流體輸送模塊計算題答案

1、流體輸送模塊練習(xí)題答案計算題1.解：（1）水的流速：環(huán)隙面積A=（0.0892-0.0542）×3.14/4=0.0052 m2 水的流量V=5m3/h=0.0014m3/s 所以水的流速u=A/V=0.0052/0.0014=3.71 m/s （2）判斷水的流動形態(tài)當(dāng)量直徑de=0.089-0.054=0.035m Re=（du）/µ=（0.035×3.71×1000）/0.001=129850 Re=1298504000,所以水的流動形態(tài)為湍流。 2.解：根據(jù)題意，已知： 高度 Z2-Z1=12m；壓力P1=P2=P0；流速u1=u2=0總能量損失E

2、f=55 J/Kg根據(jù)柏努力方程： Z1g+ P1/+ u12/2+ W = Z2g+ P2/+ u22/2+Ef所以：W= (Z2-Z1 )g+ Ef=12×9.81+55 2分 =545.5 J/Kg質(zhì)量流量qm=10×1030/3600=1.111kg/s 1分有效功率P有=qmW=1.111×545.5 2分 =606 J/s (W)3. 解：（1）水的流速：環(huán)隙面積A=（0.0892-0.0542）×3.14/4=0.0052 m2 2分水的流量V=5m3/h=0.0014m3/s 1分所以水的流速u=A/V=0.0052/0.0014=3.7

3、1 m/s 4分（2）判斷水的流動形態(tài)當(dāng)量直徑de=0.089-0.054=0.035m 3分Re=（du）/µ=（0.035×3.71×1000）/0.001=129850 3分Re=1298504000,所以水的流動形態(tài)為湍流。 2分4. 解：根據(jù)題意，已知： 2分高度 Z2-Z1=30m；壓力P1=P2=P0；流速u1=u2=0總能量損失Ef=55 J/Kg根據(jù)柏努力方程： 3分 Z1g+ P1/+ u12/2+ W = Z2g+ P2/+ u22/2+Ef所以：W= (Z2-Z1 )g+ Ef=50×9.81+55 2分 =349.3 J/Kg質(zhì)

4、量流量qm=4×1000/3600=1.111kg/s 1分有效功率P有=qmW=1.111×545.5 2分 =383 J/s (W)9. 解：根據(jù)題意可知 P+（2.4 -1）水g = P0+（1.3 1）汞g 所以：P=1.013×105+（1.3 1）×13600×9.81-（2.4 -1）×1000×9.81 =1.276×105 Pa 如果以表壓表示，則 P=1.276×105 Pa-1.013×105 Pa=2.63×104Pa 5分10. 解：根據(jù)題意，已知： 高度 Z

5、2-Z1=50m；壓力P1=P2=P0；流速u1=u2=0總能量損失Ef=55 J/Kg根據(jù)柏努力方程： 3分 Z1g+ P1/+ u12/2+ W = Z2g+ P2/+ u22/2+Ef所以：W= (Z2-Z1 )g+ Ef=50×9.81+55 2分 =545.5 J/Kg質(zhì)量流量qm=4×1000/3600=1.111kg/s 1分有效功率P有=qmW=1.111×545.5 2分 =606 J/s (W)11. 解：已知：指示液密度指=1400Kg/m3 流體密度=1000Kg/m3 U型管壓差計讀數(shù)R=1500 m m=1.5m 3分 壓力差P=（指-

6、）gR 4分 =（1400-1000）×9.81×1.5 =5886Pa 3分12. 解：已知：水的流量V=3L/s=0.003 m3/s；密度=1000Kg/m3 黏度µ=1.5cP=1.5×10-3 Pa·s 2分 管徑d=27mm=0.027m （1）水的流速： 3分 =5.24m/s（2）判斷水在管中的流動形態(tài) 雷諾數(shù) 3分 =9432 由于Re4000，所以是在管道中的流動是湍流。 2分72. 解：已知：指示液密度指=13600Kg/m3 流體密度=1030Kg/m3 U型管壓差計讀數(shù)R=150 m m=0.15m 壓力差P=（指-）

