流體輸送機(jī)械習(xí)題及答案.doc

2.2 習(xí)題2.2.1填空與選擇題1 （1）離心泵的主要部件有_、_和_。（2）往復(fù)泵主要適用于_、_的場合。2 離心泵產(chǎn)生汽蝕，通常是由于_，_，_，_等。3 離心泵的葉片一般是_，這是為了輸出時增大_，減少_。4 （1）若被輸送流體粘度增高，則離心泵的壓頭_、流量_、效率_、軸功率_。（2）若被輸送流體密度改變,則離心泵的_、_及_均保持不變。（3）離心泵的總效率反映了_，_和_三項(xiàng)能量損失的影響。（4）離心泵吸入管線一般處于_壓狀態(tài)，若此時吸入管有泄漏，離心泵可能出現(xiàn)_現(xiàn)象。5 （1）離心泵工作點(diǎn)是_曲線與_曲線的交點(diǎn)。（2）離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發(fā)生_現(xiàn)象。6 （1）離心泵的軸封裝置主要有_和_兩種；（2）管路特性曲線的一般表達(dá)式是_。（3）影響離心泵理論流量的因素有_和_。（4）離心泵葉輪按有無蓋板可分為_、_、_。7 在測定離心泵的性能曲線實(shí)驗(yàn)過程中，在泵出口處應(yīng)安裝_和_，而_必須在_的前部。在泵的入口處應(yīng)安裝_，在_上還必須安測流量儀表，測流量儀表可以采用_或_或_等。8 （1）離心泵的特性曲線通常包括_、_和_曲線，這些曲線表示在一定的_下輸送某特定液體時的性能。（2）離心泵用出口閥調(diào)節(jié)流量實(shí)質(zhì)上是改變了_曲線使其_位置發(fā)生變化,如果將離心泵的轉(zhuǎn)速減少，則可以使_曲線改變，改變的方向是_。9 泵的壓頭單位是_，可簡化為_，其物理意義是_。10 往復(fù)壓縮機(jī)的排氣量是指_。11 離心通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓的單位是_，它的物理意義應(yīng)理解為_。12 （1）離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù)，壓力表的讀數(shù)。（2）往復(fù)泵的轉(zhuǎn)速（往復(fù)次數(shù)）增加時，流量_，揚(yáng)程。(增大，變小，不變)13 （1）離心泵的揚(yáng)程含義是。（2）離心泵常采用調(diào)節(jié)流量，往復(fù)泵常采用調(diào)節(jié)流量。14 用離心泵在兩敞口容器間輸液，在同一管路中，若用離心泵輸送密度為1200kg/m3的某液體（該溶液的其它性質(zhì)與水相同），與輸送水相比，離心泵的流量，揚(yáng)程，泵出口壓力，軸功率。(變大，變小，不變，不確定)15 離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：m3/s時，m；管路特性為m3/s時，m，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的壓頭_m，有效功率W。16 （1）寫出兩種旋轉(zhuǎn)泵的名稱：和。（2）離心泵的轉(zhuǎn)速提高10，則泵新的特性曲線上的一個點(diǎn)比原特性曲線上對應(yīng)的點(diǎn)流量提高，壓頭提高，軸功率增加。17 （1）選擇壓縮機(jī)時，首先應(yīng)根據(jù)選定壓縮機(jī)的種類。型式確定后，再根據(jù)生產(chǎn)中所要求的和確定規(guī)格。（2）寫出兩種真空泵的名稱：、。18 （1）流體輸送設(shè)備按工作原理可分為，。（2）離心泵中是將電動機(jī)的能量傳遞給液體的部件，而則是將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽艿牟考?。?）離心泵按吸液方式分為和。19 離心泵的性能參數(shù)包括，。離心泵銘牌上標(biāo)明的流量和揚(yáng)程指的是時的流量和揚(yáng)程。20 （1）離心泵的軸功率，有效功率（理論功率），與效率間的關(guān)系是，泵的效率包括，和。（2）產(chǎn)品樣本上離心泵的特性曲線是在一定的_下，輸送_時的特性曲線。21 （1）旋渦泵常采用來調(diào)節(jié)流量，往復(fù)泵、泵等一切泵在旁路閥關(guān)閉時，不能全關(guān)。22 推導(dǎo)離心泵基本方程式的兩個基本假定是：（）_，（）。23 當(dāng)流量一定而且流動已進(jìn)入阻力平方區(qū)時臨界汽蝕余量只與_有關(guān)，是泵的一個_參數(shù)。