西华大学能源与环境学院：《流体机械原理及结构》课程教学资源（试卷习题）第三章 叶片式流体机械中的能量转化习题

第三章叶片式流体机械中的能量转化习题 总扬程为25m,流量为3m/min,泄漏量为流量的3%的离心泵以1450rm的转速运转 时,泵的轴功率为1476kw,机械效率取nn=0.92,试求下列值:(1)泵的有效功率; (2)泵的效率;(3)容积效率:(4)水力效率 2、水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据:蜗壳进口处压力表读数P=22.6× 10pa,压力表中心高程H=8.5m,压力表所在钢管直径D=3.35m,电站下游水位v=85m, 流量q=33m3/s,发电机功率P4=7410Kw,发电机效率ng=0.966,试求机组效率及水 轮机效率 3、离心泵自井中取水,输送到压水池中,流量为100m3h,吸水管与压水管直径均为 150mm,输水地形高度为32m,若泵所需轴功率为14kw,管路系统总阻力系数为10.5, 试求离心泵装置的总效率。 4、什么是流面、轴面?什么是轴面流线? 5、离心泵自井中取水,输送到压水池中,流量为100m3/h,吸水管与压水管直径均为 150mm,输水地形高度为32m,若泵所需轴功率为14kw,管路系统总阻力系数为10.5 试求离心泵装置的总效率。 6、什么是流面、轴面?什么是轴面流线? 7、在分析叶片式流体机械内的流动时引入了哪些基本假设?试推导出叶片式流体机械的 基本方程 8、何为反击系数?它有何意义? 9、什么在离心式叶轮出口附近的流动会产生滑移?滑移系数是怎样定义的,它与哪些因 素有关? 10、冲击式流体机械在什么情况下,其效率最高?试推导出此时效率的表达式 ll、何为水力机械的最有利工作条件?正确绘制出叶轮进、出口处的速度三角形。当其流 量或水头(扬程)发生变化时,水力机械的性能将有何变化? 12、分析变工况下的水泵的性能分析 13、已知轴流式水轮机的下列数据:D1=0.7m,d(轮毂直径)=0.28m,bo=0.28m, q=2m3/,n=500r/min,ao=55°,试求D=053m的圆柱层中(其中B2=25°)的进出 口速度三角形 14、已知混流式水轮机的下列数据:D1=2m,bo=02m,q=15m/s,n=500r/min,导叶 出口角α0=14°,试求进出口速度三角形。(注:转轮进口边视为与导叶出口边平行, b1=bo)。若出口边与下环交点处D2=14m,该处轴面速度Vm=12m/s,求为了满足 H1=250m的条件,B2应为多少?(假定叶片数无穷多)。 15、一台泵的吸入口径为200mm,流量q=778L/s,样本给定[H]=56m。吸入管路损失 ΔHs=05m。试求1)在标准状态下抽送常温清水时的H值。2)如此泵在拉萨 (Pa=649234pa)使用,从开敞的容器中抽吸80℃温水,其Hz又为多少?(注:80℃ 清水的Pva=47367.8lpa,pg=95304N/m3) 16、水轮机的最有利工作条件是什么?试绘出其速度三角形 17、某抽水蓄能电站装备有可逆水泵一水轮机,假定泵和水轮机两种工况的参数相同, 均为水头H=265m,流量qv=302m3/s。同时还假定两种工况下的损失均为:水力 损失△H=10m,容积损失△qv=0.6m3/s,机械损失△P=730KW。试求两种工况下的

