化工原理-第二章-流體輸送設(shè)備

1、化工原理-第二章-流體輸送設(shè)備一、選擇題1、離心泵開動(dòng)以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生( )。A A. 氣縛現(xiàn)象； B. 汽蝕現(xiàn)象； C. 汽化現(xiàn)象； D. 氣浮現(xiàn)象。2、離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是 ( )。B A. 改變吸入管路中閥門開度；B. 改變壓出管路中閥門的開度；C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大??；D. 車削離心泵的葉輪。3、離心泵的揚(yáng)程，是指單位重量流體經(jīng)過泵后獲得的( )。B A. 包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量；B. 機(jī)械能；C. 壓能；D. 位能（即實(shí)際的升揚(yáng)高度）。4、離心泵的揚(yáng)程是 ( )。D A. 實(shí)際的升揚(yáng)高度；B. 泵的吸液高度；C. 液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成液柱高度 D.

2、單位重量液體出泵和進(jìn)泵的機(jī)械能差值。5、某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空計(jì)指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認(rèn)為以下可能的原因中，哪一個(gè)是真正的原因( )。C A. 水溫太高；B. 真空計(jì)壞了；C. 吸入管路堵塞；D. 排出管路堵塞。6、為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)使離心泵內(nèi)的最低壓力（ ）輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。A A. 大于；B. 小于；C. 等于。7、流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（ ），往復(fù)泵常用（ ）。A；C A. 出口閥 B. 進(jìn)口閥 C. 旁路閥8、欲送潤滑油到高壓壓縮機(jī)的氣缸中，應(yīng)采用（ ）。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)采用（ ）

3、。C；A A. 離心泵；B. 往復(fù)泵；C. 齒輪泵。9、1m3 氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)所獲得能量，稱為（ ）。A A. 全風(fēng)壓；B. 靜風(fēng)壓；C. 揚(yáng)程。10、往復(fù)泵在啟動(dòng)之前，必須將出口閥（ ）。A A. 打開；B. 關(guān)閉；C. 半開。 11、用離心泵從河中抽水，當(dāng)河面水位下降時(shí)，泵提供的流量減少了，其原因是（ ）。C A. 發(fā)生了氣縛現(xiàn)象；B. 泵特性曲線變了；C. 管路特性曲線變了。12、離心泵啟動(dòng)前_，是為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。D A 灌水；B 放氣；C 灌油；D 灌泵。13、離心泵裝置中_的濾網(wǎng)可以阻攔液體中的固體顆粒被吸入而堵塞管道和泵殼。A A. 吸入管路；B. 排出管路；C. 調(diào)節(jié)管路；D.

4、 分支管路。14、為有效提高離心泵的靜壓能，宜采用 _ 葉片。B A 前彎；B 后彎；C 垂直；D 水平。15、往復(fù)泵的 _ 調(diào)節(jié)是采用回路調(diào)節(jié)裝置。C A. 容積；B. 體積；C. 流量；D. 流速。 16、離心泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程是指( ) D A. 功率最大時(shí)的揚(yáng)程 B. 最大流量時(shí)的揚(yáng)程 C. 泵的最大揚(yáng)程 D. 效率最高時(shí)的揚(yáng)程17、往復(fù)泵在操作中( ) B A. 不開旁路閥時(shí)，流量與出口閥的開度無關(guān) B. 允許的安裝高度與流量無關(guān) C. 流量與轉(zhuǎn)速無關(guān) D. 開啟旁路閥后，輸入的液體流量與出口閥的開度無關(guān)18、一臺(tái)試驗(yàn)用離心泵，開動(dòng)不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表

5、也逐漸降低為零，此時(shí)離心泵完全打不出水。發(fā)生故障的原因是( ) D A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 壓出管路堵塞 D. 吸入管路漏氣19、當(dāng)管路中性能曲線寫為He=A+BQ2時(shí) A只包括單位重量流體需增加的位能 A包括單位重量流體需增加的位能與靜壓能之和 BQ2代表管路系統(tǒng)的阻力損失 BQ2代表單位重量流體需增加的位能20、離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的揚(yáng)程與流量（HQ）曲線為已知，現(xiàn)增大轉(zhuǎn)速，此時(shí)HQ線會(huì)_。 上移 下移 不變 不確定21、用離心泵在兩個(gè)敞口容器間輸送液體。若維持兩容器的液面高度不變，則當(dāng)輸送管道上的閥門關(guān)小后，管路總阻力將 。BA. 增加； B. 不變； C. 減小； D.

