上册 第2章 流体输送机械答案.pdf

A2 1 叶轮 泵壳 轴封装置 每空 1 分 共 3 分 A2 2 1 汇集液体 1 分 2 转能装置 即是使部分动能转换为静压能 2 分 共 3 分 A2 3 1 流量 2 压头 3 轴功率 4 效率 5 气蚀余量 每空 1 分 共 5 分 A2 4 H Q N Q Q 转速 清水 每空 1 分 共 5 分 A2 5 泵对单位重量 1N 液体所提供的有效能量 3 分 m 1 分 共 4 分 A2 6 泵的特性曲线和管路特性曲线的交点 2 分 A2 7 减小 减小 下降 增大 每个 1 分 共 4 分 A2 8 关闭 打开 每空 1 分 共 2 分 A2 9 不变 不变 增大 每空 1 分 共 3 分 A2 10 管路布置 操作条件 无关 每空 1 分 共 3 分 A2 11 出口阀门 旁路 每空 1 分 共 2 分 A2 12 g u g pp h v 2 2 11 2 分 A2 13 泵的排液能力与活塞位移有关 但与管路情况无关 而压头则受管路的 承压能力所限制 3 分 A2 14 低流量 高压强 离心 腐蚀性 悬浮液 每空 1 分 共 5 分 A2 15 1 吸气 压缩 排气 每空 1 分 共 3 分 2 实际压缩循环 1 分 全题共 4 分 A2 16 出口与进口气体压强之比 2 分 中间冷却器 1 分 油水分离 1 分 共 4 分 A2 17 QH N T 2 分 A2 18 C 2 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 1 Tianjin Bohai Vocational Technical College 2 A2 19 B 2 分 A2 20 B 1 分 A2 21 C 2 分 A2 22 B 2 分 A2 23 A 2 分 A2 24 A 2 分 A2 25 A 2 分 A2 26 D 2 分 A2 27 C 1 分 A2 28 1 分 A2 29 1 分 A2 30 1 分 A2 31 1 分 A2 32 1 分 A2 33 1 分 A2 34 1 分 A2 35 1 分 A2 36 答 基本要求有 1 能适应被输送流体的特性 如粘性 腐蚀性 含固体杂质等 1 分 2 能满足工艺上对流量和能量 压头 的要求 1 分 3 结构简单 操作可靠和高效 投资和操作费用低 1 分 共 3 分 A2 37 答 叶轮的构造 它是由若干弯曲的叶片构成 1 分 作用 将原动机的机械能直接传给液体 使液体的静压能和动能均有所 提高 2 分 共 3 分 A2 38 答 离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮 泵内液体在惯性离心力 作用下 自叶轮中心被甩向外界并获得能量 最终体现为液体静压能的增加 4 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 3 A2 39 答 泵轴和泵壳之间的密封称为轴封 1 分 其作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出 或外界空气漏入泵内 2 分 常用的轴封有 填料密封和机械密封两种 1 分 共 4 分 A2 40 答 离心泵的能量损失包括以下几项 容积损失 机械损失 水力损失 2 分 离心泵的效率与泵的类型 尺寸 制造精确程度 液体的流量及性质等因素 有关 2 分 共 4 分 A2 41 答 启动离心泵前应关闭出口阀 以减小启动电流 保护电机 2 分 停泵前先关闭出口阀是为防止高压液体倒流入泵损坏叶轮 2 分 共 4 分 A2 42 答 气蚀现象发生的原因是叶轮入口附近处液体的绝对压强等于或低于该液 体在工作温度下的饱和蒸气压 2 分 有效措施是通常根据泵的抗气蚀性能 合理地确定泵的安装高度 2 分 共 4 分 A2 43 答 离心泵流量调节方法有 1 改变泵出口阀门开度 1 分 2 改变泵的转速 1 分 3 减小叶轮直径 1 分 生产中常用第 1 种方法 1 分 共 4 分 A2 44 答 一般步骤如下 1 根据输送液体的性质和操作条件 确定离心泵的类型 1 分 2 确定输送系统的流量Qe和压头He 1 分 3 选择泵的型号 要求Q Qe H He 且效率 较高 在高效区 2 分 4 核算泵的轴功率 当 液 水时 1 分 共 5 分 A2 45 答 一般步骤如下 1 根据管路布置和工艺条件 计算输送系统所需风压HT 并换算为风机实验 条件下的风压HT 2 分 2 根据输送气体的种类和风压范围 确定风机类型 1 分 3 根据以风机进口状态计的实际风量Q和实验条件下的风压HT 从风机样本中 查出适宜的型号 选择原则同离心泵 3 分 共 6 分 A2 46 答 余隙系数 是指气体余隙体积V3与活塞一次扫过的体积V1 