化工原理流体输送设备教学文案.docx

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1、化工原理- 其次章- 流体输送设备收集于网络，如有侵权请联系治理员删除一、选择题化工原理-其次章-流体输送设备1、离心泵开动以前必需布满液体是为了防止发生()。AA. 气缚现象；B. 汽蚀现象；C. 汽化现象；D. 气消灭象。2、离心泵最常用的调整方法是 ()。BA. 转变吸入管路中阀门开度；B. 转变压出管路中阀门的开度；C. 安置回流支路，转变循环量的大小；D. 车削离心泵的叶轮。3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的()。BA. 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。4、离心泵的扬程是 ()。DA. 实际的升扬高度；B. 泵的吸液高度；C.

2、 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。5、某同学进展离心泵特性曲线测定试验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障缘由作出了正确推断，排解了故障， 你认为以下可能的缘由中，哪一个是真正的缘由()。CA. 水温太高；B. 真空计坏了；C. 吸入管路堵塞；D. 排出管路堵塞。6、为避开发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力输送温度下液体的饱和蒸汽压。AA. 大于；B. 小于；C. 等于。7、流量调整，离心泵常用，往复泵常用。A；CA. 出口阀B. 进口阀C. 旁路阀8、欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应承受。输送大流量，低粘度的液体应承

3、受。C；AA. 离心泵；B. 往复泵；C. 齿轮泵。9、1m3 气体经风机所获得能量，称为。AA. 全风压；B. 静风压；C. 扬程。10、往复泵在启动之前，必需将出口阀。AA. 翻开；B. 关闭；C. 半开。11、用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵供给的流量削减了，其缘由是 。CA. 发生了气缚现象；B. 泵特性曲线变了；C. 管路特性曲线变了。12、离心泵启动前，是为了防止气缚现象发生。D A 灌水；B 放气；C 灌油；D 灌泵。13、离心泵装置中的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。AA. 吸入管路；B. 排出管路；C. 调整管路；D. 分支管路。14、为有效提高离

4、心泵的静压能，宜承受叶片。B A 前弯；B 后弯；C 垂直；D 水平。15、往复泵的调整是承受回路调整装置。CA. 容积；B. 体积；C. 流量；D. 流速。16、离心泵铭牌上标明的扬程是指( ) DA. 功率最大时的扬程B. 最大流量时的扬程C. 泵的最大扬程D. 效率最高时的扬程17、往复泵在操作中() BA. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关B. 允许的安装高度与流量无关C. 流量与转速无关D. 开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关18、一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度渐渐降低为零，泵出口处的压力表也渐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的缘由是( )

5、DA. 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19、当管路中性能曲线写为 H =A+BQ2 时 eA 只包括单位重量流体需增加的位能 A 包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和 BQ2 代表管路系统的阻力损失 BQ2 代表单位重量流体需增加的位能20、离心泵在恒定转速下的扬程与流量HQ曲线为，现增大转速， 此时 HQ 线会。 上移 下移不变不确定21、用离心泵在两个敞口容器间输送液体。假设维持两容器的液面高度不变， 则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将。BA. 增加；B. 不变；C. 减小；D. 不确定。22、用一气蚀余量为 3m 的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底

6、液体，假设泵前管路的全部流淌阻力为 1.5m 液柱，则此泵的安装位置必需。CA 高于塔底液面 4.5m 的上方B 高于塔底液面 1.5m 的上方C 低于塔底液面 4.5m 的下方D 低于塔底液面 3.0m 的下方23、影响离心泵最大允许安装高度的因素可以概括为哪方面？如何影响泵的安装高度？答：j流体的种类，一般来说，蒸汽压越大，最大允许安装高度越低；k流体的温度，温度越高，最大允许安装高度越低；l流体流量，流量越 大，吸入管路阻力越大，最大允许安装高度越低；m储槽压力和吸入管路配置状况；n当被输送液体沸腾时，最大允许安装高度与流体的种类无关，主要取决于流体的流量和吸入管路的阻力。24、离心泵停

7、顿操作时宜。A.先关出口阀后停电；B.先停电后关阀；C. 先关出口阀或先停电均可二、填空题1、某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵供给的压头为 H = 19m 水柱,输水量为 20kgs-1,则泵的有效功率为。3728w2、离心泵的主要部件有如下三局部:,。泵壳；叶轮；泵轴3、调整离心泵流量的方法有：,。转变阀门的开度；转变泵的转速；车削叶轮外径4、泵起动时，先关闭泵的出口开关的缘由是 。降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤；同时也避开出口管线水力冲击5、离心泵的流量调整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。出口；减小；增大6、离心泵的工作点是曲线与曲线的交

