流體輸送機械習題及答案

1、習題填空與選擇題1 （1）離心泵的主要部件有、和。（2）往復泵主要適用于、的場合。2 離心泵產(chǎn)生汽蝕，通常是由于，等。3 離心泵的葉片一般是，這是為了輸出時增大，減少。4 （1）若被輸送流體粘度增高，則離心泵的壓頭、流量、效率、軸功率。（ 2）若被輸送流體密度改變,則離心泵的、及均保持不變。（ 3）離心泵的總效率反映了，和三項能量損失的影響。（ 4）離心泵吸入管線一般處于壓狀態(tài)，若此時吸入管有泄漏，離心泵可能出現(xiàn)現(xiàn)象。5 （1）離心泵工作點是曲線與曲線的交點。（2）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。6 （1）離心泵的軸封裝置主要有和兩種；（ 2）管路特性曲線的一般表達式是。

2、（ 3）影響離心泵理論流量的因素有和。（ 4）離心泵葉輪按有無蓋板可分為、。7 在測定離心泵的性能曲線實驗過程中，在泵出口處應安裝和，而必須在的前部。在泵的入口處應安裝，在上還必須安測流量儀表，測流量儀表可以采用或或等。8 （1）離心泵的特性曲線通常包括、和曲線，這些曲線表示在一定的下輸送某特定液體時的性能。（ 2） 離心泵用出口閥調(diào)節(jié)流量實質上是改變了曲線使其位置發(fā)生變化,如果將離心泵的轉速減少，則可以使曲線改變，改變的方向是。9 泵的壓頭單位是，可簡化為，其物理意義是。10 往復壓縮機的排氣量是指。11 離心通風機全風壓的單位是，它的物理意義應理解為。12 （1）離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離

3、心泵管路上，關小出口閥門后，真空表的讀數(shù),壓力表的讀數(shù)。（2）往復泵的轉速（往復次數(shù)）增加時，流量，揚程。（增大，變小，不變）13 （1）離心泵的揚程含義是。（2）離心泵常采用調(diào)節(jié)流量，往復泵常采用調(diào)節(jié)流量。14用離心泵在兩敞口容器間輸液，在同一管路中，若用離心泵輸送密度為1200kg/m3的某液體（該溶液的其它性質與水相同），與輸送水相比，離心泵的流量,程程,泵出口壓力,軸功率。（變大，變小，不變，不確定）15離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：qv0.05m3/s時，H20m；管路特性為qv0.05m/s時，He18ml則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的壓頭Hm有效功率Pe離離離離W。1

4、6 （1）寫出兩種旋轉泵的名稱：離離離離離離和離離離離離離。（ 2） 離心泵的轉速提高10，則泵新的特性曲線上的一個點比原特性曲線上對應的點流量提高離離離離離離離離，壓頭提高離離離離離離離離，軸功率增加離離離離。17 （1）選擇壓縮機時，首先應根據(jù)離離離離離選定壓縮機的種類。型式確定后，再根據(jù)生產(chǎn)中所要求的和確定規(guī)格。（2）寫出兩種真空泵的名稱：、。18 （1）流體輸送設備按工作原理可分為,。（2）離心泵中是將電動機的能量傳遞給液體的部件，而則是將動能轉變?yōu)閯菽艿牟考?。?）離心泵按吸液方式分為和。19離心泵的性能參數(shù)包括,。離心泵銘牌上標明的流量和揚程指的是時的流量和揚程。20 （1）離心泵

5、的軸功率Pa，有效功率（理論功率）Pe，與效率間的關系是離離離離，泵的效率包括離離離離離，離離離離離和離離離離離。（2）產(chǎn)品樣本上離心泵的特性曲線是在一定的下，輸送時的特性曲線。21 （1）旋渦泵常采用離離離離來調(diào)節(jié)流量，往復泵、離離離離泵等一切離離離離泵在旁路閥關閉時，不能全關離離離離。22推導離心泵基本方程式的兩個基本假定是：（1）（2） 。23當流量一定而且流動已進入阻力平方區(qū)時臨界汽蝕余量（NPSH）c只與有關，是泵的一個參數(shù)。24 離心泵停車時應該。（A）首先斷電，再閉出口閥；（B）先關出口閥，再斷電；（C）關閥與斷電不分先后；（D）只有多級泵才先關出口閥。25 從地槽向常壓吸收塔送

