化工原理流體輸送機械復習題

1、流體輸送機械復習題一、填空題：1.（3分）某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計算得,需泵提供的壓頭為He=19m水柱,輸水量為0.0079m3/s，則泵的有效功率為_. *答案* 1472w2.（2分）離心泵的主要部件有如下三部分:_,_,_. *答案* 泵殼; 葉輪; 泵軸3.（2分）離心泵的主要參數(shù)有:_,_,_,_. *答案* 流量; 揚程; 功率; 效率4（3分） 離心泵的特性曲線有: _,_,_. *答案* 壓頭H流量Q曲線；功率N流量Q曲線； 效率流量Q曲線5（2分）離心泵的最大安裝高度不會大于_. *答案* 10m6.（2分）離心泵的工作點是如下兩條曲線的交點：_,_. *答案* 泵特性曲

2、線H-Q； 管路特性曲線H-Q7（3分）調(diào)節(jié)泵流量的方法有：_,_,_. *答案* 改變出口閥門的開度； 改變泵的轉速； 車削葉輪外徑8.（3分）液體輸送設備有：_,_,_,_,_. *答案* 離心泵; 往復泵; 齒輪泵; 螺桿泵; 旋渦泵9.（3分）氣體輸送設備有:_,_,_. *答案* 通風機; 鼓風機; 壓縮機10.（3分）泵起動時，先關閉泵的出口開關的原因是_ *答案* 降低起動功率，保護電機，防止超負荷而受到損傷;同時也避免出口管線水力沖擊。11.（3分）若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭，流量 ，效率，軸功率。 *答案* 減小 減小 下降 增大12.離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心

3、泵管路上，關小出口閥門后，真空表的讀數(shù)，壓力表的讀數(shù)_。 *答案* 出口 減小 增大13.（2分）流體輸送設備按工作原理大致可分為四類即，。 *答案* 離心式 ， 往復式 ， 旋轉式 ， 流體動力作用式14.（2分）離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發(fā)生_現(xiàn)象。 *答案* 氣蝕15.（2分） 離心泵的揚程含義是 *答案* 離心泵給單位重量的液體所提供的能量。 16.（2分） 離心泵葉輪按有無蓋板可分為，_。 *答案* 敞式 半敞式 閉式（或開式，半開式，閉式）17.（2分）離心泵銘牌上標明的流量和揚程指的是時的流量和揚程。 *答案* 效率最高18.（3分） 用離心泵在兩敞口容器間輸液

4、, 在同一管路中，若用離心泵輸送1200kg/m3 的某液體(該溶液的其它性質(zhì)與水相同），與輸送水相比，離心泵的流量,揚程,泵出口壓力,軸功率。(變大,變小,不變,不確定) *答案* 不變 不變 變大 變大19.（5分）離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：Q0.05m3/s時H20m ；管路特性為Q0.05m3/s時，He18m，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的壓頭增值 Hm；有效功率Nkw。 *答案* 2; 0.981 20.（2分） 離心泵起動時，如果泵內(nèi)沒有充滿液體而存在氣體時，離心泵就不能輸送液體。這種現(xiàn)象稱為_現(xiàn)象。*答案* 氣縛21.（2分）離心泵采用并聯(lián)操作的目的是_，串聯(lián)操

5、作的目的是_。 *答案* 提高流量； 提高揚程22.（2分）風機的風壓是指_的氣體通過風機而獲得的能量。 *答案* 單位體積23.（2分） 離心通風機的性能曲線比離心泵的性能曲線多了一條_曲線。 *答案* 流量與靜風壓二、選擇題：1.（2分）離心泵起動時，應把出口閥關閉，以降低起動功率，保護電機，不致超負荷工作，這是因為（ ） A. Q啟動0， N啟動0 ；B. Q啟動 0，N啟動0； C. Q啟動0， N啟動0 *答案* A2.（2分） 離心泵開動以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生( ) A. 氣縛現(xiàn)象 B. 汽蝕現(xiàn)象 C. 汽化現(xiàn)象 D. 氣浮現(xiàn)象 *答案* A.3.（2分） 離心泵最常用的調(diào)

