流体输送机械习题及答案doc.docx

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流体输送机械习题及答案doc

习题

填空与选择题

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________曲线与________曲线的交点。

（2）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。

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________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）

15离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：

3

时，H

20m；管路特性为

qv0.05m/s

qv0.05

3

H______m，

m/s时，He18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头

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，与效率间的关系是＿＿＿＿，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：

（１）

，

（２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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只与__________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，再断电；

（C）关阀与断电不分先后；

（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；

（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１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）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，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与静压能之和

（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：

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程与单台泵操作时相同，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，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍

应用举例题

【1】在图示中，有一直径为

38

2.5mm，长为30ｍ的水平直管AB，在其中间装有孔径为的

标准孔板流量计，流量系数

C0

0.63，流过孔板永久压降为

pf6104Pa，管内流动摩

擦系数取。

试求：

（1）AB段压降；

（2）若泵的轴功率为，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=。

解：

（1）根据孔板的流量计算式：

u0C02gR（i）/

得u00.6329.810.6（13600870）/8708.27m/s

B

A

管内流速

R

u

u0（d0/d）2

8.27（0.0164/0.033）2

2.04m/s

质量流量

qm

uA

ud

2

8702.040.785

0.033

2

1.52kg/s

在、两截间列机械能衡算式：

AB

4

pA

uA2

pBuB2

hf

gzA

2

gzB

2

将z

A

z

0,u

A

u

代入上式得

B

B

pA

pB

hf

hf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

hf

l

u2

pf

0.022

30

2.042

6104

d

2

0.033

2

111J/kg

870

可得AB段压降为

ppA

pB

hf

870

111

96570Pa

（2）首先需计算泵的有效功率

Pe

Pa

3000.62186W

AB段消耗功率为

PAB

qmhf

1.52111169W

于是AB段所耗功率占泵有效功率的百分数为

PAB/Pe169/1860.90990.9%

2

2

H

A

A'

H'

20m

He-qv

11

qvqv'

图2-2例2附图

3

【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（表压），管路均为φ108×4mm的光滑管，高位槽水面距水池

面高20ｍ。

水的密度为1000kg/m3，粘度为1mPa·s

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，现改为输送水的另一种液体，粘度不变，试示

意指明工作点的变化趋势，并定性分析H、qv、Pa的变化方向。

解：

（1）根据送水量，可计算出管内流体流速

u

qv

45

0.12

1.59m/s

2

3600

0.785

d

4

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

du0.1

1.59

1000

159000

4000

为湍流

Re

0.001

对于光滑管，湍流时

0.3164

0.3164

0.0158

Re0.25

1590000.25

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：

p

u2

p

2

u

2

z1

1

1

He

z2

2

Hf

g

2g

g

2g

上式中z

0，p

0（表压），u

u

2

0，z

20m，p

2

19.62kPa（表压）

1

1

1

2

Hf

l

u2

0.0158

150

1.592

3.1m

d

2g

0.1

2

9.81

代入上式可得泵的压头为：

Hez2

p2

Hf

20

19.62

103

3.1

25.1m

g

1000

9.81

泵的轴功率

Heqv

g

25.1

45

1000

9.81

4735w

Pa

3600

0.65

（2）泵的特性曲线与密度无关，但管路特性曲线与密度有关，管路特性曲线为

H

p

u2

ABq2

e

z

H

f

v

g2g

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Pa

Heqvg

，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

Pa~qv的关系可知，流量qv增加，泵轴功率Pa增大。

【3】用离心泵将原油从油库沿管内径为，长2公里（包括局部阻力的当量长度）的水平管送

3

往炼油厂，输油量为40m/h，油泵总效率为，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%，问此泵能输送原油多少m3/h。

已知条件：

油的密度为890kg/m3，粘度为·s，油库与贮罐均为常压（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

qv

40

0.63m/s

u

2

3600

0.785

0.152

d

4

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

du0.1

0.63

890

2102000

为层流

Re

0.4

层流时

64

64

0.3048

Re

210

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：

He

Hf

l

leu2

0.30482000

0.632

82.1m

d2g

0.15

29.81

泵的轴功率

Pa

gqvHe

890

9.81

4082.1

12253w

3600

0.65

（2）改用备用泵后，其压头为

He0.8He0.882.165.7m分析可知：

由于泵的压头减少，输送过程全程压降改变为：

pfgHe8909.8165.75.736105Pa

因泵的压头降低，输油量必减少，所以输油管内仍为层流流动，对于水平圆管的层流流动，

由泊稷叶方程

32

lu

pf

2

d

由此得输油管内流速

pfd2

5.736

105

0.152

u

32

0.4

0.504m/s

32l

2000

输油量

qv

2

2

3

3

du0.785

0.15

0.5040.0089m/s32.05m

/h

4

【6】如本题附图所示的输水系统，管路直径为80

3

时，吸入管路的

2mm，当流量为36m/h

能量损失为6J/kg，排出管的压头损失为，压强表读数为

245kPa，吸入管轴线到U形管汞面

的垂直距离h0.5

m，当地大气压强为，试计算：

（1）泵的扬程与升扬高度；

（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）泵的扬程与升扬高度

截面与位能基准面（1-1截面）的选取如本题附图所示。

由题给条件，在1-1与2-2两截面之间列机械能衡算式可直接求得泵的扬程，即

Hez2

u22/2gp2/gHf12

式中z2

5m

u2

36/（3600

0.0762）

2.204m/s

4

p2/

g

245103/（1000

9.81）24.98m

Hf0

2

6/9.81

0.6118m

所以

He

52.2042/（2

9.81）

24.98

0.6118

30.84m

在1-1与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

z3

HeHf1

3

30.84

（0.61180.8）

29.4m

（2）泵的轴功率

Pa

Heqvg

30.8436

1000

9.81

4322W

3600

0.7

（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。

p

a

u2

p

4

由机械能衡算式得

z4

4

Hf14

g

2g

g

整理上式并将有关数据代入得：

u2

p4pa

（z4

4

Hf14）g

2g

98.1

103

（4.5

2.2042

1000

9.81

2

0.6118）

9.81

45540Pa

对U形管压差计列静力学方程得

paRighgp4

R（pahgp4）/ig

（981000.510009.80745540）/（136009.807）

0.3573m

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，而升扬高度是机械能衡算式中的z项，切不可将二者混淆。

3

3

H

45

A

p

z3

1

Hf

2

2

H-Q

B

4

1

5m

h

4.5m

1

1

R

K

0.013Q

图2-5例6附图图2-6例7附图

【7】用离心泵向水洗塔送水。

在规定转速下，泵的送水量为s，压头为45m。

当泵的出口阀全开时，管路特性方程为：

He201.1105qv2

3

（qv的单位为m/s）

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）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与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

0.013m3/s时，泵提供的压头H

45m，而管路要求的压头为

He

20

1.1

105（0.013）2

38.59m

损失的压头为

Hf

H

He

45

38.59

6.41m