第二章-流體輸送機械習題

1、第二章 流體輸送機械習題試題1：離心泵的主要部件有（ ）、（ ）和（ ）。答案與評分標準葉輪，泵殼，軸封裝置 （每空1分，共3分）試題2：離心泵的主要性能參數(shù)有（1） 、（2） 、（3） 、（4） 、（5） 等。答案與評分標準（1）流量 （2）壓頭 （3）軸功率 （4）效率（5）氣蝕余量 （每空1分，共5分）試題3： 離心泵特性曲線包括 、 、和 三條曲線。它們是在一定 下，用常溫 為介質(zhì)，通過實驗測得的。答案與評分標準H-Q N-Q -Q 轉(zhuǎn)速 清水（每空1分，共5分）試題4：離心泵的壓頭（又稱揚程）是指 ，它的單位是 。答案與評分標準泵對單位重量（1N）液體所提供的有效能量（3分） m （

2、1分） （共4分）試題5：離心泵安裝在一定管路上，其工作點是指答案與評分標準泵的特性曲線和管路特性曲線的交點。（2分） 試題6：若被輸送的粘度大于常溫下清水的粘度時，則離心泵的壓頭 、流量 、效率 、軸功率 。 答案與評分標準減小，減小，下降，增大 （每個1分，共4分）試題7：離心泵啟動前應(yīng) 出口閥；旋渦泵啟動前應(yīng) 出口閥。答案與評分標準關(guān)閉，打開 （每空1分，共2分）試題8：離心泵將低位敞口水池的水送到高位敞口水槽中，若改送密度為1200Kg/m3,而其他性質(zhì)與水相同的液體，則泵的流量 、壓頭 、軸功率 。答案與評分標準不變，不變，增大 （每空1分，共3分）試題9：管路特性曲線的形狀由 和

3、來確定，與離心泵的性能 。答案與評分標準管路布置，操作條件，無關(guān) （每空1分，共3分）試題10：離心泵通常采用 調(diào)節(jié)流量；往復(fù)泵采用 調(diào)節(jié)流量。答案與評分標準出口閥門，旁路 （每空1分，共2分）試題11：離心泵氣蝕余量的定義式為 。答案與評分標準 （2分）試題12： 正位移泵的正位移特性是指 。答案與評分標準泵的排液能力與活塞位移有關(guān)，但與管路情況無關(guān)；而壓頭則受管路的承壓能力所限制。 （3分）試題13：往復(fù)泵主要適用于 、 的場合，輸送高粘度液體時效果也較 泵要好，但它不宜輸送 液體及含有固體粒子的 。答案與評分標準低流量，高壓強，離心，腐蝕性，懸浮液 （每空1分，共5分）試題14：（1）單

4、動往復(fù)壓縮機的理想壓縮循環(huán)分為 、 及 三個階段。（2）有余隙的理想氣體壓縮循環(huán)又稱為 。（1） 吸氣，壓縮，排氣 （每空1分，共3分）（2） 實際壓縮循環(huán) （1分）（全題共4分）試題15：壓縮比是指 。在多級壓縮中，氣體經(jīng)過每一級壓縮通過 器和 器后，再進入下一級壓縮機。答案與評分標準出口與進口氣體壓強之比（2分），中間冷卻器（1分）油水分離（1分） （共4分）試題16：離心通風機的全風壓是指 它的單位是 。答案與評分標準單位體積（1m3）的氣體流過風機時所獲得的能量。（3分），Pa （1分） （共4分）試題17：離心通風機的風壓為HT（Pa），流量為Q（m3/s）,效率為，則軸功率N為 。

