水輪機流體動力特性研究考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

本試卷旨在考核考生對水輪機流體動力特性的掌握程度，包括理論知識和實際應用能力。通過對水輪機流體動力特性的分析，考察考生對水輪機效率、流量、壓力損失等關鍵參數(shù)的理解和計算能力。

一、單項選擇題（本題共30小題，每小題0.5分，共15分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）

1.水輪機的效率主要取決于（）。

A.水頭

B.流量

C.水輪機轉速

D.以上都是

2.水輪機中，影響水力效率的主要因素是（）。

A.渦輪葉片的形狀

B.水流速度

C.水輪機直徑

D.水輪機轉速

3.水輪機中的壓力損失主要發(fā)生在（）。

A.渦輪部分

B.渦殼部分

C.引水管部分

D.以上都是

4.水輪機在設計時，通常要求（）。

A.葉片開啟角越大越好

B.葉片關閉角越大越好

C.葉片開啟角和關閉角適中

D.葉片開啟角和關閉角相等

5.水輪機中的比轉速（ns）是指（）。

A.水輪機轉速與水頭之比

B.水輪機流量與水頭之比

C.水輪機功率與水頭之比

D.水輪機功率與流量之比

6.水輪機的比速系數(shù)（β）是（）。

A.轉速與水頭之比

B.流量與水頭之比

C.功率與水頭之比

D.功率與流量之比

7.水輪機在運行過程中，若流量增加，則（）。

A.水頭減小

B.水頭增大

C.水輪機效率降低

D.水輪機效率提高

8.水輪機中的水力損失包括（）。

A.渦輪損失

B.渦殼損失

C.引水管損失

D.以上都是

9.水輪機的汽蝕性能主要取決于（）。

A.水輪機轉速

B.水頭

C.流量

D.水輪機葉片形狀

10.水輪機的空化系數(shù)（σ）是（）。

A.水輪機轉速與水頭之比

B.水輪機流量與水頭之比

C.水輪機功率與水頭之比

D.水輪機功率與流量之比

11.水輪機在設計時，葉片的出口角（β2）通常（）。

A.大于進口角（β1）

B.小于進口角（β1）

C.等于進口角（β1）

D.無固定關系

12.水輪機中，影響效率的主要因素是（）。

A.水流速度

B.水輪機直徑

C.葉片形狀

D.水頭

13.水輪機中的比轉速（ns）越高，表示（）。

A.水輪機功率越大

B.水輪機效率越高

C.水輪機轉速越快

D.水輪機流量越大

14.水輪機中，空化系數(shù)（σ）越小，表示（）。

A.水輪機汽蝕性能越好

B.水輪機效率越高

C.水輪機轉速越快

D.水輪機流量越大

15.水輪機中，葉片的入口速度（V1）與出口速度（V2）之比稱為（）。

A.水力系數(shù)

B.葉片速度比

C.水力效率

D.流量系數(shù)

16.水輪機中的壓力損失與（）成正比。

A.流量

B.水頭

C.水輪機直徑

D.水輪機轉速

17.水輪機中的比轉速（ns）與（）成反比。

A.水輪機功率

B.水輪機效率

C.水頭

D.水輪機直徑

18.水輪機中，影響汽蝕性能的主要因素是（）。

A.水頭

B.水輪機葉片形狀

C.流量

D.水輪機轉速

19.水輪機中的比速系數(shù)（β）與（）成正比。

A.水輪機功率

B.水輪機效率

C.水頭

D.水輪機直徑

20.水輪機中，葉片的出口角（β2）與進口角（β1）之比稱為（）。

A.葉片速度比

B.水力系數(shù)

C.葉片形狀系數(shù)

D.水力效率

21.水輪機中的壓力損失與（）成正比。

A.流量

B.水頭

C.水輪機直徑

D.水輪機轉速

22.水輪機中，比轉速（ns）越高，表示（）。

A.水輪機功率越大

B.水輪機效率越高

C.水輪機轉速越快

D.水輪機流量越大

23.水輪機中的空化系數(shù)（σ）越小，表示（）。

A.水輪機汽蝕性能越好

B.水輪機效率越高

C.水輪機轉速越快

D.水輪機流量越大

24.水輪機中，葉片的入口速度（V1）與出口速度（V2）之比稱為（）。

A.水力系數(shù)

B.葉片速度比

C.水力效率

D.流量系數(shù)

