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1、流体输送机械复习题一、填空题：1.3 分某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵供给的压头为 He=19m 水柱,输水量为0.0079m3/s，则泵的有效功率为. *答案*1472w2.2 分离心泵的主要部件有如下三局部:,.*答案*泵壳;叶轮;泵轴3.2 分离心泵的主要参数有:,.*答案* 流量;扬程;功率;效率4 3分离心泵的特性曲线有: ,.*答案* 压头H流量Q 曲线；功率N流量Q 曲线； 效率流量Q 曲线52 分离心泵的最大安装高度不会大于 .*答案* 10m6.2 分离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：,.*答案*泵特性曲线H-Q；管路特性曲线H-Q7 3分调节泵流量的方法有： ,.*
2、答案*转变出口阀门的开度； 转变泵的转速； 车削叶轮外径8.3 分液体输送设备有：,.*答案*离心泵; 往复泵; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵9.3 分气体输送设备有:,.*答案*通风机;鼓风机;压缩机10.3 分泵起动时，先关闭泵的出口开关的缘由是*答案* 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避开出口管线水力冲击。11.3 分假设被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，流量 ，效率，轴功率。 *答案* 减小减小下降增大12. 离心泵的流量调整阀安装在离心泵管路上，关小出口阀门后，真空表的读数，压力表的读数。 *答案*出口减小增大13.2 分流体输送设备按工作原理大致可分为四类即，
3、。*答案*离心式 ， 往复式 ， 旋转式 ， 流体动力作用式14.2 分离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。*答案*气蚀15.2 分离心泵的扬程含义是*答案*离心泵给单位重量的液体所供给的能量。16.2 分离心泵叶轮按有无盖板可分为，。*答案*敞式半敞式闭式或开式，半开式，闭式17.2 分离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是时的流量和扬程。*答案* 效率最高18.3 分用离心泵在两敞口容器间输液 , 在同一管路中，假设用离心泵输送1200kg/m3 的某液体(该溶液的其它性质与水一样，与输送水相比，离心泵的流量,扬程,泵出口压力,轴功率。(变大,变小,不变,不确定)*答案*不变
4、不变变大变大19.5 分离心泵用来输送常温的水，泵的性能为：Q0.05m3/s 时 H20m ；管路特性为 Q0.05m3/s 时，He18m，则在该流量下，消耗在调整阀门上的压头增值 Hm；有效功率Nkw。 *答案*2; 0.98120.2 分离心泵起动时，假设泵内没有布满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现象称为现象。*答案*气缚21.2 分离心泵承受并联操作的目的是，串联操作的目的是。*答案*提高流量；提高扬程22.2 分风机的风压是指的气体通过风机而获得的能量。 *答案* 单位体积23.2 分 离心通风机的性能曲线比离心泵的性能曲线多了一条曲线。*答案*流量与静风压二、选择题
5、：1.2 分离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作， 这是由于A. Q 启动0， N 启动0 ；B. Q 启动 0，N 启动0； C. Q 启动 0， N 启动0*答案*A2.2 分离心泵开动以前必需布满液体是为了防止发生()A. 气缚现象B. 汽蚀现象C. 汽化现象D. 气消灭象*答案*A.3.2 分离心泵最常用的调整方法是 ()A. 转变吸入管路中阀门开度B. 转变压出管路中阀门的开度C. 安置回流支路，转变循环量的大小D. 车削离心泵的叶轮*答案*B. 4.2 分离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值 ()A. 包括内能在内的总能量B. 机械能C.
6、 压能D. 位能即实际的升扬高度 *答案*B.5.2 分流体经过泵后，压力增大P N/m2，则单位重量流体压力能增加为()A. PB. P/C. P/()D. P/(2)*答案*C.6.2 分当离心泵内布满空气时，将发生气缚现象，这是由于()A. 气体的粘度太小B. 气体的密度太小C. 气体比液体更简洁起漩涡D. 气体破坏了液体的连续性*答案*B.7.2 分某同学进展离心泵特性曲线测定试验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障缘由作出了正确推断，排解了故障，你认为以下可能的缘由中， 哪一个是真正的缘由( )A. 水温太高 B. 真空计坏了C. 吸入管路堵塞 D. 排出
7、管路堵塞*答案* C.8.2 分在某校离心泵特性曲线试验装置中泵的安装高度为1m，泵的入口处装一U 形管压差计，则测得入口处的压力( )A. 自始至终大于大气压力B. 随着流量的增大，经受大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段C. 自始至终小于大气压力D. 自始至终等于大气压力*答案*B.9.2 分 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度渐渐降低为零，泵出口处的压力表也渐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的缘由是()A. 忘了灌水B. 吸入管路堵塞C. 压出管路堵塞D. 吸入管路漏气*答案*D.10.2 分离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而A. 增大B. 削减C.
