2025年水泵期末考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于離心泵工作原理的描述，正確的是（）。A.依靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將液體壓出B.利用轉(zhuǎn)子與定子間容積變化輸送液體C.主要通過液體的粘性力傳遞能量D.適用于高揚(yáng)程、小流量工況，比轉(zhuǎn)數(shù)大于3002.某水泵銘牌標(biāo)注“Q=120m3/h，H=50m，η=82%”，其中“η”表示（）。A.機(jī)械效率B.容積效率C.水力效率D.總效率3.軸流泵的比轉(zhuǎn)數(shù)范圍通常為（）。A.30-80B.80-150C.150-300D.300-10004.水泵發(fā)生氣蝕的直接原因是（）。A.進(jìn)口壓力高于液體飽和蒸汽壓B.進(jìn)口壓力低于液體飽和蒸汽壓C.出口壓力過高D.葉輪轉(zhuǎn)速過快5.相似定律中，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速由n1變?yōu)閚2時(shí)，流量比與轉(zhuǎn)速比的關(guān)系為（）。A.Q2/Q1=(n2/n1)2B.Q2/Q1=n2/n1C.Q2/Q1=(n2/n1)3D.Q2/Q1=√(n2/n1)6.某閉式循環(huán)管路系統(tǒng)中，若僅增加管路長度（管徑不變），則管路特性曲線將（）。A.上移且變陡B.上移且變緩C.下移且變陡D.下移且變緩7.以下哪種水泵不需要安裝底閥即可啟動(dòng)？（）A.單級(jí)單吸離心泵B.自吸式離心泵C.多級(jí)離心泵D.漩渦泵8.水泵性能曲線中，H-Q曲線呈現(xiàn)“駝峰”形狀時(shí)，可能導(dǎo)致（）。A.流量調(diào)節(jié)更穩(wěn)定B.運(yùn)行中出現(xiàn)不穩(wěn)定工況C.效率顯著提高D.軸功率隨流量增加而下降9.測量水泵軸功率時(shí)，常用的儀器是（）。A.壓力表B.流量計(jì)C.扭矩儀D.真空表10.對(duì)于需要頻繁啟動(dòng)的水泵，優(yōu)先選擇（）。A.軸流泵（Q-H曲線陡降型）B.離心泵（Q-H曲線平坦型）C.混流泵（Q-H曲線中間型）D.往復(fù)泵（容積式）二、填空題（每空1分，共20分）1.水泵按工作原理可分為__________、__________和__________三大類，其中離心泵屬于__________類。2.水泵的主要性能參數(shù)包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、__________、__________和__________。3.氣蝕余量（NPSH）分為__________和__________，工程中通常以__________作為水泵抗氣蝕性能的指標(biāo)。4.相似定律的三個(gè)比例關(guān)系為流量比與__________成正比，揚(yáng)程比與__________成正比，軸功率比與__________成正比。5.管路特性曲線的一般表達(dá)式為Hc=__________+__________Q2，其中第一項(xiàng)代表__________，第二項(xiàng)代表__________。6.水泵串聯(lián)運(yùn)行的主要目的是__________，并聯(lián)運(yùn)行的主要目的是__________。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述離心泵啟動(dòng)前必須充水排氣的原因。若未充水直接啟動(dòng)，可能導(dǎo)致哪些后果？2.對(duì)比離心泵與軸流泵的性能特點(diǎn)（從Q-H曲線形狀、適用工況、效率范圍三方面說明）。3.什么是水泵的工況點(diǎn)？如何通過性能曲線和管路特性曲線確定工況點(diǎn)？若實(shí)際流量小于設(shè)計(jì)流量，可采取哪些調(diào)節(jié)措施？4.氣蝕對(duì)水泵運(yùn)行有哪些危害？列舉3種提高水泵抗氣蝕性能的措施。5.某水泵運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)和異常噪聲，可能的原因有哪些？