石油礦場(chǎng)水力機(jī)械東油復(fù)習(xí)題

PAGEPAGE3一、填空1.單螺桿泵轉(zhuǎn)子截面形狀為，襯套斷面輪廓為，其中兩個(gè)半圓的半徑與轉(zhuǎn)子半徑。2.單螺桿泵的理論流量與螺桿偏心距、螺桿斷面直徑、襯套導(dǎo)程及螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)。3.往復(fù)泵泵內(nèi)能量損失包括損失、損失和損失。4.從原理上講，泵可以分為兩大類，即和。螺桿泵屬于泵。5.多級(jí)離心泵軸向力平衡方法有葉輪對(duì)稱布置、平衡鼓和自動(dòng)平衡盤法。6.常用的往復(fù)泵泵閥結(jié)構(gòu)形狀為平板閥、錐形閥和球閥。7.液力變矩器主要由泵輪、渦輪及等導(dǎo)輪組成。8.液力偶合器的循環(huán)流量是指單位時(shí)間內(nèi)由泵輪泵入渦輪的液體體積。9.往復(fù)泵的總效率等于，和之積。10.離心泵葉輪轉(zhuǎn)速n=1450rpm，出口直徑為250mm，則葉輪出口處的圓周速率u2=m/s。11．往復(fù)泵的5項(xiàng)基本參數(shù)包括、、功率和沖次。12．當(dāng)往復(fù)泵曲柄連桿比、曲柄半徑為R，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)的位移方程為：，速度方程為：，加速度方程為：13.離心泵吸入池液面壓力與液體汽化壓力之差（Pa—Pt）/ρg=5m，吸入管路阻力損失和泵許用汽蝕余量分別為1m和2m，則該泵的最大允許安裝高度為m。14.往復(fù)泵調(diào)節(jié)流量的方法有、、和改變沖程。二．選擇單螺桿泵螺桿偏心距為e，且襯套斷面輪廓呈長圓形，則其長邊長度為：A.eB.4eC.3eD.2e單螺桿泵襯套及螺桿的導(dǎo)程分別為T和t，則T=。A.tB.4tC.2tD.3t射流泵噴嘴的作用是將部分。A.壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能C.壓能轉(zhuǎn)化為位能D.位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能4．射流泵正常工作時(shí)噴嘴出口處液體壓力比噴嘴入口處的液體壓力。A.高B.低C.相等D.不一定雙缸單作用往復(fù)泵，當(dāng)時(shí)，其流量不均度為。A.B.0.314C.D.0.141離心泵葉輪出口結(jié)構(gòu)角。A.大于B.等于C.D.0.141變矩器的工作輪包括。A.泵輪B.渦輪C.導(dǎo)輪D.泵輪、導(dǎo)輪和渦輪8．偶合器泵輪轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速時(shí)，偶合器才能正常工作。A.大于B.等于C.小于D.以上都正確曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周，雙缸雙作用往復(fù)泵的單個(gè)液缸實(shí)現(xiàn)次吸入次排出。A.1，1B.2，2C.離心泵不平衡軸向力產(chǎn)生的原因是。A.葉輪吸入口壓力過高B.葉輪排出口壓力過高C.葉輪兩側(cè)壓力不等D.葉輪兩側(cè)壓力相等11．單缸單作用往復(fù)泵沖程曲柄半徑R=200mm，則該泵沖程S=mm。A.200B.400C.300D.12．單螺桿泵螺桿的導(dǎo)程t=150mm，則該泵襯套導(dǎo)程T=mm。A.600B.450C.300D.13.從本質(zhì)上看，泵是將的能量轉(zhuǎn)換的機(jī)器。A.機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體能B.液體能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能C.機(jī)械能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能D.以上都對(duì)三．簡(jiǎn)答1．試論述往復(fù)泵排出空氣包的工作原理？如圖所示，往復(fù)泵排出過程中，在曲柄連桿和活塞桿的推動(dòng)下活塞向右加速運(yùn)動(dòng)，泵排出的流量大，管路L1和L2內(nèi)的流量增加，流速加快，管線的壓力P1和P2增大，當(dāng)P2＞P氣時(shí)，部分液體進(jìn)入空氣包，空氣包儲(chǔ)存液體?