7、gR =（13600-1030）×9.81×0.15 =18497Pa 解：已知：流量V=2.25L/s=0.00225 m3/s；密度=1030Kg/m3 黏度µ=2.12cP=2.12×10-3 Pa·s 管徑d=27mm=0.027m （1）水的流速： =3.93m/s（2）判斷水在管中的流動形態(tài) 雷諾數(shù) =51553 由于Re4000，所以是在管道中的流動是湍流。 89. u1/u2=d12/d22,u2=d12u1/d22=(200/100)2*0.5=2m/s qv=(/4)d12*u1=0.0157m3/s=56.52m3/h q

8、m=6.7*104kg/h90. 分別以低位槽和高位槽的液面作為1-1和2-2截面，1-1截面位置為基準(zhǔn)水平面列柏努力方程gz1+u12/2+p1/+we=gz2+u22/2+p2/+h損z1=o,z2=20m,p1=p2=0(表壓)，u10,u20, h損=390J/kg.we=20*9.8+390=586J/kg . pe=we*qm=5.8*103 J/kg .92. 解：設(shè)水封管必須插入水下的深度為h，m，才能維持設(shè)備內(nèi)的壓力不超過規(guī)定值，則水封管口所在水平面處的表壓力為80mmHg，于是： 故液封的高度應(yīng)為：      &#

9、160;       93. 解：在水槽液面1-1與塔內(nèi)水管與噴頭連接處2-2之間應(yīng)用柏努利方程，并以1-1截面為基準(zhǔn)水平面，得： 式中 Z10，Z220m； p1300kPa3.00×105Pa，p22250kPa2.25×105Pa；Ef49J/kg；1000kg/m3；u10 將數(shù)據(jù)代入柏努利方程式，得      W2797J/kg； 水泵的有效功率為    NeWqV=2797×15

10、15;1000/360011654W11.654kW 4、 問答題1.原因：當(dāng)泵入口處的壓力降低到與操作溫度下液體的飽和蒸汽壓相等甚至更小時，葉輪進口處的液體中就會汽化出現(xiàn)汽泡。泵入口處的壓力p1操作溫度下液體的飽和蒸汽壓pv 現(xiàn)象：除發(fā)出噪音外，同時還會使泵的流量，揚程和效率都明顯下降 危害：，泵的使用壽命縮短，嚴(yán)重時使泵不能正常工作 防止：對離心泵的幾何安裝高度必須進行限制小于最大允許安裝高度 2.答：開車：罐泵關(guān)出口閥開電機開出口閥 停車：關(guān)出口閥關(guān)電機 3.答： 顆粒大?。毫６却髣t速度大； 顆粒與流體的密度差：密度差大則速度大；流體的黏度：黏度大則速度??；顆粒的形狀：不同的形狀速度不同

11、；顆粒的數(shù)量：顆粒越多則速度越小。7.答：當(dāng)一個泵安裝在一定的管路系統(tǒng)中工作時，實際流量，不僅與離心泵本身的特性有關(guān)，而且還取決于管路的工作特性，也即是在輸送液體過程中，泵和管路必須是互相配合的，即：離心泵的流量調(diào)節(jié)方法有兩種：（1）.調(diào)節(jié)管路特性曲線如：調(diào)節(jié)出口閥的開度、改變管徑、管長等 （2）.調(diào)節(jié)離心泵特性曲線如：改變轉(zhuǎn)數(shù)、葉輪直徑等 8.答：流體輸送管路系統(tǒng)包括：流體輸送機械、（泵、壓縮機等） 管道、管件 閥門、流量計等 21. 答：由于離心泵葉輪中心處的高度真空,使液體氣化,而葉輪外圍又處于高壓狀態(tài),使氣化的液體又迅速冷凝,液體的快速氣化和快速冷凝對葉輪產(chǎn)生了腐蝕. 292. 答：在