（至少列出4點(diǎn)）四、計(jì)算題（共25分）1.（8分）某單級(jí)離心泵在轉(zhuǎn)速n1=1450r/min時(shí)，性能參數(shù)為Q1=80m3/h，H1=40m，軸功率P1=12kW。若將轉(zhuǎn)速調(diào)整為n2=1750r/min（假設(shè)效率不變），求調(diào)整后的流量Q2、揚(yáng)程H2和軸功率P2。2.（9分）某給水管路系統(tǒng)要求流量Q=100m3/h，總揚(yáng)程Hc=55m（其中靜揚(yáng)程Hst=30m，沿程與局部阻力損失系數(shù)Σζ=0.025s2/m?）。現(xiàn)有一臺(tái)離心泵，其性能曲線可用H=65-0.002Q2（Q單位：m3/h，H單位：m）表示。（1）繪制管路特性曲線方程；（2）計(jì)算該泵在此管路中的實(shí)際工況點(diǎn)（Q、H）；（3）判斷該泵是否滿足系統(tǒng)需求，若不滿足，提出一種可行的調(diào)節(jié)方案。3.（8分）某水泵樣本中給出允許吸上真空高度Hs=5.5m（水溫20℃，大氣壓101.3kPa），實(shí)際使用條件為：水溫50℃（飽和蒸汽壓pv=12.3kPa），當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a=90kPa，吸水管路總水頭損失hw=0.8m。求該泵的允許吸上高度Hg。（水的密度ρ=1000kg/m3，重力加速度g=9.81m/s2）五、綜合分析題（15分）某工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用兩臺(tái)相同的離心泵并聯(lián)運(yùn)行，原設(shè)計(jì)流量為240m3/h（單泵流量120m3/h），揚(yáng)程50m。運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)總流量降至200m3/h（單泵流量100m3/h），且電機(jī)電流增大。經(jīng)檢查，管路無泄漏，水溫、介質(zhì)密度無明顯變化。（1）分析流量下降的可能原因（從泵本身、管路特性、運(yùn)行方式三方面考慮）；（2）提出2種排查或解決措施，并說明原理；（3）若需恢復(fù)設(shè)計(jì)流量，是否可通過增加并聯(lián)泵數(shù)量實(shí)現(xiàn)？簡述理由。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.D3.D4.B5.B6.A7.B8.B9.C10.A二、填空題1.葉片式、容積式、其他類型（或特殊類型）、葉片式2.軸功率、效率、氣蝕余量（或允許吸上真空高度）3.裝置氣蝕余量（NPSHa）、必需氣蝕余量（NPSHr）、必需氣蝕余量（或NPSHr）4.轉(zhuǎn)速比、轉(zhuǎn)速比的平方、轉(zhuǎn)速比的立方5.Hst、K、靜揚(yáng)程（或幾何揚(yáng)程）、動(dòng)揚(yáng)程（或阻力損失）6.提高揚(yáng)程、增加流量三、簡答題1.原因：離心泵依靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力使液體獲得能量，若泵內(nèi)未充滿液體（存在空氣），由于空氣密度遠(yuǎn)小于液體，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)無法形成足夠的真空度，液體無法被吸入泵內(nèi)，導(dǎo)致“氣縛”現(xiàn)象。后果：泵無法正常吸水，葉輪空轉(zhuǎn)可能因摩擦過熱損壞，機(jī)械密封或軸承因干磨失效。2.（1）Q-H曲線：離心泵曲線較平坦（小流量時(shí)揚(yáng)程高），軸流泵曲線陡降（流量增大時(shí)揚(yáng)程顯著下降）；（2）適用工況：離心泵適用于中低揚(yáng)程、較大流量；軸流泵適用于低揚(yáng)程、大流量；（3）效率范圍：離心泵高效區(qū)較寬（流量變化時(shí)效率下降慢），軸流泵高效區(qū)較窄（需接近設(shè)計(jì)流量運(yùn)行）。3.