化工原理第二章习题及答案.docx

1、化工原理第二章习题及答案第二章流体输送机械一、 名词解释（每题 2分）1泵流量泵单位时间输送液体体积量2、 压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、 效率有效功率与轴功率的比值4、 轴功率电机为泵轴所提供的功率5、 理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、 气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、 离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、 最佳工作点效率最高时所对应的工作点9、 气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力， 液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体10、 安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离11、

2、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、 气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、 泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、 风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、 风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、 单选择题（每题 2分）1、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，整个管路阻力损失减少B送水量增加，整个管路阻力损失增大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2、 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静风压3、 往复泵适用于（）A大流量且

3、流量要求特别均匀的场合B介质腐蚀性特别强的场合C流量较小，扬程较高的场合D投资较小的场合4、 离心通风机的全风压等于 （）A静风压加通风机出口的动压B离心通风机出口与进口间的压差C离心通风机出口的压力7、 离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值 （）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） B8、 流体经过泵后，压力增大 p N/m2，则单位重量流体压能的增加为 （）A p Bp/C p/ g D p/2g C9、 离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能 （）A泵壳和叶轮 B 叶轮C泵壳 D 叶轮和导轮 C10、 离心泵停车时要 （）A先关出口阀后断电

4、B先断电后关出口阀C先关出口阀先断电均可D单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为 100mmH 2O意思是（）A 输任何条件的气体介质全风压都达 100mmH 2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达 100mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为 100mmH2OD 输送20C, 101325Pa空气，在效率最高时，全风压为 100mmH20 D12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关 （）A当地大气压力 B输送液体的温度Dpv为操作温度下液体的C流量 D泵的吸入管路的长度13、如以h,允表示汽蚀余量时，pi,允表示泵入口处允许的最低

5、压力, 饱和蒸汽压，ui为泵进口处的液速，则 （）Ap1允=P/ + h,允BP1,允 /g =:pv/ g +h,允U12/2gCP1允/g =:pv/ g +h,允Dp1,允 /g =pv/ g +h,允 + u12/2gB14、以下种类的泵具有自吸能力 （）A往复泵 B齿轮泵与漩涡泵C离心泵 D旋转泵与漩涡泵 A15、如图示，列1-1与2-2截面的伯努利方程，为：He= z+ p/ g + （u2/2g）+ Hf,1-2，贝U hf,1-2为（）A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B 泵的容积损失与水力损失之和C 泵的水力损失D 测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点 2间的阻力损失1

6、6、 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17、 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,A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 C18、 由阀门全开的条件算出在要求流量为 V时所需扬程为He/。在离心泵的性能曲线上查得 与V对应的扬程为He, He He/，在流量为V时泵的效率为，则泵的轴功率 N为（）A VH e/ g/1000 kwB VH e g/1000 kw B19、 用离心

7、通风机将空气输入加热器中， 由20C加热至140C。该通风机安于加热器前， 或 加热器后贝U （）。A输送的流量不变 B需要的全风压不变C需要的全风压不变，但流量要变D输送的流量和需要的全风压都要变 D20、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 B21、 当管路性能曲线写为 H=A+BV 2时（）AA只包括单位重量流体需增加的位能BA包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和C BV2代表管路系统的局部阻力损失D BV2代表单位重量流体增加的动能 B22、 往复泵没有以下缺点 （）A流量不均匀 B流量不

8、大C没有自吸能力 D不宜输送悬浮液 C23、 有两种说法（1）往复泵启动不需要灌水；（2）往复泵的流量随扬程增大而减小，则（ ）A两种说法都对B两种说法都不对C说法（1）对，说法（2）不对D说法（2）对，说法（1）不对C24、离心泵效率最高的点称为()A 工作点B操作点C 设计点D计算点C25、泵的效率不包括 （）A水力效率B机械效率C原动机效率D容积效率26、 一台离心泵在管路系统中工作， 当阀门全开时，相应的管路性能曲线可写为 H = A + BV2, 且B 0（即动能增加值，阻力损失两项之和与位能增加值、压能增加值两项之和相较甚小 ）, 当泵的转速增大10%，如阀门仍全开，则实际操作中

