泵与风机习题

流体力学泵与风机习题集土木与制冷工程学院李晓燕、吴邦喜一、填空题1．流体力学中三个主要力学模型是（1）（2）（3）。2．在现实生活中可视为牛顿流体的有和等。3．流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于：前者是作用在；而后者是作用在。4．均匀流过流断面上压强分布服从于。5．和液体相比，固体存在着、和三方面的能力。6．空气在温度为290K，压强为760mmHg时的密度和容重分别为和。7．流体受压，体积缩小，密度的性质，称为流体的；流体受热，体积膨胀，密度的性质，称为流体的。8．压缩系数的倒数称为流体的，以来表示9．１工程大气压等于千帕，等于水柱高，等于汞柱高。10．静止流体任一边界上压强的变化，将等值地传到其他各点，只要，这就是的帕斯卡定律。11．流体静压强的方向必然是沿着。12．液体静压强分布规律只适用于。13．静止非均质流体的水平面是，和。14．测压管是一根玻璃直管或U形管，一端，另一端。15．在微压计测量气体压强时，其倾角为30，测得20lcm则h=。16．作用于曲面上的水静压力P的铅直分力zP等于。17．通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为。18．流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为，流线只能是一条光滑的。19．、和之和以zp表示，称为总压。20．液体质点的运动是极不规则的，各部分流体，这种流动状态称为。21．由紊流转变为层流的临界流速kv由层流转变为紊流的临界流速kv，其中kv称为，kv称为。22．对圆管来说，临界雷诺数值kRe。23．圆管层流的沿程阻力系数仅与有关，且成反比，而和无关。24．根据繁荣变化特征，尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区，分别是；；；和。25．紊流过渡区的阿里特苏里公式为。26．速度的、或发生变化而引起的能量损失，称为损失。27．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R等于，当量直径de等于。28．正三角形断面管道(边长为a)，其水力半径R等于，当量直径de等于。29．湿周是指和接触的周界。30．层流运动时，沿程阻力系数λ与(Re)f有关，紊流运动沿程阻力系数λ在光滑管区与有关，在过渡区与有关，在粗糙区与有关。31．串联管路总的综合阻力系数S等于。32．并联管路总的综合阻力系数S与各分支管综合阻力系数的关系为。管嘴与孔口比较,如果水头H和直径d相同，其流速比V孔口/V管嘴等于,流量比Q孔口/Q管嘴等于。33．不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是。34．1M即气流速度与相等，此时称气体处于状态。35．淹没出流是指液体通过时的流动。36．气体自所形成的流动，称为气体淹没射流。37．有旋流动是指流体微团的的流动。38．几何相似是指几何相似。即，线段长度保持一定的比例。39．因次是指物理量的和。因次分析法就是通过对以及因的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的和为基础的。40．容积泵与风机又可分为和。41．根据流体的流动情况，可将泵和风机分为以下四种类别：；；和。42．风机的压头（全压）p是指。43．单位时间内泵或风机所输送的流体量称为。风机的容积流量，特指。44．泵或风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系，用来表示。45．泵或风机的工作点是与的交点。46．泵的扬程H的定义是：泵所输送的增值。47．安装角是指叶片与之间的交角。48．泵和风机的全效率等于，及的乘积。49．当泵的扬程一定时，增加叶轮转速可以相应的轮径。50．附面层的分离发生在区。附面层外主流区的流动属于流动。附面层内的流动属于流动。二、判断题1．当平面水平放置时，压力中心与平面形心重合。2．一个工程大气压等于98kPa,相当于10m水柱的压强。3．静止液体自由表面的压强，一定是大气压。4．静止液体的自由表面是一个水平面，也是等压面。5．当静止液体受到表面压强作用后，将毫不改变地传递到液体内部各点。6．当相对压强为零时，称为绝对真空。7．某点的绝对压强小于一个大气压强时即称该点产生真空。8．流场中液体质点通过空间点时，所有的运动要素不随时间变化的流体叫恒定流。9．恒定流时，流线随的形状不随时间变化，流线不一定与迹线相重合。10．渐变流过水断面上动水压强的分布规律可近似地看作与静水压强分布规律相同。11．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。12．一变直径管段，A断面直径是B断面直径的2倍，则B断面的流速是A断面流速的4倍。13．弯管曲率半径Rc与管径d之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。14．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。15．水泵的扬程就是指它的提水高度。16．管嘴出流的局部水头损失可有两部分组成，即孔口的局部水头损失及收缩断面出突然缩小产生的局部水头损失。17．当流速分布比较均匀时，则动能修正系数的值接近于零。18．流速分布越不均匀，动能修正系数的值越小。19．在水流过水断面面积相等的前提下，湿周愈大，水力半径愈小。20．圆形管的直径就是其水力半径。21．为了减少摩擦阻力，必须把物体做成流线型。22．在研究紊流边界层的阻力特征时，所谓粗糙区是指粘性底层的实际厚度Δ小于粗糙高度。23．水泵的安装高度取决于水泵的允许真空值、供水流量和水头损失。24．大孔口与小孔口都可认为其断面上压强、流速分布均匀，各点作用水头可以认为是一常数。三、简答题1．什么是粘滞性？什么是牛顿内摩擦定律？不满足牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体还是非牛顿流体？2．在流体力学当中，三个主要的力学模型是指哪三个？3．什么是理想流体？4．什么是实际流体？5．什么是不可压缩流体？6．为什么流体静压强的方向必垂直作用面的内法线？7．为什么水平面必是等压面？8．什么是等压面？满足等压面的三个条件是什么？9．什么是阿基米德原理？10．潜体或浮体在重力G和浮力P的作用，会出现哪三种情况？11．等角速旋转运动液体的特征有那些？12．什么是绝对压强和相对压强？13．什么叫自由表面？