化工原理流體輸送機(jī)械復(fù)習(xí)題

1、.流體輸送機(jī)械復(fù)習(xí)題一、填空題：1.（ 3分）某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計(jì)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(yáng)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(diǎn)是如下兩條

2、曲線的交點(diǎn)：_,_.* 答案 *泵特性曲線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(zhuǎn)速；車削葉輪外徑8.（ 3分）液體輸送設(shè)備有： _,_,_,_,_.* 答案 *離心泵 ; 往復(fù)泵 ; 齒輪泵 ; 螺桿泵 ; 旋渦泵9.（ 3 分）氣體輸送設(shè)備有:_,_,_.* 答案 *通風(fēng)機(jī) ;鼓風(fēng)機(jī) ;壓縮機(jī)10.（ 3 分）泵起動時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是_* 答案 *降低起動功率，保護(hù)電機(jī)，防止超負(fù)荷而受到損傷; 同時(shí)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

3、案 *減小減小下降增大12.離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵管路上，關(guān)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(shè)備按工作原理大致可分為四類即，。* 答案 *離心式 ， 往復(fù)式 ， 旋轉(zhuǎn)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(shí)，離心泵會發(fā)生_現(xiàn)象。* 答案 *氣蝕15.（ 2分）離心泵的揚(yáng)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(biāo)明的流量和揚(yáng)程指的是時(shí)的流量和揚(yáng)程。*

4、答案 *效率最高18.（ 3 分）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1200kg/m 3 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(yáng)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：q 0.05m3/s 時(shí) h20m ；管路特.性為 q0.05m3/s 時(shí)，he 18m，則在該流量下， 消耗在調(diào)節(jié)閥門上的壓頭增值h m；有效功率n kw 。 * 答案 *2;0.98120.（2 分）離心泵起動時(shí)， 如果泵內(nèi)沒有充滿液體而存在氣體時(shí)，離心泵就不能輸送

5、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)操作的目的是 _。* 答案 *提高流量；提高揚(yáng)程22.（ 2 分）風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是指 _的氣體通過風(fēng)機(jī)而獲得的能量。* 答案 *單位體積23.（ 2 分）離心通風(fēng)機(jī)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(fēng)壓二、選擇題：1.（ 2 分）離心泵起動時(shí)，應(yīng)把出口閥關(guān)閉，以降低起動功率，保護(hù)電機(jī)，不致超負(fù)荷工作，這是因?yàn)椋ǎ゛. 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

6、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)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(yáng)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(jī)械能c. 壓能d.位能（即實(shí)際的升揚(yáng)高度）* 答案 *b.5.（ 2分）已知流體經(jīng)過泵后，壓力增大2)p n/m，則單位重量流體壓力能增加為 (a.pb.p/ c.p/()d.p/(2 )*答案 *c.6.（ 2分）當(dāng)離心泵內(nèi)充滿空氣時(shí)，

7、將發(fā)生氣縛現(xiàn)象，這是因?yàn)?)a. 氣體的粘度太小b. 氣體的密度太小c. 氣體比液體更容易起漩渦d. 氣體破壞了液體的連續(xù)性* 答案 *b.7.（ 2 分）某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，啟動泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空計(jì)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(rèn)為以下可能的原因中，哪一個(gè)是真正的原因()a. 水溫太高b. 真空計(jì)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(shí)驗(yàn)裝置中泵的安裝高度為1m，泵的入口處裝一u 形管壓差計(jì)，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,

8、等于大氣壓力,小于大氣壓力三個(gè)階段c.自始至終小于大氣壓力d. 自始至終等于大氣壓力* 答案 *b.9.（ 2 分）一臺試驗(yàn)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(shí)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(yáng)程b. 升揚(yáng)高度c. 吸液高度* 答案 *b12.（ 2 分）流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（），往

9、復(fù)泵常用（）a. 出口閥b. 進(jìn)口閥c. 旁路閥* 答案 *a 、c13.（ 2 分）輸送氣體的密度越大，則風(fēng)機(jī)的風(fēng)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(jī)的氣缸中，應(yīng)采用（）。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)采用（）a. 離心泵b. 往復(fù)泵c. 齒輪泵* 答案 *c、a15（. 2 分）用離心泵從河中抽水，當(dāng)河面水位下降時(shí)， 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(dāng)離心泵輸送的液體的粘度增大時(shí)，則其（）a. 揚(yáng)程減少，流量、效率、軸功率均增大；b. 揚(yáng)程、流量

10、、效率均降低，軸功率增大c. 揚(yáng)程、效率增大，流量，軸功率減少；d. 揚(yáng) 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(guān)a.排出管路的阻力大小； b. 吸入管路的阻力大小c. 當(dāng)?shù)卮髿鈮篸. 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(yīng)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(yīng)灌滿液體。“氣蝕 ”：由于泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等

11、于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，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(shí)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(shí)際安裝高度應(yīng)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(fù)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(diǎn)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(jì)，但對泵運(yùn)轉(zhuǎn)無其它影響；而往復(fù)泵屬容積式泵，壓頭與流量基本無關(guān)，若關(guān)閉出口閥，則因泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。 管路和電機(jī)的損壞，故不宜用出口閥來調(diào)節(jié)

