流體輸送機(jī)械習(xí)題及答案

1、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(shí)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(shí)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(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生一 現(xiàn)象。6 (1)離心泵的軸封裝置主要有和兩種；(2) 管路

2、待性曲線的一般表達(dá)式是o(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,而廳須在的前部。在泵的入口處應(yīng)安裝,在上還克須安 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(shí)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 。9泵的壓頭單位可簡化為其物理意義是。1011121314151617181920流體輸送機(jī)械往復(fù)壓縮機(jī)的排氣量是指離心通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓的單位是,它的物

3、理意義應(yīng)理解為。（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。（2）往復(fù)泵的轉(zhuǎn)速（往復(fù)次數(shù)）增加時(shí)，流量,揚(yáng)程。（增大，變小,不變）（1）離心泵的揚(yáng)程含義 O（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。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/m;,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）離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：.=0.05m7s時(shí)，H = 20m；管路特性為 S.=O.O5m：7s時(shí)，比=18m,則在該流量下，消耗在

4、調(diào)節(jié)閥門上的壓頭/=m,有效功率乂 =Wo（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(gè)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。（1）選擇壓縮機(jī)時(shí)，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：、。（1）流體輸送設(shè)備按工作原理可分為, , 。（2）離心泵中將電動(dòng)機(jī)的能量傳遞給液體的部件，而則是將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽艿牟考?。?）離心泵按吸液方式分為和o離心泵的性能參數(shù)包括,。離心泵銘牌上標(biāo)明的流疑和揚(yáng)程指的時(shí)的流量和揚(yáng)程。（1）離心泵的軸功率號，有效功率（理論功率）與效率q間的關(guān)系是,泵的效

5、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(shí)的特性曲線。2122232425262728293031（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(shí)，不能全關(guān)。推導(dǎo)離心泵基本方程式的兩個(gè)基本假定是：（1） .一,（2 ） 。當(dāng)流量一定而且流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)時(shí)臨界汽蝕余量（NPSH）c只與有關(guān)，是泵的一個(gè)參數(shù)。離心泵停車時(shí)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。從地槽向常壓吸收塔送液，一臺(tái)離心泵在高效點(diǎn)工作。若管路不變，再并聯(lián)一臺(tái)同型號離 心泵，則（）（A）兩泵均在高效點(diǎn)工作；（B

6、）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。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。某泵在運(yùn)行1年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，應(yīng)（）（A）停泵，向泵灌液（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。用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，若離心泵在正常操作圍工作，開大出口閥門將導(dǎo)致（ ）（A）送水量增加，整個(gè)管路壓頭損失減少；（B）送水量增加，整個(gè)管路壓頭損失増大；（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。有一鍋爐，每小時(shí)蒸發(fā)水量為20噸，額定壓力為1. 5

7、MPa,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。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)壓當(dāng)管路特性曲線寫為H =A + Bqf時(shí)（）（A）力只包括單位重量流體需增加的位能（B）力包括單位重量流體需增加的位能與靜壓能之和流體輸送機(jī)械（C）B尿代表管路系統(tǒng)的局部阻力損失（D）Bgf代表單位重量流體増加的動(dòng)能32以下說法是正確的：當(dāng)粘度“較增大時(shí)，在泵的性能曲線上（A）同一流量處，揚(yáng)程H下降，效率上升（B）同一流量處，揚(yáng)程H上升，效率上升（C）同一流量處，揚(yáng)程H下降，效率下降（D）同一流量升處，揚(yáng)程H上升，效率下降3

8、3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(dòng)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(tái)規(guī)格相同的離心泵并聯(lián)時(shí)，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(shí)，并聯(lián)泵特性曲線上的流量是單臺(tái)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(tái)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(tái)泵操作時(shí)相同，但流量増大兩倍35當(dāng)兩個(gè)同規(guī)格的離心泵串聯(lián)使用時(shí)，只能說（）（A）串聯(lián)泵較單臺(tái)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(tái)泵的工作點(diǎn)處揚(yáng)程增大一倍（C）當(dāng)流量相同時(shí)，串聯(lián)泵特性曲線上的

9、揚(yáng)程是單臺(tái)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(tái)泵操作時(shí)相同，但揚(yáng)程増大兩倍2. 2.2應(yīng)用舉例題【1】在圖示中，有一直徑為038x2.5 mm，長為30m的水平直管個(gè)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)Co=0.63，流過孔板永久壓降為f =6xlO4Pa,管流動(dòng)摩 擦系數(shù)取0.022。試求：（1）必沒壓降；（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. 6m0 解：（1）根據(jù)孔板的流量計(jì)算式：“（）=C2

10、gRp,-p）l p得 i/0 = 0.63%/2 x 9.81 x 0.6(13600 - 870) / 870 = &27m/s 管流速u = u0(dQ/d)2 =8.27(0.0164/0.033)2 = 2.04m/s質(zhì)量流量qm=pUA = piid1 =87Ox2.O4xO.785xO.O332 =1.52kg4000為而流/ 0.001對于光滑管，湍流時(shí)0.3164 _ 0.3164Re025 15900025= 0.0158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:可+上式中 勺=Q P =0 （表壓）.z/j = u2 =0, 5 = 20m 必=19

