1、化工原理流体输送机械复习题流体输送机械复习题一、填空题：1.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m3/s，则泵的有效功率为_. *答案* 1472w2.（2分）离心泵的主要部件有如下三部分:_,_,_. *答案* 泵壳; 叶轮; 泵轴3.（2分）离心泵的主要参数有:_,_,_,_. *答案* 流量; 扬程; 功率; 效率4（3分） 离心泵的特性曲线有: _,_,_. *答案* 压头H流量Q曲线；功率N流量Q曲线； 效率流量Q曲线5（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_. *答案* 10m6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：_
2、,_. *答案* 泵特性曲线H-Q； 管路特性曲线H-Q7（3分）调节泵流量的方法有：_,_,_. *答案* 改变出口阀门的开度； 改变泵的转速； 车削叶轮外径8.（3分）液体输送设备有：_,_,_,_,_. *答案* 离心泵; 往复泵; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵9.（3分）气体输送设备有:_,_,_. *答案* 通风机; 鼓风机; 压缩机10.（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是_ *答案* 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。11.（3分）若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，流量 ，效率，轴功率。 *答案* 减小 减小 下降 增大12.离
3、心泵的流量调节阀安装在离心泵管路上，关小出口阀门后，真空表的读数，压力表的读数_。 *答案* 出口 减小 增大13.（2分）流体输送设备按工作原理大致可分为四类即，。 *答案* 离心式 ， 往复式 ， 旋转式 ， 流体动力作用式14.（2分）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_现象。 *答案* 气蚀15.（2分） 离心泵的扬程含义是 *答案* 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。 16.（2分） 离心泵叶轮按有无盖板可分为，_。 *答案* 敞式 半敞式 闭式（或开式，半开式，闭式）17.（2分）离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是时的流量和扬程。 *答案* 效率最高18.（3分）
4、用离心泵在两敞口容器间输液, 在同一管路中，若用离心泵输送1200kg/m3 的某液体(该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量,扬程,泵出口压力,轴功率。(变大,变小,不变,不确定) *答案* 不变 不变 变大 变大19.（5分）离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Qs时H20m ；管路特性为Q0.05m3/s时，He18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值 Hm；有效功率Nkw。 *答案* 2; 20.（2分） 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现象称为_现象。*答案* 气缚21.（2分）离心泵采用并联操作的目的是_，串联操
5、作的目的是_。 *答案* 提高流量； 提高扬程22.（2分）风机的风压是指_的气体通过风机而获得的能量。 *答案* 单位体积23.（2分） 离心通风机的性能曲线比离心泵的性能曲线多了一条_曲线。 *答案* 流量与静风压二、选择题：1.（2分）离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（ ） A. Q启动0， N启动0 ；B. Q启动 0，N启动0； C. Q启动0， N启动0 *答案* A2.（2分） 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( ) A. 气缚现象 B. 汽蚀现象 C. 汽化现象 D. 气浮现象 *答案* A.3.（2分） 离心泵最常用的调
6、节方法是 ( ) A. 改变吸入管路中阀门开度 B. 改变压出管路中阀门的开度 C. 安置回流支路，改变循环量的大小 D. 车削离心泵的叶轮*答案* B.4.（2分）离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值 ( ) A. 包括内能在内的总能量 B. 机械能 C. 压能 D. 位能（即实际的升扬高度） *答案* B.5.（2分）已知流体经过泵后，压力增大P N/m2，则单位重量流体压力能增加为( ) A. P B. P/ C. P/() D. P/(2) *答案* C.6.（2分）当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比
7、液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性 *答案* B.7.（2分）某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( ) A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞 *答案* C.8.（2分）在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为1m，泵的入口处装一U形管压差计，则测得入口处的压力( ) A. 自始至终大于大气压力 B. 随着流量的增大，经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段 C. 自始至终小于大气压力 D. 自始至