9、（）A 扬程增大21%，流量增大10%B扬程大致不变，流量增大 10%以上C扬程减小，流量增大 21%D流量不变，扬程增大 21% B27、 理论上推导表明，扬程一般（）A与流量无关B与流量成直线关系C 可写为 He/= A + BV 2,且 B 0D dHe/dV 0 B28、 离心泵在n = n1时的特性曲线（H1V1关系）与n = n2时的特性曲线（H2V2关系）对应点的关系是（）。A V1=V22H2=H1( n2/n 1)2B V2=V1( n2/n1)H2=H1(n2/n1)2C H2=H1V2=V1( m/n2)D V2=V1( n2/n1)H2=H1( n2/n1)B29、当离

10、心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为 （）A气体的黏度太小 B气体的密度太小C气体比液体更容易起漩涡 D气体破坏了液体的连续性 B30、离心泵漏入大量空气后将发生 （）A汽化现象 B气缚现象C汽蚀现象 D气浮现象 B31、离心泵的调节阀开大时，则（）A吸入管路的阻力损失不变 B泵出口的压力减小C泵入口处真空度减小 D泵工作点的扬程升高三、填空题（每题 2分）1、 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。气蚀2、 离心通风机的全风压是指 。动风压和静风压之和3、 单级往复泵的理论流量计算式为 。V = Asn4、 离心泵常采用 调节流量，往复泵常采用 调节流量。 出口阀门

11、旁路阀门5、 写出有外加能量时，以单位体积流体为基准的实际流体伯努利方程式 zi gPiHe gZ2 g2U22P2 g H f,i 2N/m2(Pa) 各 项 的 单 位 均 为6、 离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。管路特性 泵特性7、 离心通风机全风压的单位是 其物理意义是 N/m2 风机提供给每m3气体的能量8、 离心泵的允许吸上真空高度的数值 于允许的安装高度的数值（大，小） 。大9、 用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送 p=1100kg/m3但其他物性与水相同的溶液， 则流量 , 扬程 , 功率 _。（增大，不变，减小，不能确定）不变不变增大10、

12、 离心泵的轴封装置主要有两种：a ; b 。 管路特性曲线的一般表达式是 。（1） a:填料密封 b:机械密封 （2） He = A+BV 211、 若被输送的流体黏度增高， 则离心泵的扬程 ,流量 ,效率 ,轴功 。减小；减小；下降；增大12、 往复泵主要适用于 、 的场合。小流量；高扬程13、 离心泵叶轮按有无盖板可分为 , / , , 。敞式 半敞式 闭式（或开式，半开式，闭式）14、 离心泵按叶轮串联的多少可分为 和 。单级，多级15、 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为： V = 0.05m3/s时，He= 20m ;管路特性为V = 0.05m3/s时，He = 18m，则在该

13、流量下，消耗在调节阀门上的扬程值 =_ m。216、离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为： V 0.05m 3/s时，He= 20m ;管路特性为V= 0.05m3/s时，He = 18m，则用阀调节到该流量下，有效功率 Ne= kW四、问答题（每题3分）1、 启动离心泵前及停泵前应做哪些工作 ？启动离心泵前应灌泵、关闭泵的出口阀门，停泵前也应关闭泵的出口阀门。2、 启动离心泵前为什么要灌泵？ 为了防止气缚现象发生。3、 启动离心泵前为什么要关闭泵的出口阀门？ 为了减小启动电流，以保护电机 。4、 停泵前为什么要关闭泵的出口阀门？ 防止高压液体倒流，对泵造成损害。5、 启动离心泵前如果不灌泵

14、会发生什么现象？会发生气缚现象。6、 若离心泵的实际安装高度大于允许安装高度会发生什么现象？会发生气蚀现象。7、 如何防止气蚀现象的发生 ？离心泵的实际安装高度小于计算的允许安装高度就可以防止气蚀现象的发生。8、 启动往复泵时是否需要灌泵？ 启动往复泵时能否关闭出口阀门？往复泵的流量调节能否 采用出口阀门调节？不需要，不能，不能。9、 什么是离心泵的工作点？试用图说明之。泵的工作点是泵的特性曲线 H e V与管路特性曲线 He V的交点，如图中的 D点。10、 何谓泵的扬程？何谓泵的升扬高度？泵的扬程：单位重量流体从泵获得的机械能。 （各分）泵的升扬高度：泵的实际吸上高度与排出高度之和。11、