8、点。离心泵特性；管路特性7、泵的扬程的单位是，其物理意义是。M；泵供给应单位重量流体的能量8、离心泵输送的液体粘度越大，其扬程，流量,轴功率 ，效率。越小；越小；越大；越小9、离心泵输送的液体密度变大，则其扬程，流量，效率 ，轴功率。不变；不变；不变；变大210、通风机的全风压是指的气体通过风机所获得的能量，单位常用；习惯上以单位表示。单位体积；Pa；mmH O11、水环真空泵可以造成的最大真空度为 85%，即真空泵能到达的最低压力绝压是mmHg。11412、启动往复泵时灌泵。不需要13、齿轮泵的流量而扬程。 较小；较高14、石油化工厂常用的压缩机主要有和两大类。 往复式；离心式15、往复泵常

9、用的方法来调整流量。回路调整16、往复泵适用于。流量较小，扬程较高的场合17、产品样本上离心泵的性能曲线是在肯定的 下，输送 时的性能曲线。 转速；20清水18、用离心泵在两敞口容器间输液, 在同一管路中，假设用离心泵输送1200kg.m-3 的某液体(该溶液的其它性质与水一样)，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) 不变；不变；变大；变大19、泵的扬程的单位是 ，其物理意义是。20、离心泵的泵壳制成蜗牛状及在叶轮和泵壳之间安装导轮，其作用是 有效提高离心泵的静压能。21、离心泵的工作点是指。22、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能

10、发生现象。23、离心泵在操作过程中，发生稍微汽蚀，为了消退该不正常现象，试说明可实行哪些措施？请从所列举出的这些方法中选择一个你认为最正确的措施， 分析说明其利弊。24、工程上离心泵的流量调整是通过调整 阀门 来进展，而往复泵的流量调整则是通过 来进展；当离心泵入口处压力低于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，则会发生 现象；当液体为抱负液体，叶轮为抱负叶轮时，流体通过叶轮所获得的能量，称离心泵的 扬程。25、双吸式叶轮的优点是有较大的吸液力量，同时还可自动消退 。轴向推力26、单吸式叶轮平衡孔的作用是。平衡轴向推力27、被输送流体的温度提高，对提高泵的安装高度 不利 ；提高上游容器的操作压强，则

11、对安装高度 有利 。三.问答题1. 离心泵的工作原理。答案：离心泵先灌泵后启动，当叶轮高速旋转时，液体获得了动能并甩向叶轮外缘。由于叶片间的流体通道截面和泵壳的蜗形流道截面都是渐渐扩大的，使流体在泵内的流速渐渐降低，一局部动能转变为静压能，而使流体压强渐渐增高，最终从压出口压出，与此同时，由于离心力作用，叶轮中心的流体被甩向叶轮外缘，叶轮中心形成负压，使得流体不断被吸入。2. 什么是气缚现象？答案：假设离心泵启动前未灌满液体，泵内有空气，由于空气的密度小，叶轮旋转产生的离心力小，致使液体难以被吸入，此时叶轮虽在旋转， 却不能输送液体并产生噪声。该现象为气缚。3. 什么是气蚀现象？答案：当泵入口

12、压强低于被输送液体的饱和蒸汽压时，被吸入的流体在泵的入口处汽化，形成气泡混杂在液体中，由泵中心的低压区进入泵外缘高压区，由于气泡受压而快速分散，使流体内部消灭局部真空，四周的液体则以极大的速度填补气泡分散后消灭的空间，可产生很大的冲击力，损害泵壳和叶轮，该现象是气蚀。4. 离心泵的特性曲线有哪几条？是在何条件下测定的？答案：离心泵的特性曲线有扬程曲线，功率曲线，效率曲线。是在常温，常压下用水作试验测定的，假设用于输送其他流体则需要换算。5. 离心泵起动时，为什么要把出口阀门关闭？答案：离心泵工作时，其轴功率 Ne 随着流量增大而增大，所以泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致

13、于超负荷而受到损失，同时也避开出口管线的水力冲击。7. 承受多级压缩对生产工艺有何好处？答案：好处：1降低了排气温度；2削减了功耗；3提高气缸容积利用率； 4使压缩机的构造更为合理。8. 为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，将会使压缩机不能正常工作？答案：当余隙系数肯定时、压缩比愈高，余隙内的剩余气体膨胀所占气缸的容积就愈多，使每次循环的吸气量削减，而当压缩比太大时即容积系数为零时，剩余气体膨胀已占满整个气缸，使压缩机根本无法吸入颖气体，也就无法正常正作了。9. 离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？答案：离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置。叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体、使液体的动能