6、 不確定。22、用一氣蝕余量為3m的離心泵輸送處于沸騰狀態(tài)下的塔底液體，若泵前管路的全部流動(dòng)阻力為1.5m液柱，則此泵的安裝位置必須。CA 高于塔底液面4.5m的上方 B 高于塔底液面1.5m的上方C 低于塔底液面4.5m的下方 D 低于塔底液面3.0m的下方 23、影響離心泵最大允許安裝高度的因素可以概括為哪方面？如何影響泵的安裝高度？答：j流體的種類，一般來說，蒸汽壓越大，最大允許安裝高度越低；k流體的溫度，溫度越高，最大允許安裝高度越低；l流體流量，流量越大，吸入管路阻力越大，最大允許安裝高度越低；m儲(chǔ)槽壓力和吸入管路配置情況；n當(dāng)被輸送液體沸騰時(shí)，最大允許安裝高度與流體的種類無關(guān)，主要

7、取決于流體的流量和吸入管路的阻力。24、離心泵停止操作時(shí)宜 。A.先關(guān)出口閥后停電；B.先停電后關(guān)閥；C. 先關(guān)出口閥或先停電均可二、填空題1、某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計(jì)算得,需泵提供的壓頭為H = 19m水柱,輸水量為20kgs-1,則泵的有效功率為_。3728w2、離心泵的主要部件有如下三部分:_,_,_。泵殼；葉輪；泵軸3、調(diào)節(jié)離心泵流量的方法有：_,_,_。改變閥門的開度；改變泵的轉(zhuǎn)速；車削葉輪外徑4、泵起動(dòng)時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是_。降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，防止超負(fù)荷而受到損傷；同時(shí)也避免出口管線水力沖擊5、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)_

8、，壓力表的讀數(shù)_。出口；減小；增大6、離心泵的工作點(diǎn)是_曲線與_曲線的交點(diǎn)。離心泵特性；管路特性7、泵的揚(yáng)程的單位是_，其物理意義是_。M；泵提供給單位重量流體的能量8、離心泵輸送的液體粘度越大，其揚(yáng)程_，流量_,軸功率_，效率_。越??；越??；越大；越小9、離心泵輸送的液體密度變大，則其揚(yáng)程_，流量_，效率_，軸功率_。不變；不變；不變；變大10、通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓是指_的氣體通過風(fēng)機(jī)所獲得的能量，單位常用_；習(xí)慣上以_單位表示。單位體積；Pa；mmH2O11、水環(huán)真空泵可以造成的最大真空度為85%，即真空泵能達(dá)到的最低壓力（絕壓）是_mmHg。11412、啟動(dòng)往復(fù)泵時(shí) 灌泵。不需要13、齒輪泵的

9、流量 _ 而揚(yáng)程 _。 較小；較高14、石油化工廠常用的壓縮機(jī)主要有_和_兩大類。 往復(fù)式；離心式15、往復(fù)泵常用 _ 的方法來調(diào)節(jié)流量?；芈氛{(diào)節(jié)16、往復(fù)泵適用于 。流量較小，揚(yáng)程較高的場合 17、產(chǎn)品樣本上離心泵的性能曲線是在一定的 下，輸送 時(shí)的性能曲線。 轉(zhuǎn)速；20清水18、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1200kg.m-3 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) 不變；不變；變大；變大19、泵的揚(yáng)程的單位是 ，其物理意義是 。 20、離心泵的泵殼制成蝸牛狀及在葉輪和泵

10、殼之間安裝導(dǎo)輪，其作用是 有效提高離心泵的靜壓能。21、 離心泵的工作點(diǎn)是指 。22、離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時(shí)，將可能發(fā)生 現(xiàn)象。23、離心泵在操作過程中，發(fā)生輕微汽蝕，為了消除該不正?，F(xiàn)象，試說明可采取哪些措施？請從所列舉出的這些方法中選擇一個(gè)你認(rèn)為最佳的措施，分析說明其利弊。24、工程上離心泵的流量調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié) 閥門 來進(jìn)行，而往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)則是通過 來進(jìn)行；當(dāng)離心泵入口處壓力低于同溫度下輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，則會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象；當(dāng)液體為理想液體，葉輪為理想葉輪時(shí)，流體通過葉輪所獲得的能量，稱離心泵的 揚(yáng)程。25、雙吸式葉輪的優(yōu)點(diǎn)是有較大的吸液能力，同時(shí)還可自動(dòng)消除 。軸向推力