14．什么是流线？什么是迹线？流线与迹线的区别是什么？15．什么是流场？16．什么是欧拉法？17．什么是拉格朗日法？18．什么是恒定流动？什么是非恒定流动？19．什么是沿程损失？20．是局部损失？21．什么叫孔口自由出流和淹没出流？22．什么是有旋流动？什么是无旋流动？23．流体力学中拉格朗曰分析法和欧拉分析法有何区别？24．什么叫流管、流束、过流断面和元流？25．什么是入口段长度？对于层流、紊流分别用什么表示？26．什么是单位压能？27．什么是滞止参数？28．气流速度与断面的关系有哪几种？29．什么是几何相似、运动相似和动力相似？30．要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么？31．什么是因次分析法？32．为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？33．什么是泵的扬程？34．什么是水力半径？什么是当量直径？35．什么是气蚀现象？产生气蚀现象的原因是什么？36．为什么要考虑水泵的安装高度？什么情况下，必须使泵装设在吸水池水面以下？37．试述泵与风机的工作原理38．对欧拉方程)(11122TuTTuTTvuvugH有哪些特点？39．为什么要采用后向叶型？40．流体流经过泵或风机时，共包括那些损失？40．四、计算题1．图示为一采暖系统图。由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在系统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积8Vm3，加热前后温差50toC，水的膨胀系数0005.0，求膨胀水箱的最小容积。]2．有一矩形底孔闸门，高3hm，宽2bm，上游水深16hm下游水深25hm。试用图解法及解析法求作用于闸门上的水静压力及作用点？3．宽为1m，长为AB的矩形闸门，倾角为45，左侧水深13hm，右侧水深22hm。试用图解法求作用于闸门上的水静压力及其作用点？4．20.4hm，闸门可绕C点转动。求闸门自动打开的水深h为多少米。5．有一圆滚门，长度10lm，直径4Dm，上游水深14Hm，下游水深22Hm，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。6．一弧形闸门AB，宽4bm，圆心角45，半径2rm，闸门转轴恰与水面齐平，求作用于闸门的水静压力及作用点。7．油沿管线流动，A断面流速为2m/s，不计损失，求开口C管中的液面高度。8．用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速u如图。测得A点的比压计读数60hmm汞柱。（1）求该点的流速u；（2）若管中流体是密度为0.8g/cm3的油，h仍不变，该点流速为若干，不计损失。9．水由管中铅直流出，求流量及测压计读数。水流无损失。10．直径为1700dmm的管道在支承水平面上分支为2500dmm的两支管，A-A断面压强为70kN/m2，管道流量0.6Qm3/s，两支管流量相等：（1）不计水头损失，求支墩受水平推力。（2）水头损失为支管流速水头的5倍，求支墩受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。11．油在管中以1vm/s的速度流动，油的密度920kg/m3，3lm，25dmm水银压差计测得9hcm，试求（1）油在管中的流态？（2）油的运动粘滞系数？（3）若保持相同的平均流速反向流动，压差计的读数有什何变化？12．油的流量77Qcm3/s，流过直径6dmm的细管，在2lm长的管段两端水银压差计读数30hcm，油的密度900kg/m3，求油的和值。13．水箱侧壁接出一根由两段不同的管径所组成的管道。已知1150dmm，275dmm，50lm，管道的当量糙度0.6Kmm，水温为20oC。若管道的出口流速22vm/s，求（1）水位H。（2）绘出总水头线和测压管水头线。14．一隔板将水箱分为A、B两格，隔板上有直径140dmm的薄壁孔口，如题下图，B箱底部有一直径的圆柱形管嘴，管嘴长0.1lm，A箱水深13Hm恒定不变。（1）分析出流恒定条件（2H不变的条件）。（2）在恒定出流时，B箱中水深2H等于多少？（3）水箱流量1Q为何值？15．某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm，长度100lmm，02.0，从管嘴入口到出口的局部阻力系数5.0，求管嘴的流速系数和流量系数（见图5-4图）。16．如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30m/s。此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为1.2kg/m3。17．某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa，孔口直径为20mm，空气温度为20oC，8.0。要求通风量为1m3/s。问需要布置多少孔口？18．水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62。设上游水箱的水面高程13Hm保持不变。（1）B水箱中无水时，求通过孔口的流量。（2）B水箱水面高程22Hm时，求通过孔口的流量。（3）A箱水面压力为2000Pa，13Hm时，而B水箱水面压力为0，22Hm时，求通过孔口的流量。19．如图示管路中输送气体，采用U形差压计测量压强差为hm液体。试推导通过孔板的流量公式。20．如上题图孔板流量计，输送20oC空气，测量100hmmH2O。62.0，100dmm，求Q。21．某供热系统，原流量为0.005m3/s，总水头损失5hmH2O，现在要把流量增加到0.0085m3/s，试问水泵应供给多大压头。22．两水池用虹吸管连通，上下游水位差2Hm，管长13lm，25lm，34lm，直径200dmm，上游水面至管顶高度1hm。已知026.0，进口网5.1（每个弯头），出口0.1，求：（1）虹吸管中的流量；（2）管中压强最底点的位置及其最大负压值。23．如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m，给于图中，流量34010Qm3/s，03.0。求：（1）吸水管及压水管的S数。（2）求水泵所需水头。（3）绘制总水头线。24．有一简单并联管路如下图，总流量38010Qm3/s，02.0，求各管段的流量及两节点间的水头损失。第一支路1200dmm，1600lm，第二支路2200dmm