V3之比 2 分 表达式是 100 31 3 VV V 0 5 分 容积系数是指压缩机一次循环吸入气体体积 V1 V4 与活塞一次扫过体积 V1 V3 之比 2 分 表达式是 31 41 0 VV VV 0 5 分 共 5 分 A2 47 1 求 解 求泵的压头 H 以真空表和压强表所在的截面为 1 1 和 2 2 列出以 1N 为衡算基准的柏努力方程 式 2 分 21 2 2 2 2 1 2 1 1 22 f H g p g u zH g p g u z 2 分 确定各量 z2 z1 0 5m u1 u2 p1 26 66Kpa 表压 p2 255Kpa 表压 因 两测压口距离短 故Hf1 2 0 1 分 各量代入后可求出 H 0 5 81 9 1000 102666 0 1055 2 55 0 29 21m 2 分 求泵的轴功率N 已知N电机 6 2Kw 电机 0 93 传 1 N轴 KwKw77 5766 5193 02 6 1 分 求泵的效率 轴 1 62621 0 77 5 1000 81 9 100021 2910 5 12 1000 3 N gQH 2 分 2 列出该泵的主要性能 n 2900r min Q 12 5L s H 29 21m N 5 77Kw 62 1 1 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 4 A2 48 解 离心泵的转速改变后 泵的性能可按比例定律估算 当转速变化小于 20 时 偏差不大 若改变前的性能下标为 1 改变后的下标为 2 1 2 1 2 1 n n Q Q 可得hm n n QQ 8 53 1450 1200 65 3 1 2 12 2 分 2 2 2 1 2 1 n n H H 可得H2 m n n H55 20 1450 1200 30 22 1 2 1 2 分 共 4 分 A2 49 解 1 求气蚀余量 NPSH 可根据定义式 g u g pp NPSH v 2 2 11 2 分 其中 p1 100 56 44KPa 2 分 真空度 ppa 题给 动压头可略 则KPapr238 2 0 2 2 1 g u 1 分 则 mNPSH26 4 81 9 1000 10 238 244 3 1 分 2 求允许吸上真空度 Hs m g pp H a s 71 5 81 91000 1056 3 1 2 分 A2 50 解 1 输送 20 清水时 泵的安装高度可由下式计算 10 2 1 2 fsg H g u HH 2 分 题给 0 2 1 2 1 10 g u mH f 且由泵的性能看出Q升高 Hs下降 应以最大输送量 55m3 h所对应的Hs值 3m 来确定泵的安装高度 且本题中输送条件与泵出厂时实验条件相符 故 Tianjin Bohai Vocational Technical College 5 mHH ss 3 2 分 代入上式可得 mHg2103 泵的实际安装高度还应比 2m 低 0 5 1m 2 输送 65 水 应按此式校正 1000 24 0 1081 9 10 3 v ass p HHH 2 分 有关量的确定 查附录 65 水 的 密度 2 分 代入上式得 mHs3 OmHPaHa 2 4 101081 9 Papv 4 105 2 3 5 980mKg mHs705 0 5 980 1000 24 0 1081 9 105 2 03 3 4 1 分 而mH g u HH fsg 295 0 10705 0 2 10 2 1 实际安装高度还应比 0 295m 低 0 5 1m Hg为负值 表示泵应安装在液面下 1 分 A2 51 解 1 必须计算出输送系统所需的流量 压头与离心泵的 Q H 进行比较后才 能 确 定 能 否 选 用 该 泵 在 图 2分 中1 1 与2 2 间 列 式 21 2 2 f H g p g u zHe 2 分 2 各量确定 z 11m u 0 表压 pappp 4 12 1092 3 smu 474 2 131 0 4 3600 120 2 2 分 m g u d ll H e f 97 9 81 92 474 2 131 0 140 03 0 2 22 21 2 分 3 求 He 把以上各值代入 可得 mHe54 2497 9 81 91120 1092 3 11 4 1 分 4 确定能否选用 输送系统所需的流量Qe 120 m3 h 压头He 24 54m 而离心泵能提供的流量 Tianjin Bohai Vocational Technical College 6 Q 132 m3 h Qe 提供的压头 30m He 且溶液的性质与水相近 故能选用该水泵 3 分 A2 52 解 1 选水泵 先求He 把Qe 10 m3 h代入可得 2 分 由Q mQH ee 20 10 04 