5、答案與評分標準 （2分）試題18：離心泵的揚程是指（ ）A、實際的升揚高度 B、泵的吸上高度C、泵對單位重量液體提供的有效能量 D、泵的允許安裝高度答案與評分標準（C） （2分）試題19：當液體的密度改變時，離心泵的壓頭H和軸功率N的變化為（ ）A、H、N均不變 B、H不變，N改變C、H改變，N不變 D、H、N均改變答案與評分標準（B） （2分）試題20：下列兩設(shè)備，均須安裝旁路調(diào)節(jié)流量裝置（ ）A、離心泵與往復(fù)泵 B、往復(fù)泵與齒輪泵C、離心泵與旋渦泵 D、離心泵與齒輪泵答案與評分標準（ B ） （1分）試題21：離心泵的軸功率是（ ）A、在流量為零時最大 B、在壓頭最大時最大C、在流量為零時

6、最小 D、在工作點處最小答案與評分標準（C） （2分）試題22：離心泵的效率與流量Q的關(guān)系為（ ）A、 Q增大則增大 B、Q增大，先增大后減小C、Q增大則減小 D、Q增大，先減小后增大答案與評分標準（B） （2分）試題23：離心泵的軸功率N與流量Q的關(guān)系為（ ）A、Q增大，N增大 B、Q增大，N先增大后減小C、Q增大，N減小 D、Q增大，N先減小后增大答案與評分標準（A） （2分）試題24：離心泵的必需氣蝕余量hr與流量Q的關(guān)系為（ ）A、Q增大，hr增大 B、Q增大，hr減小C、Q增大，hr不變 D、Q增大，hr先增大后減小答案與評分標準（A） （2分）試題25：離心泵停止操作時，應(yīng)（ ）A

7、、先關(guān)出口閥后停電 B、先停電后關(guān)出口閥C、先關(guān)出口閥或先停電均可 D、單機泵先停電，多級泵先關(guān)出口閥答案與評分標準（A） （2分）試題26：離心泵的工作點是指（ ）A、與泵最高效率時對應(yīng)的點 B、由泵的特性曲線所決定的點C、由管路特性所決定的點 D、泵的特性曲線與管路特性曲線的交點答案與評分標準（D） （2分）試題27：往復(fù)泵適用于（ ）A、大流量且要求流量均勻的場合 B、介質(zhì)腐蝕性強的場合C、流量較小，壓頭較高的場合 D、投資較小的場合答案與評分標準（C） （1分）試題28：若某離心泵的葉輪轉(zhuǎn)速足夠快，且設(shè)泵的強度足夠大，則理論上泵的吸上高度Hg可達無限大。（ ）答案與評分標準（） （1分

8、）試題29：離心泵的效率不隨所輸送液體的密度變化而變化。 （ ）答案與評分標準（） （1分）試題30：離心泵啟動前需要向泵充滿被輸送的液體，否則將可能發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。（ ）答案與評分標準() （1分）試題31：離心泵的安裝高度超過允許吸上高度時，將可能發(fā)生氣縛現(xiàn)象。 （ ）答案與評分標準（） （1分）試題32：離心泵的銘牌上標出的性能參數(shù)是指該泵在運行時效率最高點的性能參數(shù)。（ ）答案與評分標準（ ） （1分）試題33：離心泵的工作點是泵的特性曲線H-Q與其所在的管路特性曲線He-Qe的交點。（ ）答案與評分標準（） （1分）試題34：當流量較大時，離心泵的必需氣蝕余量hr也較大，因此在計算泵的

9、允許安裝高度時應(yīng)選取最大流量下的hr值。 （ ）答案與評分標準（） （1分）試題35：離心泵通常采用改變泵的轉(zhuǎn)速方法來調(diào)節(jié)流量。 （ ）答案與評分標準（） （1分）試題36：在化工生產(chǎn)和設(shè)計中，對流體輸送機械的基本要求是什么？答案與評分標準答：基本要求有：（1） 能適應(yīng)被輸送流體的特性（如粘性、腐蝕性、含固體雜質(zhì)等）。（1分）（2） 能滿足工藝上對流量和能量（壓頭）的要求。（1分）（3） 結(jié)構(gòu)簡單，操作可靠和高效，投資和操作費用低。（1分） （共3分）試題37：說明離心泵葉輪的構(gòu)造和作用。答案與評分標準答：葉輪的構(gòu)造：它是由若干彎曲的葉片構(gòu)成。（1分）作用：將原動機的機械能直接傳給液體，使液體

