面层分离，出现失速现象，因而升力系数降低，扬程(全压)也随之下降，当流量减小到qVb时，扬程(全压)最低；当qV 9．热力学法测效率是基于什么原理？有什么特点？ 答：原理：对于高温高压泵，由于不能忽略流体受到压缩而导致密度和比热的变化，因此热力学原理奠定了热力学测试方法的基础。泵叶轮旋转对流体做功，除了使流体获得有用功率之外，尚有各种损失转化为热能，使水温升高；同时流体从泵进口到出口的等熵压缩过程，也会使水温升高。形成泵进出口的温差，因此只需测出泵进、出口的温度和压力，即可求得泵效率?。 特点：热力学法测效率，扬程越高，温差越大，其相对测量误差越小，测量精度很高，因而适用于100m以上的高扬程泵。并可在现场运行条件下进行测试，同时，不必测出水泵的流量，即可求得泵效率。 第三章 思考题 1． 两台几何相似的泵与风机，在相似条件下，其性能参数如何按比例关系变化？ 答：流量相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其流量之比与几何尺寸之比的三次方成正比、与转速比的一次方成正比，与容积效率比的一次方成正比。 扬程相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其扬程之比与几何尺寸比的平方成正比，与转速比的平方成正比，与流动效率比的一次方成正比。 功率相似定律指出：几何相似的泵与风机，在相似工况下运行时，其功率之比与几何尺寸比的五次方成正比，与转速比的三次方成正比，与密度比的一次方成正比，与机械效率比的一次方成正比。 2． 当一台泵的转速发生改变时，其扬程、流量、功率将如何变化？ 答：根据比例定律可知：流量qVp＝qVmnpnm 扬程Hp＝Hm(npnm)2 功率Pp＝Pm(npnm)3 3． 当某台风机所输送空气的温度变化时其全压、流量、功率将如何变化？ 答：温度变化导致密度变化，流量与密度无关，因而流量不变。 全压 Pp?P?P 功率 ??Pm?mpm?mpp4． 为什么说比转数是一个相似特征数？无因次比转数较有因次有何优点？ 答：比转数是由相似定律推导而得，因而它是一个相似准则数。 优点：有因次比转数需要进行单位换算。 5． 为什么可以用比转数对泵与风机进行分类？ 答：比转数反映了泵与风机性能上及结构上的特点。如当转数不变，对于扬程(全压)高、流量小的泵与风机，其比转数小。反之，在流量增加，扬程(全压)减小时，比转数随之增加，此时，叶轮的外缘直径D2及叶轮进出口直径的比值D2D0随之减小，而叶轮出口宽度b2则 随之增加。当叶轮外径D2和D2D0减小到某一数值时，为了避免引起二次回流，致使能量损失增加，为此，叶轮出口边需作成倾斜的。此时，流动形态从离心式过渡到混流式。当 D2减小到极限D2D0=1时，则从混流式过渡到轴流式。由此可见，叶轮形式引起性能参 数改变，从而导致比转数的改变。所以，可用比转数对泵与风机进行分类。 6．随比转数增加，泵与风机性能曲线的变化规律怎样？ 答：在低比转数时，扬程随流量的增加，下降较为缓和。当比转数增大时，扬程曲线逐渐变陡，因此轴流泵的扬程随流量减小而变得最陡。 在低比转数时(ns<200)，功率随流量的增加而增加，功率曲线呈上升状。但随比转数的增加(ns=400)，曲线就变得比较平坦。当比转数再增加(ns=700)，则功率随流量的增加而减小，功率曲线呈下降状。所以，离心式泵的功率是随流量的增加而增加，而轴流式泵的功率却是随流量的增加而减少。 比转数低时，效率曲线平坦，高效率区域较宽，比转数越大，效率曲线越陡，高效率区域变得越窄，这就是轴流式泵和风机的主要缺点。为了克服功率变化急剧和高效率区窄的缺点，轴流式泵和风机应采用可调叶片，使其在工况改变时，仍保持较高的效率。 7．无因次的性能曲线是如何绘制的？与有因次性能曲线相比有何优点？ 答：凡几何相似的泵或风机，在相似工况下运行时，其无因次系数相同。用无因次系数，可以绘出无因次性能曲线。 用无因次性能参数qV、p、P，?绘制无因次性能曲线时，首先要通过试验求得某一几何形状叶轮在固定转速下不同工况时的qV、P、p及，?值，然后计算出相应工况时的 qV、P、p、?，并绘制出以流量系数qV为横坐标，以压力系数p、功率系数P及效率 ?为纵坐标的一组qV—p、qV—P及qV—?曲线。无因次性能曲线的特点是，由于同 类泵与风机都是相似的，同时没有计量单位，而只有比值关系，所以可代表一系列相似泵或风机的性能。因此，如把各类泵或风机的无因次性能曲线绘在同一张图上，在选型时可进行性能比较。 8．通用性能曲线是如何绘制的？ 答：通用性能曲线可以用试验方法得到，也可以用比例定律求得。 用比例定律可以进行性能参数间的换算，如已知转速为n1时的性能曲线，欲求转速为n2时的性能曲线，则可在转速为n1时的qV—H性能曲线上取任意点1、2、3…等的流量与扬程代入比例定律，由 qV2?n2?n?2qV H2???n??H1 n1?1?2可求得转速为n2时与转速为n1时相对应的工况点1?、2?、3?…。将这些点连成光滑的曲线， 则得转速为n2时的qV—H性能曲线。 制造厂所提供的是通过性能试验所得到的通用性能曲线。 