與風(fēng)機的性能曲線和管路特性曲線共同決定，兩者的交點就是工況點，B選項最高效率點不一定是實際工況點，C選項額定工況點是設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)工況，D選項啟動工況點是啟動瞬間的工況，都不符合工況點的定義。11.當(dāng)泵與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速一定時，其流量與（）成正比。A.葉輪直徑B.葉輪直徑的平方C.葉輪直徑的三次方D.葉輪直徑的四次方答案：C。根據(jù)泵與風(fēng)機的相似定律，當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，流量與葉輪直徑的三次方成正比。12.為了提高風(fēng)機的效率，應(yīng)使風(fēng)機的工作點接近（）A.最高效率點B.最大流量點C.最大揚程（全壓）點D.最小功率點答案：A。在最高效率點運行時，泵與風(fēng)機能以最小的能量消耗獲得最大的輸出，所以為了提高效率，應(yīng)使工作點接近最高效率點。13.離心泵的軸向力主要是由（）引起的。A.葉輪兩側(cè)壓力不對稱B.流體的動量變化C.葉輪的旋轉(zhuǎn)D.蝸殼的作用答案：A。由于葉輪進口和出口的壓力不同，導(dǎo)致葉輪兩側(cè)壓力不對稱，從而產(chǎn)生軸向力，B選項流體動量變化主要產(chǎn)生徑向力，C選項葉輪旋轉(zhuǎn)是提供能量的方式，D選項蝸殼主要是收集和引導(dǎo)流體。14.軸流式泵與風(fēng)機采用（）調(diào)節(jié)流量的效率較高。A.節(jié)流調(diào)節(jié)B.變速調(diào)節(jié)C.動葉調(diào)節(jié)D.進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)答案：C。動葉調(diào)節(jié)通過改變?nèi)~片的安裝角來改變泵與風(fēng)機的性能曲線，使工況點移動，在調(diào)節(jié)過程中能量損失較小，效率較高；節(jié)流調(diào)節(jié)會增加管路阻力，降低效率，變速調(diào)節(jié)需要額外的調(diào)速設(shè)備，進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)也存在一定的能量損失。15.泵與風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)是反映（）的一個綜合性指標(biāo)。A.泵與風(fēng)機的流量B.泵與風(fēng)機的揚程（全壓）C.泵與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速D.泵與風(fēng)機的性能特點答案：D。比轉(zhuǎn)數(shù)綜合考慮了泵與風(fēng)機的流量、揚程（全壓）和轉(zhuǎn)速等因素，是反映泵與風(fēng)機性能特點的一個綜合性指標(biāo)，不同比轉(zhuǎn)數(shù)的泵與風(fēng)機具有不同的性能和結(jié)構(gòu)特點。二、填空題（每題2分，共20分）1.離心式泵與風(fēng)機的基本方程式是基于______________推導(dǎo)出來的。答案：歐拉方程。歐拉方程是研究葉輪對流體做功的基本理論，離心式泵與風(fēng)機的基本方程式就是在此基礎(chǔ)上，結(jié)合流體在葉輪中的運動情況推導(dǎo)得出的。2.泵的有效功率$P_{e}$的計算公式為______________。答案：$P_{e}=\rhogQH$。其中$\rho$是液體的密度，$g$是重力加速度，$Q$是泵的流量，$H$是泵的揚程，該公式表示單位時間內(nèi)泵對液體所做的有效功。3.風(fēng)機的全壓$p$等于______________與______________之和。答案：靜壓；動壓。風(fēng)機全壓是單位體積氣體通過風(fēng)機所獲得的總能量，包括靜壓能和動能的增加，即靜壓和動壓之和。4.離心泵的吸入性能通常用______________和______________來衡量。答案：允許吸上真空高度$H_{s}$；汽蝕余量$\Deltah$。允許吸上真空高度反映了泵在吸入液體時能承受的最大真空度，汽蝕余量則表示泵進口處液體超過汽化壓力的富余能量，兩者都用于衡量離心泵的吸入性能。5.泵與風(fēng)機的相似定律包括______________、______________和______________。