01604 016 2 2 e 10 m3 h He 20m查附表 可选C型号 其Q 11 m3 h H 21m 3 分 2 Hg 求u1 sm Q u e 42 1 05 0 4 3600 10 05 0 4 3600 2 2 1 2 分 求Hg 10 2 1 2 fsg H g u HH 由题给Hs Hs Hf0 1 1 5m 代入可得 mHg4 45 1 81 9 2 42 1 6 2 3 分 为安全起见 离心泵的实际安装高度应比 4 4m 低 0 5 1 m 1 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 7 A2 53 解 根据离心泵的工作点定义可得 e QQ e HH 1 分 1 求输送常温下清水时 该泵的性能 由可得 即 解出Q 1 138m e HH 22 86 1 200 225QQ 586 3 2 Q 3 min 68 3m3 h 0 019m3 s 2 分 2 分 mQH 4 22 138 1 2250 225 22 Kw QHP N942 6 6 0102 1000 4 22 60 138 1 102 2 分 2 求输送密度为 1200Kg m3的水溶液时 该泵的性能 当输送液体的密度改变时 泵的流量和压头不变 故 smQQ 019 0 3 2 分 mHH4 22 而轴功率发生变化 Kw QH N345 8 6 0102 1200 4 22019 0 102 1 分 A2 54 解 1 据离心泵工作点的定义可得 Q Qe H He 1 分 2 2 6 106 008 efe QH g p ZH 2 分 3 H He可得 即 2626 106 08104 024QQ 1610 6 04 0 26 Q 可解出 3 分 hmsmQ 4 14 004 0 104 333 A2 55 解 1 求关小阀门后的管路特性方程 本题中 K 不发生变化 而 B 值因关小阀门而变大 关小阀门后离心泵特性不变 1 分 K Q H 值代入管路特性方程 可得 即 2 1844 e BQ 2 012 0 1844B 可解出 2 分 故关小阀门后管路特性方程为 5 10806 1 B 2 5 10806 118 ee QH 1 分 Tianjin Bohai Vocational Technical College 8 2 流量为 0 012m3 s时 原管路所要求的压头为 mHe72 3672 1818 012 0 103 118 25 2 分 故关小阀门多耗的压头为 mHHH e 28 7 72 3644 1 分 关小阀门造成的压头损失占泵提供压头的百分数为 55 16 100 44 28 7 H H 1 分 A2 56 解 1 选风机 本题中风压不必换算 即 1 分 PaHT8 1353 空气在 20 101 33KPa下的密度为 1 2Kg m3 通风机的风量 按进口状态计 为 hmQ 31670 2 1 38000 3 2 分 按Q HT查教材P304 附录 25 选 4 72 11No10C 型离心通风机可满足要求 其性能如下 转速 1000r min 风压 1422Pa 风量 32700m3 h 效率 94 3 所需轴功率 16 5Kw 2 分 2 若把风机 已选 置于加热器后 则风量发生显著变化 题给管路所需风 压仅为 1353 8Pa 此值相对于大气压强小得很多 所以风机入口处压强仍可按常 压 101 33 103pa 计 可查出空气在此压强及 160 状态下的密度为 0 815 m3 h 而风量为所选风机得风量 32700 m hmQ 46630815 0 38000 33 h 因此 风 压与前相同 风机转速仍为 1000r min 此风机就不能完成输送任务 3 分 另外还应考虑所选风机是否耐高温 1 分 A2 57 解 1 求T2和V2 对于绝热压缩过程 K p p TT k k 413 33 101 380 283 4 1 14 11 1 2 12 2 分 求V2可用理想气体状态方程式 2 22 1 11 T Vp T Vp Tianjin Bohai Vocational Technical College 9 所以 3 1 2 2 1 12 6 194 283 413 380 33 101 500m T T p p VV 3 分 2 求 0和Nd 922 0 1 33 101 380 05 01 1 1 4 1 11 1 2 0 k p p 2 分 求Nd 压缩机绝热压缩得理论功率60 1 1 1 1 2 min1 k k d p p k k VpN KwwNd2 272720060 1 33 101 380 14 1 4 1 101033 101 4 1 14 1 3 3 分 A2 58 解 据离心泵得切割定律 可算出叶轮外径切割 5 后 泵的 Q H 和