8、终等于大气压力 *答案* B.9.（2分） 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 *答案* D.10.（2分）离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（ ） A. 增大 B. 减少 C. 不变 *答案* B11.（2分）用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（ ） A. 扬程 B. 升扬高度 C. 吸液高度 *答案* B12.（2分）流量调节，离心泵常用（ ），往复泵常用（ ） A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路
9、阀 *答案* A、 C13.（2分）输送气体的密度越大，则风机的风压（ ） A. 越高 B. 越低 C. 不变 *答案* A14.（2分）欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（ ）。输送大流量，低粘度的液体应采用（ ） A. 离心泵 B. 往复泵 C. 齿轮泵 *答案* C、 A15.（2分）用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（ ）。 A. 发生了气缚现象 B. 泵特性曲线变了 C. 管路特性曲线变了 *答案* C16.（2分）当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（ ）A. 扬程减少，流量、效率、轴功率均增大； B. 扬程、流量、效率均降低，轴功率增大C. 扬
10、程、效率增大，流量，轴功率减少； D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率减少 *答案* B17.（2分）离心泵的吸液高度与（ ）无关 A. 排出管路的阻力大小 ； B. 吸入管路的阻力大小 C. 当地大气压 D. 被输送液体的密度 *答案* A 三、问答题：1.（12分）何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害应如何防止 *答案* “气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。 “气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，
11、气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。2.（10分）为什么离心泵可用出口阀来调节流量往复泵可否采用同样方法调节流量为什么 *答案* 由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。3.（6分） 离心泵的扬程和升扬高度有什么不同 *答案* 离心泵
12、的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、 液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度Z，而且还要用于静压头的增量P/g和动压头的增量u /2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。4.（8分）当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些 *答案* 不吸液的原因可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使泵内存有空气；由于底阀或吸入管路 堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转等。5.（8分）按图写出离心泵开泵及停泵操作程序。 *答案* 开泵：关闭阀B一打开阀A一灌液一关闭阀A一启动键K一全开阀B一调节阀
13、A至合适流量。 停泵：关闭阀A一关闭阀B（若长期停泵可不关，以便放完管路中的液体）一按停止电键K6.（18分）不同类型的离心泵，其Q-H曲线的形状不同，有的较平（如图A线），有的较陡（图中B线），问：（1）当用离心泵来输送含有泥浆的液体，其部分泥浆会在管道内沉积，在此种情况下，宜选哪一类型Q-H线的离心泵才能避免流量发生过大的波动（2）若用出口阀调节流量，对于哪一种形状的Q一H线离心泵较 为理想 *答案* （1）选用QH线较陡的泵（即图中的B线），设曲线I为原来的管路特性曲线；曲线II为后来（阻力增大）的管路特性曲线，从图中可看出对A泵来说，工作点由M1变为M2对应的流量由Qm1到 Q m2；
14、对B泵来说工作点由C1变到C2对应的流量由Qc1到 Qc2两泵流量变化（皆变小）的幅度B泵A泵即（Qm1- Q m2)4000; 水在管内流动呈湍流 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：Z112/2P1/HeZ222/2P2/+hfZ1=0 u1=0 p1=0(表压) Z2=18m u2=0; P2/g=103/(1000=25m hf =(l+le )/d(u2/2g) =(100/22/(2=;He=18+25+= Ne=HQg=10003600=4.（20分）如图所示，用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的水面高度保持为10m，输送水量用
15、孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面处, 孔径为20mm，孔流系数为。管路为573.5mm的钢管，直管长度和局部阻力当量长度之和(包括孔板局部阻力当量长度)为250m，其中贮水池至孔板前测压点A的直管长度和局部阻力当量长度之和为50m 。水的密度为1000kg/m3，水的粘度为1cp,摩擦系数近似为=。U形管中指示液均为水银,其密度为13600kg/m3。当水的流量为h时，试确定：(1)水通过泵所获得的外加能量为多少 (2)在孔板前测压点A处安装的U形管压力计中指示液读数R1为多少 孔板流量计的U形管中指示液读数R2为多少 *答案* u=Vs/=3600)=0.971m/s Re=1000/