12、流量。3.（ 6 分）離心泵的揚(yáng)程和升揚(yáng)高度有什么不同？* 答案 *離心泵的揚(yáng)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(yáng)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(yáng)高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚(yáng)高度僅為揚(yáng)程的一部分，泵工作時(shí)，其揚(yáng)程大于升揚(yáng)高度。4.（ 8 分）當(dāng)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(yán)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(jī)接線不正確致使葉輪反轉(zhuǎn)等。5.（ 8 分）按圖寫出離心泵開泵及停

13、泵操作程序。* 答案 *開泵：關(guān)閉閥b 一打開閥 a 一灌液一關(guān)閉閥 a 一啟動鍵 k一全開閥 b 一調(diào)節(jié)閥 a 至合適流量。停泵：關(guān)閉閥 a 一關(guān)閉閥 b（若長期停泵可不關(guān)，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(dāng)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(shè)曲線 i

14、 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(diǎn)由m 1變?yōu)?m 2 對應(yīng)的流量由qm1到 q m2；對 b 泵來說工 作點(diǎn) 由c1變到c2對 應(yīng)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-qm2)4000;水在管內(nèi)流動呈湍流=2 以 1-1 面為水平基準(zhǔn)面 ,在 1-1 與 2-2面間列柏努利方程：z 1 12/2 p1/ he z2 22/2 p2/ +hfz 1=0 u1=0p1=0( 表壓 )z2=18mu2=0;p2/ g=2.5 9.813/(10009.81)=25m

15、f229.81)=4.9m; he=18+25+4.9=47.9mh= (l+ le )/d(u/2g) =0.024(100/0.1) 2/(2ne=hq g=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(jì)測得。孔板安裝在離高位槽水面0.8m處, 孔徑為 20mm，孔流系數(shù)為0.61。管路為 573.5mm的鋼管， 直管長度和局部阻力當(dāng)量長度之和 (包括孔板局部阻力當(dāng)量長度)為 250m，其中貯水池至孔板前測壓點(diǎn)a 的直管長度和局部阻力當(dāng)量長度

16、之和為50m。水的密度為1000kg/m 3 ，水的粘度為1cp,摩擦系數(shù)近似0.2533為 =0.3164/re。u 形管中指示液均為水銀,其密度為 13600kg/m 。當(dāng)水的流量為6.86m /h時(shí)，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(diǎn)a 處安裝的 u 形管壓力計(jì)中指示液讀數(shù)r1 為多少 ?孔板流量計(jì)的u 形管中指示液讀數(shù)r2 為多少 ?.* 答案 * u=vs/(0.785d 2)=6.86/(0.785 0.0523600)=0.971m/sre=0.05 0.971 1000/(110-3 )=485500.25=0.1364/485500.25

17、 =0.3164/re=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+p 1/ 22+u1/2+we= z 2g+p 2/ +u2/2+ h(f1 2)w=zg + h2)= zg + (l+ le )/d(u/2)2(f 122=10 9.81+0.0213 (250/0.05)(0.9712/2) =98.1+50.2=148.3j/kg以 a 點(diǎn)為 2-2截面 , 在 1-1與 2-2截面間列柏努利方程式11/ 122222/2+ h(f1 2 )z g+p+u/2+we= z g+p / +u(p -p)/ =(p-p)/ = we-z

18、2/2)- (l+2a2-g(u le )/d(u/2)21a=148.3-9.29.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.971 2/2)=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53j/kg;p a -pa =47.5366 1000=47.53 103n/m 21aa)/g(o- ) =47.533r =(p-p/910.81 (13600-1000)=0.3846m=38.46cm根據(jù) vs=coao2gr 2 ( o- )/ ; r2=(vs/coao) /2g( -)o式中 : co=0.61, ao=0.7850.022=3.14 10-4

19、m2 ;vs=6.86/3600m 3 /s,2-4) 1000/29.81(13600-1000)=0.4m =40cmr =(6.86/3600)(1/(0.613.14 105.（ 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，壓出管路全部阻力為3mh 2o 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/m 3。* 答案 * 如圖取 1 1， 2 2 截面，并以 1

20、 1 截面為基準(zhǔn)面，列柏努里方程：22/2 hfz 1 p1/ u1/2 he z2p2/ u2h z hf( 12) 18 1 3 22m n 軸 qh/（ 102） (30/3600) 221000/(102 0.6) 3kw hg 允 hs 允 u2/2 hf 吸 61 5m 2m hg 實(shí) hg 允安裝高度合適。6（ 15 分）如附圖所示，計(jì)劃在蓄水池a 的一側(cè)安裝一臺離心泵，將水輸送至列管換熱器b的殼程內(nèi)作冷卻用，要求水的流量為18m3/h，水自換熱器出來后流進(jìn)高位水槽c 中，回收他用。已知：（ 1）蓄水池 a 水面標(biāo)高3m，高位槽 c 處進(jìn)水管末端標(biāo)高23m；（ 2）輸水管為 60