；钊\(yùn)行到后半段，活塞減速運(yùn)動(dòng)，泵排出的流量減少，管路L1和L2內(nèi)的流量減小，流速下降，管線的阻力P1和P2降低；當(dāng)P2＜P氣時(shí)，空氣包內(nèi)的液體自動(dòng)補(bǔ)充到排出管線L2內(nèi)，使排出總管線中的流速趨于均勻，從而減小了排出總管線中的慣性水頭。2.繪出三缸單作用往復(fù)泵流量曲線，列出各缸瞬時(shí)流量計(jì)算式，并計(jì)算流量不均度。答：三缸單作用往復(fù)泵流量不均度為：（5分）（3分）各缸瞬時(shí)流量表達(dá)式為：，，3.為何說鉆井用往復(fù)泵的有效壓頭全部用于克服管路阻力。答：在排出池和吸入池表面各取一斷面，單位重量液體在排出池和吸入池所具有的能量分別為：由能量守恒知：針對(duì)鉆井泵，上式中，由于因此鉆井用往復(fù)泵的有效壓頭全部用于克服管路阻力。4.牽引工況下偶合器泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速能否相等？為什么？答：偶合器工作時(shí)，泵輪內(nèi)液體在離心力的作用下沿流道從中心部位流向邊緣并在出口處以一定速度沖出渦輪，使渦輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪內(nèi)的液體也受到離心力的作用從而阻止泵輪內(nèi)液體進(jìn)入渦輪，若，則液體將不再流動(dòng)，循環(huán)流量，此時(shí)偶合器無法正常工作。因此。5.變矩器渦輪輸出力矩能否大于泵論輸入力矩？為什么？答：變矩器泵輪，導(dǎo)輪及渦輪對(duì)液體作用力矩為：且=，=，=因此++=0若忽略各種摩擦力，則有++=0即+當(dāng)＞0時(shí)，即有＞，因此變矩器輸出力矩可以大于泵輪力矩。6．往復(fù)泵流量系數(shù)與容積效率有何區(qū)別與聯(lián)系。答：往復(fù)泵流量系數(shù)，它不僅與泵的漏失量有關(guān)，也與泵的充滿程度相關(guān)。而容積效率，它反映的是得到能量的液體漏失的程度，與充滿度無關(guān)。二者的相互關(guān)系可用下式表示，，其中為泵的充滿系數(shù)。7.往復(fù)泵流量系數(shù)、容積效率以及泵效率有何區(qū)別與聯(lián)系？答：往復(fù)泵流量系數(shù)，它不僅與泵的漏失量有關(guān)，也與泵的充滿程度相關(guān)；容積效率，它反映的是得到能量的液體漏失的程度，與充滿度無關(guān)；而泵的總效率，它反映泵能量轉(zhuǎn)化的程度，或者說是輸入到泵上的機(jī)械能有多少轉(zhuǎn)化為液體能，所以三者之間有明顯的區(qū)別（6分）。流量系數(shù)與容積效率二者的相互關(guān)系可用下式表示，，其中為泵的充滿系數(shù)（2分）。而泵的總效率等于容積效率、機(jī)械效率和水力效率三者之積（2分）。四．計(jì)算題1．一臺(tái)輸水用雙缸雙作用往復(fù)泵活塞直徑80mm，活塞桿直徑25mm，沖程450mm，沖次45min-1，有效壓頭2500m，流量系數(shù)0.9，泵總效率0.9，求：（1）該泵的理論平均流量和實(shí)際流量；（2）泵的有效功率和軸功率。解：（4分）（4分）（4分）（3分）2.單吸式離心泵汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù),汽蝕安全系數(shù)，以工作。將溫度為的水供給油井洗井，供液量為，吸入管總阻力(水柱)，大氣壓力(水柱)，氣化壓力。問如何安裝該泵才能正常工作？解：首先求解汽蝕余量（m）（5分）求解許用汽蝕余量(m)求解泵的允許安裝高度(m)（8分）所以該泵安裝在吸入池液面0.66m之下該泵才能正常工作。（2分）3.一臺(tái)輸水往復(fù)泵軸功率88.2kW，轉(zhuǎn)化功率79.4kW，泵總壓頭130m，容積效率0.95，理論平均流量59L/s，設(shè)泵的充滿系數(shù)1，求：（1）實(shí)際流量；（2）有效功率；（3）泵的機(jī)械效率、水力效率及總效率。