第三章 叶片式流体机械中的能量转化习题 1、 总扬程为 25m，流量为 3m3 /min，泄漏量为流量的 3%的离心泵以 1450rpm 的转速运转 时，泵的轴功率为 14.76kw，机械效率取 m = 0.92 ，试求下列值：（1）泵的有效功率； （2）泵的效率；（3）容积效率；（4）水力效率。 2、 水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据：蜗壳进口处压力表读数 P=22.6× 104 pa，压力表中心高程 Hm=88.5m，压力表所在钢管直径 D=3.35m，电站下游水位=85m， 流量 qv=33m3 /s，发电机功率 Pg =7410Kw，发电机效率ηg=0.966，试求机组效率及水 轮机效率。 3、 离心泵自井中取水，输送到压水池中，流量为 100 m3 /h，吸水管与压水管直径均为 150mm，输水地形高度为 32m，若泵所需轴功率为 14kw，管路系统总阻力系数为 10.5， 试求离心泵装置的总效率。 4、 什么是流面、轴面？什么是轴面流线？ 5、 离心泵自井中取水，输送到压水池中，流量为 100 m3 /h，吸水管与压水管直径均为 150mm，输水地形高度为 32m，若泵所需轴功率为 14kw，管路系统总阻力系数为 10.5， 试求离心泵装置的总效率。 6、 什么是流面、轴面？什么是轴面流线？ 7、 在分析叶片式流体机械内的流动时引入了哪些基本假设？试推导出叶片式流体机械的 基本方程。 8、 何为反击系数？它有何意义？ 9、 什么在离心式叶轮出口附近的流动会产生滑移？滑移系数是怎样定义的，它与哪些因 素有关？ 10、冲击式流体机械在什么情况下，其效率最高？试推导出此时效率的表达式。 11、何为水力机械的最有利工作条件？正确绘制出叶轮进、出口处的速度三角形。当其流 量或水头（扬程）发生变化时，水力机械的性能将有何变化？ 12、分析变工况下的水泵的性能分析。 13、 已知轴流式水轮机的下列数据： D1=0.7m， dh（轮毂直径）=0.28m , b0=0.28m， qv=2m3/s，n=500r/min，α0=55°, 试求 D=0.53m 的圆柱层中（其中β2=25°）的进出 口速度三角形。 14、已知混流式水轮机的下列数据：D1=2m ，b0=0.2m ，qv=15m3 /s ，n=500r/min ，导叶 出口角 α0=14°，试求进出口速度三角形。（注：转轮进口边视为与导叶出口边平行， b1=b0）。若出口边与下环交点处 D2=1.4m，该处轴面速度 Vm2=12m/s，求为了满足 Hth=250m 的条件，β2 应为多少？（假定叶片数无穷多）。 15、一台泵的吸入口径为 200mm，流量 qv=77.8L/s，样本给定[Hv]=5.6m。吸入管路损失 Hs=0.5m。试求 1）在标准状态下抽送常温清水时的 Hsz 值。2）如此泵在拉萨 （Pa=64922.34pa）使用，从开敞的容器中抽吸 80℃温水，其 Hsz又为多少？（注：80℃ 清水的 Pva=47367.81pa，ρg=9530.44N/m3） 16、水轮机的最有利工作条件是什么？试绘出其速度三角形。 17、 某抽水蓄能电站装备有可逆水泵一水轮机，假定泵和水轮机两种工况的参数相同， 均为水头 H=265m，流量 qv=30.2m3/s。同时还假定两种工况下的损失均为：水力 损失H=10m，容积损失qv=0.6m3/s，机械损失P=730KW。试求两种工况下的

水力效率、容积效率、机械效率、总效率和轴功率 18、两个混流式水轮机转轮,其应用水头及转速均相同,第一个转轮的反作用度Ω1=0.5, 第二个转轮92=0.7求二者直径的比值 19、在转速一定的情况下,为了提高泵的扬程,可采用改变那些参数的方法? 20、简述在推导水轮机效率换算公式中,作了什么假设?n=(1-n1 H D,H 21、什么是轴面投影图? 22、为什么要引入无穷多和无限薄叶片的概念? 23、何为一元理论方法和二元理论方法?它们各适用于何种转轮(叶轮)的设计与流动计 算?为什么? 4、推导转轮(叶轮)叶片微分方程式,并根据方程分析在一元理论和二元理论(ω,=0) 中应用逐点积分法进行叶片绘型时有何不同? 25、用O,=0的二元理论方法进行叶片绘型的特征是什么?在O,≠0的二元理论方法中 又有何区别? 26、何为圆柱层无关性假设,按这一假设,对轴流式叶片机械的流动计算有何意义? 27、简述求解叶栅绕流有哪些方法,各自具有的特点是什么? 试推导轴流式机械转轮(叶轮)流道中的径向平衡方程式。 试说明叶片式流体机械转轮(叶轮)内的轴向旋涡是怎样产生的?在设计时如何加以 考虑 离心式转轮(叶轮)内有哪些损失?在设计中可采取什么措施来减少这些损失? 什么是二次流?说明离心转轮(叶轮)内二次流的形状及发生部位。 32、简述S1,S2相对流面的概念,它对叶片式流体机械的准三元流动解有何意义?

水力效率、容积效率、机械效率、总效率和轴功率。 18、两个混流式水轮机转轮，其应用水头及转速均相同，第一个转轮的反作用度Ω1=0.5， 第二个转轮Ω2=0.7,求二者直径的比值。 19、 在转速一定的情况下，为了提高泵的扬程，可采用改变那些参数的方法？ 20、简述在推导水轮机效率换算公式中，作了什么假设？ 8 m 4 1 1m m ' H H D D  = (1−  ) 21、什么是轴面投影图？ 22、为什么要引入无穷多和无限薄叶片的概念？ 23、何为一元理论方法和二元理论方法？它们各适用于何种转轮（叶轮）的设计与流动计 算？为什么？ 24、推导转轮（叶轮）叶片微分方程式，并根据方程分析在一元理论和二元理论（ u = 0 ） 中应用逐点积分法进行叶片绘型时有何不同？ 25、用 u = 0 的二元理论方法进行叶片绘型的特征是什么？在 u  0 的二元理论方法中 又有何区别？ 26、何为圆柱层无关性假设，按这一假设，对轴流式叶片机械的流动计算有何意义？ 27、简述求解叶栅绕流有哪些方法，各自具有的特点是什么？ 28、试推导轴流式机械转轮（叶轮）流道中的径向平衡方程式。 29、试说明叶片式流体机械转轮（叶轮）内的轴向旋涡是怎样产生的？在设计时如何加以 考虑？ 30、离心式转轮（叶轮）内有哪些损失？在设计中可采取什么措施来减少这些损失？ 31、什么是二次流？说明离心转轮（叶轮）内二次流的形状及发生部位。 32、简述 1 S2 S , 相对流面的概念，它对叶片式流体机械的准三元流动解有何意义？