第二章-流体输送机械

河南工程学院——《化工原理》习题流体输送机械1第二章流体输送机械一填空题1.离心泵的工作点是曲线与曲线的交点；离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵发生现象。2.离心泵用出口阀调节流量实质上是改变曲线，用改变转速来调节流量实质上是改变曲线。旋涡泵常用方法来调节流量。3．如图3，管路中装有离心泵：使用阀1调节流量易造成；若阀2关小，管路所送流量，泵扬程，泵出口压力表读数。4．离心泵的允许气蚀余量△h的定义式是。5．液体输送泵按工作原理大致可分为，，，。6．离心泵流量调节方法为，，。7．离心泵在启动前，要先灌泵，以防止现象的发生。8．离心泵的性能参数主要是，，，。性能曲线是指，，的关系曲线。9．离心泵的允许吸上真空度是指；允许气蚀余量是指。10．用离心泵把江水送至敞口高位槽，若管路条件不变，而江面下降，则泵的输液量__________；轴功率_________。11．采用离心泵的串并联可改变工作点，对于管路特性曲线较平坦的低阻管路，采用组合可获得较高的流量和压头，而对于高阻高阻管路，采用组合较好，对于（ΔZ+ΔP/ρɡ）值高于单台泵所能提供最大压头的特定管路，则采用组合方式。12．往复泵的有自吸能力，启动前不需，往复泵的压头与泵的尺寸，取决于管路特性，这类泵称为。流量调节不能简单地用排出管路上的阀门来调节流量，一般用来调节。13．风机的性能参数是指，，等。若被输送气体的温度增高，风机的风压将。风机的风量一般是以状态计量的。14．往复压缩机的主要部件有，，，。压缩比是指。为解决压缩机的流量不均问题，在压缩机的出口应安河南工程学院——《化工原理》习题流体输送机械2装。15．离心泵的轴封装置主要有两种：和。16．离心通风机的全风压是指与之和，其单位为。17．若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，流量，效率，轴功率。18．若离心泵入口真空表读数为700mmHg，当地大气压为101.33kPa，则输送上42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa）泵内发生。19．离心泵在一管路系统中工作，管路要求流量为Qe，阀门全开时管路所需压头为He，而与相对应的泵所提供的压头为Hm，则阀门关小压头损失百分数为％。20．若被输送的液体密度增大时，离心泵的流量，扬程，功率，效率。21．对离心泵的叶轮进行切削，使直径由D1变为D2，且D2=0.9D1，则流量Q2Q1，扬程H2H1，功率N2N1。22．往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。二选择题1.用同一离心泵分别输送密度为ρ1及ρ2的两种流体，已知二者体积流量相等，ρ1=1.2ρ2，则。A.扬程H1=H2，轴功率N1=1.2N2B.扬程H1=1.2H2，轴功率N1=N2C.扬程H1=H2，轴功率N1=N2D.扬程1.2H1=H2，轴功率1.2N1=N22.离心泵的安装高度与。A.泵的结构无关B.液体流量无关C.吸入管路的阻力无关D.被输送的流体密度有关3.两台型号相同的泵串联操作的总压头单台泵压头的两倍。A.低于B.等于C.大于D.不能确定4.离心泵的扬程是指单位质量流体经过泵以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.静压能D.位能（即实际的升扬高度）5.化工过程中常用到下列类型的泵：a、离心泵，b、往复泵，c、齿轮泵，d、螺杆泵。其中属于正位移泵的是，其流量调节必须采用。A.abcB.bcdC.adD.a6.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7.离心泵的调节阀开大时，。A.吸入管路阻力损失不变B.泵出口的压力减小C.泵入口的真空度减小D.泵工作点的扬程升高河南工程学院——《化工原理》习题流体输送机械38.某离心泵运行一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C.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9.离心泵的轴功率N和流量Q的关系为。A.Q增大，N增大B.Q增大，N先增大后减小C.Q增大，N减小D.Q增大，N先减小后增大10.在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数p2将，而当压力表装在调节阀以前，则压力表读数p1将A.随流量增大而减小B.随流量增大而增大C.随流量增大而基本不变D.随真空表读数的增大而减小11.离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是。A.最高效率点对应值B.操作点对应值C.最大流量下对应值D.计算数据12.有自吸能力的泵是。A.离心泵与旋涡泵B.往复泵与回转泵C.齿轮泵与离心泵D.回转泵与旋涡泵13.离心泵停止操作时宜A.先关出口阀后停电B.先停电后关阀C.先关出口阀或先停电均可D.单级泵先停电，多级泵先关出口阀14.离心泵在n＝n1时的特性曲线（Q1－H1关系）与n＝n2时的特性曲线（Q2－H2）对应点的关系是。A．Q1＝Q2H2＝H1（n2/n1）2B.Q1＝Q2（n2/n1）H2＝H1（n2/n1）2C．H1＝H2Q2＝Q1（n1/n2）D．Q2＝Q1（n2/n1）H2＝H1（n2/n1）15.离心泵在两敞口容器间输液，以下说法是正确的：当ρ变化时，离心泵的。A．H——Q特性曲线发生变化，N轴——Q线也发生变化B．H——Q特性曲线不发生变化，但N轴——Q特性曲线要发生变化C．H——Q特性曲线发生变化，N轴——Q特性曲线不发生变化D．H——Q特性曲线与N轴——Q特性曲线都不发生变化三简答题1.什么是离心泵的压头（扬程）？什么是风机的风压？2.什么是气缚现象？什么是气蚀现象？3.离心泵的特性曲线方程是什么？它与什么有关？与什么无关？4.离心泵的流量如何调节？往复泵的流量如何调节？那种方法使用方便？那种方法能量损失小？5.离心泵的性能曲线图由哪几条曲线组成？河南工程学院——《化工原理》习题流体输送机械46.