流體輸送機(jī)械習(xí)題及答案

2.2習(xí)題〔1〕離心泵的主要部件有〔2〕往復(fù)泵主要適用于

、 和 。、 的場(chǎng)合。離心泵產(chǎn)生汽蝕，通常是由于 等。

， ， ，離心泵的葉片一般是

，這是為了輸出時(shí)增大

，削減?！?假設(shè)被輸送流體粘度增高，離心泵的壓流量 效率 、軸功?！?〕假設(shè)被輸送流體密度轉(zhuǎn)變,則離心泵、 及 均保持不變?！?〕離心泵的總效率反映， 和 三項(xiàng)能量損失的影響?！?〕離心泵吸入管線一般處于現(xiàn) 現(xiàn)象。

壓狀態(tài)，假設(shè)此時(shí)吸入管有泄漏，離心泵可能出〔1〕離心泵工作點(diǎn)曲線曲線的交點(diǎn)?！?〕離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象?！?〕離心泵的軸封裝置主要有〔2〕管路特性曲線的一般表達(dá)式是〔3〕影響離心泵理論流量的因素有〔4〕離心泵葉輪按有無(wú)蓋板可分為

和 兩種；。和 。、 、 。在測(cè)定離心泵的性能曲線試驗(yàn)過(guò)程中，在泵出口處應(yīng)安裝 必需的前部在泵的入口處應(yīng)安裝

和 ，而在 上還必需安測(cè)流量?jī)x表，測(cè)流量?jī)x表可以承受 或 或 等?！?〕離心泵的特性曲線通常包括 、 和 曲線，這些曲線表示在肯定下輸送某特定液體時(shí)的性能。〔2離心泵用出口閥調(diào)整流量實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)變了 曲線使位置發(fā)生變,假設(shè)將離心泵的轉(zhuǎn)速削減，則可以使 曲線轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的方向是 。泵的壓頭單位，可簡(jiǎn)化，其物理意義。往復(fù)壓縮機(jī)的排氣量是指 。離心通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓的單位是

流體輸送機(jī)械，它的物理意義應(yīng)理解為 ?！?〕離心泵的流量調(diào)整閥安裝在離心泵＿＿＿管路上，關(guān)小出口閥門(mén)后，真空表的讀數(shù)＿＿＿，壓力表的讀數(shù)＿＿＿?！?〕往復(fù)泵的轉(zhuǎn)速〔往復(fù)次數(shù)〕增加時(shí)，流量 ，揚(yáng)程＿＿＿＿(增大，變小，不變)13〔1〕離心泵的揚(yáng)程含義是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿?！?〕離心泵常承受＿＿＿＿＿＿調(diào)整流量，往復(fù)泵常承受＿＿＿＿＿＿調(diào)整流量。用離心泵在兩敞口容器間輸液1200kg/m3的某液＿＿＿，揚(yáng)程＿＿＿＿，泵出口壓力＿＿＿＿，軸功率＿＿＿()：.05/s時(shí)，H20；管路特性為vq0.05m3/s時(shí)，Hv

18m，則在該流量下消耗在調(diào)整閥門(mén)上的壓H m，有效功率Pe

〔1〕寫(xiě)出兩種旋轉(zhuǎn)泵的名稱：＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。〔210％，則泵的特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)比原特性曲線上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)流量提高＿＿＿＿＿＿＿＿，壓頭提高＿＿＿＿＿＿＿＿，軸功率增加＿＿＿＿?！?〕選擇壓縮機(jī)時(shí)，首先應(yīng)依據(jù)＿＿＿＿＿選定壓縮機(jī)的種類。型式確定后，再依據(jù)生產(chǎn)中所要求的＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿確定規(guī)格?！?〕寫(xiě)出兩種真空泵的名稱：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。18〔1〕流體輸送設(shè)備按工作原理可分為＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿?！?〕離心泵中＿＿＿＿＿是將電動(dòng)機(jī)的能量傳遞給液體的部件，而＿＿＿＿＿＿＿則是將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能的部件。〔3〕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(biāo)明的流量和揚(yáng)程指的是＿＿＿＿＿＿時(shí)的流量和揚(yáng)程?！?Pa