14、和静压能均得到提高。泵壳具有集合液体和将局部动能转为静压能的作用，轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏及外界大气漏入泵内。10. 离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？答案：离心泵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，可将液体升扬到肯定高度Z，而且还要用于静压头的增量P/g 和动压头的增量u2/2g 及抑制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局部，泵工作时， 其扬程大于升扬高度。四、计算题1、拟用泵将碱液由敞口碱液槽大入位差为 10m 高的塔中，塔顶压强表压为 0.06 Mpa.全部输送管均为 f57mm3.5mm 无缝钢

15、管。管长 50m 包括局部阻力的当量长度。碱液的密度 r = 1200kg/m3，粘度为 m = 2mPas。管路粗糙度为 0.3mm。l = 0.033 试求：（1） 流淌处于阻力平方区时的管路特性曲线；（2） 流量为 30 m3/h 时的 H 和 P 。ee解：1管路特性方程：H= H+P(表) +8ll2qrgg p 2d 5= 10 +0.06 106+8 0.033 502q1200 9.819.81 3.142 0.052= 15 + 4.4 105 q22qv= 30 m3/h 时,30H= 15 + 4.4 10 5 q2 = 15 + 4.4 10 5 () 23600= 4

16、5.6 J /NP= Hqr g= 45.6 30 1200 9.81 = 4.5 10 3W36002、承受 IS80-65-125 水泵从一敞口水槽输送 60热水。最终槽内液面将降到泵人口以下 2.4m。该泵在额定流量 60m3/h 下的(NPSH)r 为 3.98m，60水的饱和蒸汽压 Pv 为 19.92kpa 3.0m，问该泵能否正常工作。为 983.2kg/m3，泵吸入管路的阻力损失为、H p0 -pv -NPSH - Hg，允许rgrgrf 0-1= 1.013 105- 19.92 103- 3.98 - 3.0 = 1.46m2.4m983.2 9.81983.2 9.81解

17、：说明安装高度偏高。该泵不能正常工作。3、拟用一台 IS65-50-160A 型离心泵将 20C 的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生产使用，溶液罐上方连通大气。吸入管内径为 50 mm，送液量为 20 m3/h，估量此时吸入管的阻力损失为 3m 液柱，求大气压分别为 101.3 kPa 的平原和 51.4kPa 的高原地带泵的允许安装高度，查得上述流量下泵的允许汽蚀余量为 3.3 m，20C 时溶液的饱和蒸汽压为 5.87 kPa，密度为 800 kg/m3。解：Z = (101.3 - 5.87)1031800 9.81- 3 - 3.3 = 5.86mZ = (51.4 - 5.87)103

18、 - 3 - 3.3 = -0.5m2800 9.81其中Z为为负值，说明在高原安装该泵时要使其入口位于液面以下，2才能保证正常操作。同时考虑实际操作的波动一般还应赐予适当的裕量，比如安装高度再降低 0.5m，变成-1m。4、今选用 IS 型水泵将水从低位水池向高位槽送水，要求送水量为 40 t/h， 槽内压强表压为 0.03 Mpa，槽内水面离低位水池水面 16 m，管路总阻力为 4.1 J/N。试确定选用哪一种类型为宜？解：在槽内水面和低位水池水面之间列柏努利方程：H= Dz+ Dp + rgH= 16 +0.031061000 9.81+ 4.1 = 23.2m即管路所需压头为 23.2

19、 m。= q=40 103= 403 /qr1000mh查课本附录 9 ，选 IS-80-65-160 型适宜。5、用一离心泵将敞口低位槽中的水送到高位水槽中，两水槽的垂直距离为8m，且高位槽内的压力为 200kPa表压。当管路内供水量为 40m3/h时，管内流淌已进入完全湍流区。该泵的特性方程为H = 42.3 - 0.0052Q 2H 单位为 m,Q 单位为 m3/h.现该管路系统改送密度为 1200kg/m3 的碱液，阀门开度和其它管路条件都不变，问此时泵的流量和有效功率是多少？Dp202300解：输送水时，管路特性曲线方程为H = Dz + rg于是得管路特性方程为：+ BQ2 = 8

