流体输送机械习题及答案

1、习题填空与选择题1 （1）离心泵的主要部件有、和。（2）往复泵主要适用于、的场合。2 离心泵产生汽蚀，通常是由于，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）离心泵的总效率反映了，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，若此时吸入管有泄漏，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过允许安装高度时，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）管路特性曲线的一般表达式是。

2、（ 3）影响离心泵理论流量的因素有和。（ 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，而必须在的前部。在泵的入口处应安装，在上还必须安测流量仪表，测流量仪表可以采用或或等。8 （1）离心泵的特性曲线通常包括、和曲线，这些曲线表示在一定的下输送某特定液体时的性能。（ 2） 离心泵用出口阀调节流量实质上是改变了曲线使其位置发生变化,如果将离心泵的转速减少，则可以使曲线改变，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 往复压缩机的排气量是指。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）离心泵的流量调节阀安装在离

3、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）往复泵的转速（往复次数）增加时，流量，扬程。（增大，变小，不变）13 （1）离心泵的扬程含义是。（2）离心泵常采用调节流量，往复泵常采用调节流量。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（该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量,程程,泵出口压力,轴功率。（变大，变小，不变，不确定）15离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：qv0.05m3/s时，H20m；管路特性为qv0.05m/s时，He18ml则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头Hm有效功率Pe离离离离W。1

4、6 （1）写出两种旋转泵的名称：离离离离离离和离离离离离离。（ 2） 离心泵的转速提高10，则泵新的特性曲线上的一个点比原特性曲线上对应的点流量提高离离离离离离离离，压头提高离离离离离离离离，轴功率增加离离离离。17 （1）选择压缩机时，首先应根据离离离离离选定压缩机的种类。型式确定后，再根据生产中所要求的和确定规格。（2）写出两种真空泵的名称：、。18 （1）流体输送设备按工作原理可分为,。（2）离心泵中是将电动机的能量传递给液体的部件，而则是将动能转变为势能的部件。（3）离心泵按吸液方式分为和。19离心泵的性能参数包括,。离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是时的流量和扬程。20 （1）离心泵

5、的轴功率Pa，有效功率（理论功率）Pe，与效率间的关系是离离离离，泵的效率包括离离离离离，离离离离离和离离离离离。（2）产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的下，输送时的特性曲线。21 （1）旋涡泵常采用离离离离来调节流量，往复泵、离离离离泵等一切离离离离泵在旁路阀关闭时，不能全关离离离离。22推导离心泵基本方程式的两个基本假定是：（1）（2） 。23当流量一定而且流动已进入阻力平方区时临界汽蚀余量（NPSH）c只与有关，是泵的一个参数。24 离心泵停车时应该。（A）首先断电，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 从地槽向常压吸收塔送

6、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选用（A）离心泵（B）往复泵（Q齿轮泵（D）喷射泵。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（Q检查进口管路是否有泄漏现象（D）检查出口管路阻力是否过大。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）送水量增加，整个管路压头损失减少；（B）送水量增加，整个管路压头损失增大；（Q送水量增加，泵

7、的轴功率不变；（D）送水量增加，泵的轴功率下降。29 有一锅炉，每小时蒸发水量为20吨，额定压力为，此锅炉注水泵选（）（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（Q效率（D）风压31 当管路特性曲线写为HABqv2时（）（ A） A只包括单位重量流体需增加的位能（ B） A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和（ C） Bqv2代表管路系统的局部阻力损失2（ D） Bqv2代表单位重量流体增加的动能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下降，效率上升（B）同一流

8、量qv处，扬程H上升，效率上升（Q同一流量qv处，扬程H下降，效率下降（D）同一流量qv处，扬程H上升，效率下降33有人认为泵的扬程就是泵的升扬高度，有人认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当两台规格相同的离心泵并联时，只能说()(A)在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍(B)当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍(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相同，但流量增大两倍35当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说()(A)串联泵

9、较单台泵实际的扬程增大一倍(B)串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍(C)当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍(D)在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍应用举例题【1】在图示中，有一直径为Pf 6 104Pa，管内流动摩382.5mm长为30m的水平直管AB在其中间装有孔径为的标准孔板流量1t,流量系数C00.63,流过孔板永久压降为擦系数取。试求：(1)A股压降；(2)若泵的轴功率为，效率为62%则ABf所消耗功率为泵有效功率的百分之多少？流体密度为870kg/m,O管中的指示液为汞，其密度为13600kg/m,R=。解：(1)

10、根据孔板的流量计算式:U0C0.2gR(i)/得u00.63.29.810.6(13600870)/8708.27m/s管内流速2_2_uu0(d0/d)28.27(0.0164/0.033)22.04m/s质量流量qm uAu d242870 2.04 0.785 0.0331.52kg/S在A B两截间列机械能衡算式:将 ZaZbPa gZA 一uB代入上式得2 UA2gZBPb2 UB 2hfPaPbhfhf为流体在A股的能量损失，由直管阻力损失和孔板流量计的永久压降组成，即可得A股压降为P PaPb300.022 0.033hf 870空业 111J/kg870111 96570 Pa