10、的靜壓能和動能均有所提高。（2分）（共3分）試題38：用簡單語言來說明離心泵的工作原理。答案與評分標準答：離心泵的工作原理是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，泵內(nèi)液體在慣性離心力作用下，自葉輪中心被甩向外界并獲得能量，最終體現(xiàn)為液體靜壓能的增加。（4分）試題39：何謂軸封？其有何作用？常用的軸封裝置有哪些？答案與評分標準答：泵軸和泵殼之間的密封稱為軸封。（1分） 其作用是防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿間隙漏出，或外界空氣漏入泵內(nèi)。（2分） 常用的軸封有：填料密封和機械密封兩種。（1分）（共4分）試題40：離心泵內(nèi)能量損失包括哪幾項？離心泵的效率與哪些因素有關(guān)？答案與評分標準答：離心泵的能量損失包括以下幾項：容積損失

11、，機械損失，水力損失。（2分）離心泵的效率與泵的類型、尺寸、制造精確程度、液體的流量及性質(zhì)等因素有關(guān)。（2分）（共4分）試題41：為什么在啟動和停止離心泵前，必須先關(guān)閉出口閥？答案與評分標準答：啟動離心泵前應(yīng)關(guān)閉出口閥，以減小啟動電流，保護電機。（2分）停泵前先關(guān)閉出口閥是為防止高壓液體倒流入泵損壞葉輪。（2分）（共4分）試題42：簡述氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的原因及防止氣蝕發(fā)生的有效措施。答案與評分標準答：氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的原因是葉輪入口附近處液體的絕對壓強等于或低于該液體在工作溫度下的飽和蒸氣壓。（2分）有效措施是通常根據(jù)泵的抗氣蝕性能，合理地確定泵的安裝高度。（2分）（共4分）試題43：簡述離心泵有哪些

12、種流量調(diào)節(jié)方法？常用哪一種？答案與評分標準答：離心泵流量調(diào)節(jié)方法有：（1）改變泵出口閥門開度；（1分） （2）改變泵的轉(zhuǎn)速； （1分） （3）減小葉輪直徑。（1分）生產(chǎn)中常用第（1）種方法。（1分）試題44：簡述選用離心泵的一般步驟。答案與評分標準答：一般步驟如下：（1）根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件，確定離心泵的類型。（1分）（2）確定輸送系統(tǒng)的流量Qe和壓頭He。（1分）（3）選擇泵的型號，要求QQe，HHe，且效率較高（在高效區(qū)）（2分）（4）核算泵的軸功率。（當液水時）（1分） （共5分）試題45：簡述離心通風機的選擇步驟。答案與評分標準答：一般步驟如下：（1） 根據(jù)管路布置和工藝條件，

13、計算輸送系統(tǒng)所需風壓HT，并換算為風機實驗條件下的風壓HT。（2分）（2）根據(jù)輸送氣體的種類和風壓范圍，確定風機類型。（1分）（3）根據(jù)以風機進口狀態(tài)計的實際風量Q和實驗條件下的風壓HT，從風機樣本中查出適宜的型號，選擇原則同離心泵。（3分）（共6分）試題46： 用20清水測定某臺離心泵性能時，在轉(zhuǎn)速為2900r/min下，得到的試驗數(shù)據(jù)為：流量12.5L/s，泵出口處壓強表讀數(shù)為255Kpa，泵入口處真空表讀數(shù)為26.66Kpa，兩測壓點的垂直距離為0.5m，功率表測得電機所耗功率為6.2Kw，泵由電機直接帶動，傳動效率可視為1，電機效率為0.93，泵的吸入管路與排出管路的管徑相同。求：(1