20、 + B* 402 ，9.81*1000H = 28.4 + 402 B该泵在水流量为 40m3/h 时的工作压头可由离心泵的特性方程H = 42.3 - 0.0052Q 2求出：H = 42.3 - 0.0052* 402 = 34m代入管路特性方程可得 B 值：B=0.0035改为输送碱液时，B 值不变，于是管路特性方程变为：Dp202300H = Dz + rg+ BQ2 = 8 + 0.0035Q 2 = 25 + 0.0035Q 29.81*1200泵的特性方程不变，此时它与管路特性方程求解可得输送碱液时的工作点：Q=44.6m3/h,H=32m有效功率： Ne= HQrg = 32

21、 * 44.6 *1200*9.81 = 4667W36006、用离心泵向水洗塔送水。在额定转速下，从泵特性曲线查得：当输水量为 0.013m3/s 时，泵供给的扬程为 45m。阀门全开时管路特性曲线可用H = 20 +1.1105 Q 2 Q 单位为 m3/s表示。为了将管路流量调整到0.013m3/s，需关小阀门至肯定位置。问：（1） 因关小阀门而损失的压头；（2） 关小阀门后管路特性曲线方程如何表示？解：1该泵在流量为 0.013m3/s 时可为流体供给的压头是 45m。泵安装于管路时且当阀门全开时，流量到达 0.013m3/s 管路所需要的压头为：H = 20 +1.1105 Q 2

22、= 38.59m ；承受关小阀门，这样泵的扬程上升至 H=45m 时流量会到达要求；45-38.59=6.41 m 即为关小阀门而引起的压头损失。(2)关小阀门后，管路特性将与原来有所不同，在H = A+ BQ2中，A= Dz + Dp / rg 不变，B 将发生变化。此时压头到达 45，流量到达 0.013，将这些数据代入方程中可得B = 1.48105因此的管路特性方程为：H = 20 +1.48105 Q 2H e、泵出口压力 p 表、泵入口真空度 p真以及泵的轴功率N 。现转变以下各条件之一而其它条件不变，问上述离心泵各参数将如何变化？1出口阀门开度增大；7、用离心泵将 20的水从水池

23、送入高压高位槽见图 2-15。泵的进、出口处分别装有真空表及压力表。在肯定转速下测得离心泵的流量Q 、扬程（2） 液体密度改为 1500 kg/m3；（3） 泵叶轮直径减小 5%；（4） 转速提高 5%。管路特性曲线变平缓；但其起点A= Dz + Dp / rg 不变；泵的特性不会发生变化。因此，出口阀门开度增大将使工作点向右下方移动(图中由 D 到 E)，结果是流量 Q 增大、扬程 He 下降、轴功率 N 上升。解：1出口阀门开度增大，则管路阻力变小，收集于网络，如有侵权请联系治理员删除4以低位槽液面为上游截面1-1、以压力表所在处为下游截面4-4，写柏努利方程：+pu 211 + z +

24、H= p4 + u 2 + z+ SHrg2g1erg2g4f 1-4p压 =p4 - p= H- (z- z )- u 2- SH= H- (z- z )- 1+ l l + Sle u 21rgrgr4e14f 1-44e14dg2g 2g1当出口阀门开大时，上式右端各变量中，He 下降、u4 上升；其余量都不变。因此，压力表读数下降。以低位槽液面为上游截面1-1、以压力表所在处为下游截面3- 3，写柏努利方程：pu 2pu 21 +1 + z =3 +3 + z+ SHrg2g1rg2g3f 1-3-13p真 = pp= (z- z )+ u 2+ SHrgrgrg312gf 1-332

25、2高位槽为密闭容器，故管路特性曲线在 H 轴上截距A= Dz + Dp / rg中的Dp 为正。当被输送液体密度增大时，A 下降，管路特性曲线向下平移，如下图。工作点由 A 点移到 B点。当出口阀门开大时，上式右端各变量中，u3 上升、SH f 1-3 上升，其余量不变。因此，真空表读数上升。结果是流量 Q 增大、扬程 He 下降、轴功率 N 上升(泵的 HQ 曲线不随被输送液体密度的变化而变化)。当流量增加时，管内流速和能量损失都增大，由式2可知，真空表读数增大。u2以压力表所在处4-4为上游截面，以管路出口处2-2为下游截面，写柏努利方程：3p3 + u 2 + z= p2 +2 + z+

26、 SHrg2g3rg2g2f 3-2ppp压 =3=2 + z- z+ SHrg3rgrg23f 3-2其中u= u 。由式3可以看出，流量增加时，管路能量损失增大，在流体23密度上升的状况下，压力表读数是增加的。流量减小时，管路能量损失减小，由式2可知，真空表读数下降。流量减小时，管路能量损失减小，由式3可以看出，压力表读数要减小。（3） 叶轮直径减小 5%时泵的特性曲线变化状况如下图，特性曲线由 1 变为 3，工作点由 C 变为 D，结果是流量 Q 减小、扬程 He 下降、轴功率 N 下降。用切割定律也可得到一样的结论（4） 转速提高 5%时泵的特性曲线变化如下图，特性曲线由 1 变为 2