6、液，一臺離心泵在高效點工作。若管路不變，再并聯(lián)一臺同型號離心泵，則（）（A）兩泵均在高效點工作；（B）兩泵均不在高效點工作；（C）僅原泵在高效點工作；（D）僅新裝泵在高效點工作。26將含晶體10的懸浮液送往料槽宜選用（A）離心泵（B）往復泵（Q齒輪泵（D）噴射泵。27某泵在運行1年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，應（）（A）停泵，向泵內(nèi)灌液（B）降低泵的安裝高度（Q檢查進口管路是否有泄漏現(xiàn)象（D）檢查出口管路阻力是否過大。28 用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，若離心泵在正常操作范圍內(nèi)工作，開大出口閥門將導致（）（A）送水量增加，整個管路壓頭損失減少；（B）送水量增加，整個管路壓頭損失增大；（Q送水量增加，泵

7、的軸功率不變；（D）送水量增加，泵的軸功率下降。29 有一鍋爐，每小時蒸發(fā)水量為20噸，額定壓力為，此鍋爐注水泵選（）（A）單級離心泵；（B）多級離心泵；（C）齒輪泵；（D）螺桿泵。30 以下不是離心式通風機的性能參數(shù)（）（A）風量（B）揚程（Q效率（D）風壓31 當管路特性曲線寫為HABqv2時（）（ A） A只包括單位重量流體需增加的位能（ B） A包括單位重量流體需增加的位能與靜壓能之和（ C） Bqv2代表管路系統(tǒng)的局部阻力損失2（ D） Bqv2代表單位重量流體增加的動能32 以下說法是正確的：當粘度較大地增大時，在泵的性能曲線上（A）同一流量qv處，揚程H下降，效率上升（B）同一流

8、量qv處，揚程H上升，效率上升（Q同一流量qv處，揚程H下降，效率下降（D）同一流量qv處，揚程H上升，效率下降33有人認為泵的揚程就是泵的升揚高度，有人認為泵的軸功率也就是電動機的功率(A)這兩種說法都不對，(B)這兩種說法都對，(C)前一種說法對，(D)后一種說法對。34當兩臺規(guī)格相同的離心泵并聯(lián)時，只能說()(A)在新的工作點處較原工作點處的流量增大一倍(B)當揚程相同時，并聯(lián)泵特性曲線上的流量是單臺泵特性曲線上流量的兩倍(C)在管路中操作的并聯(lián)泵較單臺泵流量增大一倍(D)在管路中操作的并聯(lián)泵揚程與單臺泵操作時相同，但流量增大兩倍35當兩個同規(guī)格的離心泵串聯(lián)使用時，只能說()(A)串聯(lián)泵

9、較單臺泵實際的揚程增大一倍(B)串聯(lián)泵的工作點處較單臺泵的工作點處揚程增大一倍(C)當流量相同時，串聯(lián)泵特性曲線上的揚程是單臺泵特性曲線上的揚程的兩倍(D)在管路中操作的串聯(lián)泵，流量與單臺泵操作時相同，但揚程增大兩倍應用舉例題【1】在圖示中，有一直徑為Pf 6 104Pa，管內(nèi)流動摩382.5mm長為30m的水平直管AB在其中間裝有孔徑為的標準孔板流量1t,流量系數(shù)C00.63,流過孔板永久壓降為擦系數(shù)取。試求：(1)A股壓降；(2)若泵的軸功率為，效率為62%則ABf所消耗功率為泵有效功率的百分之多少？流體密度為870kg/m,O管中的指示液為汞，其密度為13600kg/m,R=。解：(1)

