2025年大学二年级（过程装备与控制工程）过程流体机械试题及答案

2025年大学二年级（过程装备与控制工程）过程流体机械试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.下列关于过程流体机械的说法，错误的是（）A.是过程工业中实现各种过程的关键设备B.只包括流体输送机械C.能实现流体的压力、流量、温度等参数的变化D.广泛应用于化工、石油、电力等行业答案：B2.离心泵的主要性能参数不包括（）A.流量B.扬程C.效率D.轴功率E.容积效率答案：E3.离心泵启动时，应（）A.关闭出口阀门B.打开出口阀门C.半开出口阀门D.无所谓答案：A4.往复泵属于（）A.容积式泵B.叶片泵C.流体作用泵D.离心泵答案：A5.往复泵的流量调节方法一般不采用（）A.旁路调节B.改变活塞行程C.改变泵的转速D.调节出口阀门开度答案：D6.下列属于离心压缩机性能参数的是（）A.压缩比B.吸气量C.排气量D.以上都是答案：D7.离心压缩机的工作原理是基于（）A.离心力B.惯性力C.重力D.摩擦力答案：A8.多级离心压缩机的优点不包括（）A.提高压缩比B.提高效率C.降低能耗D.结构简单答案：D9.轴流压缩机的特点是（）A.流量大、压力高B.流量大、压力低C.流量小、压力高D.流量小、压力低答案：B10.通风机属于（）A.离心式压缩机B.轴流式压缩机C.流体输送机械D.容积式泵答案：C11.离心通风机的全压包括（）A.静压和动压B.只包括静压C.只包括动压D.以上都不对答案：A12.真空泵的作用是（）A.输送气体B.提高气体压力C.降低系统压力D.压缩气体答案：C13.下列不属于容积式真空泵的是（）A.往复真空泵B.水环真空泵C.喷射真空泵D.旋片真空泵答案：C14.压缩机的压缩比是指（）A.排气压力与吸气压力之比B.吸气压力与排气压力之比C.排气温度与吸气温度之比D.吸气温度与排气温度之比答案：A15.离心泵的效率曲线通常是（）A.先上升后下降B.一直上升C.一直下降D.先下降后上升答案：A16.往复泵的流量与（）无关。A.泵的几何尺寸B.泵的转速C.排出压力D.泵的类型答案：C17.离心压缩机的喘振现象是指（）A.流量过大时的不稳定工况B.流量过小时的不稳定工况C.压力过高时的不稳定工况D.压力过低时的不稳定工况答案：B18.轴流通风机的叶片安装角越大，其（）A.流量越大B.压力越高C.效率越高D.以上都是答案：D19.水环真空泵工作时，水环起到（）作用。A.密封B.冷却C.传递能量D.以上都是答案：D20.下列关于过程流体机械的维护保养说法错误的是（）A.定期检查设备的运行状况B.及时更换磨损的零部件C.不需要进行润滑D.做好设备的清洁工作答案：C第II卷（非选择题，共60分）一、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每空1分。请将答案填在题中的横线上。1.过程流体机械按工作原理可分为容积式、______和流体作用泵三大类。答案：叶片式2.离心泵的主要部件包括叶轮、______、泵壳和轴封装置等。答案：吸入室、压出室3.离心压缩机的级由______、扩压器、弯道、回流器和蜗壳等组成。答案：叶轮4.轴流通风机的叶片形式有______和机翼型两种。答案：平板型5.真空泵的极限真空度是指______。答案：泵所能达到的最低压力二、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每题5分。简要回答问题。1.简述离心泵的工作原理。答案：离心泵工作时，叶轮在泵壳内高速旋转，叶片间的流体在离心力作用下被甩向叶轮外周，使流体获得能量，压力和速度提高，从泵的出口排出。同时，叶轮中心处形成低压区，吸入池中的流体在压差作用下被吸入叶轮中心，如此不断循环，实现流体的输送。2.离心压缩机的性能调节方法有哪些？