27、，工作点由 C 变为 E，结果是流量 Q 增加、扬程 He 上升、轴功率 N 上升。由式3可知，压力表读数增加；由式2可知，真空表读数增加。点评：离心泵的工作状态与其工作点对应，而工作点由泵的特性和管路的特性共同打算。转变这两种特性都可以使工作点发生变化，对应的流量、压 力、轴功率、压力表和真空表都会发生变化。工程上，离心泵所在管路的流量调整也正是基于这一原理而实现的。8、用某种型号的离心泵从敞口容器中输送液体，离心泵的吸入管长度为12m，直径为 62mm。假定吸入管内流体流淌已进入阻力平方区，直管摩擦阻力系数为 0.028，总局部阻力系数SV = 2 .1，当地的大气压为 1.013105P

28、a。试求此泵在以下各种状况下允许安装高度为多少？（1） 输送流量为 25m3/h、温度为 20C 的水；（2） 输送流量为 25m3/h、温度为 60C 的水；（3） 输送流量为 25m3/h、温度为 20C 的油；饱和蒸汽压2.67104Pa，密度 740kg/m3（4） 输送流量为 30 m3/h、温度为 20C 的水（5） 输送流量为 25m3/h 的沸腾水。解：1从泵的样本查得，该泵在流量为 25m3/h，允许汽蚀余量为 2.0m。收集于网络，如有侵权请联系治理员删除吸入管内流速： u1= 4Qpd 2=4 * 25= 2.30m / s 3.14 *0.0622 *3600吸入管路阻

29、力损失： SH= l l+ Sz u 2 = 0.03 10+ 2.12.32= 1.87mfd 2g0.062 2 *9.8120C 水的饱和蒸汽压 2.33kPa。此时泵的允许安装高度为：pp1.011052330H=0g maxr- rv- Dh - SH=f- 2.0 -1.87 = 6.22mgg10009.811000 9.81260C 水的饱和蒸汽压 19.93kPa，代入上式解得：pp1.0110519930H=0g maxr- rv- Dh - SH=f- 2.0 -1.87 = 4.42mgg10009.811000 9.81320C 油饱和蒸汽压 2.67104Pa，将相

30、关数据代入上式得：pp1.0110526700H=0g maxr- rv- Dh - SH=f- 2.0 -1.87 = 6.41mgg7409.81740 9.81（4） 流量变化，则吸入管路阻力也要变化。此时， u1= 4Qpd 2=4 *303.14 *0.0622 *3600= 2.76m / sSH= l l + Sz u 2 = 0.0310+ 2.1 2.762= 2.69m最大允许安装高度：fd 2g0.062 2 *9.81pp1.011052330H=0g maxr- rv- Dh - SH=f- 2.0 - 2.69 = 5.4mgg10009.811000 9.81（5

31、） 液体沸腾时， p= pv0此时， H= -Dh - SH= -2.0 -1.87 = -3.87mg maxf点评：影响离心泵最大允许安装高度的因素可以概括为以下几个方面：j流体的种类，一般来说，蒸汽压越大，最大允许安装高度越低；k流体的温度，温度越高，最大允许安装高度越低；l流体流量，流量越大，吸入管路阻力越大，最大允许安装高度越低；m储槽压力和吸入管路配置状况；n当被输送液体沸腾时，最大允许安装高度与流体的种类无关，主要取决于流体的流量和吸入管路的阻力。可见，生产中流体温度和流量的上浮都可能导致原本正常工作的泵发生汽 蚀。因此，计算泵的最大允许安装高度时，应以可能的最高操作温度和流量来计算。9、利用虹吸管将池中温度为 90热水引出，两容器水面的垂直距离为 2m，管段 AB 长 5m，管段 BC 长 10m(皆包括局部阻力的当量长度)，管路直径为 20mm，直管阻力系数为 0.02。假设要保证管路不发生汽化现象，管路顶点的最大安装高度为多少？ ( 90热水的饱和蒸汽压为 701104Pa)解： 设顶点压强 pp，在断面 11 和断面 BB 之间列机械能街算BV式，可求出 B 点最大安装高度为：在断面 11 和 22 之间列机械能衡算式，可求得管内流速收集于网络，如有侵权请联系治理员删除收集于网络，如有侵权请联系治理员删除