“化工原理”第2章《流体输送机械》复习题.doc

1、“化工原理”第二章流体输送机械复习题（化 0703、0704 班；2009-09-01）一、填空题：1.（3 分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为 He=19m 水柱,输水量为0.0079m3/s ,则泵的有效功率为_. *答案* 1472w2.（2 分）离心泵的主要部件有如下三部分:_,_,_. *答案* 泵壳; 叶轮 ; 泵轴3.（2 分）离心泵的主要参数有:_,_,_,_. *答案* 流量; 扬程 ; 功率; 效率4 （3 分） 离心泵的特性曲线有: _,_,_.*答案* 压头 H流量 Q 曲线；功率 N流量 Q 曲线； 效率 流量 Q 曲线5 （2 分）离心泵的最大安装

2、高度不会大于_. *答案* 10m6.（2 分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：_,_. *答案* 泵特性曲线 H-Q； 管路特性曲线 H-Q7 （3 分）调节泵流量的方法有：_,_,_. *答案* 改变出口阀门的开度； 改变泵的转速； 车削叶轮外径8.（3 分）液体输送设备有：_,_,_,_,_. *答案* 离心泵; 往复泵 ; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵9.（3 分）气体输送设备有:_,_,_.*答案* 通风机; 鼓风机; 压缩机10.（3 分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是_*答案* 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。11.（3 分）若被

3、输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，流量 ，效率，轴功率。 *答案* 减小 减小 下降 增大12.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_。 *答案* 出口 减小 增大13.（2 分）流体输送设备按工作原理大致可分为四类即，。 *答案* 离心式 ， 往复式 ， 旋转式 ， 流体动力作用式14.（2 分）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。*答案* 气蚀15.（2 分） 离心泵的扬程含义是 *答案* 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。 16.（2 分） 离心泵叶轮按有无盖板可分为，_。*答案* 敞式 半敞式 闭式（或开式，半开式，闭

4、式）17.（2 分）离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是时的流量和扬程。*答案* 效率最高18.（3 分） 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1200kg/m 3 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) *答案* 不变 不变 变大 变大19.（5 分）离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q0.05m 3/s 时 H20m ；管路特性为 Q0.05m 3/s 时，He18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值 Hm；有效功率 N kw。 *答案* 2; 0.981 20.（2 分

5、） 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现象称为_现象。*答案* 气缚21.（2 分）离心泵采用并联操作的目的是_，串联操作的目的是_。*答案* 提高流量； 提高扬程22.（2 分）风机的风压是指_的气体通过风机而获得的能量。 *答案* 单位体积23.（2 分） 离心通风机的性能曲线比离心泵的性能曲线多了一条_曲线。*答案* 流量与静风压二、选择题：1.（2 分）离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（ ）A. Q 启动 0， N 启动 0 ；B. Q 启动 0，N 启动 0； C. Q 启动 0， N 启动 0*

6、答案* A2.（2 分） 题号 2073 第 2 章 知识点 100 难度 容易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*答案* A.3.（2 分） 题号 2074 第 2 章 知识点 100 难度 容易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*答案* B.4.（2 分）离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值 ( )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） *答案* B

7、.5.（2 分）已知流体经过泵后，压力增大 P N/m2，则单位重量流体压力能增加为( )A. P B. P/ C. P/() D. P/(2)*答案* C.6.（2 分）当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( )A. 气体的粘度太小 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*答案* B.7.（2 分）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 *

8、答案* C.8.（2 分） 题号 2089 第 2 章 知识点 100 难度 较难在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为1m，泵的入口处装一 U 形管压差计，则测得入口处的压力( )A. 自始至终大于大气压力B. 随着流量的增大，经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段 C. 自始至终小于大气压力 D. 自始至终等于大气压力*答案* B.9.（2 分） 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( )A. 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*答案* D.10

9、.（2 分）离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（ ）A. 增大 B. 减少 C. 不变*答案* B11.（2 分）用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（ ）A. 扬程 B. 升扬高度 C. 吸液高度*答案* B12.（2 分）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*答案* A、 C13.（2 分）输送气体的密度越大，则风机的风压（ ）A. 越高 B. 越低 C. 不变*答案* A14.（2 分）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*答案* C、