答案：离心压缩机的性能调节方法有：改变转速调节，通过改变压缩机的转速来改变其性能曲线；进口节流调节，在进口管道上安装节流装置改变进口压力来调节；出口节流调节，在出口管道上安装节流装置，但一般不常用，会增加能耗；旁路调节，将部分排出气体返回进口，改变有效流量进行调节；改变压缩机的吸气状态调节等。3.简述往复泵的流量调节方法及特点。答案：往复泵流量调节方法有：旁路调节，通过旁路管道将部分液体返回吸入池，调节较为简便，但增加能耗；改变活塞行程调节，可通过机械装置改变活塞行程来调节流量，较为精确；改变泵的转速调节，改变转速可调节流量，但一般很少采用，因改变转速设备复杂。特点是流量调节相对复杂，不像离心泵可简单调节出口阀门开度。4.轴流通风机的工作原理是什么？答案：轴流通风机工作时，叶轮上的叶片推动流体轴向流动。当叶轮旋转时，叶片对流体施加轴向力，使流体获得能量，压力和速度增加，沿轴向排出。流体在叶轮中流动时，其速度和压力不断变化，叶轮进口处流体速度低、压力低，叶轮出口处流体速度高、压力高，从而实现通风换气等功能。三、论述题（共15分）答题要求：本大题共1小题。论述过程流体机械在化工生产中的重要性。过程流体机械在化工生产中具有极其重要的地位。首先，它是实现化工生产过程中各种流体输送、增压、减压、流量调节等操作的关键设备。例如在化工反应中，需要通过泵将原料输送到反应器中，保证反应的顺利进行；通过压缩机提高气体压力，使气体能够在管道中顺畅流动并参与反应。其次，过程流体机械的性能直接影响化工生产的效率和质量。高效的流体输送和处理设备可以提高生产速度，降低能耗，保证产品的质量稳定。再者，它关系到化工生产的安全性。可靠的设备运行可以避免因流体输送异常等引发的安全事故，保障生产环境和人员安全。总之，过程流体机械是化工生产不可或缺的重要组成部分，对化工产业的发展起着至关重要的作用。四、案例分析题（共15分）答题要求：本大题共3小题，每题5分。阅读以下案例，回答问题。某化工企业在生产过程中，一台离心泵出现了流量不足的问题。经检查发现，叶轮有磨损现象，泵的进口管道有堵塞情况。1.请分析叶轮磨损对离心泵流量的影响。答案：叶轮磨损会导致叶片的形状和尺寸发生变化，使叶片对流体的做功能力下降。流体获得的能量减少，从而导致离心泵的流量不足。磨损后的叶轮可能无法有效地将流体甩向叶轮外周，使得从泵出口排出的流体量减少。2.进口管道堵塞对离心泵运行有何危害？答案：进口管道堵塞会使离心泵进口处的压力降低，导致泵内流体的吸入量不足。泵内可能会出现气蚀现象，影响泵的正常运行。长期堵塞还可能导致泵的部件损坏，如叶轮、泵壳等，缩短泵的使用寿命。同时，由于进口流量不足，泵的工作效率下降，能耗增加。3.针对该离心泵出现的问题，应采取哪些解决措施？答案：对于叶轮磨损，应及时更换新的叶轮，确保叶轮的性能良好。对于进口管道堵塞，要清理堵塞物，检查管道是否有破损等其他问题。同时，要加强对离心泵的日常维护保养，定期检查叶轮、管道等部件，确保设备的正常运行。还可以考虑安装过滤装置等，防止杂质进入管道导致堵塞。五、计算题（共10分）答题要求：本大题共1小题。请写出计算过程和答案。某离心泵将密度为1000kg/m³的液体从低位槽输送到高位槽，两槽液位差为10m，流量为10m³/h。已知泵的效率为70%，轴功率为2kW。求该泵的扬程。（g取10m/s²）答案：1.首先计算有效功率：-质量流量\(m=\rhoQ=1000kg/m³×10m³/h=10000kg/h=\frac{10000}{3600}kg/s=\frac{25}{9}kg/s\)。-有效功率\(P_e=mgh=\frac{25}{9}kg/s×10m/s²×10m=\frac{2500}{9}W\)。2.然后根据泵的效率计算轴功率与有效功率的关系：-已知泵的效率\(\eta=70\%=0.7\)，轴功率\(P=2kW=2000W\)。-由\(\eta=\frac{P_e}{P}\)可得\(P_e=\etaP=0.7×2000W=1400W\)。3.最后计算扬程\(H\)：-由\(P_e=mg