流体输送机械习题及答案、.pdf

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1、2.2 习题2.2.12.2.1填空及选择题填空及选择题1（1）离心泵的主要部件有 _、_ 和_。（2）往复泵主要适用于 _、_ 的场合。2离心泵产生汽蚀，通常是由于_，_，_，_ 等。3离心泵的叶片一般是 _，这是为了输出时增大 _，减少_。4（1）若被输送流体粘度增高，则离心泵的压头 _、流量_、效率_、轴功率_。（2）若被输送流体密度改变,则离心泵的 _、_ 及_ 均保持不变。（3）离心泵的总效率 反映了 _，_ 和_ 三项能量损失的影响。（4）离心泵吸入管线一般处于 _ 压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现_ 现象。5（1）离心泵工作点是 _ 曲线及_ 曲线的交点。（2）离心泵的

2、安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_ 现象。6（1）离心泵的轴封装置主要有 _ 和_ 两种；（2）管路特性曲线的一般表达式是_。（3）影响离心泵理论流量的因素有_ 和_。（4）离心泵叶轮按有无盖板可分为_、_、_。7在测定离心泵的性能曲线实验过程中，在泵出口处应安装_和_，而_必须在_ 的前部。在泵的入口处应安装 _，在_ 上还必须安测流量仪表，测流量仪表可以采用_ 或_ 或_ 等。8（1）离心泵的特性曲线通常包括_、_ 和_ 曲线，这些曲线表示在一定的_下输送某特定液体时的性能。（2）离心泵用出口阀调节流量实质上是改变了_ 曲线使其 _ 位置发生变化,如果将离心泵的转速减少，则可以使

3、_ 曲线改变，改变的方向是 _。9泵的压头单位是 _，可简化为 _，其物理意义是 _。10往复压缩机的排气量是指 _。11离心通风机全风压的单位是 _，它的物理意义应理解为 _。12（1）离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。（2）往复泵的转速（往复次数）增加时，流量_，扬程。(增大，变小，不变)13（1）离心泵的扬程含义是。（2）离心泵常采用调节流量，往复泵常采用调节流量。14用离心泵在两敞口容器间输液，在同一管路中，若用离心泵输送密度为 1200kg/m3的某液体（该溶液的其它性质及水相同），及输送水相比，离心泵的流量，扬程，泵出口压力，轴功率。

4、(变大，变小，不变，不确定)3315离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：qv 0.05m/s时，H 20m；管路特性为qv 0.05m/s时，He18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头H _m，有效功率Pe W。16（1）写出两种旋转泵的名称：和。（2）离心泵的转速提高 10，则泵新的特性曲线上的一个点比原特性曲线上对应的点流量提高，压头提高，轴功率增加。17（1）选择压缩机时，首先应根据选定压缩机的种类。型式确定后，再根据生产中所要求的和确定规格。（2）写出两种真空泵的名称：、。18（1）流体输送设备按工作原理可分为，。（2）离心泵中是将电动机的能量传递给液体的部件，而则是将动能转

5、变为势能的部件。（3）离心泵按吸液方式分为和。19离心泵的性能参数包括，。离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是时的流量和扬程。20（1）离心泵的轴功率Pa，有效功率（理论功率）Pe，及效率间的关系是，泵的效率包括，和。（2）产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的_ 下，输送 _ 时的特性曲线。21（1）旋涡泵常采用来调节流量，往复泵、泵等一切泵在旁路阀关闭时，不能全关。22推导离心泵基本方程式的两个基本假定是：（）_，（）。23当流量一定而且流动已进入阻力平方区时临界汽蚀余量(NPSH)c只及_ 有关，是泵的一个_ 参数。24离心泵停车时应该 _。（A）首先断电，再闭出口阀；（B）先关出口阀，再断

6、电；（C）关阀及断电不分先后；（D）只有多级泵才先关出口阀。25从地槽向常压吸收塔送液，一台离心泵在高效点工作。若管路不变，再并联一台同型号离心泵，则（）（A）两泵均在高效点工作；（B）两泵均不在高效点工作；第 1 页（C）仅原泵在高效点工作；（D）仅新装泵在高效点工作。26将含晶体10的悬浮液送往料槽宜选用（）（A）离心泵（B）往复泵（C）齿轮泵（D）喷射泵。27某泵在运行年后发现有气缚现象，应（）（A）停泵，向泵内灌液（B）降低泵的安装高度（C）检查进口管路是否有泄漏现象（D）检查出口管路阻力是否过大。28用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（A