14、)該泵的效率；（2）列出泵在該效率下的性能。答案與評分標準（1）求 解：求泵的壓頭H。 以真空表和壓強表所在的截面為1-1和2-2，列出以1N為衡算基準的柏努力方程式：（2分） （2分）確定各量：z2z10.5m，u1=u2，p1=-26.66Kpa（表壓），p2=255Kpa（表壓），因兩測壓口距離短，故Hf1-20。（1分） 各量代入后可求出：H0.5+029.21m （2分）求泵的軸功率N：已知N電機6.2Kw，電機0.93，傳1N軸 （1分）求泵的效率：（2分）（2）列出該泵的主要性能：n2900r/min，Q12.5L/s，H29.21m，N5.77Kw，62.1。 （1分）試題47

15、：某離心泵性能實驗中，當泵入口處真空表讀數(shù)為56KPa時，恰好出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，求在操作條件下的氣蝕余量NPSH和允許吸上真空度Hs。當?shù)卮髿鈮簽?00KPa，20時水的飽和蒸氣壓為2.238KPa。動壓頭可忽略。答案與評分標準解：（1）求氣蝕余量NPSH可根據(jù)定義式：（2分）其中，p11005644KPa （2分）題給：，動壓頭可略，則 （1分）則： （1分）（2）求允許吸上真空度Hs。 （2分）試題48：某車間用3B33型離心泵將敞口貯槽中的水送至它處，槽內(nèi)水位恒定，輸送量為4555m3/h，在最大流量下吸入管路的壓頭損失為1m，液體在吸入管路中的動壓頭可略。泵安裝地區(qū)的大氣壓為9.81104

16、Pa。3B33型離心泵的部分性能數(shù)據(jù)如下表。求：（1）輸送20清水時泵的安裝高度。（2）若改為輸送65清水時，泵的安裝高度。流量Q（m3/h）壓頭H（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）Hs（m）30455535.632.628.829007.05.03.0答案與評分標準解：（1）輸送20清水時，泵的安裝高度可由下式計算： （2分），題給：且由泵的性能看出Q升高、Hs下降，應(yīng)以最大輸送量55m3/h所對應(yīng)的Hs值（3m）來確定泵的安裝高度。且本題中輸送條件與泵出廠時實驗條件相符，故（2分）代入上式可得：。泵的實際安裝高度還應(yīng)比2m低（0.51m）。（2）輸送65水：應(yīng)按此式校正：（2分）。有關(guān)量的確定：，

17、查附錄65水的，密度，（2分）代入上式得： （1分）而，實際安裝高度還應(yīng)比-0.295m低（0.51m）。Hg為負值，表示泵應(yīng)安裝在液面下。 （1分）試題49如圖所示，某車間要將地面敞口貯槽內(nèi)密度為1120Kg/m3的溶液送至高位槽內(nèi)，槽內(nèi)表壓強為3.92104Pa，需要的送液量為120 m3/h，輸送管路為1404.5mm的鋼管，其計算總長度為140m（包括直管長度和所有局部阻力的當量長度），兩液面高度差z11m，摩擦系數(shù)為0.03。試問能否送用n2900r/min、Q132m3/h、H30m的離心水泵？答案與評分標準解：（1）必須計算出輸送系統(tǒng)所需的流量、壓頭與離心泵的Q、H進行比較后才能

18、確定能否選用該泵。在圖（2分）中1-1與2-2間列 式：（2分）（2）各量確定：z11m，u0，(表壓) （2分） （2分）（3） 求He。把以上各值代入，可得： （1分）（4） 確定能否選用。 輸送系統(tǒng)所需的流量Qe120 m3/h，壓頭He24.54m，而離心泵能提供的流量Q132 m3/hQe，提供的壓頭30mHe；且溶液的性質(zhì)與水相近，故能選用該水泵。（3分）試題50： 某輸水管路系統(tǒng)，要求水流量Qe10 m3/h，管路特性方程為：（式中Qe：m3/h，He：m），現(xiàn)有三種型號離心泵列于附表中，求：（1）計算后從附表中選擇一臺合適的離心水泵。（2）若該管路吸入管直徑為50mm，吸入管路

