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《流体机械原理》思考题 绘制水轮机的分类图表 绘制水泵的分类图表 水轮机的主要过流部件有哪些？各部分的主要作用是什么？作用原理是什么？有哪些主要的形式？ P30 P57（原理）(与ppt对照看) 答：水轮机的主要过流部件有：引水室，导水机构，转轮，尾水管。 引水室的作用是将水流按所需要的速度（大小和方向）引入转轮。其原理是引水室内速度矩保持不变。主要形式：开式引水室，闭式引水室。 导水机构作用是控制和调节水轮机的流量，以改变水轮机的功率，适应负荷的变化；在非蜗壳式引水室中，导水机构还用来改变水流方向，以适应转轮需要。其原理是导叶转动，改变了水流的方向及过水断面的大小，从而改变流量大小。主要形式：径向导水机构（圆柱式），斜向或圆锥式导水机构，轴向或圆盘式导水机构。 转轮作用是改变水流方向并产生能量。其原理是水流对转轮叶片做功，使水的动能和压力能转换为转轮机械能。主要形式：混流式，斜流式，轴流式（定桨式和转桨式）。 尾水管作用是将离开转轮的水引导至下游并利用转轮出口水流的部分能量。原理是能量守恒（伯努利方程）原理。主要形式：直锥式，弯管，肘形。 水泵的主要过流部件有哪些？各部分的主要作用是什么？作用原理是什么？有哪些主要的形式？ P32 P62（原理）（与ppt对照看） 答：水泵的主要过流部件有：吸水室，叶轮，压水室（扩压元件）。 吸水室作用是按要求的速度和方向将流体引入叶轮。其原理是吸水室中速度矩不变和连续性原理。主要形式：直锥管形（包括喇叭形），弯管形，半螺旋形，环形。 叶轮的作用是改变流体流动方向并对流体做功。其原理是功能转换原理。主要形式：离心式，混流式，斜流式，轴流式。 压水室的作用是将从叶轮流出的流体收集起来并送往下一级或管道中，同时将其部分速度能转换成压力能以进一步提高压力。原理是连续性定理和动量矩守恒定理。主要形式：蜗壳，环形吸出室，叶片式扩压器（径向导叶），无叶扩压器，组合式，空间导叶，轴向导叶。 水轮机的轴功率、液流功率，输出功率有何区别？如何换算？ P86 答：轴功率为水轮机转轮获得功率：Pth=ρgQvthHth 液流功率为水轮机的输入功率：Pf=ρgQvH 输出功率为电动机获得功率：P=Pth—ΔPm（机械损失）—ΔPr（圆盘损失） 水轮机内的主要损失是什么？各损失与水轮机效率间的关系如何？ P77 答：水轮机内的主要损失是流动损失（水力损失）。 水力效率ηh： 容积效率为ηv： 机械效率ηm： 什么是同步转速？ 答：同步转速是指旋转磁场的转速，用n0表示。定子绕组的旋转磁场与转子的转速相同（理想空载，实际运行不可能出现）。DB) ） 相对液流角：由叶片安放角和进口冲角求出 ( 水轮机：Δβ1=β1—β1e 水泵：Δβ=β1e—β1 ) 综上可求出三角形各分量。 水力机械基本方程代表了什么物理意义？ P51 答： （1）水力机械的基本方程（欧拉方程），实质是能量平衡问题。即在不考虑损 失的情况下，每单位重量的流体从叶片所获得的能量或者传递给叶片的能量。 （2）流体流经叶片，若获得能量（工作机），速度矩增加；若减少能量（原动机）， 速度矩减少。若Hth=0,即外力矩M=0，表明没有叶片作用，此时流体的速度 矩保持常数。因此基本方程建立了流体能量和运动参数之间的关系。 （3）由基本方程知，动叶片与流体交换的能量，与叶片进出口速度矩的差值及角 速度有关。所以对于径流或混流式机组，工作机多为离心流动, r2 r1; 原动机 多为向心流动， r1 r2。对于轴流式机组， r1= r2，能量的转换取决于周向 速度的增减。 一般认为水轮机和水泵最优工况时进出口液流有何特点？此时基本方程可写为何种形式？ 答：水轮机（P74）: 最优工况时液流无冲击进口（β1=βb），法向出口（α2=90o）。 基本方程：g?Hth=Cu1?U1 水泵（P72）： 最优工况时叶轮叶片进口无旋，无冲击进口，扩压器叶片进口处无冲击进口。 基本方程：g?Hth=Cu2?U2 在偏离最优工况时速度三角形与最优工况时有何区别？这会对水轮机或水泵的水力性能有何影响？ P72 答：偏离工况下，机器效率会下降，偏离严重时，还会出现振动，空化等现象，甚 至根本不能运行。 滑移产生的原因及其带来的影响是什么？ P92 答：滑移是由叶片数有限而使叶片导向能力减弱引起的。轴向旋涡是径流或混流式 叶轮中导致滑移更主要原因。 影响：①滑移引起的无限叶片数理论扬程的减少与损失不同。滑移→叶 轮输出（原动机）或输入功率（工作机）减少→叶轮转换能量的 功能下降。 ②滑移→流动状态变化→引起附加损失。 （滑移知识点：定义一：б=1—ΔCu2／U2 定义二：μ=H