11、.62kPa（表壓）口 再八廣 AA1CQ 1501.592H. =A= 0.0158xx= 3lm! d 2g02x9.81代入上式可得泵的壓頭為：rr p. rf “ 19.62xl03H =s + H f =20 3.1 = 25.1 in-pg 1000x9.81泵的軸功率P 禺朋= 25.1x45x1000x9.81=4735w73600x0.65（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Hr=Az + + +=A + B*Pg 2g當(dāng)Q增大時(shí)，川值變小，而不變，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移到揚(yáng)程禰滅，流呈升增加；又匕=蟲迴、

12、上式乩%、。都改變，其中 7U qv t , p f 一般，倣變量較?。ㄇ€平滑），所以厶一般增大，或根據(jù)泵待性曲線中 Eq、.的關(guān)系可知，流疑增加，泵軸功率幾増大。3 用離心泵將原油從油庫沿管徑為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40m7h.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)生故漳，于是開動(dòng)一臺(tái)備用泵，其壓頭僅為原來泵的80%,問此泵能輸送原油多少n?/h。 已知條件：油的密度為890kg/m:,粘度為0. 4Pas,油庫與貯離均為常壓（換泵后當(dāng)量長度 按不變考慮）。解：（1）根據(jù)輸油量計(jì)算管流速u = 4= =

13、0.63m/sf t/23600x0.785x0.15通過雷諾數(shù)判定管流動(dòng)類型，從而確定摩擦系數(shù)的計(jì)算方法層流時(shí)2 =空1二64= 0.3048=2102000為層流Re 210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Re = = 0.1x0.63x890“0.4式可得:He = 1H= 0.3048x（），6 =82.1m7 d 2g0.15 2x9.81泵的軸功率p _丹7九_(tái) 890x9.81x40x82.1 753丸3600x0.65（2）改用備用泵后，其壓頭為H； = 0.8氏=0.8 x82.1 = 65.7m分析可知：由于泵的壓頭減少，輸送過程

14、全程壓降改變?yōu)椋簳A=朋 H： =890x9.81x65.7 =5.736x ltfPa因泵的壓頭降低，輸油量必減少，所以輸油管仍為層流流動(dòng)，對于水平圓管的層流流動(dòng)，由泊稷葉方程 由此得輸油管流速宀笏爲(wèi)匕5。佩輸油量q =-d2uf = 0.785 xO.152xO.5Q4 = 0.0089m% = 32.05m3/h4【6】如本題附圖所示的輸水系統(tǒng)，管路直徑為080x2mm,當(dāng)流疑為36m7h時(shí)，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A = 0.5m,當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為98. lkPa,試計(jì)算：（1）泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)

15、高度；（2）泵的軸功率（” = 70%）；流休輸送機(jī)械(3) 泵吸入口壓差計(jì)讀數(shù)笊解：該題包括了機(jī)核能衡算方程、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= S +卅/2g + p2/pg+Hg式中 z2 = 5mw, =36/(3600x-x0.0762) = 2.204nVs4pj pg= 245 x103/(1000x9.81) = 24.98m=6/9.81 = 0.6118m所以比

16、=5 + 2.2042 /(2x 9.81) + 24.98 + 0.6118 = 30.84m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3=比一 H 八-3 = 30.84 一 (0.6118 + 0.8) = 29.4m(2) 泵的軸功率p _ H心 _ 30.84x36x1000x9.81 _ 仁qqw“ rj3600x0.7(3) 真空表讀數(shù)斤欲求真空表讀數(shù)斤，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)內(nèi)， 然后再利用靜力學(xué)方程求解。由機(jī)械能衡算式得厶=乙4 +空+厶+ H門7您2g pg整理上式并將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得：2“4 =幾一(Z4+半

17、+ 巧|-4)您2ga9 ?O42= 98.1x103-(4.5+ + 0.6118)x1000x9.812x9.81= 45540Pa對U形管壓差計(jì)列靜力學(xué)方程得Pa=Rg 七 hpg + pqR =(Pa-hpg-p$= (98100-0.5x1000x9.807-45540)/(13600 x9.807)= 0.3573加通過該題（1）的計(jì)算，從概念上應(yīng)該搞淸楚：泵的揚(yáng)程是1N流體從輸送機(jī)械獲得的有 效能量，而升揚(yáng)高度是機(jī)械能衡算式中的項(xiàng)，切不可將二者混淆。圖25例6附圖圖26例7附圖【7】用離心泵向水洗塔送水。在規(guī)定轉(zhuǎn)速下，泵的送水量為0.013m7s,壓頭為45哄當(dāng)泵 的出口閥全開時(shí)