19、壓頭損失為1.5m，操作溫度為20，當?shù)卮髿鈮簽?.81104Pa，求該泵的允許安裝高度Hg（該泵在轉(zhuǎn)速為2900r/min下，輸送20清水時，允許吸上真空度為6m）。 型號Q（m3/h）H（m）A29.517.4B1518.5C1121答案與評分標準解：（1）選水泵。先求He：把Qe10 m3/h代入可得： （2分），由Qe10 m3/h，He20m查附表，可選C型號，其Q11 m3/h，H21m（3分）（2）Hg。 求u1： （2分） 求Hg，由題給HsHs，Hf0-11.5m，代入可得： （3分）為安全起見，離心泵的實際安裝高度應(yīng)比4.4m低（0.51）m。（1分）試題52：離心泵在一定

20、輸送流量范圍和轉(zhuǎn)速下，壓頭和流量間關(guān)系可表示為H252.0Q2（式中H單位為m，Q單位為m3/min）。若將該泵安裝在特定管路內(nèi)，該管路特性方程可表示為。（式中H單位為m，Qe為m3/min）。試求：（1）輸送常溫下清水時，該泵的流量、壓頭和軸功率。 （2）輸送密度為1200Kg/m3的水溶液時，該泵的流量、壓頭和軸功率。假設(shè)該泵的效率為60。答案與評分標準解：根據(jù)離心泵的工作點定義可得：， （1分）（1） 求輸送常溫下清水時，該泵的性能。由可得：，即，解出Q1.138m3/min=68.3m3/h=0.019m3/s。（2分） （2分） （2分）（2）求輸送密度為1200Kg/m3的水溶液時

21、，該泵的性能。當輸送液體的密度改變時，泵的流量和壓頭不變。故：， （2分）而軸功率發(fā)生變化， （1分）試題53：用離心泵將敞口水池內(nèi)的水送到常壓高位槽，兩槽液面位差為8m，液面保持恒定。特定管路的壓頭損失可表示為（Qe的單位是m3/s）。在特定轉(zhuǎn)速下泵的特性方程為（Q的單位為m3/s）。求該條件下水的流量為多少m3/h。答案與評分標準解：（1）據(jù)離心泵工作點的定義可得：QQe，HHe。（1分）（2） （2分）（3）HHe可得：，即可解出： （3分）試題54：在某特定管路系統(tǒng)中，用離心泵輸送清水。當泵的出口閥全開時，管路特性方程為（Qe單位是m3/s）?，F(xiàn)關(guān)小閥門調(diào)節(jié)流量，當泵的流量為0.012

22、m3/s時，對應(yīng)的壓頭為44m。試求：（1）關(guān)小閥門后的管路特性方程。（2）關(guān)小閥門造成壓頭損失占泵提供壓頭的百分數(shù)。答案與評分標準解：（1）求關(guān)小閥門后的管路特性方程。本題中，K不發(fā)生變化，而B值因關(guān)小閥門而變大。關(guān)小閥門后離心泵特性不變。（1分），K、Q、H值代入管路特性方程，可得：，即可解出 （2分），故關(guān)小閥門后管路特性方程為： （1分）（2） 流量為0.012m3/s時，原管路所要求的壓頭為： （2分）故關(guān)小閥門多耗的壓頭為： （1分）關(guān)小閥門造成的壓頭損失占泵提供壓頭的百分數(shù)為：（1分）試題55用離心通風機將常溫下20、38000Kg/h的空氣送入加熱器加熱至160，然后經(jīng)管路而排

23、列到常壓設(shè)備內(nèi)。輸送系統(tǒng)所需的風壓為1353.8Pa（按20，常壓計）。（1）選擇一臺合適的離心通風機。（2）若把已選的風機（轉(zhuǎn)速一定）置于加熱器之后，是否仍能完成輸送任務(wù)？答案與評分標準解：（1）選風機本題中風壓不必換算，即 （1分）空氣在20、101.33KPa下的密度為1.2Kg/m3，通風機的風量（按進口狀態(tài)計）為：（2分），按Q、HT查教材P304附錄25，選4-72-11No10C型離心通風機可滿足要求，其性能如下：轉(zhuǎn)速1000r/min，風壓1422Pa，風量32700m3/h，效率94.3，所需軸功率16.5Kw。 （2分）（2）若把風機（已選）置于加熱器后，則風量發(fā)生顯著變化