6、節(jié)方法是 ( ) A. 改變吸入管路中閥門開度 B. 改變壓出管路中閥門的開度 C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大小 D. 車削離心泵的葉輪*答案* B.4.（2分）離心泵的揚程，是指單位重量流體經(jīng)過泵后能量的值 ( ) A. 包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量 B. 機械能 C. 壓能 D. 位能（即實際的升揚高度） *答案* B.5.（2分）已知流體經(jīng)過泵后，壓力增大P N/m2，則單位重量流體壓力能增加為( ) A. P B. P/ C. P/() D. P/(2) *答案* C.6.（2分）當離心泵內(nèi)充滿空氣時，將發(fā)生氣縛現(xiàn)象，這是因為( ) A. 氣體的粘度太小 B. 氣體的密度太小 C. 氣體比

7、液體更容易起漩渦 D. 氣體破壞了液體的連續(xù)性 *答案* B.7.（2分）某同學進行離心泵特性曲線測定實驗，啟動泵后，出水管不出水，泵進口處真空計指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認為以下可能的原因中，哪一個是真正的原因( ) A. 水溫太高 B. 真空計壞了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞 *答案* C.8.（2分）在某校離心泵特性曲線實驗裝置中泵的安裝高度為1m，泵的入口處裝一U形管壓差計，則測得入口處的壓力( ) A. 自始至終大于大氣壓力 B. 隨著流量的增大，經(jīng)歷大于大氣壓力,等于大氣壓力,小于大氣壓力三個階段 C. 自始至終小于大氣壓力 D. 自始至

8、終等于大氣壓力 *答案* B.9.（2分） 一臺試驗用離心泵，開動不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表也逐漸降低為零，此時離心泵完全打不出水。發(fā)生故障的原因是( ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 壓出管路堵塞 D. 吸入管路漏氣 *答案* D.10.（2分）離心泵的允許吸上真空度隨泵的流量增大而（ ） A. 增大 B. 減少 C. 不變 *答案* B11.（2分）用離心泵將液體從低處送到高處的垂直距離，稱為（ ） A. 揚程 B. 升揚高度 C. 吸液高度 *答案* B12.（2分）流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（ ），往復泵常用（ ） A. 出口閥 B. 進口閥 C. 旁路

9、閥 *答案* A、 C13.（2分）輸送氣體的密度越大，則風機的風壓（ ） A. 越高 B. 越低 C. 不變 *答案* A14.（2分）欲送潤滑油到高壓壓縮機的氣缸中，應采用（ ）。輸送大流量，低粘度的液體應采用（ ） A. 離心泵 B. 往復泵 C. 齒輪泵 *答案* C、 A15.（2分）用離心泵從河中抽水，當河面水位下降時，泵提供的流量減少了，其原因是（ ）。 A. 發(fā)生了氣縛現(xiàn)象 B. 泵特性曲線變了 C. 管路特性曲線變了 *答案* C16.（2分）當離心泵輸送的液體的粘度增大時，則其（ ）A. 揚程減少，流量、效率、軸功率均增大； B. 揚程、流量、效率均降低，軸功率增大C. 揚

10、程、效率增大，流量，軸功率減少； D. 揚 程、流量、效率均增大，軸功率減少 *答案* B17.（2分）離心泵的吸液高度與（ ）無關 A. 排出管路的阻力大小 ； B. 吸入管路的阻力大小 C. 當?shù)卮髿鈮?D. 被輸送液體的密度 *答案* A 三、問答題：1.（12分）何謂離心泵的“氣縛”和“氣蝕”現(xiàn)象，它們對泵的操作有何危害？應如何防止？ *答案* “氣縛”：由于泵內(nèi)存氣，啟動泵后吸不上液的現(xiàn)象，稱“氣縛”現(xiàn)象。“氣縛”現(xiàn)象發(fā)生后，泵無液體排出，無噪音，振動。為防止“氣縛”現(xiàn)象發(fā)生，啟動前應灌滿液體。 “氣蝕”：由于泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時，液體氣

11、化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱“氣蝕”現(xiàn)象，“氣蝕”發(fā)生時液體因沖擊而產(chǎn)生噪音、振動、使流量減少，甚者無液體排出。為防止“氣蝕”現(xiàn)象發(fā)生；泵的實際安裝高度應不高于允許吸上高度。2.（10分）為什么離心泵可用出口閥來調(diào)節(jié)流量？往復泵可否采用同樣方法調(diào)節(jié)流量？為什么？ *答案* 由離心泵的工作點知，改變泵出口閥的開度，使局部阻力改變，而管路特性曲線改變，流量隨之改變，此法雖不經(jīng)濟，但對泵運轉無其它影響；而往復泵屬容積式泵，壓頭與流量基本無關，若關閉出口閥，則因泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。管路和電機的損壞，故不宜用出口閥來調(diào)節(jié)流量。3.（6分） 離心泵的揚程和升揚高度有什么不同？ *答

