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习题五

5-1 离心泵叶轮水力设计有哪几种方法？这些设计方法的基本思想是什么？有什么优缺点？

5-2 离心泵叶轮的主要结构参数有哪些？其中哪些参数对泵的汽蚀条件有显著影响？哪些参数与泵的扬程关系密切？叶片数z、包角θ对叶轮流道和叶片的水力性能有何影响（从对水流的排挤、摩阻、流道形状、叶片正背面压差以及制造难易程度等方面考虑）？

5-3 什么叫叶轮的轴面、流面？什么叫过水断面形成线？它是怎样做出来的？

5-4 什么是叶片的真实厚度δ、流面厚度s、圆周厚度su、径向厚度sr、轴面厚度sm？分别用示意图表示出来。它们之间的关系怎样？

5-5 试根据叶片绘型的基本要求或精算公式，分析说明混流泵叶片出口边倾斜的道理。 5-6 试述叶片绘型（保角变换法）的基本作法和步骤。

5-7 什么是圆柱层无关性假设？如何解释轴流泵叶片栅为无限平面直列栅。 5-8 叶栅有哪些主要几何参数？它们是如何定义的？

5-9 栅中翼型进出口速度三角形是如何绘出的？它与离心泵叶片进出口三角形的绘制方法有何不同？ 5-10 试根据能量基本方程式Ht?1(u2vu2?u1vu1)证明用绕流单个叶片的速度环量Γ表示的能量方程式g为HT?z??（z为叶片数，ω为叶轮旋转的角速度）。 2?g5-11 分析轴流泵叶片在轮毂和轮缘处由于尺寸的有限性及两侧间隙回流的影响，讨论叶片进出口轴面速度和速度环量Γ沿半径的分布规律。设计时应采取什么措施？ 5-12 讨论轴流泵轮毂比dA/D和叶栅密度l/t(t?2?R)的取值对叶片水力性能和结构强度以及使用要求z等方面的影响。

5-13 翼型的升力系数Py和阻力系数Px与哪些因素有关？作用方向如何？如果翼型表面不存在速度环量，仅有无限远处的来流速度，翼型是否产生升力？道理何在？

5-14 什么是机翼的特性曲线？什么是机翼的极曲线？这些曲线是怎样得到的？试说明 机翼的升、阻力曲线随冲角Δα的变化关系。

515 翼型质量是怎样定义的？何为翼型的最离质量区？画出栅中翼型的冲角，并分析 流置变化时对冲角的影响。

5-16 对选定的翼型，其剖面坐标和升力特性如何换算？设计时应注意哪些向题？ 5-17 为利用翼型升力特性，栅中翼型的升力系数应作哪些修正？要经过哪几个步骤？ 5-18 轴流泵叶轮计算基本方程式是怎样推出来的？其意义何在？在叶轮设计时，怎样 使用该公式？

筑龙网给排水所有资料全都免费 5-19 什么是叶栅的水力效率？它与翼型的质量有什么关系？叶轮曲水力效率与叶栅的 水力效率关系如何？设计时应注意什么问题？

5-20 为什么说轴流泵的抗汽蚀性能与翼型的升力特性有关？如要改善叶轮的抗汽蚀 性能，应从哪几个方面采取措施？

5-21 轴流泵叶轮出口导叶的作用知何？导叶体与离心泵压水室（蜗壳）相比，作用是 否相同？

5-22 轴流泵导叶的轴面尺寸是如何确定的？导叶的出口角一般为多大较合适？

5-23 轴流泵基本性能曲线与离心泵性能曲线相比有什么不同？轴流泵基本性能曲线为马鞍形，如何解释？如果水泵因内、外河水位变化，以致使工况点落在该区，泵运行可能出现什么异常现象？ 5-24 水泵压水室的功用是什么？它与吸入室的作用有什么不同？

5-25 常见的叶片泵、压水室和吸入室有哪几种？水力性能如何？适用条件怎样？

5-26 螺旋形压水室中，液流运动应遵循的基本规律是什么？意义何在？设计时如何保证？ 5-27 说明压水室中下列名称的意义：①基圆；②隔舌；③断面安放角?；④隔舌安放角?。；⑤隔舌螺旋角?。并指出压水室第Ⅶ断面和半螺旋形吸入室第Ⅵ断面的位置。 5-28 说明泵在运转中，隔舌与叶轮之间的间隔大小对泵性能的影响。

5-29 试说明压水室计算的基本方程式的意义和使用方法。分析求出如图⒌9中所示特殊断面形状的压水室螺旋线表达式。

（1）压水室断面为矩形，即b=const.