10、根據(jù)孔板的流量計算式:U0C0.2gR(i)/得u00.63.29.810.6(13600870)/8708.27m/s管內(nèi)流速2_2_uu0(d0/d)28.27(0.0164/0.033)22.04m/s質量流量qm uAu d242870 2.04 0.785 0.0331.52kg/S在A B兩截間列機械能衡算式:將 ZaZbPa gZA 一uB代入上式得2 UA2gZBPb2 UB 2hfPaPbhfhf為流體在A股的能量損失，由直管阻力損失和孔板流量計的永久壓降組成，即可得A股壓降為P PaPb300.022 0.033hf 870空業(yè) 111J/kg870111 96570 Pa

11、（2）首先需計算泵的有效功率3000.62186WA股消耗功率為Pab qm hf 1.52 111 169W于是A股所耗功率占泵有效功率的百分數(shù)為Pab /Pe 169/186 0.909 90.9%20m2圖2-2例2附圖【2】如附圖所示，從水池用離心泵向高位槽送水，要求送水量為45m3/h，總管路長（包括當量長度）150m高位槽內(nèi)壓強（表壓），管路均為6108X4mmJ光滑管，高位槽水面距水池面高20m。水的密度為1000kg/m3,粘度為1mPas求：（1）泵的壓頭和軸功率（泵效率為65%）;（2）若閥門開度和操作條件不變，現(xiàn)改為輸送水的另一種液體，粘度不變，試示意指明工作點的變化趨勢

12、，并定性分析Hqv、Pa的變化方向。解：（1）根據(jù)送水量，可計算出管內(nèi)流體流速u-q竺21.59m/s_d236000.7850.124通過雷諾數(shù)判定管內(nèi)流動類型，從而確定摩擦系數(shù)的計算方法du0.11.591000Re1590004000為扁加0.001對于光滑管，湍流時0.30640.3164250.0158Re.159000.以1-1截面為位能基準，在截面1-1和2-2之間列機械能衡算式:上式中z,0,22Z1巨曳HeZ2匹出Hfg2gg2gp10（表壓），u1u20,z220m,p219.62kPa（表壓）22lu1501.592Hf0.01583.1md2g0.129.81代入上式可

13、得泵的壓頭為:p219.62103Hez22Hf203.125.1mg10009.81泵的軸功率Heqvg25.14510009.81Pa4735w36000.65（2）泵的特性曲線與密度無關，但管路特性曲線與密度有關，管路特性曲線為PU22HezHfABqJg2g當增大時，A直變小，而環(huán)變，即管路特性曲線的線型不變，位置下移，由圖可見工作點由砥到A',揚程H各減，流量qv增加；又PaHeqvg,上式H、qv、都改變，其中H,qvT,T一般，H改變量較?。ㄇ€平滑），所以Pa一般增大，或根據(jù)泵特性曲線中Paqv的關系可知，流量qv增加，泵軸功率Pa增大?！?】用離心泵將原油從油庫沿管內(nèi)

14、徑為，長2公里（包括局部阻力的當量長度）的水平管送往煉油廠，輸油量為4om3/h,油泵總效率為，求：（1）泵的軸功率；（2）某天該油泵突然發(fā)生故障，于是開動一臺備用泵，其壓頭僅為原來泵的80%問此泵能輸送原油多少mm/ho已知條件：油的密度為890kg/m3,粘度為-s,油庫與貯罐均為常壓（換泵后當量長度按不變考慮）。解：（1）根據(jù)輸油量計算管內(nèi)流速qv40uv20.63m/s,236000.7850.152d4通過雷諾數(shù)判定管內(nèi)流動類型，從而確定摩擦系數(shù)的計算方法Redu0.1 0.63 8900.4210 2000為層流層流時64£40.3048Re210該題條件下，油泵所耗功率

15、完全用于克服管路阻力，在輸油管的進出口間列機械能衡算式可得:He Hfl le u2d 2g0.304820000.150.6322 9.8182.1m泵的軸功率PagqvHe8909.814082.1ve12253w36000.65（2）改用備用泵后，其壓頭為He0.8He0.882.165.7m分析可知：由于泵的壓頭減少，輸送過程全程壓降改變?yōu)椋篲5_PfgHe8909.8165.75.736105Pa因泵的壓頭降低，輸油量必減少，所以輸油管內(nèi)仍為層流流動，對于水平圓管的層流流動,由泊稷葉方程Pf32 lud2由此得輸油管內(nèi)流速upfd25.7361050.1520.504m/s32l32