24 離心泵停車時應(yīng)該_。（A）首先斷電，再閉出口閥； （B）先關(guān)出口閥，再斷電；（C）關(guān)閥與斷電不分先后； （D）只有多級泵才先關(guān)出口閥。25 從地槽向常壓吸收塔送液，一臺離心泵在高效點(diǎn)工作。若管路不變，再并聯(lián)一臺同型號離心泵，則（ ）（A）兩泵均在高效點(diǎn)工作；（B）兩泵均不在高效點(diǎn)工作；（C）僅原泵在高效點(diǎn)工作；（D）僅新裝泵在高效點(diǎn)工作。26 將含晶體10的懸浮液送往料槽宜選用（ ）（A）離心泵 （B）往復(fù)泵 （C）齒輪泵 （D）噴射泵。27 某泵在運(yùn)行年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，應(yīng)（ ）（A）停泵，向泵內(nèi)灌液 （B）降低泵的安裝高度（C）檢查進(jìn)口管路是否有泄漏現(xiàn)象 （D）檢查出口管路阻力是否過大。28 用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，若離心泵在正常操作范圍內(nèi)工作，開大出口閥門將導(dǎo)致（ ）（A）送水量增加，整個管路壓頭損失減少；（B）送水量增加，整個管路壓頭損失增大；（C）送水量增加，泵的軸功率不變； （D）送水量增加，泵的軸功率下降。29 有一鍋爐，每小時蒸發(fā)水量為20噸，額定壓力為1.5MPa，此鍋爐注水泵選（ ）（A）單級離心泵； （B）多級離心泵； （C）齒輪泵； （D）螺桿泵。30 以下不是離心式通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)（ ）（A）風(fēng)量 （B）揚(yáng)程 （C）效率 （D）風(fēng)壓31 當(dāng)管路特性曲線寫為時（ ）（A）A只包括單位重量流體需增加的位能（B）A包括單位重量流體需增加的位能與靜壓能之和（C）代表管路系統(tǒng)的局部阻力損失（D）代表單位重量流體增加的動能32 以下說法是正確的：當(dāng)粘度較大地增大時，在泵的性能曲線上（A）同一流量處，揚(yáng)程下降，效率上升（B）同一流量處，揚(yáng)程上升，效率上升（C）同一流量處，揚(yáng)程下降，效率下降（D）同一流量處，揚(yáng)程上升，效率下降33 有人認(rèn)為泵的揚(yáng)程就是泵的升揚(yáng)高度，有人認(rèn)為泵的軸功率也就是電動機(jī)的功率（A）這兩種說法都不對，（B）這兩種說法都對，（C）前一種說法對， （D）后一種說法對。34 當(dāng)兩臺規(guī)格相同的離心泵并聯(lián)時，只能說（ ）（A）在新的工作點(diǎn)處較原工作點(diǎn)處的流量增大一倍（B）當(dāng)揚(yáng)程相同時，并聯(lián)泵特性曲線上的流量是單臺泵特性曲線上流量的兩倍（C）在管路中操作的并聯(lián)泵較單臺泵流量增大一倍（D）在管路中操作的并聯(lián)泵揚(yáng)程與單臺泵操作時相同，但流量增大兩倍35 當(dāng)兩個同規(guī)格的離心泵串聯(lián)使用時，只能說（ ）（A）串聯(lián)泵較單臺泵實(shí)際的揚(yáng)程增大一倍（B）串聯(lián)泵的工作點(diǎn)處較單臺泵的工作點(diǎn)處揚(yáng)程增大一倍（C）當(dāng)流量相同時，串聯(lián)泵特性曲線上的揚(yáng)程是單臺泵特性曲線上的揚(yáng)程的兩倍（D）在管路中操作的串聯(lián)泵，流量與單臺泵操作時相同，但揚(yáng)程增大兩倍2.2.2 應(yīng)用舉例題【1】在圖示中，有一直徑為mm，長為30的水平直管AB，在其中間裝有孔徑為16.4mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，流量系數(shù)，流過孔板永久壓降為，管內(nèi)流動摩擦系數(shù)取0.022。試求：（1）AB段壓降； （2）若泵的軸功率為0.3kW，效率為62%，則AB管所消耗功率為泵有效功率的百分之多少？流體密度為870kg/m，U形管中的指示液為汞，其密度為13600kg/m，R=0.6m。