（2）压水室断面为梯形，设b=ar(a=const）。

5-30 试分析半螺旋形吸人室中水流的运动状况（vu\\vm沿?的分布），评价其流动特性。

5-31 作用在离心泵叶轮上的轴向力有哪几种？其方向如何？

5-32 试分析和写出在下列情况下，作用在叶轮外表面上的压力差A1的计算公式。 （1）双吸式离心泵叶轮．一侧口环密封正常，另一侧口环严重损坏。 （2）单吸悬臂式离心泵，口环密封正常，后盖板设筋板或副叶片。

5-33 常用平衡轴向力的水力平衡方法有哪几种？各种方法的作用原理如何？优缺点怎样？

5-34 常见的叶片泵，哪些泵设一般止椎轴承？哪些泵应设双向止推轴承？哪些泵不能设止推轴承？为什么？

5-35 试说明平衡盘的工作原理。说明它的降压过程和自我调节过程（用箭头按顺序写出）。

5-36 什么是平衡盘的灵敏度？分析灵敏度k值的大小对平衡恢复力产生的影响。怎样提高平衡盘的灵敏度？

5-37 径向力是如何产生的？在什么条件下产生径向力？它对泵的运行有什么影响？有哪些平衡方法？ 5-38 设计一台泵，其流量Q=3501／s，扬程H＝18m，转速1450r／mln，效率不低于86％，泵用来抽送常温清水，c＝900，性能曲线无特殊要求，采用电动机与水泵直联。试分析确定：

（1）泵的结构方案，泵的进、出口直径（常用的泵进、出口标谁直径系列为：50、65、80、 100、 125、 200、 250、 30o、 350、 500 mm）。

（2）计算该泵的允许汽蚀余量［?h］和标准条件下泵的允许吸上真空商度［Hs］。

筑龙网给排水所有资料全都免费 （3）计算动力机配套功率（功率备用系数k＝1.1～1.2），选择动力机型号。 5-39 用速度系数法设计一台单级单吸离心泵，要求抗汽蚀、效率两者兼顾。其设计参数为：Q＝100m3／h，H＝50m，n＝1450r／min，?hr＝2．5m，?＝65％o试分别根据尺寸系数经验统计公式和速度系数曲线求出叶轮的主要尺寸D。、D2．b2。

5-40设计一台中比转数单级单吸离心泵的叶轮。设计参数为：Q＝144m3／h，H＝50m，n=2950r／min，?=80％，c＝1000。泵用来抽送常温清水，性能曲线要较平坦，但无驼峰，用电动机直联。要求： （1）选定和计算叶轮的主要几何参数。 （2）绘制叶轮轴面投影图。

（3）用保角变换法对叶片进行绘型。

5-41用升力法设计轴流泵叶轮。其设计参数为：Q＝0.63m3／s，H＝6．25m，?hr＝8m。

习题六

6-l 机电排灌工程规划主要解决哪些问题？规划的原则是什么？

6-2 什么叫灌区的分区分级抽水？在作灌区的划分时应考虑哪些因紊？

6-3 “多站多级抽水，分区灌溉”与“一站分级抽水，分区灌溉”的异同点在哪里？它们分别适用于什么条件？

6-4 一般灌溉泵站枢纽由哪些建筑物组成？每部分的作用怎样？ 6-5 排水泵站站点布局有哪几种型式？各有什么优缺点？ 6-6 在排水泵站及灌溉泵站中，应考虑哪几个特征水位？它们各有何用途？如何确定？

6-7 一般既能自流又能提水的灌排结合泵站的枢纽由哪些建筑物组成？每个建筑物的作用是什么？ 6-8 什么叫“最小功率站址选择”？应用图解法确定最小功率站址的原则是什么？试述 其图解方法和步骤？