16、0.42000輸油量qvd2u0.7850.1520.5040.0089m3/s32.05m3/h43【6】如本題附圖所本的輸水系統(tǒng)，管路直徑為802mm當流量為36m/h時，吸入管路的能量損失為6J/kg,排出管的壓頭損失為，壓強表讀數(shù)為245kPa吸入管軸線到U形管汞面的垂直距離h0.5m當?shù)卮髿鈮簭姙?，試計算?1)泵的揚程與升揚高度；(2)泵的軸功率(70%);(3)泵吸入口壓差計讀數(shù)R解：該題包括了機械能衡算方程、連續(xù)性方程、靜力學方程的綜合運用，解題技巧在于根據(jù)題給數(shù)據(jù)恰當選取截面，以便使計算過程清晰化。(1)泵的揚程與升揚高度截面與位能基準面(1-1截面)的選取如本題附圖所示。由

17、題給條件，在1-1與2-2兩截面之間列機械能衡算式可直接求得泵的揚程，即2HeZ2U2/2gP2/gHf12式中z25mU236/(3600-0.0762)2.204m/sp2/g245103/(10009.81)24.98mHf026/9.810.6118m所以He52.2042/(29.81)24.980.611830.84m在1-1與3-3兩截面之間列機械能衡算式并整理便可求得泵的升揚高度，即z3HeHf1330.84(0.61180.8)29.4m(2)泵的軸功率Pa4322W3600 0.7Heqvg30.843610009.81(3)真空表讀數(shù)R欲求真空表讀數(shù)R需在1-1和4-4兩

18、截面之間列機械能衡算式以計算泵入口處壓強p4,然后再利用靜力學方程求解。2由機械能衡算式得_paz4旦旦Hf14g2gg整理上式并將有關數(shù)據(jù)代入得：一一，u2一、p4pa(z4Hfl4)g2gQ2.204298.1103(4.50.6118)10009.8129.8145540Pa對U形管壓差計列靜力學方程得PaRighgP4R(Pahgp4ig(981000.510009.80745540)/(136009.807)0.3573m通過該題(1)的計算，從概念上應該搞清楚：泵的揚程是1N流體從輸送機械獲得的有效能量，而升揚高度是機械能衡算式中的z項，切不可將二者混淆。圖2-5例6附圖圖2-6例

19、7附圖【7】用離心泵向水洗塔送水。在規(guī)定轉速下，泵的送水量為s,壓頭為45m當泵的出口閥全開時，管路特性方程為：523.、He201.1105q2(qv的單位為m/s)為了適應泵的特性，將泵的出口閥關小以改變管路特性。試求：(1)因關小閥門而損失的壓頭；(2)關小閥門后的管路特性方程。解：因關小閥門而損失的壓頭為泵的壓頭與管路要求壓頭的差值。關小閥門后，增加了局部阻力，使管路特性曲線變陡，關小閥門前后管路特性曲線如本題附圖中的曲線1、2所示。AB兩點之間的垂直距離代表H-(1)關小閥門的壓頭損失當流量qv0.013m3/s時，泵提供的壓頭H45m而管路要求的壓頭為_5_2_He201.1105

20、(0.013)238.59m損失的壓頭為HfHHe4538.596.41m(2)關小閥門后的管路特性方程管路特性方程的通式為：2HeABqv2在本題條件下，A(zp)不發(fā)生變化，而B值因關小閥門而變大。關小閥門后應滿g足如下關系：24520B(0.013)2解得：B1.479105s2/m5關小閥門后的管路特性方程為：He201.479105q2【8】用離心泵向密閉高位槽送料，流程如本題附圖所示。在特定轉速下，泵的特性方程為：H427.56104q2(qv的單位為m3/s)當水在管內(nèi)的流量qv0.01m3/s時，流動進入阻力平方區(qū)。現(xiàn)改送密度1200kg/m3的水溶液(其它性質和水相近)時，密