7、）送水量增加，整个管路压头损失减少；（B）送水量增加，整个管路压头损失增大；（C）送水量增加，泵的轴功率不变；（D）送水量增加，泵的轴功率下降。29有一锅炉，每小时蒸发水量为 20吨，额定压力为 1.5MPa，此锅炉注水泵选（）（A）单级离心泵；（B）多级离心泵；（C）齿轮泵；（D）螺杆泵。30以下不是离心式通风机的性能参数（）（A）风量（B）扬程（C）效率（D）风压31当管路特性曲线写为H A Bqv2时（）（A）A只包括单位重量流体需增加的位能（B）A包括单位重量流体需增加的位能及静压能之和（C）Bqv2代表管路系统的局部阻力损失（D）Bqv2代表单位重量流体增加的动能32以下说法是正确的

8、：当粘度较大地增大时，在泵的性能曲线上（A）同一流量qv处，扬程H下降，效率上升（B）同一流量qv处，扬程H上升，效率上升（C）同一流量qv处，扬程H下降，效率下降（D）同一流量qv处，扬程H上升，效率下降33有人认为泵的扬程就是泵的升扬高度，有人认为泵的轴功率也就是电动机的功率（A）这两种说法都不对，（B）这两种说法都对，（C）前一种说法对，（D）后一种说法对。34当两台规格相同的离心泵并联时，只能说（）（A）在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍（B）当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍（C）在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍（D）在管路中操作的并联泵扬

9、程及单台泵操作时相同，但流量增大两倍35当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说（）（A）串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍（B）串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍（C）当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍（D）在管路中操作的串联泵，流量及单台泵操作时相同，但扬程增大两倍2.2.22.2.2 应用举例题应用举例题【1】在图示中，有一直径为382.5mm，长为30的水平直管AB，在其中间装有孔径为 16.4mm的标准孔板流量计，流量系数C0 0.63，流过孔板永久压降为pf 6104Pa，管内流动摩擦系数取 0.022。试求：（1）AB段压降；（2）若泵的轴

10、功率为 0.3kW，效率为 62%，则AB管所消耗功率为泵有效功率的百分之多少？流体密度为870kg/m，U形管中的指示液为汞，其密度为13600kg/m，R=0.6m。解：（1）根据孔板的流量计算式：得u0 0.63 29.810.6(13600 870)/870 8.27m/s管内流速质量流量ABqmuAu4d28702.040.7850.03321.52kg/s在A、B两截间列机械能衡算式：将zA zB 0,uAuB代入上式得Rhf为流体在AB段的能量损失，由直管阻力损失和孔板流量计的永久压降组成，即可得AB段压降为p pA pBhf87011196570Pa（2）首先需计算泵的有效功率

11、图2-1 例1 附图AB段消耗功率为PAB qmhf1.52111169W于是AB段所耗功率占泵有效功率的百分数为PAB/Pe169/186 0.909 90.9%22HHAAHe-qv20m11第 3 页图2-2 例2 附图qvqv【2】如附图所示，从水池用离心泵向高位槽送水，要求送水量为45m/h，总管路长（包括当量长度）150m，高位槽内压强 19.62kPa（表压），管路均为1084mm的光滑管，高位槽水面距水池面高 20。水的密度为1000kg/m，粘度为 1mPas33求：（1）泵的压头和轴功率（泵效率为65）；（2）若阀门开度和操作条件不变，现改为输送 变化趋势，并定性分析H、q

12、v、Pa的变化方向。解：（1）根据送水量，可计算出管内流体流速通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法水的另一种液体，粘度不变，试示意指明工作点的Re du0.11.591000159000 4000为湍流0.0010.31640.31640.01580.250.25Re159000以1-1截面为位能基准，在截面 1-1和2-2之间列机械能衡算式：对于光滑管，湍流时上式中z1 0，p1 0（表压），u1u2 0，z2 20m，p219.62kPa（表压）代入上式可得泵的压头为：泵的轴功率PaHeqvg25.14510009.81 4735w36000.65（2）泵的特性曲线及密度

13、无关，但管路特性曲线及密度有关，管路特性曲线为当增大时，A值变小，而B不变，即管路特性曲线的线型不变，位置下移，由图可见工作点由A移到A，扬程H略减，流量qv增加；又PaHeqvg，上式H、qv、都改变，其中H，qv，一般，H改变量较小（曲线平滑），所以Pa一般增大，或根据泵特性曲线中P的关系可知，流量qv增加，泵轴功a qv率Pa增大。【3】用离心泵将原油从油库沿管内径为0.15m，长2公里（包括局部阻力的当量长度）的水平管送往炼油厂，输油量为 40m/h，油泵总效率为 0.65，求：（1）泵的轴功率；（2）某天该油泵突然发生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的 80%，问此泵能输送