对一定的管路，当用两台相同离心泵串联（或并联）操作时，其压头（流量）与使用同一台泵时的压头（流量）的关系是什么？7.在离心泵的组合方式选择时，对低阻管路，应采用那种组合方式？对高阻管路又如何？8.什么是泵的设计点？泵的工作点如何确定？9.离心泵铭牌上表明的压头是指该泵在规定转速，最高效率下对单位重量的20℃的水提供的能量，对吗？10.为什么要采用多级压缩？多级压缩机的级间为何采用中间冷却？11.离心泵启动后吸不上液体，是什么原因？怎样才能使泵正常工作？12.离心泵的选用有那几条原则？13.液体密度与离心泵的理论压头有何关系？同一压头下，泵进出口的压差与流体的密度有何关系？14.允许吸上真空高度与允许气蚀余量是如何定义的？15.离心泵的操作要点有那些？四计算题【2-1】用离心泵（转速为2900r/min）将20℃的清水以60m3/h的流量送至敞口容器。此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4m和0.61m。规定泵入口的真空度不能大于64kPa。泵的必需气蚀余量为3.5m。试求（1）泵的安装高度（当地大气压为100kPa）；（2）若改送55℃的清水，泵的安装高度是否合适。解：(1)泵的安装高度在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面），得2a11gf,01()2ppuHHgg即3g64100.612.410009.81H51.3gHm（2）输送55℃清水的允许安装高度55℃清水的密度为985.7kg/m3，饱和蒸汽压为15.733kPa则avgf,01()ppHNPSHHg=4.2)5.05.3(81.97.98510)733.15100(3=2.31m原安装高度（3.51m）需下降1.5m才能不发生气蚀现象。【2-2】附图为测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中已测出如下一组数据：泵进口处真空表读数p1=2.67×104Pa(真空度)泵出口处压强表读数p2=2.55×105Pa(表压)泵的流量Q=12.5×10－3m3/s,功率表测得电动机所消耗功率为6.2kW河南工程学院——《化工原理》习题流体输送机械5吸入管直径d1=80mm,压出管直径d2=60mm,两测压点间垂直距离Z2－Z1=0.5m泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，电动机的效率为0.93,实验介质为20℃的清水.试计算在此流量下泵的压头H、轴功率N和效率η。解：（1）泵的压头在真空表及压强表所在截面1－1与2－2间列柏努利方程：HgugpZ22111fHgugpZ22222式中Z2－Z1=0.5mp1=－2.67×104Pa（表压）p2=2.55×105Pa（表压）u1=m/s49.208.0105.12442321dQu2=m/s42.406.0105.12442322dQ两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故H=0.5+81.9249.242.481.910001067.21055.22245=29.88mH2O（2）泵的轴功率功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身消耗一部分功率，其效率为0.93，于是电动机的输出功率（等于泵的轴功率）为：N=6.2×0.93=5.77kW（3）泵的效率NgQHNNe100077.581.9100088.29105.123=63.077.566.3在实验中，如果改变出口阀门的开度，测出不同流量下的有关数据，计算出相应的H、N和η值，并将这些数据绘于坐标纸上，即得该泵在固定转速下的特性曲线。【2-3】用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面维持恒差8.8m，管内流动在阻力平方区，管路特性方程为52ee8.85.210Hq（qe的单位为m3/s）单台泵的特性方程为25102.428qH（q的单位为m3/s）试求泵的流量、压头和有效功率。解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H，进而计算Pe。河南工程学院——《化工原理》习题流体输送机械6管路特性方程52ee8.85.210Hq泵的特性方程25102.428qH联立两方程，得到q=4.52×10–3m3/sH=19.42m则3e19.424.521010009.81PHqgW=861W【2-4】用离心通风机将50℃、101.3kPa的空气通过内径为600mm，总长105m（包括所有局部阻力当量长度）的水平管道送至某表压为1×104Pa的设备中。空气的输送量为1.5×104m3/h。摩擦系数可取为0.0175。现库房中有一台离心通风机，其性能为：转速1450min-1，风量1.6×104m3/h，风压为1.2×104Pa。试核算该风机是否合用。解：将操作条件的风压和风量来换算库存风机是否合用。2T21f()2uHpph4m1101013002pPa=106300Pam1063002931.205101330323kg/m3=1.147kg/m3sv22m15000101300ππ36000.610630044Vpudpm/s=14.40m/s则24T10514.401101.1470.017510.62HPa=10483Pa147.12.110483THPa=10967Pa库存风机的风量q=1.6×104m3/h，风压HT=1.2×104Pa均大于管路要求（qe=1.5×104m3/h，HT=10967Pa），故风机合用。【2-5】采用一台三效单动往复泵，将敞口贮槽中密度为1200kg/m3的粘稠液体送至表压为1.62×103kPa的高位槽中，两容器中液面维持恒差8m，管路系统总压头损失为4m。已知泵的活塞直径为70mm，冲程为225mm，往复次数为200min-1，泵的容积效率和总效率分别为0.96和0.91。试求泵的流量、压头和轴功率。解：（1）往复泵的实际流量2vrπ330.960.070.2252004qASnm3/min=0.499m3/min(2)泵的扬程6e1.6210(84)12009.81HHm=14