21、 3.5mm的鋼管；（ 3）管路部份的壓頭損失 hf22殼程的 19u /（ 2） mh o，換熱器 b壓力損失2/（ 2） kn.m-2；（式中， u 為管內(nèi)流體流速， m/s）水 1000kg/m3p 73.6 u今庫存有一臺2b 31 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(yáng)程軸功率允許吸入真空度3/mkwmm h1034.51.878.72030.82.607.230243.075.7.本題附圖*答案 *選擇計(jì)算截面 1 1，2 2 面如題圖所示； 地平面為基準(zhǔn)面。u vs/a 18/3600/ （ ( /4)(0.06-2 0.0035） 2 2.27m/sz

22、1 p1/ u12/2 he z2p2/ u22/2 hfp p;u0121he （ 23-3 ） (2.27 2/(2 9.81) 192.272 /(29.81)73.6 2.272/(2 9.81) 1000/(10009.81) 27.2mh 2o由 2b 31 型離心泵特性曲線圖查得：q18m3/h,he31.5m（ 27.2m）且 62，而 m a x 65 ;65 90 58.5（ 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(jì) )和各局部阻力的阻力系數(shù)均標(biāo)于圖中。直管部分的值均為 0.03。求： (1）以流量 q m 3/min 和壓頭 he (m)

23、 表示的管路特性曲線方程 , (2）輸水量為15m3 /h 時(shí)，要求泵提供的有效功率（以 kw 計(jì)）* 答案 *（） u1（ d2/d1） 2u2 0.64 u2;2q u2 ( /4)d60 1.884 u2或 u2 0.531qu10.34qe 20+(3+0.2+0.03 20/02/2g +.25) u1(2 0.2+0.5+1+0.03260/0.2) u 22/2g 20+0.286 u 1 2+2.086 u22 20+0.0331q+0.5882q 20 + 0.62q （） q 15/600.25 m3/minhe 20+0.62 0.25 20.04mne qhe /60

24、0.25 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(biāo)有：流量39.6m3/h，揚(yáng)程 15m，軸功率 2.02kw, 效率 80%，配用 2.8kw 電機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)1400r/min 。 今欲在以下情況使用是否可以？如不可時(shí)采用什么措施才能滿足要求（要用計(jì)算結(jié)果說明） （ 1）輸送比重為 1.8 的溶液，流量為 38m3/h，揚(yáng)程 15m,（ 2）輸送比重為0.8 的油類，流量為40m3/h，揚(yáng)程 30m, （ 3）輸送比重為 0.9 的清液，流量為30m3/h，揚(yáng)程 15m* 答案 *（ 1）電動機(jī)功率不夠n 38

25、/3600 151800/(1020.8) 3.5kw換大電機(jī)（ 2）揚(yáng)程不夠h/h （ n/n） 2;15/30（ 1400/ ） 1980增加 1980 轉(zhuǎn) /分。檢查功率：n/n（ n/n） 32.02/n （ 1400/1980） 3n 5.72 kw換一電機(jī)功率為 5.72kw ， 1980 轉(zhuǎn) /分。（3）可以使用。通過關(guān)小出口閥調(diào)節(jié)至工作點(diǎn)。8.(8 分 )有一臺離心泵，銘牌上標(biāo)出允許吸上真空度hs 5m，用來輸送 20的清水，已知吸入管路的全部阻力損失為1.5mh 2o,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?0mh 2o，若略去泵入口處的動壓頭。試計(jì)算此泵的允許安裝高度hg 為多少米？* 答案 *hg

26、 hs u2/2 hf 51.5 3.5m實(shí)際安裝高度h 實(shí) 3.5-0.5=3.0m.9（16 分）圖示為 n=960 轉(zhuǎn) /分的離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線。 如用此風(fēng)機(jī)向鍋爐輸送空氣，已知管路特性曲線方程為h=5q 2(h 的單位為 mmh 2o, q 的單位 m3/s)問：（ 1）風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量為多少m3 /h?消耗的軸功率為多少 kw ？（ 2）若想使風(fēng)量變?yōu)?5.5m3/s ,你認(rèn)為可采取什么措施？* 答案 *（ 1）送風(fēng)量 q 及軸功率 n由管路特性曲線方程h=5q 2 列表作圖。qm3/s0233.54hmmh2o204561.380由兩線交點(diǎn)讀得：送風(fēng)量q=3.6 m 3/s風(fēng)壓 h=64mmh2o效率 =0.4軸功率： n=qh/=3.6 649.807/（ 0.4 1000）=5.65kw(2) 使風(fēng)量變?yōu)?5.5 m3/s，可采用提高轉(zhuǎn)速的措施 q2/q1=n2/n1 n2=q 2/q1 n2=5.5/3.6 960=1500rpm即將轉(zhuǎn)速提高到1500rpm 。10如圖所示的輸水系統(tǒng)，已知管內(nèi)徑為 d=50 mm ，在閥門全