11、26、單吸式葉輪平衡孔的作用是 。平衡軸向推力27、被輸送流體的溫度提高，對提高泵的安裝高度 不利 ；提高上游容器的操作壓強(qiáng)，則對安裝高度 有利 。 三.問答題1.離心泵的工作原理。 答案：離心泵先灌泵后啟動(dòng)，當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體獲得了動(dòng)能并甩向葉輪外緣。由于葉片間的流體通道截面和泵殼的蝸形流道截面都是逐漸擴(kuò)大的，使流體在泵內(nèi)的流速逐漸降低，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，而使流體壓強(qiáng)逐漸增高，最后從壓出口壓出，與此同時(shí)，由于離心力作用，葉輪中心的流體被甩向葉輪外緣，葉輪中心形成負(fù)壓，使得流體不斷被吸入。2.什么是氣縛現(xiàn)象？ 答案：如果離心泵啟動(dòng)前未灌滿液體，泵內(nèi)有空氣，由于空氣的密度小，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)

12、生的離心力小，致使液體難以被吸入，此時(shí)葉輪雖在旋轉(zhuǎn)，卻不能輸送液體并產(chǎn)生噪聲。該現(xiàn)象為氣縛。3.什么是氣蝕現(xiàn)象？ 答案：當(dāng)泵入口壓強(qiáng)低于被輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，被吸入的流體在泵的入口處汽化，形成氣泡混雜在液體中，由泵中心的低壓區(qū)進(jìn)入泵外緣高壓區(qū)，由于氣泡受壓而迅速凝結(jié)，使流體內(nèi)部出現(xiàn)局部真空，周圍的液體則以極大的速度填補(bǔ)氣泡凝結(jié)后出現(xiàn)的空間，可產(chǎn)生很大的沖擊力，損害泵殼和葉輪，該現(xiàn)象是氣蝕。4.離心泵的特性曲線有哪幾條？是在何條件下測定的？ 答案：離心泵的特性曲線有揚(yáng)程曲線，功率曲線，效率曲線。是在常溫，常壓下用水作實(shí)驗(yàn)測定的，如果用于輸送其他流體則需要換算。5.離心泵起動(dòng)時(shí)，為什么要把出口

13、閥門關(guān)閉？ 答案：離心泵工作時(shí)，其軸功率Ne隨著流量增大而增大，所以泵起動(dòng)時(shí)，應(yīng)把出口閥關(guān)閉，以降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，不致于超負(fù)荷而受到損失，同時(shí)也避免出口管線的水力沖擊。7.采用多級(jí)壓縮對生產(chǎn)工藝有何好處？ 答案：好處：（1）降低了排氣溫度； （2）減少了功耗； （3）提高氣缸容積利用率； （4）使壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)更為合理。8.為什么單缸往復(fù)壓縮機(jī)的壓縮比太大，將會(huì)使壓縮機(jī)不能正常工作？ 答案：當(dāng)余隙系數(shù)一定時(shí)、壓縮比愈高，余隙內(nèi)的殘余氣體膨脹所占?xì)飧椎娜莘e就愈多，使每次循環(huán)的吸氣量減少，而當(dāng)壓縮比太大時(shí)（即容積系數(shù)為零時(shí)），殘余氣體膨脹已占滿整個(gè)氣缸，使壓縮機(jī)根本無法吸入新鮮氣體，也就無法正

14、常正作了。9.離心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？ 答案：離心泵的主要部件有葉輪、泵殼、軸封裝置。 葉輪的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體、使液體的動(dòng)能和靜壓能均得到提高。 泵殼具有匯集液體和將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)為靜壓能的作用，軸封裝置的作用是防止泵內(nèi)高壓液體外漏及外界大氣漏入泵內(nèi)。10.離心泵的揚(yáng)程和升揚(yáng)高度有什么不同？答案：離心泵的揚(yáng)程是指泵給以單位重量液體的有效能量、 液體獲得能量后，可將液體升揚(yáng)到一定高度Z，而且還要用于靜壓頭的增量P/g和動(dòng)壓頭的增量u2/2g及克服輸送管路的損失壓頭，而升揚(yáng)高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚(yáng)高度僅為揚(yáng)程的一部分，泵工作時(shí)，其揚(yáng)程大于升揚(yáng)高度。