16、(110-3)=48550=取贮水池液面为1-1截面,高位槽液面为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+(250/2) =+=kg 以A点为2-2截面, 在1-1与2-2截面间列柏努利方程式Z1g+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)= -pa =1000=103N/m2 R1=(pA -pa )/g
17、(o -) =103/(13600-1000)=0.3846m=38.46cm根据Vs=CoAo2gR2 (o -)/; R2=(Vs/CoAo)/2g(o -)式中: Co=, Ao=10-4m2;Vs=3600m3/s, R2=3600)(1/10-4)1000/2(13600-1000)=0.4m =40cm5.（12分）欲用离心泵将20水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱，压出管路全部阻力为3mH2O柱，泵的效率为，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为6m，问上述安装高度
18、是否合适（动压头可忽略）。水的密度可取1000kg/m3。 *答案* 如图取11，22截面，并以11截面为基准面，列柏努里方程：Z1P1/u12/2He Z2P2/u22/2hf HZh f( 1 2)181322mN轴QH/（102） (30/3600)221000/(1023kw Hg允Hs允u2/2hf吸615m2m Hg实Hg允 安装高度合适。6（15分）如附图所示，计划在蓄水池A的一侧安装一台离心泵，将水输送至列管换热器B的壳程内作冷却用，要求水的流量为18m3/h，水自换热器出来后流进高位水槽C中，回收他用。已知：（1）蓄水池A水面标高3m，高位槽C处进水管末端标高23m；（2）输
19、水管为60的钢管；（3）管路部份的压头损失hf19u2/（2）mH2O，换热器B壳程的压力损失Pu2/（2）；（式中，u为管内流体流速，m/s）水1000kg/m3 今库存有一台2B31型离心泵，其性能参数如下表所示，试核算选用此泵是否合适。 流 量扬程轴功率允许吸入真空度 m3/hmkwm10 203024本题附图 *答案* 选择计算截面11，22面如题图所示；地平面为基准面。uVs/A18/3600/（(/4)）2s Z1P1/u12/2He Z2P2/u22/2hf P1P2 ;u10He （23-3）(2)19(2(21000/(1000 由2B31型离心泵特性曲线图查得：Q18m3/
20、h, He 31.5m（27.2m）且62，而m a x 65;6590（62） 故此泵通用。7（15分）如图所示输水系统，管长、管径(均以m计) 和各局部阻力的阻力系数均标于图中。直管部分的值均为。求： (1）以流量Q m3/min和压头He (m)表示的管路特性曲线方程, (2）输水量为15m3/h时，要求泵提供的有效功率（以kw计） *答案* （）u1（d2/d1）2u2 u2;Qu2 (/4)d260 u2 或u2 u1 e 20 +(3+20/ u12/2g + (2+1+260/ u22/2g 20+ u12+ u22 20+20 + （） Q15/600.25 m3/min He
21、 20+20.04m Ne QHe /60100060 819 w 7.（20分）欲用离心泵在两敞口容器间输液, 该水泵铭牌标有：流量 39.6m3/h，扬程15m，轴功率,效率80%，配用电机，转数1400r/min。 今欲在以下情况使用是否可以如不可时采用什么措施才能满足要求（要用计算结果说明）（1）输送比重为的溶液，流量为38m3/h，扬程15m, （2）输送比重为的油类，流量为40m3/h，扬程30m, （3）输送比重为的清液，流量为30m3/h，扬程15m *答案* （1） 电动机功率不够 N38/3600151800/(102 换大电机 （2） 扬程不够 H/H （n/n）2 ;
22、15/30（1400/ ） 1980 增加1980转/分。检查功率： N/N （n/n）3 N （1400/1980）3 kw 换一电机功率为，1980转/分。（3）可以使用。通过关小出口阀调节至工作点。8.(8分)有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度Hs5m，用来输送20的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为,当地大气压为10mH2O，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米 *答案* Hg Hs u2/2hf 5 3.5m实际安装高度H实3.0m（16分） 图示为n=960转/分的离心通风机的特性曲线。如用此风机向锅炉输送空气，已知管路特性曲线方程为H=5Q2(H的单位
23、为mmH2O, Q的单位m3/s)问：（1）风机的送风量为多少m3/h消耗的轴功率为多少kw（2）若想使风量变为5.5m3/s ,你认为可采取什么措施 *答案* （1）送风量Q及轴功率N由管路特性曲线方程H=5Q2列表作图。Q m3/s 0 2 3 4H mmH2O 20 45 80由两线交点读得：送风量Q=3.6 m3/s 风压H=64mmH2O效率=轴功率：N=QH/=64（1000）= (2)使风量变为5.5 m3/s，可采用提高转速的措施Q2/Q1=n2/n1 n2=Q2/Q1 2=960=1500rpm即将转速提高到1500rpm。10如图所示的输水系统，已知管内径为d=50 mm，在阀门全开时输送系统的（l+le）=50 m，摩擦系数可取, 泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述: H= H为泵的扬程m, Q为泵的流量m3/h。问: (1) 如要求输送量为10 m3/h, 单位质量的水所需外加功为多少 此泵能否完成任务(2) 如要求输送量减至8 m3/h(通过关小阀门来达到), 泵的轴功率减少百分之多少(设泵的效率变化忽略不计)。 解：（1）