答案：流量相似定律；揚程（全壓）相似定律；功率相似定律。流量相似定律描述了相似泵與風(fēng)機流量之間的關(guān)系，揚程（全壓）相似定律描述了揚程（全壓）的關(guān)系，功率相似定律描述了功率的關(guān)系。6.軸流式泵與風(fēng)機的葉片通常有______________、______________和______________三種形式。答案：等厚度葉片；等截面葉片；扭曲葉片。等厚度葉片制造簡單，但性能較差；等截面葉片在一定程度上改善了性能；扭曲葉片能更好地適應(yīng)流體的流動，提高效率。7.泵與風(fēng)機的性能曲線主要有______________、______________和______________三條。答案：流量-揚程（全壓）曲線；流量-功率曲線；流量-效率曲線。這三條曲線反映了泵與風(fēng)機在不同流量下的揚程（全壓）、功率和效率的變化情況，是分析和選擇泵與風(fēng)機的重要依據(jù)。8.管路特性曲線的方程為______________。答案：$H=H_{st}+SQ^{2}$。其中$H$是管路所需的揚程，$H_{st}$是管路的靜揚程，$S$是管路的阻力系數(shù)，$Q$是管路中的流量，該方程描述了管路所需揚程與流量之間的關(guān)系。9.泵的軸向力平衡方法主要有______________、______________和______________等。答案：平衡孔法；平衡盤法；雙吸葉輪法。平衡孔法通過在葉輪上開平衡孔來平衡軸向力；平衡盤法利用平衡盤兩側(cè)的壓力差來平衡軸向力；雙吸葉輪法由于葉輪兩側(cè)對稱，可使軸向力相互抵消。10.風(fēng)機的調(diào)節(jié)方法主要有______________、______________、______________和動葉調(diào)節(jié)等。答案：節(jié)流調(diào)節(jié)；變速調(diào)節(jié)；進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)通過改變管路阻力來調(diào)節(jié)流量；變速調(diào)節(jié)通過改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來改變性能曲線；進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)通過改變進口導(dǎo)葉的角度來調(diào)節(jié)流量和壓力。三、判斷題（每題1分，共10分）1.離心式泵與風(fēng)機的葉輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)ζ湫阅軟]有影響。（）答案：錯誤。葉輪旋轉(zhuǎn)方向會影響流體在葉輪中的流動情況，進而影響泵與風(fēng)機的性能，一般泵與風(fēng)機都有規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向。2.泵的揚程越大，其升揚高度也越大。（）答案：錯誤。泵的揚程包括升揚高度、克服管路阻力損失和增加液體的壓力能等，揚程大并不意味著升揚高度一定大。3.風(fēng)機的全壓總是大于靜壓。（）答案：正確。風(fēng)機全壓等于靜壓與動壓之和，動壓總是大于零，所以全壓總是大于靜壓。4.離心泵發(fā)生汽蝕時，會產(chǎn)生振動和噪聲。（）答案：正確。汽蝕時，氣泡在泵內(nèi)破裂會產(chǎn)生沖擊和振動，同時會發(fā)出噪聲，嚴(yán)重時會影響泵的正常運行。5.泵與風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)相同，則它們的性能一定相同。（）答案：錯誤。比轉(zhuǎn)數(shù)相同只能說明泵與風(fēng)機在性能特點上有一定的相似性，但它們的具體性能還會受到葉輪尺寸、結(jié)構(gòu)等多種因素的影響。6.軸流式泵與風(fēng)機的流量調(diào)節(jié)范圍比離心式泵與風(fēng)機大。（）答案：正確。軸流式泵與風(fēng)機通過改變?nèi)~片安裝角等方式可以實現(xiàn)較大范圍的流量調(diào)節(jié)，而離心式泵與風(fēng)機的流量調(diào)節(jié)范圍相對較小。7.泵與風(fēng)機的效率越高，其軸功率越小。（）答案：錯誤。效率是有效功率與軸功率之比，效率高只能說明有效功率占軸功率的比例大，但軸功率還與流量、揚程等因素有關(guān)，不能簡單地說效率高軸功率就小。8.