15、四、計(jì)算題1、擬用泵將堿液由敞口堿液槽大入位差為10m高的塔中，塔頂壓強(qiáng)（表壓）為0.06 Mpa.全部輸送管均為 f57mm3.5mm 無縫鋼管。管長50m （包括局部阻力的當(dāng)量長度）。堿液的密度 r = 1200kg/m3，粘度為 m = 2mPas。管路粗糙度為 0.3mm。l = 0.033試求：（1）流動(dòng)處于阻力平方區(qū)時(shí)的管路特性曲線；（2）流量為30 m3/h 時(shí)的 He 和Pe。解：（1）管路特性方程：（2）qv = 30 m3/h 時(shí),2、采用IS80-65-125水泵從一敞口水槽輸送60熱水。最后槽內(nèi)液面將降到泵人口以下2.4m。已知該泵在額定流量60m3/h下的(NPSH)

16、r為3.98m，60水的飽和蒸汽壓Pv為19.92kpa、為983.2kg/m3，泵吸入管路的阻力損失為3.0m，問該泵能否正常工作。解：說明安裝高度偏高。該泵不能正常工作。3、擬用一臺(tái)IS65-50-160A型離心泵將20C的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生產(chǎn)使用，溶液罐上方連通大氣。已知吸入管內(nèi)徑為50 mm，送液量為20 m3/h，估計(jì)此時(shí)吸入管的阻力損失為3m液柱，求大氣壓分別為101.3 kPa的平原和51.4kPa的高原地帶泵的允許安裝高度，查得上述流量下泵的允許汽蝕余量為3.3 m，20C時(shí)溶液的飽和蒸汽壓為5.87 kPa，密度為800 kg/m3。 解： 其中Z2為為負(fù)值，表明

17、在高原安裝該泵時(shí)要使其入口位于液面以下，才能保證正常操作。同時(shí)考慮實(shí)際操作的波動(dòng)一般還應(yīng)給予適當(dāng)?shù)脑Ａ?，比如安裝高度再降低0.5m，變成-1m。4、今選用IS型水泵將水從低位水池向高位槽送水，要求送水量為40 t/h，槽內(nèi)壓強(qiáng)（表壓）為0.03 Mpa，槽內(nèi)水面離低位水池水面16 m，管路總阻力為4.1 J/N。試確定選用哪一種類型為宜？解：在槽內(nèi)水面和低位水池水面之間列柏努利方程： 即管路所需壓頭為23.2 m。 查課本附錄9 ，選IS-80-65-160型合適。5、用一離心泵將敞口低位槽中的水送到高位水槽中，兩水槽的垂直距離為8m，且已知高位槽內(nèi)的壓力為200kPa（表壓）。當(dāng)管路內(nèi)供水量

18、為40m3/h時(shí)，管內(nèi)流動(dòng)已進(jìn)入完全湍流區(qū)。已知該泵的特性方程為（H單位為m,Q單位為m3/h）.現(xiàn)該管路系統(tǒng)改送密度為1200kg/m3的堿液，閥門開度和其它管路條件都不變，問此時(shí)泵的流量和有效功率是多少？解：輸送水時(shí)，管路特性曲線方程為，于是得管路特性方程為：該泵在水流量為40m3/h時(shí)的工作壓頭可由離心泵的特性方程求出：代入管路特性方程可得B值：B=0.0035改為輸送堿液時(shí)，B值不變，于是管路特性方程變?yōu)椋?泵的特性方程不變，此時(shí)它與管路特性方程求解可得輸送堿液時(shí)的工作點(diǎn)：Q=44.6m3/h, H=32m有效功率：6、用離心泵向水洗塔送水。在額定轉(zhuǎn)速下，從泵特性曲線查得：當(dāng)輸水量為0

19、.013m3/s時(shí)，泵提供的揚(yáng)程為45m。閥門全開時(shí)管路特性曲線可用（單位為m3/s）表示。為了將管路流量調(diào)節(jié)到0.013m3/s，需關(guān)小閥門至一定位置。問：（1） 因關(guān)小閥門而損失的壓頭；（2） 關(guān)小閥門后管路特性曲線方程如何表示？解：（1）該泵在流量為0.013m3/s時(shí)可為流體提供的壓頭是45m。泵安裝于管路時(shí)且當(dāng)閥門全開時(shí)，流量達(dá)到0.013m3/s管路所需要的壓頭為：；采用關(guān)小閥門，這樣泵的揚(yáng)程上升至H=45m時(shí)流量會(huì)達(dá)到要求；（45-38.59）=6.41m即為關(guān)小閥門而引起的壓頭損失。(2)關(guān)小閥門后，管路特性將與原來有所不同，在中，不變，B將發(fā)生變化。此時(shí)壓頭達(dá)到45，流量達(dá)到