8、 不变*答案*B11.2 分用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为A. 扬程B. 升扬高度C. 吸液高度*答案*B12.2 分流量调整，离心泵常用，往复泵常用A. 出口阀B. 进口阀C. 旁路阀*答案*A、C13.2 分输送气体的密度越大，则风机的风压A. 越高B. 越低C. 不变*答案*A14.2 分欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应承受。输送大流量，低粘度的液体应承受A. 离心泵B. 往复泵C. 齿轮泵*答案*C、A15.2 分用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵供给的流量削减了，其缘由是。A. 发生了气缚现象B. 泵特性曲线变了C. 管路特性曲线变了*答案*C16.2 分当离心
9、泵输送的液体的粘度增大时，则其A. 扬程削减，流量、效率、轴功率均增大； B. 扬程、流量、效率均降低，轴功率增大C. 扬程、效率增大，流量，轴功率削减； D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率削减*答案*B17.2 分离心泵的吸液高度与无关A. 排出管路的阻力大小 ； B. 吸入管路的阻力大小C. 当地大气压D. 被输送液体的密度*答案*A三、问答题：1.12 分何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？*答案*“气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后， 泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液
10、体。“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，裂开等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量削减，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。2.10 分为什么离心泵可用出口阀来调整流量？往复泵可否承受同样方法调整流量？为什么？*答案* 由离心泵的工作点知，转变泵出口阀的开度，使局部阻力转变，而管路特性曲线转变，流量随之转变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵， 压头与流量根本无关，假设关闭出口阀，则因泵内压力急剧上升，造成泵体。管路和
11、电机的损 坏，故不宜用出口阀来调整流量。3.6 分 离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？*答案* 离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、 液体获得能量后，可将液体升扬到肯定高度 Z，而且还要用于静压头的增量 P/g 和动压头的增量 u /2g 及抑制输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一局部，泵工作时，其扬程大于升扬高度。4.8 分当离心泵启动后不吸液，其缘由主要有哪些？5.8 分按图写出离心泵开泵及停泵操作程序。*答案*开泵：关闭阀 B 一翻开阀A 一灌液一关闭阀A 一启动键K 一全开阀B 一调整阀A 至适宜流量。停泵：关闭阀A 一
12、关闭阀B假设长期停泵可不关，以便放完管路中的液体一按停顿电键K*答案* 不吸液的缘由可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使泵内存有空气； 由于底阀或吸入管路 堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转等。6.18 分不同类型的离心泵，其 Q-H 曲线的外形不同，有的较平如图A 线，有的较陡图中B 线，问：1当用离心泵来输送含有泥浆的液体，其局部泥浆会在管道内沉积，在此种状况下，宜选哪一类型 Q-H 线的离心泵才能避开流量发生过大的波动？2假设用出口阀调整流量，对于哪一种外形的Q 一 H 线离心泵较 为抱负？*答案*1选用QH 线较陡的泵即图中的B 线，设曲线I 为原来的管路特性曲线；
13、曲线II 为后来阻力增大的管路特性曲线，从图中可看出对A 泵来说，工作点由M 变为M 对应的流量由Q 到 Q ；对B 泵来说12m1m2工作点由C变到C对应的流量由Q到12c1Q两 泵 流 量 变 化 皆 变 小 的 幅 度 BA即 Q - Q)4000;水在管内流淌呈湍流 以 1-1 面为水平基准面,在 1-1 与 2-2 面间列柏努利方程： Z 2/2P /HeZ 2/2P /+h111222fZ =0 u =0 p =0(表压) Z =18m u =0; P /g=2.59.81103/(10009.81)=25m111222hf=(l+le)/d(u2/2g)=0.024(100/0.