Pe

，與效率間的關(guān)系是＿＿＿＿，泵的效率包括＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿?！?〕產(chǎn)品樣本上離心泵的特性曲線是在肯定的 下，輸時(shí)的特性曲線?！?〕旋渦泵常承受＿＿＿＿來(lái)調(diào)整流量，往復(fù)泵、＿＿＿＿泵等一切＿＿＿＿泵在旁路閥關(guān)閉時(shí)，不能全關(guān)＿＿＿＿。推導(dǎo)離心泵根本方程式的兩個(gè)根本假定：１〕 ，〔２〕＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。當(dāng)流量肯定而且流淌已進(jìn)入阻力平方區(qū)時(shí)臨界汽蝕余NPSH)c只與 有關(guān)，是泵的一參數(shù)。離心泵停車時(shí)應(yīng)當(dāng)?！睞〕首先斷電，再閉出口閥；〔B〕先關(guān)出口閥，再斷電；〔C〕關(guān)閥與斷電不分先后； 〔D〕只有多級(jí)泵才先關(guān)出口閥。從地槽向常壓吸取塔送液一臺(tái)離心泵在高效點(diǎn)工作假設(shè)管路不變?cè)俨⒙?lián)一臺(tái)同型號(hào)離心泵，則〔 〕〔A〕兩泵均在高效點(diǎn)工作B〕兩泵均不在高效點(diǎn)工作；〔C〕僅原泵在高效點(diǎn)工作D〕僅裝泵在高效點(diǎn)工作。將含晶體10％的懸浮液送往料槽宜選用〔〕〔A〕離心泵 〔B〕往復(fù)泵 〔C〕齒輪泵 〔D〕噴射泵。某泵在運(yùn)行１年后覺(jué)察有氣縛現(xiàn)象，應(yīng)〔〕〔A〕停泵，向泵內(nèi)灌液 〔B〕降低泵的安裝高度〔C〕檢查進(jìn)口管路是否有泄漏現(xiàn)象〔D〕檢查出口管路阻力是否過(guò)大。用離心泵將水池的水抽吸到水塔設(shè)離心泵在正常操作范圍內(nèi)工大出口閥門(mén)將導(dǎo)致〔 〕〕送水量增加，整個(gè)管路壓頭損失削減〕送水量增加，整個(gè)管路壓頭損失增大；〔C〕送水量增加，泵的軸功率不變； 〔D〕送水量增加，泵的軸功率下降。有一鍋爐，每小時(shí)蒸發(fā)水量20噸，額定壓力1.5MPa，此鍋爐注水泵選〔 〕〔A〕單級(jí)離心泵； 〔B〕多級(jí)離心泵； 〔C〕齒輪泵； 〔D〕螺桿泵。以下不是離心式通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)〔〕〔A〕風(fēng)量〔B〕揚(yáng)程〔C〕效率〔D〕風(fēng)壓當(dāng)管路特性曲線寫(xiě)HABq2時(shí)〔 〕v〔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〕Bq2代表管路系統(tǒng)的局部阻力損失v流體輸送機(jī)械〔D〕Bq2代表單位重量流體增加的動(dòng)能v以下說(shuō)法是正確的：當(dāng)粘較大地增大時(shí)，在泵的性能曲線上〔A〕同一流量q處，揚(yáng)程H上升v〔B〕同一流量q處，揚(yáng)程H上升v〔C〕同一流量q處，揚(yáng)程H下降v〔D〕同一流量q處，揚(yáng)程H下降v有人認(rèn)為泵的揚(yáng)程就是泵的升揚(yáng)高度，有人認(rèn)為泵的軸功率也就是電動(dòng)機(jī)的功率〔A〕這兩種說(shuō)法都不對(duì)B〕這兩種說(shuō)法都對(duì)，〔C〕前一種說(shuō)法對(duì)，〔D〕后一種說(shuō)法對(duì)。當(dāng)兩臺(tái)規(guī)格一樣的離心泵并聯(lián)時(shí)，只能說(shuō)〔〕〔A〕在的工作點(diǎn)處較原工作點(diǎn)處的流量增大一倍〔B〕當(dāng)揚(yáng)程一樣時(shí)，并聯(lián)泵特性曲線上的流量是單臺(tái)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(tái)泵流量增大一倍〔D〕在管路中操作的并聯(lián)泵揚(yáng)程與單臺(tái)泵操作時(shí)一樣，但流量增大兩倍當(dāng)兩個(gè)同規(guī)格的離心泵串聯(lián)使用時(shí)，只能說(shuō)〔〕〔A〕串聯(lián)泵較單臺(tái)泵實(shí)際的揚(yáng)程增大一倍〔B〕串聯(lián)泵的工作點(diǎn)處較單臺(tái)泵的工作點(diǎn)處揚(yáng)程增大一倍〔C〕當(dāng)流量一樣時(shí)，串聯(lián)泵特性曲線上的揚(yáng)程是單臺(tái)泵特性曲線上的揚(yáng)程的兩倍〔D〕在管路中操作的串聯(lián)泵，流量與單臺(tái)泵操作時(shí)一樣，但揚(yáng)程增大兩倍2.2.2應(yīng)用舉例題【1382.5mm，長(zhǎng)為30ｍAB，在其中間裝有孔徑為16.4mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)C00.63pf6104Pa，管0.022?！?0.3kW62%，則AB管所消耗功率為泵有效功率的百分870kg/m，U形管中的指示液為汞，其密度13600kg/m1〕依據(jù)孔板的流量計(jì)算式：2gR(2gR()/i29.810.6(1360029.810.6(13600870)/870