25.水輪機中的壓力損失與（）成正比。

A.流量

B.水頭

C.水輪機直徑

D.水輪機轉速

26.水輪機中，比轉速（ns）與（）成反比。

A.水輪機功率

B.水輪機效率

C.水頭

D.水輪機直徑

27.水輪機中，影響汽蝕性能的主要因素是（）。

A.水頭

B.水輪機葉片形狀

C.流量

D.水輪機轉速

28.水輪機中的比速系數(shù)（β）與（）成正比。

A.水輪機功率

B.水輪機效率

C.水頭

D.水輪機直徑

29.水輪機中，葉片的出口角（β2）與進口角（β1）之比稱為（）。

A.葉片速度比

B.水力系數(shù)

C.葉片形狀系數(shù)

D.水力效率

30.水輪機中的壓力損失與（）成正比。

A.流量

B.水頭

C.水輪機直徑

D.水輪機轉速

二、多選題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的選項中，至少有一項是符合題目要求的）

1.水輪機的主要工作原理包括（）。

A.動量轉換

B.能量轉換

C.流體動力學

D.熱力學

2.水輪機的效率受以下哪些因素影響？（）

A.水頭

B.流量

C.轉速

D.葉片形狀

3.下列哪些是影響水輪機汽蝕性能的因素？（）

A.水頭

B.水流速度

C.水輪機葉片形狀

D.水輪機轉速

4.水輪機中，下列哪些部件會產(chǎn)生壓力損失？（）

A.渦輪

B.渦殼

C.引水管

D.控制閥

5.水輪機比速系數(shù)（ns）的物理意義包括（）。

A.反映水輪機結構特點

B.評價水輪機效率

C.指導水輪機選型

D.用于水輪機比較

6.水輪機中，影響水力效率的主要因素有（）。

A.葉片形狀

B.水流速度

C.水輪機直徑

D.水頭

7.水輪機中，葉片的開啟角和關閉角對水輪機性能的影響包括（）。

A.影響流量

B.影響效率

C.影響壓力損失

D.影響汽蝕性能

8.水輪機中，空化系數(shù)（σ）的取值范圍一般在（）。

A.0.1-0.3

B.0.3-0.6

C.0.6-0.9

D.0.9-1.0

9.水輪機的設計參數(shù)包括（）。

A.水頭

B.流量

C.轉速

D.葉片形狀

10.水輪機中，影響水力效率的因素有（）。

A.渦輪葉片的形狀

B.水流速度

C.水輪機直徑

D.水頭

11.水輪機中，葉片的出口角（β2）對水輪機性能的影響包括（）。

A.影響流量

B.影響效率

C.影響壓力損失

D.影響汽蝕性能

12.水輪機中，下列哪些部件會影響水力損失？（）

A.渦輪

B.渦殼

C.引水管

D.控制閥

13.水輪機中，影響比速系數(shù)（ns）的因素有（）。

A.水頭

B.流量

C.轉速

D.葉片形狀

14.水輪機中，下列哪些因素會影響水輪機的汽蝕性能？（）

A.水頭

B.水流速度

C.水輪機葉片形狀

D.水輪機轉速

15.水輪機中，葉片的入口速度（V1）對水輪機性能的影響包括（）。

A.影響流量

B.影響效率

C.影響壓力損失

D.影響汽蝕性能

16.水輪機中，影響水力效率的因素有（）。

A.渦輪葉片的形狀

B.水流速度

C.水輪機直徑

D.水頭

17.水輪機中，葉片的出口角（β2）對水輪機性能的影響包括（）。

A.影響流量

B.影響效率

C.影響壓力損失

D.影響汽蝕性能

18.水輪機中，下列哪些部件會影響水力損失？（）

A.渦輪

B.渦殼

C.引水管

D.控制閥

19.水輪機中，影響比速系數(shù)（ns）的因素有（）。

A.水頭

B.流量

C.轉速

D.葉片形狀

20.水輪機中，下列哪些因素會影響水輪機的汽蝕性能？（）

A.水頭

B.水流速度

C.水輪機葉片形狀

D.水輪機轉速

三、填空題（本題共25小題，每小題1分，共25分，請將正確答案填到題目空白處）

1.水輪機的基本原理是利用水的______能轉換為______能。

2.水輪機的效率是指水輪機輸出的______與輸入的______之比。

3.水輪機的比轉速（ns）是水輪機______與______之比。

4.水輪機中的壓力損失主要發(fā)生在______、______和______部分。

5.水輪機的汽蝕性能通常用______來表示。

6.水輪機的空化系數(shù)（σ）是葉片出口速度與______之比。

7.水輪機中的水力系數(shù)是葉片入口速度與______之比。

8.水輪機的設計參數(shù)包括______、______、______和______。

9.水輪機中的比速系數(shù)（β）是葉片出口角與______之比。

10.水輪機的______效率是指水輪機在最佳工況下的效率。

11.水輪機的______效率是指水輪機在不同工況下的效率。

12.水輪機中，葉片的______角和______角決定了葉片的形狀。

13.水輪機中，葉片的______角越大，水輪機的______效率越高。

14.水輪機中，葉片的______角越大，水輪機的______效率越高。

15.水輪機中，葉片的______角對水輪機的汽蝕性能有重要影響。

16.水輪機中，葉片的______角對水輪機的汽蝕性能有重要影響。

