流体输送机械习题及答案.docx
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流体输送机械习题及答案
习题
填空与选择题
1
（1）离心泵的主要零件有________、_________和_________。
（2）来去泵主要合用于__________、_________的场合。
2离心泵产生汽蚀，往常是因为______________，______________，____________，
______________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）离心泵的总效率反应了________，________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，若此时吸入管有泄露，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出同意安装高度时，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）管路特征曲线的一般表达式是________。
（3）影响离心泵理论流量的要素有________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
________一定在________的前部。
在泵的进口处应安装________，在________上还一定安测流量仪表，测流量仪表能够采纳________或________或________等。
8
（1）离心泵的特征曲线往常包含________、________和________曲线，这些曲线表示在必定的________下输送某特定液体时的性能。
（2）离心泵用出口阀调理流量本质上是改变了________曲线使其________地点发生变化,
假如将离心泵的转速减少，则能够使________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来去压缩机的排肚量是指________。
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）离心泵的流量调理阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数
＿＿＿，压力表的读数＿＿＿。
（2）来去泵的转速（来去次数）增添时，流量________，扬程＿＿＿＿。
（增大，变小，不变）
13
（1）离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）离心泵常采纳＿＿＿＿＿＿调理流量，来去泵常采纳＿＿＿＿＿＿调理流量。
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（该溶液的其余性质与水同样），与输送水对比，离心泵的流量＿＿＿，扬程＿＿＿＿，泵出口压力＿＿＿＿，轴功率＿＿＿。
（变大，变小，不变，不确立）
15离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：
3
时，H
20m；管路特征为
qv0.05m/s
qv0.05
3
H______m，
m/s时，He18m，则在该流量下，耗费在调理阀门上的压头
有效功率
Pe＿＿＿＿W。
16
（1）写出两种旋转泵的名称：
＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
（2）离心泵的转速提升10％，则泵新的特征曲线上的一个点比原特征曲线上对应的点流量提升＿＿＿＿＿＿＿＿，压头提升＿＿＿＿＿＿＿＿，轴功率增添＿＿＿＿。
17
（1）选择压缩机时，第一应依据＿＿＿＿＿选定压缩机的种类。
型式确立后，再依据生产中所要求的＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿确立规格。
（2）写出两种真空泵的名称：
＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。
18
（1）流体输送设施按工作原理可分为＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿。
（2）离心泵中＿＿＿＿＿是将电动机的能量传达给液体的零件，而＿＿＿＿＿＿＿则是将动能转变成势能的零件。
（3）离心泵按吸液方式分为＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
19离心泵的性能参数包含＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿。
离心泵铭牌上注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＿＿＿＿，泵的效率包含＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
（2）产品样本上离心泵的特征曲线是在必定的_______下，输送________时的特征曲线。
21
（1）旋涡泵常采纳＿＿＿＿来调理流量，来去泵、＿＿＿＿泵等全部＿＿＿＿泵在旁路阀封闭时，不可以全关＿＿＿＿。
22
推导离心泵基本方程式的两个基本假设是：
（１）
，
（２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
23
当流量必定并且流动已进入阻力平方区时临界汽蚀余量
（NPSH）c只与__________相关，
是泵的一个__________参数。
24
离心泵泊车时应当________。
（A）第一断电，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
从地槽向常压汲取塔送液，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采纳（
）
（A）离心泵
（B）来去泵
（C）齿轮泵
（D）发射泵。
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）检查进口管路能否有泄露现象
（D）检查出口管路阻力能否过大。
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）送水量增添，整个管路压头损失减少；（B）送水量增添，整个管路压头损失增大；
（C）送水量增添，泵的轴功率不变；
（D）送水量增添，泵的轴功率降落。
29
有一锅炉，每小时蒸发水量为
20吨，额定压力为，此锅炉灌水泵选（
）
（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
当管路特征曲线写为H
A
Bqv2时（
）
（A）A只包含单位重量流体需增添的位能
（B）A包含单位重量流体需增添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添的动能
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降落，效率
上涨
（B）同一流量qv处，扬程H上涨，效率
上涨
（C）同一流量qv处，扬程H降落，效率
降落
（D）同一流量qv处，扬程H上涨，效率
降落
33有人以为泵的扬程就是泵的升扬高度，有人以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当两台规格同样的离心泵并联时，只好说（）
（A）在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍
（B）当扬程同样时，并联泵特征曲线上的流量是单台泵特征曲线上流量的两倍
（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同样，但流量增大两倍
35当两个同规格的离心泵串连使用时，只好说（
（A）串连泵较单台泵本质的扬程增大一倍
）
（B）串连泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍
（C）当流量同样时，串连泵特征曲线上的扬程是单台泵特征曲线上的扬程的两倍
（D）在管路中操作的串连泵，流量与单台泵操作时同样，但扬程增大两倍
应用举例题
【1】在图示中，有向来径为
38
2.5mm，长为30ｍ的水平直管AB，在此中间装有孔径为的
标准孔板流量计，流量系数
C0
0.63，流过孔板永远压降为
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管所耗费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）依据孔板的流量计算式：
u0C02gR（i）/
得u0
0.63
29.81
0.6（13600
870）/870
8.27m/s
A
B
管内流速
u
u0（d0/d）2
8.27（0.0164/0.033）2
2.04m/s
质量流量
qm
uA
ud
2
870
2.04
0.785
0.033
2
1.52kg/s
R
4
在A、B两截间列机械能衡算式：
gzA
pA
uA2
gzB
pB
uB2
hf
2
2
将z
z
0,u
u
代入上式得
图2-1例1附图
A
A
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远压降构成，即
hf
lu2
pf
0.022
30
2.042
6104
d
2
0.033
2
111J/kg
870
可得AB段压降为
p
pA
pB
hf
870
11196570Pa
（2）第一需计算泵的有效功率
Pe
Pa
300
0.62186W
AB段耗费功率为
PAB
qmhf
1.52111169W
于是AB段所耗功率占泵有效功率的百分数为
PAB/Pe
169/1860.909
90.9%
22
20m
11
H
A
A'
H'
He-qv
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（包含当量长度）150m，高位槽内压强（表压），管路均为φ108×4mm的圆滑管，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向，并定性剖析H、qv、Pa的变化方向。
解：
（1）依据送水量，可计算出管内流体流速
u
qv
45
0.12
1.59m/s
2
3600
0.785
d
4
经过雷诺数判断管内流动种类，进而确立摩擦系数的计算方法
du
0.1
1.59
1000
159000
4000
为湍流
Re
0.001
关于圆滑管，湍流时
0.3164
0.3164
0.0158
0.25
159000
0.25
Re
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
u2
z1
1
1
Hez2
2
Hf
g
2g
g
2g
上式中z
0，p0（表压），u
u
2
0，z
20m，p
2
19.62kPa（表压）
1
1
1
2
Hf
l
u2
150
1.592
3.1m
d
2g
0.0158
0.1
2
9.81
代入上式可得泵的压头为：
p
19.62
103
Hez2
2
Hf
20
3.1
25.1m
g
9.81
1000
泵的轴功率
Heqv
g
25.1
451000
9.81
4735w
Pa
3600
0.65
（2）泵的特征曲线与密度没关，但管路特征曲线与密度相关，管路特征曲线为
H
e
z
p
u2
H
f
A
Bq
2
g
2g
v
当增大时，A值变小，而B不变，即管路特征曲线的线型不变，地点下移，由图可见工
作点由A移到A'，扬程H略减，流量qv增添；又Pa
Heqv
g，上式H、qv、
都改变，此中H
↓，
qv↑，
↑一般，改变量较小（曲线光滑），所以
Pa一般增大，或依据泵特征曲线中
H
Pa~qv的关系可知，流量qv增添，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（包含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）某天该油泵忽然发
3
生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为本来泵的80%，问此泵能输送原油多少m/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）依据输油量计算管内流速
qv
40
0.63m/s
u
3600
0.7850.152
d2
4
经过雷诺数判断管内流动种类，进而确立摩擦系数的计算方法
du0.1
0.63
890
为层流
Re
0.4
2102000
层流时
64
64
0.3048
Re
210
该题条件下，油泵所耗功率完整用于战胜管路阻力，在输油管的出进口间列机械能衡算式可得：
He
Hf
lleu2
0.3048
2000
0.632
d
2g
0.15
82.1m
29.81
泵的轴功率
Pa
gqvHe
890
9.81
40
82.1
3600
0.65
12253w
（2）改用备用泵后，其压头为
He
0.8He
0.882.165.7m
剖析可知：
因为泵的压头减少，输送过程全程压降改变成：
pf
gHe
890
9.81
65.75.736105Pa
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，关于水平圆管的层流流动，
由泊稷叶方程
pf
32
lu
2
d
由此得输油管内流速
u
pfd2
5.736
105
0.152
0.504m/s
32l
32
0.4
2000
输油量
qv
d2u
0.785
0.152
0.504
0.0089m3/s32.05m3/h
4
【6】如此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h
0.5m，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）泵吸进口压差计读数R。
解：
该题包含了机械能衡算方程、连续性方程、静力学方程的综合运用，解题技巧在于依据题给数据恰入选用截面，以便使计算过程清楚化。
（1）泵的扬程与升扬高度
截面与位能基准面（1-1截面）的选用如此题附图所示。
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
H
e
z
2
u2/2g
p/g
H
f1
2
2
2
式中z2
5m
u2
36/（3600
0.0762）
2.204m/s
4
p/
g
245103/（1000
9.81）24.98m
2
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即可求得泵的升扬高度，即
z3
He
Hf1
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进口处压强p4，而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
整理上式并将相关数据代入得：
u2
p4pa
（z4
4
Hf14）g
2g
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