8.27m/suu(d /d)28.27(0.0164/0.033)22.04m/s0 0質(zhì)量流量q uAu d28702.040.7850.03321.52kg/sm 4在A、B兩截間列機(jī)械能衡算式：up2upgz A

2up B up

hA

B 2 f將z z 0,u u 代入上式得A B A B

p p hABABR圖2-1例1附圖h AB段的能量損失，由直管阻力損失和孔板流量計(jì)的永久壓降組成，即fh

lu2pf

30 2.042

6104

f d 2 0.033 2 870可得AB段壓降為 pp p h 87011196570PaA B f〔2〕首先需計(jì)算泵的有效功率PP3000.62186We aAB段消耗功率為 PAB

qhm

1.52111169W于是AB段所耗功率占泵有效功率的百分?jǐn)?shù)為P /PAB e

169/1860.90990.9%222HH”AA”20mH-qe v11qq”vv圖2-2例2附圖【245m3/h150m19.62kPa〔表壓φ108×4mm的光滑管，高位槽水20ｍ1000kg/m31mPa·s流體輸送機(jī)械1〕泵的壓頭和軸功率〔泵效率65〔2〕假設(shè)閥門(mén)開(kāi)度和操作條件不變，現(xiàn)改為輸 的另一種液體，粘度不變，試水示意指明工作點(diǎn)的變化趨勢(shì)，并定性分q、Pv a

的變化方向。1〕依據(jù)送水量，可計(jì)算出管內(nèi)流體流速quvqd2

4536000.7850.12

1.59m/s4通過(guò)雷諾數(shù)判定管內(nèi)流淌類型，從而確定摩擦系數(shù)的計(jì)算方法Redu

0.11.5910001590004000 為湍流0.001對(duì)于光滑管，湍流時(shí) 0.3164Re0.25

0.31641590000.25

0.0158以1-1截面為位能基準(zhǔn)，在截1-1和2-2之間列機(jī)械能衡算式：puu2 p 2puu2z 1 1Hez 2 H21 g 2g 2 g 2g f上式中z1

1

0〔表壓uu1 2

2

20m，p2

19.62kPa〔表壓〕 u2 H 0.0158 3.1mf d2g 0.1 29.81代入上式可得泵的壓頭為：pH z pe 2

H 2019.621033.125.1mfg 10009.81泵的軸功率 Pa

Hqg ev

25.14510009.814735w36000.65〔2〕泵的特性曲線與密度無(wú)關(guān)，但管路特性曲線與密度有關(guān)，管路特性曲線為p u2Hezg2gHf

ABq2v當(dāng)BA移到A”Hq

增加；又PHeqg，上式H、q、都轉(zhuǎn)變，其中vv a vH↓，qv

↑一般，H轉(zhuǎn)變量較小〔曲線平滑〕所以Pa

一般增大，或依據(jù)泵特性曲線中P~qa

qv

Pa

增大。【340m3/h，油泵總效率為，求1〕泵的軸功率2〕某天該油泵突然發(fā)0%，問(wèn)此泵能輸送原油多m3/h。890kg/m3·s，油庫(kù)與貯罐均為常壓〔換泵后當(dāng)量長(zhǎng)度按不變考1〕依據(jù)輸油量計(jì)算管內(nèi)流速quvqd2