15、 离心泵发生 汽蚀”的主要原因是什么？原因是叶轮进口处的压力降至被输送液体的饱和蒸汽压，引起部分液体沸腾汽化。12、 下列两图为离心泵的两种安装方式 ，用以输送热水，在热水的温度下饱和蒸汽压 pv=cm2.大气压可取为10mH2O，两种安装方式中，管路特性视为相同，请回答：两种安装方式是否有种能将水送到高位槽？为什么？由安装高度的计算式：Hg,max=（Pa-Pv）/ p gh,允-Hf，吸=10-4- h,允-刀Hf,吸6m 而实际安装高度Hg均大于允许的最大安装高度，故两种安装方式均不可能将水送到高位槽。13、 为什么离心泵的壳体要做成蜗壳形？使部分动能有效地转变为静压能，减少能量损失。1

16、4、 为什么调节流量的阀门一般不装在泵的吸入管路上？令PK为叶轮入口处液体压力。 PK随刀Hf，吸增大而降低为了保证泵在实际操作中不发生气蚀现象， 要尽量减小吸入管的阻力。这就要求吸上管路短而直且无调节阀门， 以使刀Hf,吸尽量小。因此，调节流量的阀门一般不装在吸入管路上，而装在出口管路上。五、计算题（每题10分）1、以离心泵把水由储罐 A输至储罐B, B内液位比A内液位高1.2m,管子内径80mm , pa = cm2 , pb= cm2 （均为表压）,1 min输送500kg水。AB间管线总长5m（包括局部阻力）,摩擦 系数，轴功率，求泵的效率。（2分，2分，3分，3分）-1.66m/sA

17、He(zB za)亘豆H f ,AB1.2 (0.25 0.2) 10 0.021.662(5 0.。8)帀 5.88m9.81HeV g /Na 5.88 8.3310 3 1000 0.6240.77 10002、生产要求以18m3/h流量将饱和温度的液体从低位容器A输至高位容器E内。液体密度 960kg/m3，黏度与水相近。两液位高度差 21m，压力表读数：Pa= , pB=。排出管长50m、吸入管长20m（均包括局部阻力），管内径50mm，摩擦系数。现库存一台泵，铭牌标明：扬 程44m，流量20m3/h，此泵是否能用？若此泵能用， 该泵在18m3/h时的允许气蚀余量为 2.3m， 现拟

18、将泵安装在容器 A内液位以下9m处，问：能否正常操作？(5分)He Z2r P2 P1Z1 g8 LV22gd521(1.2 0.2)9.81 104960 9.81/ 18 28 0.023 (50 20) ( )236003.142 9.81 0.05542.1m可见，管路要求 V=18m3/h,He， 的(V,He)点接近最高效率的状态,=42.1r而该泵最高效率时： V=20m3/h , He=44m,管路要求故此泵适用。(5 分)Hg,maxP0 Pvg8 LV22.3 2 5gdh,允故可正常工作。5.34m3、如图所示的输水系统，输水量为36m3/h,输水管路均为 松0 2mm的

19、钢管，已知：吸入管路的阻力损失为2J/Kg,压出管路的压头损失为柱，压出管路上压力表的读数为 cm2，试求：(1)水泵的升扬高度；(2)水泵的轴功率 N轴(kW),设泵的效率 n=70% ;(3)若泵的允许吸上高度Hs=6.5m,水温为20C，校核此系统的安装高度是否合适 ？当时当地大气压为1atm ; p水=1000Kg/m3。(1)UZ3 4363600P3(0.78520.076 ) 2.2m/sZ升扬2gZ3Hf3 4 2.5 10 22 0.5 24.75m2 9.815 24.75 29.75m（4分） He jZi 3P3 u3g 2g2Hf 吸入 5 25 面 30.45mHe

20、V102 Hg,max HS学2g330.45 0.01 10 （102 0.7） 4.265KW 4.3KW（4分）H f吸入 6.5 0.247 0.204 6.05m 4.8m合适（2分）4、某厂准备用离心泵将 20C的清水以40m3/h的流量由敞口的储水池送到某吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为 cm2,塔顶水入口距水池水面的垂直距离为 6m,吸入管和排出管的压头损失分别为1m和3m,管路内的动压头忽略不计。当地的大气压为 （m水柱）,水的密度为1000kg/m 3。现仓库内存有三台离心泵，其型号和铭牌上标有的性能参数如下，从中选一台比较合适的 以作上述送水之用。型号流量（m 3/h）扬