工況點(diǎn)：水泵在管路系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行時(shí)的流量和揚(yáng)程參數(shù)，是水泵性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)。確定方法：在同一坐標(biāo)系中繪制水泵H-Q曲線和管路Hc-Q曲線，兩曲線的交點(diǎn)即為工況點(diǎn)。調(diào)節(jié)措施：改變泵轉(zhuǎn)速（變頻調(diào)節(jié)）、切割葉輪外徑、調(diào)節(jié)出口閥門開度（節(jié)流調(diào)節(jié)）。4.危害：葉輪表面產(chǎn)生氣蝕破壞（點(diǎn)蝕、裂紋）；泵揚(yáng)程、效率下降；振動(dòng)和噪聲增大；嚴(yán)重時(shí)泵無法工作。措施：降低吸水高度；縮短吸水管路長度或增大管徑以減少吸水管阻力；選用抗氣蝕材料（如不銹鋼、鎳鉻合金）；采用誘導(dǎo)輪或雙吸葉輪設(shè)計(jì)。5.可能原因：葉輪不平衡（磨損或結(jié)垢）；軸承磨損或潤滑不良；泵軸與電機(jī)軸不同心（對(duì)中偏差）；吸入管路漏氣（氣蝕或空氣進(jìn)入）；基礎(chǔ)固定不牢；葉輪與泵殼摩擦（間隙過?。Ｋ?、計(jì)算題1.根據(jù)相似定律：Q2=Q1×(n2/n1)=80×(1750/1450)≈96.55m3/hH2=H1×(n2/n1)2=40×(1750/1450)2≈40×(1.2069)2≈58.25mP2=P1×(n2/n1)3=12×(1750/1450)3≈12×1.743≈20.92kW2.（1）管路特性曲線方程：Hc=Hst+KQ2，其中K=Σζ/(2gA2)（需轉(zhuǎn)換單位）。已知Q=100m3/h=0.0278m3/s，Hc=55m，Hst=30m，代入得：55=30+K×(100)2→K=(55-30)/10000=0.0025s2/m?（注意單位統(tǒng)一）。因此，管路特性方程為Hc=30+0.0025Q2（Q單位：m3/h）。（2）聯(lián)立泵性能曲線H=65-0.002Q2和管路特性曲線Hc=30+0.0025Q2，令H=Hc：65-0.002Q2=30+0.0025Q2→35=0.0045Q2→Q2=35/0.0045≈7777.78→Q≈88.2m3/h代入泵性能曲線得H=65-0.002×(88.2)2≈65-0.002×7783≈65-15.57≈49.43m（3）系統(tǒng)需求Q=100m3/h，Hc=55m，實(shí)際工況點(diǎn)Q≈88.2m3/h，H≈49.43m，流量和揚(yáng)程均不足。調(diào)節(jié)方案：提高泵轉(zhuǎn)速（根據(jù)相似定律，增加轉(zhuǎn)速可提升流量和揚(yáng)程）；或換用更大功率的泵（選擇H-Q曲線更陡或設(shè)計(jì)流量更大的泵）。3.允許吸上高度Hg計(jì)算公式：Hg=Hs-(pa-pv)/(ρg)-hw其中，(pa-pv)/(ρg)=(90×103-12.3×103)/(1000×9.81)≈77700/9810≈7.92m因此，Hg=5.5-7.92-0.8≈-3.22m（負(fù)號(hào)表示泵必須安裝在液面以下3.22m處）。五、綜合分析題（1）可能原因：①泵本身：葉輪磨損（間隙增大，容積效率下降）；密封環(huán)磨損（內(nèi)部泄漏增加）；電機(jī)轉(zhuǎn)速下降（電壓不足或頻率降低）。②管路特性：管路內(nèi)壁結(jié)垢（阻力系數(shù)K增大，管路特性曲線變陡，相同揚(yáng)程下流量減少）；閥門未完全開啟（人為或故障導(dǎo)致局部阻力增加）。③運(yùn)行方式：兩臺(tái)泵性能差異（其中一臺(tái)泵效率下降，并聯(lián)時(shí)總流量小于兩臺(tái)泵單獨(dú)運(yùn)行流量之和）；泵進(jìn)口堵塞（如濾網(wǎng)部分堵塞，導(dǎo)致吸入流量受限）。（2）解決措施：①檢測單泵性能：單獨(dú)運(yùn)行一臺(tái)泵，測量其流量和揚(yáng)程，若單泵流量低于120m3/h，說明泵本身存在問題（如葉輪磨損），需檢修或更換葉輪。②清洗管路或檢查閥門：若單泵性能正常，測量管路阻力（如關(guān)閉一臺(tái)泵，運(yùn)行單泵時(shí)流量應(yīng)接近120m3/h），若單泵流量仍低，說明管路阻力增大（如結(jié)垢），