4036000.7850.152

0.63m/s4通過(guò)雷諾數(shù)判定管內(nèi)流淌類型，從而確定摩擦系數(shù)的計(jì)算方法Redu

0.10.638902102023 為層流0.4層流時(shí) 64

Re 210該題條件下，油泵所耗功率完全用于抑制管路阻力，在輸油管的進(jìn)出口間列機(jī)械能衡算式可得：H H

lleu2

0.30482023

0.632

e f d 2g 0.15 29.81泵的軸功率 P

gqH v

8909.814082.112253wa 36000.65〔2〕改用備用泵后，其壓頭為H0.8He e

0.882.165.7m分析可知：由于泵的壓頭削減，輸送過(guò)程全程壓降轉(zhuǎn)變?yōu)椋簆f

gH8909.8165.75.736105Pae因泵的壓頭降低，輸油量必削減，所以輸油管內(nèi)仍為層流流淌，對(duì)于水平圓管的層流流淌，由泊稷葉方程 pf

32lud2由此得輸油管內(nèi)流速u

pd2f

5.7361050.1520.504m/s輸油量 qv

32l 320.42023d2u0.7850.1520.5040.0089m3/s32.05m3/h4【6】如此題附圖所示的輸水系統(tǒng)，管路直徑802mm，當(dāng)流量為36m3/h時(shí)，吸入管路的能量損失為6J/kg，排出管的壓頭損失為，壓強(qiáng)表讀數(shù)245kPa，吸入管軸線到U形管汞h0.5m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為，試計(jì)算：〔1〕泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度；〔270〔3R。流體輸送機(jī)械解：該題包括了機(jī)械能衡算方程、連續(xù)性方程、靜力學(xué)方程的綜合運(yùn)用，解題技巧在于依據(jù)題給數(shù)據(jù)恰中選取截面，以便使計(jì)算過(guò)程清楚化?！?〕泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度1-1截面〕的選取如此題附圖所示。1-12-2兩截面之間列機(jī)械能衡算式可直接求得泵的揚(yáng)程，即H zu2/2gp

/gH式中 z 5m2

e 2 2 2

f12u 36/(36002

0.0762)2.204m/s4p/g245103/(10009.81)24.98m2H 6/9.810.6118mf02所以 H 52.2042/(29.81)24.980.611830.84me1-13-3兩截面之間列機(jī)械能衡算式并整理便可求得泵的升揚(yáng)高度，即zH H 30.84(0.61180.8)29.4m3 e f13〔2〕泵的軸功率

PHqgvea ve

30.843610009.8136000.7

4322W1-1和4-4兩截面之間列機(jī)械能衡算式以計(jì)算泵入口處壓p，4然后再利用靜力學(xué)方程求解。由機(jī)械能衡算式得

pazg

2pu 4 4Hpu2g g

f14整理上式并將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得：u2p p4 a

(z 44 2g

H

)g98.1103(4.545540Pa對(duì)U形管壓差計(jì)列靜力學(xué)方程得

2.204229.81

0.6118)10009.81R(p

hgp

p a i 4)/ga 4 i(981000.510009.80745540)/(136009.807)0.3573m1〕的計(jì)算，從概念上應(yīng)當(dāng)搞清楚：泵的揚(yáng)程1N流體從輸送機(jī)械獲得的有效能量，而升揚(yáng)高度是機(jī)械能衡算式中z項(xiàng)，切不行將二者混淆。3333pz3125m44.5mh11R圖2-5例6附圖H45A2B1K0.013Q圖2-6例7附圖【7】用離心泵向水洗塔送水。在規(guī)定轉(zhuǎn)速下，泵的送水量/s，壓頭為45m。當(dāng)泵的出口閥全開(kāi)時(shí)，管路特性方程為：H 201.1105q2e v