12、開車時：離心泵是縣關(guān)閉出口閥，而往復(fù)泵必須先打開出口閥；離心泵的流量可通過出口閥進行調(diào)節(jié)，往復(fù)泵的流量只能通過旁路來調(diào)節(jié)。314. 答：當(dāng)泵的安裝高度ZS過大，達到極限時，泵的 入口處真空度較大，HS達到最大，PS降低到與輸送溫度此案的 飽和蒸汽壓PV相等時，進入泵的液體大量汽化流體中的氣泡占據(jù)空間，進入葉輪高壓區(qū)，又迅速凝成液體，造成幾百個，甚至幾千個大氣壓的局部壓力，產(chǎn)生噪音和振動，葉輪局部材料可能產(chǎn)生疲勞，從點蝕到嚴(yán)重的蜂窩狀，葉輪受到損壞，Q.H 顯著，下降嚴(yán)重時，泵不能正常運轉(zhuǎn)，甚至損壞。316. 答：清水泵、雜質(zhì)泵、油泵、腐蝕泵。318. 答：1選擇合適的 管路途徑，盡量縮短管道的

13、長度，減少直管阻力.2合理設(shè)計管路，盡量減少管件閥門，減少局部阻力。3適當(dāng)?shù)姆糯蠊軓?，增大管路截面積，在保證流量的 前提下，減少流速，減少阻力。4可以在流體內(nèi)添加潤滑劑，減少摩擦，食品工業(yè)上一般不用 319. 答：系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓低于1atm時的狀態(tài)稱為真空。真空泵是將氣體從低于1atm的 狀態(tài)下壓縮提壓到某一壓強，而從設(shè)備或系統(tǒng)中抽出氣體，使設(shè)備或系統(tǒng)的絕對壓強低于外界大氣壓強320. 答：泵的流量qv、壓頭（揚程）H、轉(zhuǎn)速n、軸功率P和效率五、判斷題1.U型管壓差計也可用密度小于物料密度的液體作指示液。 （ ） 2.在穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，管路中任一截面流體的質(zhì)量流量是相等的。 （ ）3.對于穩(wěn)定

14、流動系統(tǒng)，管路中任一截面的流體的流量相等。 （ ）4在任何流體內(nèi)部的任意一點上，各個方向上的靜壓強相等。 （ ）6.某水管路中水的質(zhì)量流量是25kg/s。 （ ）7.在連續(xù)流體中，位置越高壓強越小。 （ ）8.往復(fù)泵的流量絕對不能由其出口閥進行調(diào)節(jié)。 （ ）9.在管道內(nèi)部的任意一截面上，各個點上的靜壓強相等。 （ ）10.水在4時的密度是1.0。 （ ）13. 某水管路中水的流量是25kg/s。 （ ）14.U型管壓差計必需用密度大于物料密度的液體作指示液。 （ ）15. 往復(fù)泵的流量也可由其出口閥進行調(diào)節(jié)。 （ ）125.往復(fù)泵的流量一般可由其出口閥進行調(diào)節(jié)。×128.在穩(wěn)定流動系

15、統(tǒng)中，根據(jù)連續(xù)性方程式，管路中任一截面的流體的流量是相等的。 （ ）135.輸送韌性和可壓縮性物料時，可以采用齒式或葉片式螺旋輸送機。136.衛(wèi)生離心泵的吸入口位置只要低于貯罐口，開機時就可將罐內(nèi)料液吸出。137.螺桿泵的轉(zhuǎn)動件是用食用級橡膠制造的。×138.螺桿泵、齒輪泵和離心泵只要改變旋轉(zhuǎn)方向就可以改變輸送方向。×139.螺桿泵的輸出壓頭與螺桿的長度有關(guān)。185.雖然濕式往復(fù)式真空泵可以抽水汽，但在食品工業(yè)中使用不多。186.用于蒸汽噴射泵的蒸汽壓力較高，且要求壓力穩(wěn)定。六、選擇題1.下列不屬于離心沉降的設(shè)備是 （ C）A 高速管式離心機；B 旋液分離器；C 三足式離心