21、程（m）允许吸入真空高度（m） 13B57A50383B3345323B193820解（列方程呈4分，求出压头4分,选泵2分）乙PU2HeZ2Plu；hg2gg2ghfhf ,1hf ,24m9.81104H e6420mt 11039.813V 40m / h根据流量，压头，选 3B33较合适。5、某型号的离心泵,在一定的转速下，在输送范围内，其扬程与流量的关系可用 He=18-6 M05v2（He单位为m, V单位为m3/s）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽。 两槽均为敝口，两水面高度差3m且水面维持恒定。管路系统的总长为 20m（包括所有局部阻力的当量长度），管径为 帕6X3mm,摩擦

22、系数可取为，试计算：（1） 输水量m3/h;（2） 若泵的效率为65%，水的密度为1000Kg/m3,求离心泵轴功率 kW ?解（1） （ 7分）He （詁giz 3m,0.02200.04V20.785 0.04- 3.23 105V 29.81gH e离心泵特征曲线 由（2）找工作点V 0.00403由式（1）知:H e3 3.23，105v 2 （1）:H e 18 6 105V 2.（2）:18 6 10 5V 2 3 3.23 10 5V 23 3m / s 1 4.51 m / h8.25 m0.00403 8.25允许吸上真空度1000102 0.65H s 6m ,6、现有一台

23、离心泵，吸入管内径为50 mm，吸入管的全部阻力损失为试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米?0.501KW（3分）用来输送20 C的清水，已知流量为20m3/h ,H f 1.5mH2O，当地大气压为10 mH2O。解:Ui4V2036002 2.831m/s0.05（5分）HgHsHf（5 分）22.8316 2 9.8071.5 6 0.409 1.5 4.091m20C水以30 m7、欲用离心泵将面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方 出口管的全部阻力为 3mH2O,泵的效率为， 真空高度为6m，问上述安装高度是否合适？（动压力可忽略）3 /h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不

24、变，液 2m处。泵的吸入管路全部阻力为 1mH2O柱，（1）求泵的轴功率；（2）若已知泵的允许吸上 。水的密度可取 1000kg/m3。解：如图在1-1 , 2-2截面间列柏努力方程，以 1-1截面为水平基准面H z hf1 2 18 1 3 22m（3 分）QH总223600102102 0.6100 3KWHg允2Hf 吸 6 1 5m2g（2 分）（5分）安装高度合适8、用泵将苯和甲苯的混合物送到精馏塔，精馏塔操作压强为，原料槽压强为 at。管路总长为20m（包括全部局部阻力的当量长度 ），管路直径为50mm，摩擦系数为，密度为800kg/m3。离心泵的特性曲线可表示为 He=x105v

25、2，式中V以m3 /s表示。试求原料输送量及泵的理论或有效功率为多少？解40.5 0.1 9.81 10 0.02 20H 8800 9.81 0.050.05242 9.8113 1.06 105V22与 He 20 1.12 105V2联立（5分）解出：V=x10-3m3/sHe 20 1.12 105 5.67 10 3 2 16.4mNe He g V 16.4 9.81 5.67 10 3 800 729.8W （5分）9、用3B33型泵从敞口容器将水送到别处，流率为 55m3/h，查得该流量下的允许吸上真空 度为3m。吸入管压头损失为 1m,忽略液体在吸入管的动压头。当地大气压 7

26、36mmHg。（1） 3B33的B指的是什么？（2） 输送20?C水时，泵的安装高度；2m解：（1）B指的是清水泵（3 分）（2）根据2U1Hs Hf 12gHg（2 分）因为Hs3m, H f 1m2U11 0 2g（5分）当地大气压736mmHg约为10 mH20，因此Hg Hs Hf2巴=3-1=2m2g10、用安装在液面上方1. 9at(表)，泵入口处真空表读数空表与压力表距离 0. 7m,出口管与入口管直径相同。若泵的允许吸上真空度为 入管的全部阻力为 1m水柱，动压头可忽略。求：(1)泵的压头H ;(2)泵的安装高度是否合适？米的泵输送流量为 12m3/h的20C水，泵的出口处压力表读数140mmHg,轴功率1. 20kw,电动机转数 2900转/分，真 6米，吸解:列真空表与压力表间柏努力方程，以真空表处管中心为水平基。（5分）2A Hf2g管径相同,u20，则:H 0.71.9 9.81 104 140 133.3 1043 21.6m9.8 10 H g Hs2U1实际安装高度为2m v 5m,安装高度合适。2gH f 0 1 =6-0- 1=5m（5分）