14、1)22/(29.81)=4.9m;He=18+25+4.9=47.9m Ne=HQg=47.910009.8156.5/3600=7.4kw4.20 分如下图，用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，高位槽的水面离贮水池的水面高度保持为 10m，输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面 0.8m 处, 孔径为 20mm，孔流系数为 0.61。管路为573.5mm 的钢管，直管长度和局部阻力当量的粘度为 1cp,摩擦系数近似为 =0.3164/Re0.25。U 形管中指示液均为水银,其密度为 13600kg/m3。当水的流量为 6.86m3/h 时， 试确定：(1)水通过泵所获得的外加
15、能量为多少? (2)在孔板前测压点 A 处安装的 U 形管压力计中指示液读数 R 为多少? 1孔板流量计的U 形管中指示液读数R 为多少?2*答案* u=Vs/(0.785d2)=6.86/(0.7850.0523600)=0.971m/s长度之和(包括孔板局部阻力当量长度)为 250m，其中贮水池至孔板前测压点 A 的直管长度和局部阻力当量长度之和为 50m 。水的密度为 1000kg/m3，水Re=0.050.9711000/(110-3)=48550=0.3164/Re0.25=0.1364/485500.25=0.0213取贮水池液面为 1-1 截面,高位槽液面为 2-2 截面,列柏努
16、利方程式： Z g+p /+u 2/2+We= Z g+p /+u 2/2+h111222(f 12)W=Z g +h= Z g +(l+le )/d(u2/2)2(f 12)2=109.81+0.0213(250/0.05)(0.9712/2) =98.1+50.2=148.3J/kg以 A 点为 2-2截面, 在 1-1 与 2-2截面间列柏努利方程式Z g+p /+u 2/2+We= Z g+p /+u 2/2+h 111222(f 12 )(p -p )/=(p -p )/= We - Z g -(u2/2)-(l+le )/d(u2/2)21Aa2=148.3-9.29.81-0.9
17、712/2-0.0213(50/0.05)(0.9712/2)=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53J/kg;p -pAa=47.53661000=47.53103N/m2R =(p -p )/g(-) =47.53103/9.81(13600-1000)=0.3846m=38.46cm1Aao依据Vs=CoAo2gR2(-)/;R =(Vs/CoAo)/2g(o -)o2式中: Co=0.61, Ao=0.7850.022=3.1410-4m2;Vs=6.86/3600m3/s,R =(6.86/3600)(1/(0.613.1410-4)1000/29.81(13
18、600-1000)=0.4m =40cm25.12 分欲用离心泵将20水以 30m3/h 的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为 18m，泵的吸入口在水池液面上方 2m 处。泵的吸入管路全部阻力为 1mH O2柱，压出管路全部阻力为 3mH O 柱，泵的效率为 0.6，求泵的轴功率。假设泵的允许吸上2真空高度为 6m，问上述安装高度是否适宜？动压头可忽略。水的密度可取 1000kg/m3。*答案* 如图取 11，22 截面，并以 11 截面为基准面，列柏努里方程：Z P /u 2/2He Z P /u 2/2h 111222fHZh f( 1 2)181322mN 轴QH/1
19、02(30/3600)221000/(1020.6)3kwHg Hs u2/2h 615m2m允允f 吸Hg Hg安装高度适宜。实允615 分如附图所示，打算在蓄水池A 的一侧安装一台离心泵，将水输送至列管换热器B的壳程内作冷却用，要求水的流量为 18m3/h，水自换热器出来后流进高位水槽C 中，回收他用。：1蓄水池 A 水面标高 3m，高位槽 C 处进水管末端标高23m；2输水管为 603.5mm的钢管；3管路部份的压头损失h 19u2/2mH O，换热器B 壳程的压力损失f2P73.6u2/2kN.m-2；式中，u 为管内流体流速，m/s1000kg/m3水今库存有一台 2B31 型离心泵
20、，其性能参数如下表所示，试核算选用此泵是否适宜。流m3/h量扬程m轴功率kw允许吸入真空度m1034.51.878.72030.82.607.230243.075.7此题附图*答案*选择计算截面 11，22 面如题图所示；地平面为基准面。uVs/A18/3600/(/4)(0.06-20.003522.27m/sZ P /u 2/2He Z P /u 2/2h 111222fP P ;u 0121He 23-3(2.272/(29.81)192.272/(29.81)73.62.272/(29.81)1000/(10009.81) 27.2mH O2由 2B31 型离心泵特性曲线图查得：Q18
21、m3/h,He 31.5m27.2m且 62，而65;659058.562 故此泵通用。m a x715 分如下图输水系统，管长、管径(均以 m 计) 和各局部阻力的阻力系数 均标于性曲线方程, (2输水量为 15m3/h 时，要求泵供给的有效功率以kw 计*答案*u d /d 2u 0.64 u ;12122Qu (/4)d2601.884 u2或 u 0.531Q22 e 20u 0.34Q1+(3+0.2+0.0320/0.25)u 2/2g 1+(20.2+0.5+1+0.03260/0.2) u 2/2g220+0.286 u 2+2.086 u 212图中。直管局部的 值均为 0.