10、A15.（2 分）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*答案* C16.（2 分）当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（ ）A. 扬程减少，流量、效率、轴功率均增大； B. 扬程、流量、效率均降低，轴功率增大C. 扬程、效率增大，流量，轴功率减少； D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率减少*答案* B17.（2 分）离心泵的吸液高度与（ ）无关A. 排出管路的阻力大小 ； B. 吸入管路的阻力大小C. 当地大气压 D. 被输送液体的密度*答案* A三、问答题：1.（12 分）何谓离心泵的

11、“气缚”和“ 气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？*答案* “气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。 “气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象， “气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。2.（10 分）为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？*

12、答案* 由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。3.（6 分） 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，可将液体升扬到一定高度Z，而且还要用于静压头的增量P/g 和动压头的增量u/2g 及克服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部分，泵工作时，其扬程大于升扬高

13、度。4.（8 分）当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？*答案* 不吸液的原因可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使泵内存有空气；由于底阀或吸入管路 堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转等。5.（8 分）按图写出离心泵开泵及停泵操作程序。*答案* 开泵：关闭阀 B 一打开阀 A 一灌液一关闭阀 A 一启动键K 一全开阀 B 一调节阀 A 至合适流量。停泵：关闭阀 A 一关闭阀 B（若长期停泵可不关，以便放完管路中的液体）一按停止电键 K6.（18 分）不同类型的离心泵，其 Q-H 曲线的形状不同，有的较平（如图 A 线） ，有的较陡（图中 B 线） ，问：（1）当用离心泵来输

14、送含有泥浆的液体，其部分泥浆会在管道内沉积，在此种情况下，宜选哪一类型 Q-H 线的离心泵才能避免流量发生过大的波动？（2）若用出口阀调节流量，对于哪一种形状的 Q一 H 线离心泵较 为理想？*答案* （1）选用 QH 线较陡的泵（即图中的 B 线） ，设曲线 I 为原来的管路特性曲线；曲线 II 为后来（阻力增大）的管路特性曲线，从图中可看出对 A 泵来说，工作点由 M1 变为 M2 对应的流量由 Qm1 到 Q m2；对 B 泵来说工作点由 C1 变到 C2 对应的流量由 Qc1 到 Qc2 两泵流量变化（皆变小）的幅度 B 泵 4000; 水在管内流动呈湍流 以 1-1 面为水平基准面,

15、在 1-1 与 2-2 面间列柏努利方程：Z1 12/2P 1/HeZ 2 22/2P 2/+h fZ1=0 u1=0 p1=0(表压) Z2=18m u2=0; P2/g=2.59.81103/(10009.81)=25mhf =(l+le )/d(u2/2g) =0.024(100/0.1)22/(29.81)=4.9m;He=18+25+4.9=47.9mNe=HQg=47.910009.8156.5/3600=7.4kw4.（20 分）如图所示，用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的水面高度保持为 10m，输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面0.

16、8m 处, 孔径为 20mm，孔流系数为 0.61。管路为 573.5mm 的钢管，直管长度和局部阻力当量长度之和(包括孔板局部阻力当量长度 )为 250m，其中贮水池至孔板前测压点 A 的直管长度和局部阻力当量长度之和为 50m 。水的密度为 1000kg/m3，水的粘度为 1cp,摩擦系数近似为 =0.3164/Re0.25。U 形管中指示液均为水银,其密度为13600kg/m3。当水的流量为 6.86m3/h 时，试确定：(1)水通过泵所获得的外加能量为多少? (2)在孔板前测压点 A 处安装的U 形管压力计中指示液读数 R1 为多少? 孔板流量计的 U形管中指示液读数 R2 为多少 ?