20、0.013，將這些數(shù)據(jù)代入方程中可得因此新的管路特性方程為：7、用離心泵將20的水從水池送入高壓高位槽（見圖2-15）。泵的進(jìn)、出口處分別裝有真空表及壓力表。在一定轉(zhuǎn)速下測得離心泵的流量、揚(yáng)程、泵出口壓力p表、泵入口真空度p真以及泵的軸功率。現(xiàn)改變以下各條件之一而其它條件不變，問上述離心泵各參數(shù)將如何變化？（1） 出口閥門開度增大；（2） 液體密度改為1500 kg/m3；（3） 泵葉輪直徑減小5%；（4） 轉(zhuǎn)速提高5%。解：（1）出口閥門開度增大，則管路阻力變小，管路特性曲線變平緩；但其起點(diǎn)不變；泵的特性不會(huì)發(fā)生變化。因此，出口閥門開度增大將使工作點(diǎn)向右下方移動(dòng)(圖中由D到E)，結(jié)果是流量Q

21、增大、揚(yáng)程He下降、軸功率N上升。以低位槽液面為上游截面（1-1）、以壓力表所在處為下游截面（4-4），寫柏努利方程：（1）當(dāng)出口閥門開大時(shí)，上式右端各變量中，He下降、u4上升；其余量都不變。因此，壓力表讀數(shù)下降。以低位槽液面為上游截面（1-1）、以壓力表所在處為下游截面（3-3），寫柏努利方程：（2）當(dāng)出口閥門開大時(shí)，上式右端各變量中，u3上升、上升，其余量不變。因此，真空表讀數(shù)上升。（2）高位槽為密閉容器，故管路特性曲線在H軸上截距中的為正。當(dāng)被輸送液體密度增大時(shí)，A下降，管路特性曲線向下平移，如圖所示。工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到B點(diǎn)。結(jié)果是流量Q增大、揚(yáng)程He下降、軸功率N上升(泵的HQ曲線不隨

22、被輸送液體密度的變化而變化)。 當(dāng)流量增加時(shí)，管內(nèi)流速和能量損失都增大，由式（2）可知，真空表讀數(shù)增大。以壓力表所在處（4-4）為上游截面，以管路出口處（2-2）為下游截面，寫柏努利方程：（3）其中。由式（3）可以看出，流量增加時(shí)，管路能量損失增大，在流體密度上升的情況下，壓力表讀數(shù)是增加的。（3）葉輪直徑減小5%時(shí)泵的特性曲線變化情況如圖所示，特性曲線由1變?yōu)?，工作點(diǎn)由C變?yōu)镈，結(jié)果是流量Q減小、揚(yáng)程He下降、軸功率N下降。（用切割定律也可得到相同的結(jié)論） 流量減小時(shí)，管路能量損失減小，由式（2）可知，真空表讀數(shù)下降。流量減小時(shí)，管路能量損失減小，由式（3）可以看出，壓力表讀數(shù)要減小。（4

23、）轉(zhuǎn)速提高5%時(shí)泵的特性曲線變化如圖所示，特性曲線由1變?yōu)?，工作點(diǎn)由C變?yōu)镋，結(jié)果是流量Q增加、揚(yáng)程He上升、軸功率N上升。由式（3）可知，壓力表讀數(shù)增加；由式（2）可知，真空表讀數(shù)增加。點(diǎn)評(píng)：離心泵的工作狀態(tài)與其工作點(diǎn)對應(yīng)，而工作點(diǎn)由泵的特性和管路的特性共同決定。改變這兩種特性都可以使工作點(diǎn)發(fā)生變化，對應(yīng)的流量、壓力、軸功率、壓力表和真空表都會(huì)發(fā)生變化。工程上，離心泵所在管路的流量調(diào)節(jié)也正是基于這一原理而實(shí)現(xiàn)的。8、用某種型號(hào)的離心泵從敞口容器中輸送液體，離心泵的吸入管長度為12m，直徑為62mm。假定吸入管內(nèi)流體流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)，直管摩擦阻力系數(shù)為0.028，總局部阻力系數(shù).1，當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簽?.013105Pa。試求此泵在以下各種情況下允許安裝高度為多少？（1） 輸送流量為25m3/h、溫度為20C的