第四章 思考题: 1． 何谓汽蚀现象？它对泵的工作有何危害？ 答：汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。 危害：（1）材料破坏 （2）噪声和振动（3）性能下降 2． 为什么泵要求有一定的几何安装高度？在什么情况下出现倒灌高度？ 答：提高吸水性能，使泵在设计工况下工作时不发生汽蚀。 当吸水池液面压力等于该温度下液体所对应的饱和压力Pv时，出现倒灌高度。 3． 电厂的给水泵及凝结水泵为什么都安装在给水容器的下面？ 答：给水泵的吸入容器是除氧器，凝结水泵的吸入容器是凝汽器，除氧器和凝汽器里都是饱和状态，即液面压力等于该温度下水的饱和压力。为了避免发生汽蚀，需采用倒灌高度，因此给水泵及凝结水泵都安装在水容器的下面。 4． 何谓有效汽蚀余量?ha和必需汽蚀余量?hr，二者有何关系？ 答：有效汽蚀余量?ha：指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力（饱和蒸汽压力）的富余能量。 必需汽蚀余量：指液体在泵吸入口的能头对压力最低点处静压能头的富余能头。 二者关系：当（?hr＞?ha）时，泵内发生汽蚀； 当（?hr＜?ha＝时，泵内不会发生汽蚀； 当（?hr＝?ha＝?hc）时，处于临界状态。 5． 产品样品中提供的允许汽蚀余量[?h]是怎样得到的？ 答：厂家通过汽蚀实验得到临界汽蚀余量?hc，为保证泵不发生汽蚀，?hc加一安全量，得允许汽蚀余量[?h]。 6． 为什么目前多采用汽蚀余量来表示泵的汽蚀性能，而较少用吸上真空高度来表示？ 答：因为使用汽蚀余量时不需要进行换算，特别对电厂的锅炉给水泵和凝结水泵，吸入液面都不是大气压力的情况下，尤为方便。同时汽蚀余量更能说明汽蚀的物理概念，因此，目前已较多使用汽蚀余量。 7． 提高转速后，对泵的汽蚀性能有何影响？ 答：对同一台泵来说，当转速变化时，汽蚀余量随转速的平方成正比关系变化，即当泵的转速提高后，必需汽蚀余量成平方增加，泵的抗汽蚀性能大为恶化。 8． 为什么说汽蚀比转数也是一个相似特征数？使用无因次汽蚀比转数有何优点？ 答：因为汽蚀比转数是由流量相似定律和汽蚀相似定律推导而来的。因此也是一个相似特征数。 优点：不需要进行单位换算。 9． 提高泵的抗汽蚀性能可采用那些措施？基于什么原理？ 答：一、提高泵本身的抗汽蚀性能 (1)降低叶轮入口部分流速。一般采用两种方法：①适当增大叶轮入口直径D0；②增大叶片入口边宽度b1。也有同时采用既增大D0又增大b1的方法。这些结构参数的改变，均应有一定的限度，否则将影响泵效率。 (2)采用双吸式叶轮。双吸式叶轮的必需汽蚀余量是单吸式叶轮的63％，因而提高了泵的抗汽蚀性能。 (3)增加叶轮前盖板转弯处的曲率半径。这样可以减小局部阻力损失。 (4)叶片进口边适当加长。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。 (5)首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料。如采用含镍铬的不锈钢、铝青铜、磷青铜等。 二、提高吸入系统装置的有效汽蚀余量?ha 可以采取如下措施： (1)减小吸入管路的流动损失。即可适当加大吸入管直径，尽量减少管路附件，如弯头、阀门等，并使吸人管长最短。 (2)合理确定两个高度。即几何安装高度及倒灌高度。 (3)采用诱导轮。主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升压后流入主叶轮(多级泵为首级叶轮)，因而提高了主叶轮的有效汽蚀余量，改善了泵的汽蚀性能。 (4)采用双重翼叶轮。双重翼叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，与诱导轮相比，其主要优点是轴向尺寸小，结构简单，且不存在诱导轮与主叶轮配合不好，而导致效率下降的问题。所以，双重翼离心泵不会降低泵的性能，却使泵的抗汽蚀性能大为改善。 (5)采用超汽蚀泵。在主叶轮之前装一个类似轴流式的超汽蚀叶轮，其叶片采用了薄而尖的超汽蚀翼型，使其诱发一种固定型的汽泡，覆盖整个翼型叶片背面，并扩展到后部，与原来叶片的翼型和空穴组成了新的翼型。其优点是汽泡保护了叶片，避免汽蚀并在叶片后部溃灭，因而不损坏叶片。 (6)设置前置泵。采用在给水泵前装置低速前置泵，使给水经前置泵升压后再进入给水泵，从而提高了泵的有效汽蚀余量，改善了给水泵的汽蚀性能；同时除氧器的安装高度也大为降低。这是防止给水泵产生汽蚀、简单而又可靠的一种方法。 第五章 思考题 1． 如何绘制管路特性曲线？ 答：由泵的管路特性曲线方程Hc?Hst??qv可知，当流量发生变化时，装置扬程Hc也 随之发生变化。对于风机，因气体密度?很 2Ht形成的气柱压力可以忽略不计，小，即Ht为零，又因引风机是将烟气排入大气，故该风机的管路特性曲线方程可近似认为 pc???qv2 因此可以看出，管路特性曲线是一条二次抛物线，此抛物线起点应在纵坐标静扬程 Hst处；风机为一条过原点的二次抛物线，