17.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

18.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

19.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

20.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

21.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

22.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

23.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

24.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

25.水輪機中，______是影響水輪機汽蝕性能的主要因素之一。

四、判斷題（本題共20小題，每題0.5分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.水輪機的效率永遠大于100%。（）

2.水輪機的比轉速越高，意味著水輪機結構越緊湊。（）

3.水輪機中的壓力損失與水頭成正比。（）

4.水輪機的空化系數(shù)越大，汽蝕性能越好。（）

5.水輪機的葉片入口角和出口角相等時，水輪機效率最高。（）

6.水輪機中，葉片的入口速度越大，水輪機的效率越高。（）

7.水輪機中的比速系數(shù)與水輪機的轉速成正比。（）

8.水輪機中的水力損失主要包括摩擦損失和渦流損失。（）

9.水輪機中，葉片的出口角越大，水輪機的汽蝕性能越好。（）

10.水輪機的設計參數(shù)中，水頭是最重要的參數(shù)之一。（）

11.水輪機中，葉片的形狀對水力效率沒有影響。（）

12.水輪機中，比速系數(shù)越高，水輪機的適用范圍越廣。（）

13.水輪機中的空化系數(shù)越小，水輪機的效率越高。（）

14.水輪機中，葉片的入口角和出口角越小，水輪機的汽蝕性能越好。（）

15.水輪機中，葉片的入口速度越小，水輪機的效率越高。（）

16.水輪機中的壓力損失與水輪機的直徑成反比。（）

17.水輪機的比速系數(shù)與水輪機的功率成正比。（）

18.水輪機中，葉片的出口角越大，水輪機的流量越大。（）

19.水輪機中，葉片的入口角和出口角相等時，水輪機的壓力損失最小。（）

20.水輪機中，葉片的入口角和出口角對水輪機的效率有直接影響。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.解釋水輪機中“比轉速”的概念，并說明比轉速如何影響水輪機的設計和選型。

2.分析水輪機中葉片形狀對流體動力特性的影響，討論葉片形狀如何影響水輪機的效率和汽蝕性能。

3.闡述水輪機中壓力損失產(chǎn)生的原因，并討論如何通過設計優(yōu)化來降低壓力損失。

4.結合實際案例，分析水輪機在運行過程中可能遇到的問題，以及如何通過流體動力學原理來優(yōu)化水輪機的運行性能。

六、案例題（本題共2小題，每題5分，共10分）

1.案例題：某水電站安裝了一臺水輪機，水頭為50m，設計流量為200m3/s。在運行過程中，發(fā)現(xiàn)實際流量為150m3/s，轉速為300r/min。請計算該水輪機的實際效率，并分析可能的原因。

2.案例題：某水電站擬安裝一臺新水輪機，已知水電站的設計水頭為100m，設計流量為300m3/s，轉速為300r/min。請根據(jù)這些參數(shù)，選擇合適的比轉速范圍，并說明選擇該范圍的原因。

標準答案

一、單項選擇題

1.D

2.A

3.D

4.C

5.A

6.C

7.D

8.D

9.D

10.C

11.A

12.D

13.C

14.A

15.B

16.B

17.B

18.B

19.C

20.D

21.D

22.A

23.A

24.B

25.C

二、多選題

1.ABC

2.ABCD

3.ABC

4.ABC

5.ABCD

6.ABCD

7.ABC

8.BCD

9.ABCD

10.ABCD

11.ABCD

12.ABCD

13.ABCD

14.ABCD

15.ABC

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空題

1.動量能量

2.輸出功率

3.轉速水頭

4.渦輪渦殼引水管

5.空化系數(shù)

6.水流速度

7.水力系數(shù)

8.水頭流量轉速葉片形狀

9.葉片出口角水頭

10.最佳工況

11.不同工況

12.入口出口

13.出口效率

14.出口效率

15.出口汽蝕性能

16.出口汽蝕性能

17.水頭

18.水流速度

19.水輪機葉片形狀

20.水輪機轉速

21.水輪機轉速

22.水頭

23.水輪機葉片形狀

24.水流速度

25.水頭

標準答案

四、判斷題