17、*答案* u=Vs/(0.785d 2)=6.86/(0.7850.0523600)=0.971m/sRe=0.050.9711000/(110-3)=48550=0.3164/Re0.25=0.1364/485500.25=0.0213取贮水池液面为 1-1 截面,高位槽液面为 2-2 截面,列柏努利方程式：Z1g+p1/+u12/2+We= Z2g+p2/+u22/2+h(f 1 2)W=Z2g +h(f 1 2)= Z2g +(l+le )/d(u2/2)=109.81+0.0213(250/0.05)(0.9712/2) =98.1+50.2=148.3J/kg以 A 点为 2-2截面

18、, 在 1-1 与 2-2截面间列柏努利方程式Z1g+p1/+u12/2+We= Z2g+p2/+u22/2+h(f 1 2)(p2-p1)/=(pA -pa )/= We - Z2g -(u2/2)-(l+le )/d(u2/2)=148.3-9.29.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.9712/2)=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53J/kg;pA -pa =47.53661000=47.53103N/m2R1=(pA -pa )/g(o -) =47.53103/9.81(13600-1000)=0.3846m=38.46cm根据 V

19、s=CoAo2gR2 (o -)/; R2=(Vs/CoAo)/2g(o -)式中: Co=0.61, Ao=0.7850.022=3.1410-4m2;Vs=6.86/3600m3/s, R2=(6.86/3600)(1/(0.613.1410-4)1000/29.81(13600-1000)=0.4m =40cm5.（12 分）欲用离心泵将 20水以 30m3/h 的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为 18m，泵的吸入口在水池液面上方 2m 处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O 柱，压出管路全部阻力为 3mH2O 柱，泵的效率为 0.6，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上

20、真空高度为 6m，问上述安装高度是否合适？（动压头可忽略） 。水的密度可取 1000kg/m3。*答案* 如图取 11，22 截面，并以 11 截面为基准面，列柏努里方程：Z1P 1/u 12/2He Z 2P 2/u 22/2h f HZh f( 1 2)1813 22mN 轴 QH/（102）(30/3600)221000/(1020.6)3kwHg 允 Hs 允 u 2/2h f 吸 615m 2mHg 实 Hg 允 安装高度合适。6（15 分）如附图所示，计划在蓄水池 A 的一侧安装一台离心泵，将水输送至列管换热器B 的壳程内作冷却用，要求水的流量为 18m3/h，水自换热器出来后流进

21、高位水槽 C 中，回收他用。已知：（1）蓄水池 A 水面标高 3m，高位槽 C 处进水管末端标高 23m；（2）输水管为 603.5mm 的钢管；（ 3）管路部份的压头损失h f19u 2/（2）mH 2O，换热器B 壳程的压力损失P73.6u 2/（2）kN.m -2；（式中，u 为管内流体流速，m/s ） 水 1000kg/m 3今库存有一台 2B31 型离心泵，其性能参数如下表所示，试核算选用此泵是否合适。流 量 扬程 轴功率 允许吸入真空度 m3/h m kw m10 34.5 1.87 8.720 30.8 2.60 7.230 24 3.07 5.7本题目有题图：titu066.b

22、mp*答案* 选择计算截面 11，22 面如题图所示；地平面为基准面。uVs/A18/3600/（(/4)(0.06-20.0035） 22.27m/sZ1P 1/u 12/2He Z 2P 2/u 22/2h f P1P 2 ;u10He （ 23-3）(2.27 2/(29.81)192.27 2/(29.81)73.62.27 2/(29.81)1000/(10009.81) 27.2mH 2O由 2B31 型离心泵特性曲线图查得： Q18m 3/h, He 31.5m（27.2m ）且 62 ，而 m a x 65;65 9058.5（62） 故此泵通用。7（15 分）如图所示输水系统

23、，管长、管径(均以 m 计) 和各局部阻力的阻力系数 均标于图中。直管部分的 值均为 0.03。求： (1）以流量 Q m3/min 和压头 He (m)表示的管路特性曲线方程, (2）输水量为 15m3/h 时，要求泵提供的有效功率（以 kw 计）*答案* （）u 1（d 2/d1） 2u20.64 u 2;Qu 2 (/4)d2601.884 u 2或 u20.531Q u10.34Qe 20 +(3+0.2+0.0320/0.25) u12/2g + (20.2+0.5+1+0.03260/0.2) u22/2g20+0.286 u 12+2.086 u2220+0.0331Q+0.58