當(dāng)泵與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速改變時，其流量、揚程（全壓）和功率都會發(fā)生變化。（）答案：正確。根據(jù)泵與風(fēng)機的比例定律，當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時，流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚程（全壓）與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。9.離心泵的軸向力可以完全消除。（）答案：錯誤。雖然可以采用多種方法來平衡軸向力，但很難完全消除軸向力，總會存在一定的殘余軸向力。10.風(fēng)機的進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)是一種節(jié)能調(diào)節(jié)方法。（）答案：正確。進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)通過改變進口導(dǎo)葉的角度來調(diào)節(jié)流量和壓力，在調(diào)節(jié)過程中能量損失相對較小，屬于節(jié)能調(diào)節(jié)方法。四、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述離心泵的工作原理。答案：離心泵在啟動前，需要先將泵殼和吸水管內(nèi)灌滿液體。當(dāng)原動機帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，葉輪內(nèi)的液體在離心力的作用下，從葉輪中心被甩向葉輪外緣，液體的流速和壓力都得到提高。然后，高速高壓的液體通過蝸殼收集并導(dǎo)向排出管，輸送到需要的地方。與此同時，葉輪中心處由于液體被甩出而形成低壓區(qū)，在外界大氣壓的作用下，液體通過吸水管不斷地吸入泵內(nèi)，填補葉輪中心的空缺，從而使離心泵能夠連續(xù)不斷地工作。2.分析離心泵發(fā)生汽蝕的原因及危害。答案：原因：當(dāng)離心泵進口處的壓力降低到液體在該溫度下的汽化壓力時，液體就會發(fā)生汽化，產(chǎn)生大量氣泡。這些氣泡隨液體流到泵內(nèi)壓力較高的區(qū)域時，會迅速破裂凝結(jié)，從而形成局部真空，周圍的液體以極高的速度沖向氣泡破裂處，產(chǎn)生強烈的水擊現(xiàn)象。這種由于液體汽化、氣泡形成和破裂而引起的一系列現(xiàn)象稱為汽蝕。造成進口壓力降低的原因可能有泵的安裝高度過高、流量過大、吸入管路阻力過大等。危害：-材料損壞：水擊產(chǎn)生的沖擊力會對泵的過流部件表面造成侵蝕和破壞，使材料表面出現(xiàn)麻點、蜂窩狀甚至穿孔，縮短泵的使用壽命。-性能下降：汽蝕會破壞泵內(nèi)的正常流動，使泵的流量、揚程、效率等性能參數(shù)下降，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致泵無法正常工作。-振動和噪聲：汽蝕過程中氣泡的破裂和水擊會引起泵的振動和噪聲，影響泵的運行穩(wěn)定性和周圍環(huán)境。五、計算題（每題10分，共20分）1.已知一臺離心泵的流量$Q=50\m^{3}/h$，揚程$H=30\m$，軸功率$P=7\kW$，求該泵的效率$\eta$。（水的密度$\rho=1000\kg/m^{3}$，重力加速度$g=9.81\m/s^{2}$）解：首先計算泵的有效功率$P_{e}$：根據(jù)公式$P_{e}=\rhogQH$，將$Q=50\m^{3}/h=\frac{50}{3600}\m^{3}/s$，$\rho=1000\kg/m^{3}$，$g=9.81\m/s^{2}$，$H=30\m$代入可得：$P_{e}=1000\times9.81\times\frac{50}{3600}\times30\approx4087.5\W=4.0875\kW$然后計算泵的效率$\eta$：根據(jù)公式$\eta=\frac{P_{e}}{P}$，將$P_{e}=4.0875\kW$，$P=7\kW$代入可得：$\eta=\frac{4.0875}{7}\approx0.584=58.4\%$2.有一臺離心式風(fēng)機，轉(zhuǎn)速$n_1=1450\r/min$時，流量$Q_1=10000\m^{3}/h$，全壓$p_1=1500\Pa$，軸功率$P_1=5\kW$。若將轉(zhuǎn)速提高到$n_2=1700\r/min$，試求此時的流量$