16、機；D 旋風(fēng)分離器。2.某設(shè)備真空度是100mmHg，則其絕對壓力為 （C ）A600mmHg； B860mmHg；C660mmHg； D100mmHg3.某氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為1kg/m3，則在546K、2atm下的密度為（A ）A1kg/ m3 . B.2kg/m3 C. 0.5kg/ m3. D.4kg/ m34.某流體在管路中流動，Re=30000，則其流動型態(tài)是 （B ）A過渡流； B. 湍流 ； C. 層流95.某設(shè)備表壓是100mmHg，則其絕對壓力為 （ B ）A100mmHg； B860mmHg；C660mmHg； D600mmHg96.某氣體在546K、2atm下的密度

17、為1kg/m3，則在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為（C ）A0.5kg/ m3 . B.2kg/m3 C.1kg/ m3. D.4kg/ m397.如果外界大氣壓是105Pa，某設(shè)備真空度是20KPa，則其絕對壓力為 （ B ）A120KPa； B80KPa；C20KPa； D8000Pa117.設(shè)備內(nèi)絕壓為300mmHg，其真空度為（A）mmHg（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg）。A、450；    B、1050；    C、460；    D、-450 118.液體的溫度升高粘度（B）；

18、氣體的溫度升高粘度增大。A、不變；     B、減?。?#160;   C、增大；    D、不定 119.對不可壓縮流體，當(dāng)體積流量一定時，流速與管徑的2次方成反比；若體積流量不變，管徑減小一倍，管內(nèi)流體流速為原來的(A )倍。A、4；    B、5；    C、2；    D、1.75120.流體的流量不變，將管徑增加一倍，則雷諾數(shù)為原來的( A) 倍。A、1/2

19、；    B、2；    C、4；    D、1/4121.當(dāng)氣體壓強增加一倍時，此時氣體的密度為原來的( B) 倍。A、 1倍；    B、 2倍；    C、 4倍；    D、 8倍122.流體在圓形管內(nèi)作層流流動時，管中心處的流體質(zhì)點流速為管內(nèi)平均流速的(C ) 倍。A、1/2；    B、1；  &

20、#160; C、2；    D、2.5123.流體的流動類型有（ B ）。A、自然對流和強制對流；    B、層流和湍流；C、層流、湍流和過渡流；    D、溝流和壁流 124.離心泵銘牌上所標(biāo)明的揚程是（ B）。A、流量為零時的揚程；     B、效率最高時的揚程；C、功率最大時的揚程；     D、功率最小時的揚程 125.離心泵的揚程指的是（C ）液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。A、1k

21、g；     B、1m3；     C、1N；     D、1L 126.選用離心泵時，一般以泵的效率不低于最高效率的（B ）為合理。A、75%；     B、92%；     C、85%；     D、98% 132.穩(wěn)態(tài)流動中，流速只與 有關(guān)，而不穩(wěn)態(tài)流動中，流速除與 有關(guān)，還與 有關(guān)。（ A ）（A）位置，位置，時間； （B）時間，時間，位置；（C）位置，時間，位置； （D）時間，位置，時間， 134.某離心泵分別輸送密度為及的兩流體，已知兩者體積流量相等，=1.2，則_。（ C ）（A）揚程H1=H2，軸功率N2=1.2N1 （B）揚程H1=1.2H2，軸功率N2=N1（C）揚程H1=H2，軸功率N1=1.2N2 （D）揚程H2=1.2H1，軸功率N2=1.2N1 135.流體在圓形直管中流動時，若流動已進入完全湍流區(qū)(阻力平方區(qū))，則摩擦系數(shù)與Re的關(guān)系為：（ C ）。 A. Re增加，增