12、案* 離心泵的揚程是指泵給以單位重量液體的有效能量、 液體獲得能量后，可將液體升揚到一定高度Z，而且還要用于靜壓頭的增量P/g和動壓頭的增量u/2g及克服輸送管路的損失壓頭，而升揚高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚高度僅為揚程的一部分，泵工作時，其揚程大于升揚高度。4.（8分）當離心泵啟動后不吸液，其原因主要有哪些？ *答案* 不吸液的原因可能是：由于灌液不夠 或底閥不嚴密而漏液，使泵內(nèi)存有空氣；由于底閥或吸入管路 堵塞；安裝高度過高；電機接線不正確致使葉輪反轉等。5.（8分）按圖寫出離心泵開泵及停泵操作程序。 *答案* 開泵：關閉閥B一打開閥A一灌液一關閉閥A一啟動鍵K一全開

13、閥B一調(diào)節(jié)閥A至合適流量。 停泵：關閉閥A一關閉閥B（若長期停泵可不關，以便放完管路中的液體）一按停止電鍵K6.（18分）不同類型的離心泵，其Q-H曲線的形狀不同，有的較平（如圖A線），有的較陡（圖中B線），問：（1）當用離心泵來輸送含有泥漿的液體，其部分泥漿會在管道內(nèi)沉積，在此種情況下，宜選哪一類型Q-H線的離心泵才能避免流量發(fā)生過大的波動？（2）若用出口閥調(diào)節(jié)流量，對于哪一種形狀的Q一H線離心泵較 為理想？ *答案* （1）選用QH線較陡的泵（即圖中的B線），設曲線I為原來的管路特性曲線；曲線II為后來（阻力增大）的管路特性曲線，從圖中可看出對A泵來說，工作點由M1變?yōu)镸2對應的流量由Qm

14、1到 Q m2；對B泵來說工作點由C1變到C2對應的流量由Qc1到 Qc2兩泵流量變化（皆變小）的幅度B泵<A泵即（Qm1- Q m2)<( Qc1- Q c2)（2）對調(diào)節(jié)流量來說，A泵較好，而調(diào)節(jié)流量較為靈敏（變化幅度較大），由圖中工作點變化可知。四、計算題：1.（10分） 將20的水由水池打至一敞口高位槽中，槽內(nèi)的水面與水池內(nèi)的水面的垂直距離為31.6m。管路總能量損失為50J/kg，流量為20m3/h，試求理論功率為多少kw？ *答案* 在水池液面1-1與高位槽液面2-2間列柏努利方程(1-1為基準)： Z112/2P1/eZ222/2P2/+Wf Z10，Z231.6m，

15、P1P2，10，20， Wf50/kg eZ2Wf9.81×31.6503 60/kg ms20/3600×10005.556kg/s; Ne ms360×5.5562000/s2kw2.（16分）如圖所示輸水系統(tǒng)。已知:管路總長度(包括所有局部阻力當量長度) 為100m，從壓力表至高位槽所有管長（包括所有局部阻力當量長度）為80m,管路摩擦系數(shù)=0.025，管子內(nèi)徑為0.05m，水的密度=1000kg/m3,泵的效率為0.8,輸水量為10m3/h，求:(1)泵軸功率N軸=?(2)壓力表的讀數(shù)為多少kgf/cm2*答案* N軸=Ne/ ,Ne=ms·We

16、 ,ms=10×1000/3600=2.778kg/s We-泵對單位質(zhì)量流體所做的有效功。 選取1-1與2-2截面，并以 1-1截面的基準面。在兩截面間做能量衡算：Z112/2P1/HeZ222/2P2/+hfZ1=0 Z2=2+18=20m p1=p2=0 10，20，We=g·Z2+hf hf=(L/d)(u2/2)u=(V/3600)/(/4)d2 =(10/3600)/(0.7852 ×0.052)=1.415m/s hf=0.025×(100/0.05)(1.4152/2)=50.06J/kg; We=9.81×20+50.06=2