18、，管路特性方程為：He =20+1.lx 105（ qv 的單位為 m7s）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哲。（1）關(guān)小閥門的壓頭損失當(dāng)流量s.=0.013n?/s時(shí)，泵提供的壓頭H=45m,而管路要求的壓頭為比=20 + 1x10（0013）2 =3&59m損失的壓頭為=H-H（ =45-38.59 = 6.41m（

19、2）關(guān)小閥門后的管路特性方程管路特性方程的通式為：Hg = A + Bq在本題條件下，A（=Az +豈）不發(fā)生變化，而值因關(guān)小閥門而變大。關(guān)小閥門后應(yīng)滿足如下關(guān)系:流休輸送機(jī)械45 = 20+5(0.013)2解得：B = 1.479xl05s2/m5關(guān)小閥門后的管路特性方程為：Hr= 20+1.479x10s8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:H=42-7.56xl0q （齊的單位為 m/s）當(dāng)水在管的流量6/v=O.Olm3/s時(shí)，流動(dòng)進(jìn)入阻力平方區(qū)?，F(xiàn)改送密度p = 12OOkg/m3的 水溶液（其它性質(zhì)和水相近）時(shí)，密閉容器維持表壓118kPa

20、不變，試求輸送溶液時(shí)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(dòng)在阻力平方區(qū)時(shí)，管路特性方程 中的比例系數(shù)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,圖27例8附圖管路特性方程中的AUAz + 豈）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)A向流量加大方向移動(dòng)，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(shí)，管路特性方程為將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得12+曲心+1000x9.81Bq； =24 +Bq；此式與泵的特性方程聯(lián)解以確定B值42 一 7.56 x 104(0.01)2 = 24 + B(0.01)2解得B = 1.044x

21、l05s2/m5當(dāng)輸送溶液時(shí)，B值不變，管路特性方程變?yōu)? 12 +118xlO31200x9.807+ 1.044x105（）2= 22 + 1.044x105（7；.）2此方程與泵的特性方程聯(lián)解，便可求解改送溶液時(shí)的流量，即42-756xl04（g； ）2=22 + 1.044x10/尸解得q；=001054m/s所以泵的有效功率為/= 42 - 7.56 x 104 x 0.010542 = 33.6mPe = Hqp =33.6x 0.01054x1200x9.81=4169W由上面計(jì)算可知，當(dāng)泵上下游兩容器的壓強(qiáng)差不為篆時(shí)，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

22、作點(diǎn)的移動(dòng)。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= 38.4-40.3 (價(jià)單位為m7min)o輸送管路兩端的勢能差為16. 8m,管徑為076x4mm,長1360m (包括 局部阻力的當(dāng)量長度)，幾= 0.03。試求：(1) 輸液量,;(2) 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為1700r/min時(shí)的輸液量解：(1)管路待性方程為(單位為m7min)：月=竺 + 乩=16.8 + /1 (i)2(-)2A f 2g 丄加2604= 16.8 + 0.03 x 空i x 一1一 x (! )2 x(1)0.068 2x9

23、.810.785 x 0.0683600=16.8+645怎泵的特性方程為：氏= 38.4 - 40.3涇(2)式(1)和式(2)聯(lián)立得：16.8 + 645=38.4-40.3；解得:qv = 0.178m3/min(2)當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速調(diào)為/ = 1700r/min時(shí)，根據(jù)泵的比例定律流休輸送機(jī)械即H嚴(yán)H：/(S 將此式代入泵特性方程得：Qv丹；=(384_403戀)(色)2II 乍，1700o= 38.4x()- -40.3/2 =38.4x()2 -40.3=50.7-40.3將調(diào)速后泵的特性方程與管路特性方程H = 16.8 + 645*聯(lián)立得q. = 0.222m3/min【13】某型號

24、的離心泵，在一定的轉(zhuǎn)速下，在輸送圍，其壓頭與流量的關(guān)系可用 / = 18-6x10 (乞單位為m,價(jià)單位為m：7s)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20m (包括所有局部阻力 的當(dāng)量長度)，管徑為046X3mm,摩擦系數(shù)可取為0.02,試計(jì)算：(1 )輸水量為多少f/h；(2)若泵的效率為65%,水的密度為1000kg/m離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸功率為多少kW; (3) 若將該輸送系統(tǒng)的高位槽改為密閉容器，其水面上方的壓強(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 說明)。圖2-10例13附圖解：(1)求輸水量。取1-1截面為位能基準(zhǔn)，在1-1和2-2截面間列機(jī)械能衡式，可得管路 的特性方程H= + Az + E/r上式中z = 3m, 3 = 0H “出尤“旦丄（亠）27 2g 2, .24oni= 0.02x-：i-xx（色 ）2=3.23x10%：0.04 2x9.810.785 x0.042代入得管路的特性方程為：/=3 + 3.23xl05；聯(lián)立泵的特性方程He = 18-6x10/；得出泵在該管路系統(tǒng)中的工作點(diǎn)為：Hc = 8.25m ; gv = 0.00403m3/s = 14.5 lm3/h即該輸送系統(tǒng)的輸送量為14.51n?