〔qv的單位為m3/s〕為了適應(yīng)泵的特性，將泵的出口閥關(guān)小以轉(zhuǎn)變管路特性。試求：〔1〕因關(guān)小閥門(mén)而損失的壓頭；〔2〕關(guān)小閥門(mén)后的管路特性方程。解：因關(guān)小閥門(mén)而損失的壓頭為泵的壓頭與管路要求壓頭的差值。關(guān)小閥門(mén)后，增加了局部2A、B兩點(diǎn)之間的垂直距離代H 。f〔1〕關(guān)小閥門(mén)的壓頭損失當(dāng)流量q0.013m3/sH45m，而管路要求的壓頭為vH 201.1105(0.013)238.59me損失的壓頭為H HH 6.41mf e〔2〕關(guān)小閥門(mén)后的管路特性方程管路特性方程的通式為：

H ABq2e v足如下關(guān)系：

p)B值因關(guān)小閥門(mén)而變大g4520B(0.013)2流體輸送機(jī)械解得： B1.479105s2/m5關(guān)小閥門(mén)后的管路特性方程為：H 201.479105q2e v【8】用離心泵向密閉高位槽送料，流程如此題附圖所示。在特定轉(zhuǎn)速下，泵的特性方程為：H427.56104q2〔qv v

q0.01m3/s現(xiàn)改送密度1200kg/m3的v118kPa和有效功率。解：此題條件下，泵的特性方程和特性曲線不變，而當(dāng)流淌在阻力平方區(qū)時(shí)，管路特性方程中的比例系數(shù)B值保持恒定HHH~qvM12mH”~qvM”1H~qe v2qv圖2-7例8附圖A(zp)g向流量加大方向移動(dòng)，如此題附圖中的曲2所示。下面進(jìn)展定量計(jì)算。輸送清水時(shí)，管路特性方程為將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得

H ze

pBq2g v118103H 12 Bq224Bq2e 10009.81 v v此式與泵的特性方程聯(lián)解以確B值427.56104(0.01)224B(0.01)2解得 B1.044105s2/m5B值不變，管路特性方程變?yōu)镠12e

11810312009.807

1.044105(q)2v221.044105(q)2v此方程與泵的特性方程聯(lián)解，便可求解改送溶液時(shí)的流量，即427.56104(q)2221.044105(q)2v v解得 q0.01054m3/sv所以 H427.561040.01054233.6m泵的有效功率為PHqg33.60.0105412009.814169We v由上面計(jì)算可知，當(dāng)泵上下游兩容器的壓強(qiáng)差不為零時(shí)，被輸送液體密度的變化必引起管路特性曲線的轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致泵工作點(diǎn)的移動(dòng)。在此題條件下，密度加大，使泵的流量加大，壓頭下降，功率上升?！?21480r/minHe

38.440.q〔qv v單位為m3/min16.8m，管徑為764mm1360m〔包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度〕0.03。試求：〔1〕輸液量q；v〔21700r/min時(shí)的輸液量q。v1q單位為m3/minv ll 1 1 qH

H 16.8 f

(1

v)2g d 2g

41360 1 1 q216.80.03 ( )2

16.8645q2v

0.068 29.81 0.7850.0682 3600泵的特性方程為： He式〔12〕聯(lián)立得：

38.440.3q2v

16.8645q238.440.3q2v v解得：q0.178m3/minv〔2n1700r/min時(shí)，依據(jù)泵的比例定律q n H n2v ； e q n Hv e

n流體輸送機(jī)械q即H H/(e e

v)2，將此式代入泵特性方程得：qvH(38.440.3q2)(

qv)2e v qvn 170038.4( )240.3q238.4(

)240.3q250.740.3q2n v 1480 v v將調(diào)速后泵的特性方程與管路特性方H16.8645q2聯(lián)立v得 q0.222m3/minv【13】某型號(hào)的離心泵，在肯定的轉(zhuǎn)速下，在輸送范圍內(nèi)，其壓頭與流量的關(guān)系可用H 186105q2〔He v

v

單位為m3/s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ｍ〔包括全部局部阻力m3/h；651000kg/m3，離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸功率為多kW；49kPa〔表壓22A”22A”3mH”HAH~qe v11P”aPaP~qa vq”qvv圖2-10例13附圖11-1截面為位能基準(zhǔn)1-12-2截面間列機(jī)械能衡式特性方程z3mp0

pHg

zHfH

lle

u2ll

1 q( v )2ef d 2g d 2g 1d2e420 1 q0.02 ( v )23.23105q20.04 29.81 0.785