11、（2）首先需计算泵的有效功率3000.62186WA股消耗功率为Pab qm hf 1.52 111 169W于是A股所耗功率占泵有效功率的百分数为Pab /Pe 169/186 0.909 90.9%20m2图2-2例2附图【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45m3/h，总管路长（包括当量长度）150m高位槽内压强（表压），管路均为6108X4mmJ光滑管，高位槽水面距水池面高20m。水的密度为1000kg/m3,粘度为1mPas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势

12、，并定性分析Hqv、Pa的变化方向。解：（1）根据送水量，可计算出管内流体流速u-q竺21.59m/s_d236000.7850.124通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法du0.11.591000Re1590004000为扁加0.001对于光滑管，湍流时0.30640.3164250.0158Re.159000.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:上式中z,0,22Z1巨曳HeZ2匹出Hfg2gg2gp10（表压），u1u20,z220m,p219.62kPa（表压）22lu1501.592Hf0.01583.1md2g0.129.81代入上式可

13、得泵的压头为:p219.62103Hez22Hf203.125.1mg10009.81泵的轴功率Heqvg25.14510009.81Pa4735w36000.65（2）泵的特性曲线与密度无关，但管路特性曲线与密度有关，管路特性曲线为PU22HezHfABqJg2g当增大时，A直变小，而环变，即管路特性曲线的线型不变，位置下移，由图可见工作点由砥到A',扬程H各减，流量qv增加；又PaHeqvg,上式H、qv、都改变，其中H,qvT,T一般，H改变量较小（曲线平滑），所以Pa一般增大，或根据泵特性曲线中Paqv的关系可知，流量qv增加，泵轴功率Pa增大。【3】用离心泵将原油从油库沿管内

14、径为，长2公里（包括局部阻力的当量长度）的水平管送往炼油厂，输油量为4om3/h,油泵总效率为，求：（1）泵的轴功率；（2）某天该油泵突然发生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的80%问此泵能输送原油多少mm/ho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）根据输油量计算管内流速qv40uv20.63m/s,236000.7850.152d4通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法Redu0.1 0.63 8900.4210 2000为层流层流时64£40.3048Re210该题条件下，油泵所耗功率

15、完全用于克服管路阻力，在输油管的进出口间列机械能衡算式可得:He Hfl le u2d 2g0.304820000.150.6322 9.8182.1m泵的轴功率PagqvHe8909.814082.1ve12253w36000.65（2）改用备用泵后，其压头为He0.8He0.882.165.7m分析可知：由于泵的压头减少，输送过程全程压降改变为：_5_PfgHe8909.8165.75.736105Pa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，对于水平圆管的层流流动,由泊稷叶方程Pf32 lud2由此得输油管内流速upfd25.7361050.1520.504m/s32l32

16、0.42000输油量qvd2u0.7850.1520.5040.0089m3/s32.05m3/h43【6】如本题附图所本的输水系统，管路直径为802mm当流量为36m/h时，吸入管路的能量损失为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h0.5m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)泵吸入口压差计读数R解：该题包括了机械能衡算方程、连续性方程、静力学方程的综合运用，解题技巧在于根据题给数据恰当选取截面，以便使计算过程清晰化。(1)泵的扬程与升扬高度截面与位能基准面(1-1截面)的选取如本题附图所示。由

17、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2HeZ2U2/2gP2/gHf12式中z25mU236/(3600-0.0762)2.204m/sp2/g245103/(10009.81)24.98mHf026/9.810.6118m所以He52.2042/(29.81)24.980.611830.84m在1-1与3-3两截面之间列机械能衡算式并整理便可求得泵的升扬高度，即z3HeHf1330.84(0.61180.8)29.4m(2)泵的轴功率Pa4322W3600 0.7Heqvg30.843610009.81(3)真空表读数R欲求真空表读数R需在1-1和4-4两

18、截面之间列机械能衡算式以计算泵入口处压强p4,然后再利用静力学方程求解。2由机械能衡算式得_paz4旦旦Hf14g2gg整理上式并将有关数据代入得：一一，u2一、p4pa(z4Hfl4)g2gQ2.204298.1103(4.50.6118)10009.8129.8145540Pa对U形管压差计列静力学方程得PaRighgP4R(Pahgp4ig(981000.510009.80745540)/(136009.807)0.3573m通过该题(1)的计算，从概念上应该搞清楚：泵的扬程是1N流体从输送机械获得的有效能量，而升扬高度是机械能衡算式中的z项，切不可将二者混淆。图2-5例6附图图2-6例