解：（1）根據(jù)孔板的流量計(jì)算式：得圖2-1 例1附圖管內(nèi)流速質(zhì)量流量在A、B兩截間列機(jī)械能衡算式：將 代入上式得為流體在AB段的能量損失，由直管阻力損失和孔板流量計(jì)的永久壓降組成，即可得AB段壓降為 （2）首先需計(jì)算泵的有效功率AB段消耗功率為 圖2-2 例2附圖于是AB段所耗功率占泵有效功率的百分?jǐn)?shù)為 【2】如附圖所示，從水池用離心泵向高位槽送水，要求送水量為45m3/h，總管路長（包括當(dāng)量長度）150m，高位槽內(nèi)壓強(qiáng)19.62kPa（表壓），管路均為1084mm的光滑管，高位槽水面距水池面高20。水的密度為1000kg/m3，粘度為1mPas求：（1）泵的壓頭和軸功率（泵效率為65）； （2）若閥門開度和操作條件不變，現(xiàn)改為輸送的另一種液體，粘度不變，試示意指明工作點(diǎn)的變化趨勢，并定性分析H、的變化方向。解：（1）根據(jù)送水量，可計(jì)算出管內(nèi)流體流速通過雷諾數(shù)判定管內(nèi)流動類型，從而確定摩擦系數(shù)的計(jì)算方法 為湍流對于光滑管，湍流時 以1-1截面為位能基準(zhǔn)，在截面1-1和2-2之間列機(jī)械能衡算式：上式中 （表壓），（表壓）代入上式可得泵的壓頭為：泵的軸功率 （2）泵的特性曲線與密度無關(guān)，但管路特性曲線與密度有關(guān)，管路特性曲線為 當(dāng)增大時，A值變小，而B不變，即管路特性曲線的線型不變，位置下移，由圖可見工作點(diǎn)由A移到A，揚(yáng)程H略減，流量增加；又，上式都改變，其中H，一般，H改變量較?。ㄇ€平滑），所以一般增大，或根據(jù)泵特性曲線中的關(guān)系可知，流量增加，泵軸功率增大?！?】用離心泵將原油從油庫沿管內(nèi)徑為0.15m，長2公里（包括局部阻力的當(dāng)量長度）的水平管送往煉油廠，輸油量為40m3/h，油泵總效率為0.65，求：（1）泵的軸功率；（2）某天該油泵突然發(fā)生故障，于是開動一臺備用泵，其壓頭僅為原來泵的80%，問此泵能輸送原油多少m3/h。已知條件：油的密度為890kg/m3，粘度為0.4Pas，油庫與貯罐均為常壓（換泵后當(dāng)量長度按不變考慮）。解：（1）根據(jù)輸油量計(jì)算管內(nèi)流速通過雷諾數(shù)判定管內(nèi)流動類型，從而確定摩擦系數(shù)的計(jì)算方法 為層流層流時 該題條件下，油泵所耗功率完全用于克服管路阻力，在輸油管的進(jìn)出口間列機(jī)械能衡算式可得：泵的軸功率 （2）改用備用泵后，其壓頭為分析可知：由于泵的壓頭減少，輸送過程全程壓降改變?yōu)椋阂虮玫膲侯^降低，輸油量必減少，所以輸油管內(nèi)仍為層流流動，對于水平圓管的層流流動，由泊稷葉方程 由此得輸油管內(nèi)流速 輸油量 【6】如本題附圖所示的輸水系統(tǒng)，管路直徑為mm，當(dāng)流量為36m3/h時，吸入管路的能量損失為6J/kg，排出管的壓頭損失為0.8m，壓強(qiáng)表讀數(shù)為245kPa，吸入管軸線到U形管汞面的垂直距離m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為98.1kPa，試計(jì)算：（1）泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度；（2）泵的軸功率（）；（3）泵吸入口壓差計(jì)讀數(shù)R。解：該題包括了機(jī)械能衡算方程、連續(xù)性方程、靜力學(xué)方程的綜合運(yùn)用，解題技巧在于根據(jù)題給數(shù)據(jù)恰當(dāng)選取截面，以便使計(jì)算過程清晰化。（1）泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度截面與位能基準(zhǔn)面（1-1截面）的選取如本題附圖所示。由題給條件，在1-1與2-2兩截面之間列機(jī)械能衡算式可直接求得泵的揚(yáng)程，即式中 所以 在1-1與3-3兩截面之間列機(jī)械能衡算式并整理便可求得泵的升揚(yáng)高度，即（2）泵的軸功率（3）真空表讀數(shù)R欲求真空表讀數(shù)R，需在1-1和4-4兩截面之間列機(jī)械能衡算式以計(jì)算泵入口處壓強(qiáng)，然后再利用靜力學(xué)方程求解。由機(jī)械能衡算式得 整理上式并將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得：對U形管壓差計(jì)列靜力學(xué)方程得通過該題（1）的計(jì)算，從概念上應(yīng)該搞清楚：泵的揚(yáng)程是1N流體從輸送機(jī)械獲得的有效能量圖2-5 例6附圖，而升揚(yáng)高度是機(jī)械能衡算式中的圖2-6 例7附圖項(xiàng)，切不可將二者混淆?！?】