17、46.25J/kg Ne=Ms·We=2.778×246.25=684J/s; N軸=Ne/0.8=684/0.8=855W再就3-3與2-2截面做能量衡算，并取3-3為基準面 gZ3+(p3/)+(u32/2)=gZ2+(p2/)+(u22/2)+hfZ3=0 Z2=18 p2=0 u2=0p3/=gZ2+hf -(u32/2) =9.81×18+(l/d) (u32/2) -(u32/2) =176.58+0.025(80/0.05)×(1.4152/2)-(1.4152/2) =176.58+40.04-1.0=215.62J/kg ; P3=&#

18、215;215.62=215620N/m2 P3=215620/(9.81×104)=2.198kgf/cm2 (表)3.（18分）如圖3B57離心泵將20的水由敞口水池送到一壓力為2.5at的塔內(nèi),管徑為108×4mm管路全長100m(包括局部阻力的當量長度，管的進、出口當量長度也包括在內(nèi))。已知：水的流量為56.5m3/h，水的粘度為1厘泊，密度為1000kg/m3，管路摩擦系數(shù)可取為0.024，試計算并回答：(1)水在管內(nèi)流動時的流動形態(tài)；(2)管路所需要的壓頭和功率； *答案* 已知：d=108-2×4=100mm=0.1mA=(/4)d2=3.14

19、15;(1/4)×0.12=0.785×10-2m2l+le=100m Q=56.5m3/h u=Q/A=56.5/(3600×0.785×10-2)=2m/s=1cp=10-3Pa·S =1000kg/m3 =0.024 Re=du/=0.1×2×1000/10-3=2×105>4000; 水在管內(nèi)流動呈湍流 以1-1面為水平基準面,在1-1與2-2面間列柏努利方程：Z112/2P1/HeZ222/2P2/+hfZ1=0 u1=0 p1=0(表壓) Z2=18m u2=0; P2/g=2.5×9.

20、81×103/(1000×9.81)=25m hf =(l+le )/d(u2/2g) =0.024×(100/0.1)×22/(2×9.81)=4.9m;He=18+25+4.9=47.9m Ne=HQg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw4.（20分）如圖所示，用離心泵將水從貯水池輸送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面離貯水池的水面高度保持為10m，輸送水量用孔板流量計測得?？装灏惭b在離高位槽水面0.8m處, 孔徑為20mm，孔流系數(shù)為0.61。管路為57×3.5mm的鋼管，直

21、管長度和局部阻力當量長度之和(包括孔板局部阻力當量長度)為250m，其中貯水池至孔板前測壓點A的直管長度和局部阻力當量長度之和為50m 。水的密度為1000kg/m3，水的粘度為1cp,摩擦系數(shù)近似為=0.3164/Re0.25。U形管中指示液均為水銀,其密度為13600kg/m3。當水的流量為6.86m3/h時，試確定：(1)水通過泵所獲得的外加能量為多少? (2)在孔板前測壓點A處安裝的U形管壓力計中指示液讀數(shù)R1為多少? 孔板流量計的U形管中指示液讀數(shù)R2為多少? *答案* u=Vs/(0.785d2)=6.86/(0.785×0.052×3600)=0.971m/s

22、Re=0.05×0.971×1000/(1×10-3)=48550=0.3164/Re0.25=0.1364/485500.25=0.0213取貯水池液面為1-1截面,高位槽液面為2-2截面,列柏努利方程式：Z1g+p1/+u12/2+We= Z2g+p2/+u22/2+h(f 1 2) W=Z2g +h(f 1 2)= Z2g +(l+le )/d(u2/2)=10×9.81+0.0213×(250/0.05)×(0.9712/2) =98.1+50.2=148.3J/kg以A點為2-2截面, 在1-1與2-2截面間列柏努利方程式Z

23、1g+p1/+u12/2+We= Z2g+p2/+u22/2+h(f 1 2) (p2-p1)/=(pA -pa )/= We - Z2g -(u2/2)-(l+le )/d(u2/2)=148.3-9.2×9.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.9712/2)=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53J/kg;pA -pa =47.5366×1000=47.53×103N/m2R1=(pA -pa )/g(o -) =47.53×103/9.81×(13600-1000)=0.3846m=38.4

24、6cm根據(jù)Vs=CoAo2gR2 (o -)/; R2=(Vs/CoAo)/2g(o -)式中: Co=0.61, Ao=0.785×0.022=3.14×10-4m2;Vs=6.86/3600m3/s, R2=(6.86/3600)(1/(0.61×3.14×10-4)×1000/2×9.81×(13600-1000)=0.4m =40cm5.（12分）欲用離心泵將20水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，兩液面均保持不變，液面高差為18m，泵的吸入口在水池液面上方2m處。泵的吸入管路全部阻力為1mH2O柱，壓出管路