21、閉容器內(nèi)維持表壓118kPa不變，試求輸送溶液時的流量和有效功率。解：本題條件下，泵的特性方程和特性曲線不變，而當流動在阻力平方區(qū)時，管路特性方程中的比例系數(shù)B值保持恒定，在維持密閉高位槽表壓不變的情況下，隨被輸送液體密度加大,圖2-7例8附圖管路特性方程中的A(zp)值變小，因而管路特性曲線向下平移，從而導致泵的工作點g向流量加大方向移動，如本題附圖中的曲線2所示。下面進行定量計算。輸送清水時，管路特性方程為HezpBq2g將有關數(shù)據(jù)代入上式得11810322He128oBq224Bq210009.81此式與泵的特性方程聯(lián)解以確定B值427.56104(0.01)224B(0.01)2_一一

22、525解得B1.044105s2/m5當輸送溶液時，B值不變，管路特性方程變?yōu)镠e12一一3118 1031200 9.807_521.044 105(qv)2221.044105(qv)2此方程與泵的特性方程聯(lián)解，便可求解改送溶液時的流量，即4252427.5610(qv)221.04410(qv)解得qv0.01054m3/s所以H427.561040.01054233.6m泵的有效功率為P，Hqvg33.60.0105412009.814169W由上面計算可知，當泵上下游兩容器的壓強差不為零時，被輸送液體密度的變化必引起管路特性曲線的改變，從而導致泵工作點的移動。在本題條件下，密度加大，

23、使泵的流量加大，壓頭下降，功率上升。【12】某帶有變頻調(diào)速裝置的離心泵在轉速1480r/min下的特性方程為He38.440.3q2（qv單位為nm/min）。輸送管路兩端的勢能差為，管徑為764mm,長1360m（包括局部阻力的當量長度），0.03 0試求:（1）輸液量qv；（2）當轉速調(diào)節(jié)為1700r/min時的輸液量qv。解：（1）管路特性方程為（qv單位為n3/min):H gHf16.8l le 1d 2g泵的特性方程為:16.80.03136016.80.0682645q212 9.81()2(77 )21 d2604(1)2q20.785 0.0682 ,3600(1)He 38

24、.4_ _ 240.3q2(2)式（1）和式（2）聯(lián)立得: _ 216.8 645q2一 238.4 40.3q2解得：qv0.178m3/min（2）當泵的轉速調(diào)為n1700r/min時，根據(jù)泵的比例定律qvn_.HeqvnHe即HeHe/（qv）2,將此式代入泵特性方程得:qvHe(38.440.3q2)(-qv)2Qvn 2238.4 ( )40.3qvn1700 2238.4 ()40.3qv1480250.7 40.3qv將調(diào)速后泵的特性方程與管路特性方程_ _2 一、.H 16.8 645qv 聯(lián)立qv0.222m3/min【13】某型號的離心泵，在一定的轉速下，在輸送范圍內(nèi)，其壓

25、頭與流量的關系可用He186105q2（He單位為m,qv單位為n3/s）來表示。用該泵從貯槽將水送至高位槽，如附圖所示。兩槽均為敝口，且水面維持恒定。管路系統(tǒng)的總長為20m（包括所有局部阻力的當量長度），管徑為（）46><3mm,摩擦系數(shù)可取為，試計算：（1）輸水量為多少m3/h;（2）若泵的效率為65%,水的密度為1000kg/mf,離心泵在運轉時的軸功率為多少kW（3）若將該輸送系統(tǒng)的高位槽改為密閉容器，其內(nèi)水面上方的壓強為49kPa（表壓），其它條件均不變，3m1試分析此情況下的輸水量與泵的軸功率將如何變化（不必計算，用公式與特性曲線圖示說明）。解：（1）求輸水量。取1-1截面為位能基準，在1-1和2-2截面間列機械能衡式，可得管路的特性方程HzHfg上式中z3m,p02lleulle1,%、2Hf()d2gd2g1d240.02-20-1(qv2)23.23105q：0