化工原理流体设备题库.docx

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第二章《流体输送设备》练习题

一、选择题

A1.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。

B2.离心泵最常用的调节方法是（）。

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。

B3.离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的（）。

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）。

D4.离心泵的扬程是（）。

A.实际的升扬高度；B.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度

C.泵的吸液高度；D.单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。

C5.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。

A6.为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（）输送温度下液体的饱和蒸汽压。

A.大于；B.小于；C.等于。

AC7.流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。

A.出口阀B.进口阀C.旁路阀

CA8.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。

A9.1m3气体经风机所获得能量，称为（）。

A.全风压；B.静风压；C.扬程。

A10.往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。

A.打开；B.关闭；C.半开。

C11.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。

D12.离心泵启动前_____，是为了防止气缚现象发生。

A.灌水；B.放气；C.灌油；D.灌泵。

A13.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。

A.吸入管路；B.排出管路；C.调节管路；D.分支管路。

B14.为提高离心泵的经济指标，宜采用_____叶片。

A.前弯；B.后弯；C.垂直；D.水平。

D15.我国对耐腐蚀泵所用材料及代号有所规定，例如S表示__________，用于90℃以下硫酸、硝酸、盐酸及碱液的输送。

A.灰口铸铁；B.铬镍合金钢；C.铬镍钼钛合金钢；D.聚三氟氯乙烯塑料

B16.我国对耐腐蚀泵所用材料及代号有所规定，例如B表示_________，用于常温、低浓度硝酸、氧化性酸、碱液等的输送。

A.灰口铸铁；B.铬镍合金钢；C.铬镍钼钛合金钢；D.聚三氟氯乙烯塑料

B17.离心泵型号100S90A，S表示_________。

A.单级单汲清水离心泵；B.单级双汲中开离心泵；

C.多级离心泵；D.单级单汲悬臂式离心泵。

C18.离心泵型号100S90A，表示泵设计点扬程的是_________。

A.100；B.S；C.90；D.A。

B19.离心泵型号IS50-32-125，32表示_________。

A.泵入口直径；B.泵出口直径；C.泵叶轮外径；D.泵叶轮内径

C20.往复泵的_____调节是采用回路调节装置。

A.容积；B.体积；C.流量；D.流速。

二、填空题

1.某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为H=19m水柱,输水量为20kg·s-1,则泵的有效功率为_________。

3728w

2.离心泵的主要部件有如下几部分:

底阀,滤网，吸入管路,_______，_______，泵轴，排出管路等。

泵壳；叶轮；

3.调节泵流量的方法有：

___________,___________,车削叶轮外径。

改变阀门的开度；改变泵的转速；

4.泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是______________________________。

降低起动功率保护电机，防止超负荷而受到损伤；同时也避免出口管线水力冲击

5.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，压力表的读数______。

出口；增大

6.离心泵的工作点是______曲线与______曲线的交点。

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；泵提供给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

10.通风机的全风压是指_________的气体通过风机所获得的能量，习惯上以_________单位表示。

单位体积；mmH2O

11.水环真空泵可以造成的最大真空度为85%，即真空泵能达到的最低压力（绝压）是_________mmHg。

114

12.启动往复泵时灌泵。

（不需要需要）

不需要

13.齿轮泵的流量_____而扬程______。

（较小或较大；较低或较高）

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.往复泵常用_____的方法来调节流量。

回路调节

16.往复泵常适用于的场合。

流量较小，扬程较高

17.在泵设备中，旋转的轴与静止的泵壳间存在的缝隙必须密封以防止漏液。

常用的密封方法有或。

填函密封或机械密封

18.套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于__mm2，当量直径等于mm。

1633，27

19.离心泵的容积效率可表示为与之比。

实际流量；理论流量

20.离心泵的水力效率可表示为与之比。

实际压头；理论压头

三、计算题

1．某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，

液面水平，如附图中虚线所示。

当容器以等角速度

ω绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。

试证明：

1液面为旋转抛物面。

②

。

③液相内某一点（r，z）的压强

。

式中ρ为液体密度。

解：

题给条件下回旋液相内满足的一般式为

（常量）

取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P0

故回旋液体中，一般式为

①液面为P=P0的等压面

，为旋转抛物面

②

又

即：

h0=

∴H=2h0

③某一点（r,Z）的压强P:

2．直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水，圆筒顶盖中心处开有小孔通大气，液面与顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋，问：

圆筒壁内侧最高点与最低点的液体压强各为多少？

解：

取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∴C=P0

故回旋液体中，一般式为

B点：

Z=0,r=R=0.1m,

C点:

Z=-0.4m,r=0.1m,

3．以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。

已知：

塔顶压强为0.45at（表压），碱液槽液面与塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m3/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包括局部阻力的当量管长），碱液密度

，粘度

，管壁粗糙度

。

试求：

①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。

②输送碱液所需有效功率，W。

解：

①

查得

∴

②

4．在离心泵性能测定试验中，以20℃清水为基质、对某泵测得下列一套数据：

泵出口处压强为1.2at（表压）、泵汲入口处真空度为220mmHg，以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm，采用汞为指示液，压差计读数

，孔流系数

，测得轴功率为1.92kW，已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。

求泵的效率η。

解：

5．IS65-40-200型离心泵在

时的“扬程～流量”数据如下：

V m3/h

7.5

12.5

15

He m

13.2

12.5

11.8

用该泵将低位槽的水输至高位槽。

输水管终端高于高位槽水面。

已知低位槽水面与输水管终端的垂直高度差为4.0m，管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm，摩擦系数

。

试用作图法求工作点流量。

Vm3/h

7.5

12.5

15

H’em

9.60

19.5

26.4

Hem

13.2

12.5

11.8

由作图法得，工作点流量V=9.17m3/h

6．IS65-40-200型离心泵在

时的“扬程～流量”曲线可近似用如下数学式表达：

，式中He为扬程，m，V为流量，m3/h。

用该泵将低位槽的水输至高位槽。

输水管终端高于高位槽水面。

已知低位槽水面与输水管终端的垂直高度差为4.0m，管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm，摩擦系数

。

试用计算法算出工作点的流量。

7．某离心泵在

时的“扬程～流量”关系可用

表示，式中He为扬程，m，V为流量，m3/h。

现欲用此型泵输水。

已知低位槽水面和输水管终端出水口皆通大气，二者垂直高度差为8.0m，管长50m（包括局部阻力的当量管长），管内径为40mm，摩擦系数

。

要求水流量15m3/h。

试问：

若采用单泵、二泵并连和二泵串联，何种方案能满足要求？

略去出口动能。

8．有两台相同的离心泵，单泵性能为

，m，式中V的单位是m3/s。

当两泵并联操作，可将6.5l/s的水从低位槽输至高位槽。

两槽皆敞口，两槽水面垂直位差13m。

输水管终端淹没于高位水槽水中。

问：

若二泵改为串联操作，水的流量为多少？

9．附图为测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中已测出如下一组数据：

泵进口处真空表读数p1=2.67×104Pa（真空度），泵出口处压强表读数p2=2.55×105Pa（表压）；泵的流量Q=12.5×10－3m3/s，功率表测得电动机所消耗功率为6.2kW，吸入管直径d1=80mm,压出管直径d2=60mm，两测压点间垂直距离Z2－Z1=0.5m，泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，电动机的效率为0.93，实验介质为20℃的清水。

试计算在此流量下泵的压头H、轴功率N和效率η。

9．解：

（1）泵的压头

在真空表及压强表所在截面1－1与2－2间列柏努利方程：

式中

Z2－Z1=0.5m

p1=－2.67×104Pa（表压）

p2=2.55×105Pa（表压）

u1=

u2=

两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故

H=0.5+

=29.88mH2O

（2）泵的轴功率

功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身消耗一部分功率，其效率为0.93，于是电动机的输出功率（等于泵的轴功率）为：

N=6.2×0.93=5.77kW

（3）泵的效率

=

10．用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：

。

当阀全开时的管路特性曲线方程：

（两式中He、He’—m，V—m3/h）。

问：

①要求流量12m3/h，此泵能否使用？

②若靠关小阀的方法满足上述流量要求，求出因关小阀而消耗的轴功率。

已知该流量时泵的效率为0.65。

解:

（1）He=36－0.02V2

He‘=12＋0.06V2∵He=He’，解得V=17.3m3/h适用

（2）当V=12m3/hHe=360.02122=33.12m，

He‘=12＋0.06V2=12＋0.06122=20.64m

11．用离心泵输水。

在n=2900r/min时的特性为He=36－0.02V2，阀全开时管路特性为He’=12＋0.06V2（两式中He、He’--m,V--m3/h）。

试求：

①泵的最大输水量；②要求输水量为最大输水量的85%，且采用调速方法，泵的转速为多少？

解：

（1）He=360.02V2He’=12+0.06V2

∵He=He’，解得V=17.3m3/h

（2）V’=0.85V=14.7m3/h，令调速后转速为nr/min

H’=（

）2HV’=

泵:

（29002/n2）H’=360.02（29002/n2）V’2

H’=36n2/（29002）0.02V’2

当V=14.7m3/h则H’=（n2/29002）360.0214.72

He’=12+0.06V’2=12+0.0614.72=24.97m

由He=He’，解得n=2616r/min

12．用泵将水从低位槽打进高位槽。

两槽皆敞口，液位差55m。

管内径158mm。

当阀全开时，管长与各局部阻力当量长度之和为1000m。

摩擦系数0.031。

泵性能可用He=131.8－0.384V表示（He--m,V--m3/h）。

试问：

①要求流量为110m3/h，选用此泵是否合适？

②若采用上述泵，转速不变，但以切割叶轮方法满足110m3/h流量要求，以D、D’分别表示叶轮切割前后的外径，问D’/D为多少？

解：

（1）管路He=H0+KV2

=z+[8（l+le）/（2gd5）]Vs2=55+2.601104Vs2=55+0.00201V2

=55+[80.0311000/（29.810.1585）]Vs2

由He=131.80.384VHe=55+0.00201V2

得V=122.2m3/h110m3/h适用

（2）H=（D/D’）2H’V=（D/D’）V’

切削叶轮后：

（D/D’）2H’=131.80.384（D/D’）V’

即H’=（D’/D）2131.80.384（D’/D）V’

V=110m3/h时，

H’=（D’/D）2131.80.384（D’/D）V’=（D’/D）2131.80.384（D’/D）110

=131.8（D’/D）242.24（D’/D）

13．某离心泵输水流程如附图示。

泵的特性曲线方程为：

He=427.8104V2（He--m,V--m3/s）。

图示的p为1kgf/cm2（表）。

流量为12L/s时管内水流已进入阻力平方区。

若用此泵改输=1200kg/m3的碱液,阀开启度、管路、液位差及P值不变，求碱液流量和离心泵的有效功率。

解：

P=1kgf/cm2=9.807104PaV=12L/s=0.012m3/s

管路He’=H0+KV2=10+（9.807104）/（9.8071000）+KV2=20+K0.0122

He=427.81040.0122=30.77m

∵He=He’K=7.48104

∵改输碱液阀门开度、管路不变K=7.48104不变

管路:

He’=z+p/（g）+KV2=10+9.81104/（9.811200）+7.48104V2

=18.33+7.48104V2

泵:

He=427.8104V2

∵He=He’，解得：

V=0.0124m3/s

∵He=427.8104V2=427.81040.01242=30.0m

Ne=HegV=30.09.810.01241200=4.38103W

14．某离心泵输水，其转速为2900r/min，已知在本题涉及的范围内泵的特性曲线可用方程He=360.02V来表示。

泵出口阀全开时管路特性曲线方程为：

He’=12+0.05V2（两式中He、He’-m，V-m3/h）。

①求泵的最大输水量。

②当要求水量为最大输水量的85%时，若采用库存的另一台基本型号与上述泵相同，但叶轮经切削5%的泵，需如何调整转速才能满足此流量要求？

解：

（1）由He=360.02VHe’=12+0.05V2

令He=He’解得V=21.71m3/h

（2）D’/D=0.95V’=0.85V=0.8521.71=18.45m3/h

另一泵：

He=360.9520.020.95V=32.490.019V

调整转速后：

He=32.49（n/2900）20.019（n/2900）V

=32.49（n/2900）20.019（n/2900）18.45

=32.49（n/2900）20.351（n/2900）

又He’=12+0.05V2=12+0.0518.452=29.02m，由He=He’解得n=2756r/min

15．某离心泵输水流程如图示。

水池敞口，高位槽内压力为0.3at（表）。

该泵的特性曲线方程为：

He=480.01V2（Hem,Vm3/h）。

在泵出口阀全开时测得流量为30m3/h。

现拟改输碱液，其密度为1200kg/m3，管线、高位槽压力等都不变，现因该泵出现故障，换一台与该泵转速及基本型号相同但叶轮切削5%的离心泵进行操作，问阀全开时流量为多少？