25、全部阻力為3mH2O柱，泵的效率為0.6，求泵的軸功率。若已知泵的允許吸上真空高度為6m，問上述安裝高度是否合適？（動壓頭可忽略）。水的密度可取1000kg/m3。 *答案* 如圖取11，22截面，并以11截面為基準面，列柏努里方程：Z1P1/u12/2He Z2P2/u22/2hf HZh f( 1 2)181322mN軸QH/（102） (30/3600)×22×1000/(102×0.6)3kw Hg允Hs允u2/2hf吸615m2m Hg實Hg允 安裝高度合適。6（15分）如附圖所示，計劃在蓄水池A的一側安裝一臺離心泵，將水輸送至列管換熱器B的殼程內(nèi)作冷卻

26、用，要求水的流量為18m3/h，水自換熱器出來后流進高位水槽C中，回收他用。已知：（1）蓄水池A水面標高3m，高位槽C處進水管末端標高23m；（2）輸水管為60×3.5mm的鋼管；（3）管路部份的壓頭損失hf19×u2/（2）mH2O，換熱器B殼程的壓力損失P73.6×u2/（2）kN.m-2；（式中，u為管內(nèi)流體流速，m/s）水1000kg/m3 今庫存有一臺2B31型離心泵，其性能參數(shù)如下表所示，試核算選用此泵是否合適。 流 量揚程軸功率允許吸入真空度 m3/hmkwm10 34.51.878.72030.82.607.230243.075.7本題附圖 *答案

27、* 選擇計算截面11，22面如題圖所示；地平面為基準面。uVs/A18/3600/（(/4)(0.06-2×0.0035）22.27m/sZ1P1/u12/2He Z2P2/u22/2hf P1P2 ;u10He （23-3）(2.272/(2×9.81)19×2.272/(2×9.81)73.6×2.272/(2×9.81)×1000/(1000×9.81) 27.2mH2O由2B31型離心泵特性曲線圖查得：Q18m3/h, He 31.5m（27.2m）且62，而m a x 65;65×9058.5（

28、62） 故此泵通用。7（15分）如圖所示輸水系統(tǒng)，管長、管徑(均以m計) 和各局部阻力的阻力系數(shù)均標于圖中。直管部分的值均為0.03。求： (1）以流量Q m3/min和壓頭He (m)表示的管路特性曲線方程, (2）輸水量為15m3/h時，要求泵提供的有效功率（以kw計） *答案* （）u1（d2/d1）2u20.64 u2;Qu2 (/4)d2×601.884 u2或u20.531Q u10.34Q e 20 +(3+0.2+0.03×20/0.25) u12/2g + (2×0.2+0.5+1+0.03×260/0.2) u22/2g 20+0.2

29、86 u12+2.086 u22 20+0.0331Q+0.5882Q20 + 0.62Q（） Q15/600.25 m3/min He 20+0.62×0.2520.04m Ne QHe /600.25×20.04×1000×9.81/60 819 w 0.819kw7.（20分）欲用離心泵在兩敞口容器間輸液, 該水泵銘牌標有：流量 39.6m3/h，揚程15m，軸功率2.02kw,效率80%，配用2.8kw電機，轉數(shù)1400r/min。 今欲在以下情況使用是否可以？如不可時采用什么措施才能滿足要求（要用計算結果說明）（1）輸送比重為1.8的溶液，流量

30、為38m3/h，揚程15m, （2）輸送比重為0.8的油類，流量為40m3/h，揚程30m, （3）輸送比重為0.9的清液，流量為30m3/h，揚程15m *答案* （1） 電動機功率不夠 N38/3600×15×1800/(102×0.8)3.5kW 換大電機 （2） 揚程不夠 H/H' （n/n'）2; 15/30（1400/' ） ' 1980 增加1980轉/分。檢查功率： N/N' （n/n'）3 2.02/N' （1400/1980）3 N' 5.72 kw 換一電機功率為5.72Kw，1980轉/分。（3）可以使用。通過關小出口閥調(diào)節(jié)至工作點。8.(8分)有一臺離心泵，銘牌上標出允許吸上真空度Hs5m，用來輸送20的清水，已知吸入管路的全部阻力損失為1.5mH2O,當?shù)卮髿鈮簽?0mH2O，若略去泵入口處的動