22、03。求： (1以流量 Q m3/min 和压头 He (m)表示的管路特20+0.0331Q+0.5882Q20 + 0.62Q Q15/600.25 m3/minHe 20+0.620.2520.04mNe QHe /600.2520.0410009.81/60 819 w 0.819kw7.20 分欲用离心泵在两敞口容器间输液, 该水泵铭牌标有：流量 39.6m3/h，扬程 15m， 轴功率 2.02kw,效率 80%，配用2.8kw 电机，转数1400r/min。 今欲在以下状况使用是否可以？如不行时承受什么措施才能满足要求要用计算结果说明1输送比重为 1.8 的溶液，流量为 38m3
23、/h，扬程 15m, 2输送比重为 0.8 的油类，流量为 40m3/h，扬程 30m, 3 输送比重为 0.9 的清液，流量为 30m3/h，扬程 15m*答案*（1） 电动机功率不够N38/3600151800/(1020.8)3.5kW 换大电机（2） 扬程不够H/H” n/n”2;15/301400/” ” 1980增加1980 转/分。检查功率：N/N” n/n”32.02/N” 1400/19803N” 5.72 kw换一电机功率为 5.72Kw，1980 转/分。（3） 可以使用。通过关小出口阀调整至工作点。8.(8 分)有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度 Hs5m，用来输送
24、 20的清水，吸入管路的全部阻力损失为 1.5mH O,当地大气压为 10mH O，假设略去泵入口处的动压头。试计22算此泵的允许安装高度Hg 为多少米？*答案*Hg Hs u2/2h 51.5 3.5mf实际安装高度H 3.5-0.5=3.0m实916 分图示为n=960 转/分的离心通风机的特性曲线。如用此风机向锅炉输送空气，管路特性曲线方程为H=5Q2(H 的单位为mmH O, Q 的单位m3/s)2问：1风机的送风量为多少 m3/h?消耗的轴功率为多少kw？2假设想使风量变为 5.5m3/s ,*答案*1送风量Q 及轴功率N由管路特性曲线方程H=5Q2 列表作图。由两线交点读得：送风量
25、Q=3.6 m3/s风压 H=64mmH2O 效率 =0.4轴功率：N=QH/=3.6649.807/0.41000=5.65kW你认为可实行什么措施？Qm3/s0233.54HmmH O2204561.380(2)使风量变为 5.5 m3/s，可承受提高转速的措施212n =Q /Q2211n =5.5/3.6960=1500rpm2马上转速提高到 1500rpm。10如下图的输水系统，管内径为d=50 mm，在阀门全开时输送系统的l+le=50 m，摩擦系数 可取0.03, 泵的性能曲线在流量为 6m3/h 至 15m3/h 范围内可用下式描述: H=18.920.82Q0.8, H 为泵
26、的扬程 m, Q为泵的流量m3/h。问:(1) 如要求输送量为 10 m3/h, 单位质量的水所需外加Q /Q =n /n功为多少? 此泵能否完成任务?(2) 如要求输送量减至 8 m3/h(通过关小阀门来到达), 泵的轴功率削减百分之多少?(设泵的效率变化无视不计)。解：1在两水面间列伯努利方程：pu 2pu 2rz+1+1+ h1g2 ge= z+2+2+ hr2g2 gf由于： u1= u, p21= p, z21= 0, z2= 10 m管内流体的流速u =10 / 3600= 1 .42 m / s0 .785 0 .05 2h= l l u 2= 0 .03 501 .42 2=
27、3 .25 mfd2 g0 .052 9 .81于是有： h= 10 + 3 .25 = 13 .25 me单位质量的水所需外加功 W= h g = 13 .25 9 .81 = 130 J / kgee泵能供给的压头H 18 .92 0 .82 10 0 .8 13 .75 m很明显 H 大于 he, 即此泵能够完成任务。(2)H = 18.92 - 0.82 80.8 = 14.6m,由于：hhN N /hH rgQ /h14.6 8N=eh =rh= 0.849 N/HegQ /13.75 10故减小15.1。11用一台离心泵将 20清水从敞口水池送入吸取塔顶部。己知：吸牧塔顶部的压力表读数为150kPa,输送管出口处比水池液面高12 m；输送管用763mm 无缝钢管，管全长为45m包括阀门等管件的当量长度，摩擦系数由下式确定：l 0.01227 十 0.7543Re0.38在流量为 20 30m3/h 范围内，所用离心泵的特征曲线可表征为：H30.80.82Q0.8式中：H 为泵的扬程，m；Q 为泵的流量，m3/h。试求：1)要求到达 26m3/h 的输水量，该泵能否完成此输送任务?计算说明之。2)假设单泵不能完成此输送任务，现将两台型号一样的泵串联起来操作是否可行?计算说明之。