14、原油多少 m/h。已知条件：油的密度为 890kg/m，粘度为0.4Pas，油库及贮罐均为常压（换泵后当量长度按不变考虑）。解：（1）根据输油量计算管内流速通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法333Re du0.10.63890 210 2000为层流0.4层流时64640.3048Re210该题条件下，油泵所耗功率完全用于克服管路阻力，在输油管的进出口间列机械能衡算式可得：泵的轴功率PagqvHe8909.814082.112253w36000.65（2）改用备用泵后，其压头为分析可知：由于泵的压头减少，输送过程全程压降改变为：因泵的压头降低，输油量必减少，所以输油管内仍为

15、层流流动，对于水平圆管的层流流动，由泊稷叶方程pf32lud2pfd25.7361050.152由此得输油管内流速u 0.504m/s32l320.42000输油量qv 4d2u0.7850.1520.5040.0089m3/s 32.05m3/h3【6】如本题附图所示的输水系统，管路直径为802mm，当流量为36m/h时，吸入管路的能量损失为 6J/kg，排出管的压头损失为 0.8m，压强表读数为245kPa，吸入管轴线到U 形管汞面的垂直距离h 0.5m，当地大气压强为98.1kPa，试计算：（1）泵的扬程及升扬高度；（2）泵的轴功率（70%）；（3）泵吸入口压差计读数R。解：该题包括了机

16、械能衡算方程、连续性方程、静力学方程的综合运用，解题技巧在于根据题给数据恰当选取截面，以便使计算过程清晰化。（1）泵的扬程及升扬高度截面及位能基准面（1-1截面）的选取如本题附图所示。由题给条件，在 1-1及2-2两截面之间列机械能衡算式可直接求得泵的扬程，即式中z2 5m所以He 5 2.204/(29.81)24.980.6118 30.84m在1-1及3-3两截面之间列机械能衡算式并整理便可求得泵的升扬高度，即（2）泵的轴功率（3）真空表读数R欲求真空表读数R，需在1-1和4-4两截面之间列机械能衡算式以计算泵入口处压强p4，然后再利用静力学方程求解。2pau4p z44 Hf14由机械

17、能衡算式得g2gg2整理上式并将有关数据代入得：对U 形管压差计列静力学方程得第 5 页通过该题（1）的计算，从概念上应该搞清楚：泵的扬程是1N 流体从输送机械获得的有效能量，而升扬3H45211AHfBH-Qz35m4.5m14hRK0.013Q图2-5 例6 附图2-6 例7 附图高度是机械能衡算式中的z项，切不可将二者混淆。【7】用离心泵向水洗塔送水。在规定转速下，泵的送水量为0.013m/s，压头为45m。当泵的出口阀全开时，管路特性方程为：23He 201.1105qv（qv的单位为m/s）3为了适应泵的特性，将泵的出口阀关小以改变管路特性。试求：（1）因关小阀门而损失的压头；（2）

18、关小阀门后的管路特性方程。解：因关小阀门而损失的压头为泵的压头及管路要求压头的差值。关小阀门后，增加了局部阻力，使管路特性曲线变陡，关小阀门前后管路特性曲线如本题附图中的曲线1、2 所示。A、B 两点之间的垂直距离代表Hf。（1）关小阀门的压头损失当流量qv 0.013m/s时，泵提供的压头H 45m，而管路要求的压头为损失的压头为（2）关小阀门后的管路特性方程管路特性方程的通式为：在本题条件下，A(z 3p)不发生变化，而B值因关小阀门而变大。关小阀门后应满足如下关系：g5 25解得：B 1.47910 s/m关小阀门后的管路特性方程为：【8】用离心泵向密闭高位槽送料，流程如本题附图所示。在

19、特定转速下，泵的特性方程为：23H 427.56104qv（qv的单位为m/s）当水在管内的流量qv 0.01m/s时，流动进入阻力平方区。现改送密度1200kg/m的水溶液（其它性质和水相近）时，密闭容器内维持表压118kPa不变，试求输送溶液时的流量和有效功率。解：本题条件下，泵的特性方程和特性曲线不变，而当流动在阻力平方区时，管路特性方程中的比例系数B值保持恒定，在维持密闭高位槽表压不变的情况下，随被输送液体密度加大，管路特性方程中的33A(z p)值变小，因而管路特性曲线向下平移，从而导致泵的工作点向流量加大方向移动，如本题附g图中的曲线2 所示。下面进行定量计算。输送清水时，管路特性