19、7附图【7】用离心泵向水洗塔送水。在规定转速下，泵的送水量为s,压头为45m当泵的出口阀全开时，管路特性方程为：523.、He201.1105q2(qv的单位为m/s)为了适应泵的特性，将泵的出口阀关小以改变管路特性。试求：(1)因关小阀门而损失的压头；(2)关小阀门后的管路特性方程。解：因关小阀门而损失的压头为泵的压头与管路要求压头的差值。关小阀门后，增加了局部阻力，使管路特性曲线变陡，关小阀门前后管路特性曲线如本题附图中的曲线1、2所示。AB两点之间的垂直距离代表H-(1)关小阀门的压头损失当流量qv0.013m3/s时，泵提供的压头H45m而管路要求的压头为_5_2_He201.1105

20、(0.013)238.59m损失的压头为HfHHe4538.596.41m(2)关小阀门后的管路特性方程管路特性方程的通式为：2HeABqv2在本题条件下，A(zp)不发生变化，而B值因关小阀门而变大。关小阀门后应满g足如下关系：24520B(0.013)2解得：B1.479105s2/m5关小阀门后的管路特性方程为：He201.479105q2【8】用离心泵向密闭高位槽送料，流程如本题附图所示。在特定转速下，泵的特性方程为：H427.56104q2(qv的单位为m3/s)当水在管内的流量qv0.01m3/s时，流动进入阻力平方区。现改送密度1200kg/m3的水溶液(其它性质和水相近)时，密

21、闭容器内维持表压118kPa不变，试求输送溶液时的流量和有效功率。解：本题条件下，泵的特性方程和特性曲线不变，而当流动在阻力平方区时，管路特性方程中的比例系数B值保持恒定，在维持密闭高位槽表压不变的情况下，随被输送液体密度加大,图2-7例8附图管路特性方程中的A(zp)值变小，因而管路特性曲线向下平移，从而导致泵的工作点g向流量加大方向移动，如本题附图中的曲线2所示。下面进行定量计算。输送清水时，管路特性方程为HezpBq2g将有关数据代入上式得11810322He128oBq224Bq210009.81此式与泵的特性方程联解以确定B值427.56104(0.01)224B(0.01)2_一一

22、525解得B1.044105s2/m5当输送溶液时，B值不变，管路特性方程变为He12一一3118 1031200 9.807_521.044 105(qv)2221.044105(qv)2此方程与泵的特性方程联解，便可求解改送溶液时的流量，即4252427.5610(qv)221.04410(qv)解得qv0.01054m3/s所以H427.561040.01054233.6m泵的有效功率为P，Hqvg33.60.0105412009.814169W由上面计算可知，当泵上下游两容器的压强差不为零时，被输送液体密度的变化必引起管路特性曲线的改变，从而导致泵工作点的移动。在本题条件下，密度加大，

23、使泵的流量加大，压头下降，功率上升。【12】某带有变频调速装置的离心泵在转速1480r/min下的特性方程为He38.440.3q2（qv单位为nm/min）。输送管路两端的势能差为，管径为764mm,长1360m（包括局部阻力的当量长度），0.03 0试求:（1）输液量qv；（2）当转速调节为1700r/min时的输液量qv。解：（1）管路特性方程为（qv单位为n3/min):H gHf16.8l le 1d 2g泵的特性方程为:16.80.03136016.80.0682645q212 9.81()2(77 )21 d2604(1)2q20.785 0.0682 ,3600(1)He 38

24、.4_ _ 240.3q2(2)式（1）和式（2）联立得: _ 216.8 645q2一 238.4 40.3q2解得：qv0.178m3/min（2）当泵的转速调为n1700r/min时，根据泵的比例定律qvn_.HeqvnHe即HeHe/（qv）2,将此式代入泵特性方程得:qvHe(38.440.3q2)(-qv)2Qvn 2238.4 ( )40.3qvn1700 2238.4 ()40.3qv1480250.7 40.3qv将调速后泵的特性方程与管路特性方程_ _2 一、.H 16.8 645qv 联立qv0.222m3/min【13】某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其压

25、头与流量的关系可用He186105q2（He单位为m,qv单位为n3/s）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽均为敝口，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（）46><3mm,摩擦系数可取为，试计算：（1）输水量为多少m3/h;（2）若泵的效率为65%,水的密度为1000kg/mf,离心泵在运转时的轴功率为多少kW（3）若将该输送系统的高位槽改为密闭容器，其内水面上方的压强为49kPa（表压），其它条件均不变，3m1试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化（不必计算，用公式与特性曲线图示说明）。解：（1）求输水量。取1-1截面为位能基准，在1-1和2-2截面间列机械能衡式，可得管路的特性方程HzHfg上式中z3m,p02lleulle1,%、2Hf()d2gd2g1d240.02-20-1(qv2)23.23105q：0