解：1)6分5分3)4分一臺(tái)單級(jí)離心泵，其葉輪內(nèi)徑=100mm，外徑=270mm，葉片進(jìn)口結(jié)構(gòu)角和出口結(jié)構(gòu)角=30°，葉片寬=27mm，=10mm，斷面收縮系數(shù)經(jīng)計(jì)算為==0.9，流量90m3/h，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1470。求：①葉輪進(jìn)口和出口的圓周速度、相對(duì)速度和絕對(duì)速度？②液體無沖擊進(jìn)入葉輪的最優(yōu)流量是多少？解（1）葉輪進(jìn)口的速度：（m/s）（m/s）（m/s）出口速度（m/s）（m/s）（m/s）當(dāng)=時(shí)，泵的流量為最優(yōu)流量此時(shí)，（m/s）則（m/s）（m3/h）5.單作用往復(fù)式水泵，以12分鐘充滿了直徑為2m，高為1.8m的水罐，泵缸套直徑為200mm，活塞沖程為250mm，泵的有效壓頭為15m水柱，泵軸轉(zhuǎn)數(shù)=65，泵水力效率為0.88，且充滿系數(shù)。求該泵的流量系數(shù)及轉(zhuǎn)化功率？6.一臺(tái)單級(jí)離心泵，其葉輪內(nèi)徑=100mm，外徑=270mm，葉片進(jìn)口結(jié)構(gòu)角和出口結(jié)構(gòu)角=30°，葉片寬=27mm，=10mm，斷面收縮系數(shù)經(jīng)計(jì)算為==0.9，液體沿徑向進(jìn)入葉輪流道，且3.28m/s，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1470。求：①葉輪進(jìn)口和出口的圓周速度、相對(duì)速度及出口絕對(duì)速度？②液體無沖擊進(jìn)入葉輪的最優(yōu)流量是多少？7.如下圖（見下頁）所示的一密閉容器內(nèi)液面上作用的壓力為（即液體的汽化壓力），用離心泵將泵內(nèi)液體排出，已知液體密度1000kg/m3，允許的有效汽蝕余量6m，液體總的阻力損失1m，Z=6m,問此時(shí)泵能否正常工作。解：泵允許的安裝高度為：3分則：（m）6分而實(shí)際安裝高度為：(m)所以：(m)3分即泵不能正常工作。8.一臺(tái)單級(jí)離心泵，其葉輪內(nèi)徑=100mm，外徑=250mm，葉片進(jìn)口結(jié)構(gòu)角和出口結(jié)構(gòu)角=30°，葉片寬=25mm，=10mm，斷面收縮系數(shù)經(jīng)計(jì)算為==0.9，流量95m3/h，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1470。求：①葉輪進(jìn)口和出口的圓周速度、相對(duì)速度和絕對(duì)速度？②液體無沖擊進(jìn)入葉輪的最優(yōu)流量是多少？解（1）葉輪進(jìn)口的速度：（m/s）（m/s）（m/s）出口速度（m/s）（m/s）（m/s）當(dāng)=時(shí)，泵的流量為最優(yōu)流量此時(shí)，（m/s）則（m/s）（m3/h）五．論述題1.試推導(dǎo)離心泵理論壓頭的計(jì)算式為設(shè)m為每秒內(nèi)流過葉輪的液體質(zhì)量，則葉輪進(jìn)口、出口處液體相對(duì)于泵軸線的動(dòng)量矩分別為：若為作用在液體上的外力矩，由動(dòng)量矩定理知：，即：其中：，，所以：又由能量守恒定理知：一般離心泵，即2.下圖為多級(jí)離心泵軸向力自動(dòng)平衡盤裝置，依據(jù)其結(jié)構(gòu)組成，分析其工作原理。答：（1）自動(dòng)平衡盤法軸向力平衡裝置的末級(jí)葉輪與平衡盤剛性聯(lián)接，葉輪出口壓力為，經(jīng)徑向間隙降壓后，在平衡板與平衡盤形成的腔室內(nèi)壓力為，再經(jīng)軸向間隙到平衡室后壓力降為,平衡室與第一級(jí)葉輪吸入口相連。（5分）（2）壓降，，。當(dāng)工況一定時(shí)，保持不變，即為定值。（3）對(duì)葉輪，所受軸向力，方向指向吸入口。對(duì)平衡盤，所受軸向力，方向背向吸入口。（5分）（4）當(dāng)時(shí)，平衡盤左移，減小，增大，則也增大（此時(shí)不變），直至。當(dāng)時(shí)，平衡盤右移，增大，減小，則也減?。ù藭r(shí)不變），直至。（5）由以上分析可以看出，只有成立，所以軸向力被完全平衡。（5分）3.下圖為多級(jí)離心泵軸向力平衡鼓裝置，依據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，試分析其