24、。題給管路所需風壓僅為1353.8Pa，此值相對于大氣壓強小得很多，所以風機入口處壓強仍可按常壓（101.33103pa）計?？刹槌隹諝庠诖藟簭娂?60狀態(tài)下的密度為0.815 m3/h。而風量為所選風機得風量32700 m3/h，因此，風壓與前相同，風機轉(zhuǎn)速仍為1000r/min，此風機就不能完成輸送任務(wù)。（3分）另外還應(yīng)考慮所選風機是否耐高溫。（1分）試題56：某單動往復(fù)壓縮機壓縮絕熱指數(shù)為1.4的氣體，吸入壓強為101.33KPa，體積為500m3，初溫為10；壓出氣體壓強為380KPa。壓縮機得實際排氣量為10 m3/min，假設(shè)氣缸的余隙系數(shù)為5，求（1）壓縮后氣體的穩(wěn)定T2和體積V

25、2。（2）壓縮機的容積系數(shù)0和理論功率Nd（此過程假設(shè)為絕熱壓縮）答案與評分標準解：（1）求T2和V2對于絕熱壓縮過程： （2分）求V2可用理想氣體狀態(tài)方程式：所以 （3分）（2）求0和Nd （2分）求Nd壓縮機絕熱壓縮得理論功率（3分）試題57：某造紙廠抄紙車間一臺揚克式紙機，原生產(chǎn)郵封紙，所配置得白水泵（離心水泵）其流量為Q20m3/h，揚程H為31m，軸功率N為2.6Kw，配套電機4.5Kw?，F(xiàn)因市場變化，該紙機轉(zhuǎn)產(chǎn)衛(wèi)生紙，白水泵流量比原來下降10，揚程下降20。若不更換泵，而將原白水泵葉輪外徑切割5，其它尺寸不變，改用3Kw電機拖動。問此方案是否可行？答案與評分標準解：據(jù)離心泵得切割定

26、律，可算出葉輪外徑切割5后，泵的Q、H和N：（1）由得： （1.5分）（2）由得：（1.5分）（3）由得： （1.5分）又因N2.6Kw，則 （1分）取安全系數(shù)為1.2倍來配套電機，則所需配套電機功率為 （1.5分）（4）由計算結(jié)果知，原水泵葉輪外徑切割5后，流量、揚程、所配電機功率都適用，故此方案可行。（1分）試題58：用某離心油泵從貯槽取液態(tài)烴類至反應(yīng)器，貯槽液面恒定，其上方絕壓為660KPa，泵安裝于貯槽液面以下1.6m處。吸入管路得壓頭損失為1.6m。輸送條件下液態(tài)烴的密度為530Kg/m3，飽和蒸氣壓為645KPa，輸送流量下泵的氣蝕余量為3.5m，請分析該泵能否正常操作。答案與評分

27、標準解：（1）題給泵的氣蝕余量，可由下式求泵的安裝高度Hg（3分）為安全起見，離心泵得實際安裝高度應(yīng)至少比計算值減0.5m，為： （1分）（2）由題給條件，目前泵的安裝高度為-1.6m-2.71m，表明泵的安裝高度已偏高，很可能發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，故該泵不能正常操作。（2分）試題59：一常壓貯槽，內(nèi)盛有粘度不大的油品，今擬用一離心油泵將其以15m3/h的流量送往表壓為150KPa的高位槽內(nèi)。輸送管路為的鋼管，在輸送條件下，該油品的密度為760Kg/m3，飽和蒸氣壓為79.8KPa。升揚高度為5m，吸入管路和排出管路的壓頭損失分別為1m和4m。求：（1）選擇一臺合適的離心泵油泵。（2）確定該泵的安裝高度。