20、方程为将有关数据代入上式得此式及泵的特性方程联解以确定 B 值解得B 1.04410 s/m当输送溶液时，B 值不变，管路特性方程变为此方程及泵的特性方程联解，便可求解改送溶液时的流量，即35 25 0.01054m/s解得qv所以H 427.5610 0.01054 33.6m泵的有效功率为由上面计算可知，当泵上下游两容器的压强差不为零时，被输送液体密度的变化必引起管路特性曲线的改变，从而导致泵工作点的移动。在本题条件下，密度加大，使泵的流量加大，压头下降，功率上升。【12】某带有变频调速装置的离心泵在转速 1480r/min下的特性方程为He 38.440.3qv（qv单位为m/min）。

21、输送管路两端的势能差为16.8m，管径为764mm，长 1360m（包括局部阻力的当量长度），34220.03。试求：（1）输液量qv；（2）当转速调节为 1700r/min时的输液量qv。解：（1）管路特性方程为（qv单位为m/min）：3H l le112qv2 Hf16.8()()gd2g1d26042136011qv216.80.03()0.06829.810.7850.06823600216.8645qv2（1）泵的特性方程为：He 38.440.3qv式（1）和式（2）联立得：解得：qv 0.178m/min（2）当泵的转速调为n1700r/min时，根据泵的比例定律3（2）/(即

22、He He2qv)，将此式代入泵特性方程得：qv2将调速后泵的特性方程及管路特性方程H 16.8645qv联立 0.222m/min得qv【13】某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其压头及流量的关系可用He18610 qv第 7 页523（He单位为，qv单位为m/s）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽均为敝口，且3水面维持恒定。管路系统的总长为 20（包括所有局部阻力的当量长度），管径为463，摩擦系数可取为0.02，试计算：（）输水量为多少 m/h；（）若泵的效率为 65，水的密度为1000kg/m，离心泵在运转时的轴功率为多少 kW；（）若将该输送系统的高位

23、槽改为密闭容器，其内水面上方的压强为 49kPa（表压），其它条件均不变，试分析此情况下的输水量及泵的轴功率将如何变化（不必计算，用公式及特性曲线图示说明）。3322HHAAHeqvPaPaPaqv3m11qv qv图2-10 例13附图解：（1）求输水量。取 1-1截面为位能基准，在 1-1和2-2截面间列机械能衡式，可得管路的特性方程上式中z 3m，p 0代入得管路的特性方程为：联立泵的特性方程He18610 qv得出泵在该管路系统中的工作点为：即该输送系统的输送量为 14.51m/h。352（2）泵的轴功率：PaHeqvg8.250.0040310009.81501.8w 0.5018k

24、w0.65（3）将高位槽改为密闭容器后，泵的特性曲线不变，而管路的特性曲线发生变化，在管路特性方程中，p4910325m，Hf仍为3.23105qv，因此，管路的特性方程为：z 3m，g10009.812H 83.23105qv上式表明，管路特性曲线的形状不变，位置上移，由附图可见改造后泵的工作点由A点移至A点，输 qv，Pa Pa。水量和泵的轴功率皆减小，即qv【14】某混合式冷凝器的真空度为 78.5kPa，所需冷却水量为510kg/h，冷水进冷凝器的入口比水池的吸水面高15m，用1147mm管道输水，管长80m，管路配有2 个球心阀和5 个弯头，现仓库中有四种规格离心泵如下：编号流量L/

25、min扬程m1500102100010310001542000154已知阀门的阻力系数3，弯头的阻力系数1.26，管入口0.5，摩擦系数0.02，试问用哪一号泵，并说明理由。解：冷却水流量qv qm/510/1000 50m/h 833.3L/min43输送管内冷水流速u qv/(12d)50/(0.7850.123600)1.77m/s4在水池液面及冷凝器入口外端两截面列机械能衡算式，可得如下管路的特性方程：上式中有关管件的局部阻力系数分别为：进口突然收缩0.5，阀门3，弯头1.26，出口突然扩大1，代入得所选泵的额定流量和扬程应略大于系统所需的，所以应选3 号泵（流量为1000L/min，扬程为15m）。1、2 号泵扬程低，4 号泵流量大，虽可用，但效率低，故不宜。第 9 页