6-9 排水泵站设计流量的计算有哪几种方法？各适用于什么条件？

6-10 排、灌泵站中的主机组和辅助设备是怎样区分的？辅助设备一般指哪些？ 6-11 水泵选型时要考虑哪几个因素？选择的原则和步骤如何？

6-12 为什么扬程是泵型选择的主要依据？按设计扬程和多年平均扬程选泵有什么差别？

6-13 当进水池水位变化幅度超过水泵的允许吸上高度时，有立式、卧式两种泵型可以选择，试问应选择哪种泵型较好？为什么？

6-14 泵站常用的动力机有哪几种？电动机和柴油机备有哪些优缺点？ 6-15 如果按照规划给定的设计扬程，选择不到合适的水泵时，如何对扬程偏高或偏低的现有水泵进行改造，以便使用？

6-16 为什么选择的动力机额定功率必须稍大于水泵的额定轴功率？为什么转速要基本上等于水泵转速？ 6-17 中小型异步电动机有哪几种降压起动方式？各种方式的起动电压、起动电流与额定电压、额定电流的关系如何？大型水泵机组对电动机起动特性有些什么要求？

6-18 电动机选型、配套应考虑哪些因素？柴油机的选型、配套应考虑哪些因素？ 6-19 机组的传动方式有哪些？各有什么优缺点？如何进行传动方式的选择和计算？ 6-20 水环式真空泵的构造和工作原理如何？怎样选择真空泵？

6-21 泵站的供水、供油、供气对象有哪些？油、气、水系统一般由哪些设备组成？ 6-22 泵站通风散热有哪几种方式？一般中、小型泵站应选择哪些通风方式？

6-23 某灌区灌溉面积为9.46万亩，提水灌溉最大高度为80m，灌溉面积沿高程分布如表65所示。计划分三级提水，灌区最大灌水率为21.2 l／（s·千亩），渠系水有效利用系数为0.63，机组效率??0.7，水头损失按H净的15％计。试用图解法求各级泵站的站址高程？三级提水比一级提水节约多少功率？

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6-24 某涝区面积为45 km2，其中水田面积占60％，湖泊等水面面积占10％，其余为旱地、道路及村庄。全涝区备种类型面积均匀分布。涝区内湖泊蓄深为600mm，水田允许蓄深为60 mm，涝区内的离程与面积关系、湖泊的水位与容积关系见表6-6。根据当地水文资料，

旱地径流系数为0.58，试按10年一遇24h暴雨192nm3日排除的排涝标准，用控湖排田，先排田后排湖的图解法计算排水泵站设计流量（泵站按每天工作22h计）。

6-25 已知圩区耕地面积为22 km2，全部种植水稻。圩区内地势平坦，平均坡度约为1／10000。已知最远处最低田面高程为4.5m，天然滞涝径流深为30 mm。根据暴雨资料分析，该圩区在7月中、下旬最易形成涝灾。该期间水稻长期允许的耐淹深度为20 mm，最大允许的耐淹深度（包括长期允许淹深），1天为180 mm，3天为140 mm，5天为125mm，7天为80 mm。根据当地水文资料，该期间内5年一遇最大7日暴雨、累积径流深及其相应的外河日平均水位见表6－7。排水引渠长3 km，坡度1／8000，排水站允许24h连续运行，并假定暴雨前田间已有长期允许淹深，而滞涝容积尚未利用。试根据以上资料，确定该排涝泵站的设计流量及设计扬程。

6-26 据某湖泊的历年水位统计，水位在6.5～10m范围内变化。湖泊围堤以外地面高程为6.0～7.0m。为除涝，沿堤有一条排水总干渠；为防旱，与堤垂直方向有一条总灌溉干渠。从地面高程和湖泊水位关系来看，该泵站属灌排结合、既能自流又能抽水的多用泵站。试绘其泵站枢纽布置草图，并注明建筑物的名称及自

筑龙网给排水所有资料全都免费 流扬水灌溉、排水的水流路线和闸门的操作过程。 6-27 泵站需要的流量和扬程见表⒍8；可供选择的水泵及其特性如图⒍2所示；可供选择的电动机及其技术参数见表⒍9。按照水泵选型原则及水泵台数．吸程H、效率?、总装机容蚩ΣP等技术指标，评价各方案的优缺点（出水池水位恒定）。