用離心泵向水洗塔送水。在規(guī)定轉(zhuǎn)速下，泵的送水量為0.013m3/s，壓頭為45m。當(dāng)泵的出口閥全開時，管路特性方程為： （的單位為m3/s）為了適應(yīng)泵的特性，將泵的出口閥關(guān)小以改變管路特性。試求：（1）因關(guān)小閥門而損失的壓頭；（2）關(guān)小閥門后的管路特性方程。解：因關(guān)小閥門而損失的壓頭為泵的壓頭與管路要求壓頭的差值。關(guān)小閥門后，增加了局部阻力，使管路特性曲線變陡，關(guān)小閥門前后管路特性曲線如本題附圖中的曲線1、2所示。A、B兩點(diǎn)之間的垂直距離代表。（1）關(guān)小閥門的壓頭損失當(dāng)流量時，泵提供的壓頭m，而管路要求的壓頭為 損失的壓頭為（2）關(guān)小閥門后的管路特性方程管路特性方程的通式為： 在本題條件下，不發(fā)生變化，而B值因關(guān)小閥門而變大。關(guān)小閥門后應(yīng)滿足如下關(guān)系：解得： 關(guān)小閥門后的管路特性方程為： 【8】用離心泵向密閉高位槽送料，流程如本題附圖所示。在特定轉(zhuǎn)速下，泵的特性方程為：（的單位為m3/s）當(dāng)水在管內(nèi)的流量時，流動進(jìn)入阻力平方區(qū)?，F(xiàn)改送密度的水溶液（其它性質(zhì)和水相近）時，密閉容器內(nèi)維持表壓118kPa不變，試求輸送溶液時的流量和有效功率。解：本題條件下，泵的特性方程和特性曲線不變，而當(dāng)流動在阻力平方區(qū)時，管路特性方程中的比例系數(shù)B值保持恒定，在維持密閉高位槽表壓不變的情況下，隨被輸送液體密度加大，管 圖2-7 例8附圖路特性方程中的值變小，因而管路特性曲線向下平移，從而導(dǎo)致泵的工作點(diǎn)向流量加大方向移動，如本題附圖中的曲線2所示。下面進(jìn)行定量計(jì)算。輸送清水時，管路特性方程為將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得此式與泵的特性方程聯(lián)解以確定B值解得 當(dāng)輸送溶液時，B值不變，管路特性方程變?yōu)榇朔匠膛c泵的特性方程聯(lián)解，便可求解改送溶液時的流量，即解得 所以 泵的有效功率為由上面計(jì)算可知，當(dāng)泵上下游兩容器的壓強(qiáng)差不為零時，被輸送液體密度的變化必引起管路特性曲線的改變，從而導(dǎo)致泵工作點(diǎn)的移動。在本題條件下，密度加大，使泵的流量加大，壓頭下降，功率上升?！?2】某帶有變頻調(diào)速裝置的離心泵在轉(zhuǎn)速1480r/min下的特性方程為（單位為m3/min）。輸送管路兩端的勢能差為16.8m，管徑為，長1360m（包括局部阻力的當(dāng)量長度），。試求：（1）輸液量；（2）當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為1700r/min時的輸液量。解：（1）管路特性方程為（單位為m3/min）： （1）泵的特性方程為： （2）式（1）和式（2）聯(lián)立得：解得：（2）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速調(diào)為時，根據(jù)泵的比例定律； 即，將此式代入泵特性方程得：將調(diào)速后泵的特性方程與管路特性方程聯(lián)立得 【13】某型號的離心泵，在一定的轉(zhuǎn)速下，在輸送范圍內(nèi)，其壓頭與流量的關(guān)系可用（單位為，單位為m3/s）來表示。用該泵從貯槽將水送至高位槽，如附圖所示。兩槽均為敝口，且水面維持恒定。管路系統(tǒng)的總長為20（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度），管徑為463，摩擦系數(shù)可取為0.02，試計(jì)算：（）輸水量為多少m3/h；（）若泵的效率為65，水的密度為1000kg/m3，離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時的軸功率為多少kW；（）若將該輸送系統(tǒng)的高位槽改為密閉容器，其內(nèi)水面上方的壓強(qiáng)為49kPa（表壓），其它條件均不變，試分析此情況下的輸水量與泵的軸功率將如何變化（不必計(jì)算，用公式與特性曲線圖示說