解：

P=0.3at=2.94104Pa

管路：

He’=z+p/（g）+KV2=20+2.94104/（9.811000）+KV2=23+KV2

V=30m3/h时He=480.01V2=480.01302=39m

He’=23+KV2=23+K302

由于He=He’K=0.0178

管路He’=23+0.0178V2

泵:

He=48（D’/D）20.01V2=480.9520.01V2=43.320.01V2

改泵后管路:

He’=z+p/（g）+KV2=20+2.94104/（9.811200）+0.018V2

=22.5+0.018V2

He=43.320.01V2

He‘=22.5+0.018V2得V=27.3m3/h

16．IS100-80-160型离心泵，P0=8.6mH2O,水温150C,将水由低位槽汲入泵，有管路情况基本的性能，知V=60m3/h,查的△h,允=3.5m,已知汲入管阻力为2.3m,H2O,求最大安装高度。

解：

150C清水：

ρ=9999kg./m3,PV=1705.16Pa

17．100KY100-250型离心泵，P0=8.6mH2O,水温150C,将水由低位槽汲入泵，已知工作点流量为100m3/h,查得[HS]=5.4m,汲水管内径为100mm,汲水管阻力为5.4mH2O。

求Hg,max

18．选用某台离心泵，从样本上查得其允许吸上真空高度Hs=7.5m，现将该泵安装在海拔高度为500m处（大气压强可查表得Ha=9.74mH2O），已知吸入管的压头损失为1mH2O，泵入口处动压头为0.2mH2O，夏季平均水温为40℃，问该泵安装在离水面5m高处是否合适？

解：

使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正：

当水温为40℃时pv=7377Pa

在海拔500m处大气压强Ha=9.74mH2O

H's=Hs+（Ha－10）－

=7.5+（9.74－10）―（0.75―0.24）=6.73mH2O

泵的允许安装高度为：

=6.73―0.2―1=5.53m＞5m

故泵安装在离水面5m处合用。

19．如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m（包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内）。

已知：

水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：

（1）水在管内流动时的流动形态；

（2）管路所需要的压头和功率；

解：

已知：

d=108-2×4=100mm=0.1m

A=（π/4）d2=3.14×（1/4）×0.12=0.785×10-2m

l+Σle=100mqv=56.5m3/h

∴u=q/A=56.5/（3600×0.785×10-2）=2m/s

μ=1cp=10-3Pa·Sρ=1000kg.m-3,λ=0.024

⑴∵Re=duρ/μ=0.1×2×1000/10-3=2×105>4000

∴水在管内流动呈湍流。

⑵以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程：

Z1+（u12/2g）+（p1/ρg）+He=Z2+（u22/2g）+（p2/ρg）+ΣHf

∵Z1=0,u1=0,p=0（表压）,Z2=18m,u2=0

p2/ρg=2.5×9.81×104/（1000×9.81）=25m

ΣHf=λ[（l+Σle）/d]（u2/2g）=0.024×（100/0.1）×[22/（2×9.81）]=4.9m

∴He=18+25+4.9=47.9m

Ne=Hqvρg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw

20．离心泵、往复泵各一台并联操作输水。

两泵“合成的”性能曲线方程为：

He=72.5－0.00188（V22）2，V指总流量。

阀全开时管路特性曲线方程为：

He’=51+KV2,（两式中：

He、He’--mH2O，V--L/s）。

现停开往复泵，仅离心泵操作，阀全开时流量为53.8L/s。

试求管路特性曲线方程中的K值。

解：

只开离心泵时He=72.50.00188V2

V=53.8L/s时He=72.50.00188V2=72.5－0.0018853.82=67.06m

He’=51+KV2=51+K53.82

∵He=He’K=0.00555m/（L/s）2