24、82Q20 + 0.62Q（） Q15/600.25 m 3/minHe 20+0.620.2520.04mNe QHe /600.2520.0410009.81/60 819 w 0.819kw7.（20 分）欲用离心泵在两敞口容器间输液, 该水泵铭牌标有：流量 39.6m3/h，扬程15m，轴功率 2.02kw,效率 80%，配用 2.8kw 电机，转数 1400r/min。 今欲在以下情况使用是否可以？如不可时采用什么措施才能满足要求（要用计算结果说明） （1）输送比重为 1.8的溶液，流量为 38m3/h，扬程 15m, （2）输送比重为 0.8 的油类，流量为 40m3/h，扬程30

25、m, （3）输送比重为 0.9 的清液，流量为 30m3/h，扬程 15m*答案* （1） 电动机功率不够N38/3600151800/(1020.8)3.5kW 换大电机（2） 扬程不够H/H （n/n） 2; 15/30（1400/ ） 1980增加1980 转/分。检查功率： N/N （n/n） 32.02/N （1400/1980 ） 3 N 5.72 kw换一电机功率为 5.72Kw，1980 转/ 分。（3）可以使用。通过关小出口阀调节至工作点。8.(8 分)有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度 Hs5m，用来输送 20的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为 1.5mH2O,当地大

26、气压为 10mH2O，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度 Hg 为多少米？*答案* Hg Hs u 2/2h f 51.5 3.5m实际安装高度 H 实 3.5-0.5=3.0m9（16 分） 图示为 n=960 转/ 分的离心通风机的特性曲线。如用此风机向锅炉输送空气，已知管路特性曲线方程为 H=5Q2(H 的单位为 mmH2O, Q 的单位 m3/s)问：（1）风机的送风量为多少 m3/h?消耗的轴功率为多少 kw？（2）若想使风量变为5.5m3/s,你认为可采取什么措施？*答案* （1）送风量 Q 及轴功率 N由管路特性曲线方程 H=5Q2 列表作图。Q m3/s 0 2

27、3 3.5 4H mmH2O 20 45 61.3 80由两线交点读得：送风量 Q=3.6 m3/s风压 H=64mmH2O效率 =0.4轴功率：N=QH/=3.6649.807/ （0.41000 ）=5.65kW(2)使风量变为 5.5 m3/s，可采用提高转速的措施Q2/Q1=n2/n1n2=Q2/Q1n2=5.5/3.6960=1500rpm即将转速提高到 1500rpm。10如图所示的输水系统，已知管内径为 d=50 mm，在阀门全开时输送系统的（l+le ）=50 m，摩擦系数 可取 0.03, 泵的性能曲线在流量为 6m3/h 至 15m3/h 范围内可用下式描述: H=18.9

28、2 0.82Q0.8, H 为泵的扬程m, Q 为泵的流量 m3/h。问: (1) 如要求输送量为 10 m3/h, 单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务?(2) 如要求输送量减至 8 m3/h(通过关小阀门来达到), 泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)。 解：（1）在两水面间列伯努利方程：即 此 泵 能 够 完 成 任 务 。大 于很 显 然 泵 能 提 供 的 压 头 功单 位 质 量 的 水 所 需 外 加于 是 有 ：管 内 流 体 的 流 速因 为 ： , 75.13082.9.1 /130895.3.025.3.4102/78.36/, 228.212

29、111e eef fehHmkgJghWgudlh smzphguzhgupz 。故 减 小 因 为 ：1.5849.0175.364/ ,.82.09.)2(. gQNme11用一台离心泵将 20清水从敞口水池送入吸收塔顶部。己知：吸牧塔顶部的压力表读数为 150kPa,输送管出口处比水池液面高 12 m；输送管用 763mm 无缝钢管，管全长为45m （包括阀门等管件的当量长度），摩擦系数由下式确定： 0.01227 十 0.7543Re 0.38在流量为 20 30m 3/h 范围内，所用离心泵的特征曲线可表征为： H30.80.82Q 0.8式中：H 为泵的扬程，m；Q 为泵的流量，m 3/h。试求：1)要求达到 26m3/h 的输水量，该泵能否完成此输送任务?计算说明之。2)若单泵不能完成此输送任务，现将两台型号相同的泵串联起来操作是否可行?计算说明之。