流体输送模块计算题答案

1、流体输送模块练习题答案计算题1.解：（1）水的流速：环隙面积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）判断水的流动形态当量直径de=0.089-0.054=0.035m Re=（du）/µ=（0.035×3.71×1000）/0.001=129850 Re=1298504000,所以水的流动形态为湍流。 2.解：根据题意，已知： 高度 Z2-Z1=12m；压力P1=P2=P0；流速u1=u2=0总能量损失E

2、f=55 J/Kg根据柏努力方程： 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质量流量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：环隙面积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）判断水的流动形态当量直径de=0.089-0.054=0.035m 3分Re=（du）/µ=（0.035×3.71×1000）/0.001=129850 3分Re=1298504000,所以水的流动形态为湍流。 2分4. 解：根据题意，已知： 2分高度 Z2-Z1=30m；压力P1=P2=P0；流速u1=u2=0总能量损失Ef=55 J/Kg根据柏努力方程： 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质

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：根据题意可知 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 如果以表压表示，则 P=1.276×105 Pa-1.013×105 Pa=2.63×104Pa 5分10. 解：根据题意，已知： 高度 Z

5、2-Z1=50m；压力P1=P2=P0；流速u1=u2=0总能量损失Ef=55 J/Kg根据柏努力方程： 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质量流量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 流体密度=1000Kg/m3 U型管压差计读数R=1500 m m=1.5m 3分 压力差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 管径d=27mm=0.027m （1）水的流速： 3分 =5.24m/s（2）判断水在管中的流动形态 雷诺数 3分 =9432 由于Re4000，所以是在管道中的流动是湍流。 2分72. 解：已知：指示液密度指=13600Kg/m3 流体密度=1030Kg/m3 U型管压差计读数R=150 m m=0.15m 压力差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 管径d=27mm=0.027m （1）水的流速： =3.93m/s（2）判断水在管中的流动形态 雷诺数 =51553 由于Re4000，所以是在管道中的流动是湍流。 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. 分别以低位槽和高位槽的液面作为1-1和2-2截面，1-1截面位置为基准水平面列柏努力方程gz1+u12/2+p1/+we=gz2+u22/2+p2/+h损z1=o,z2=20m,p1=p2=0(表压)，u10,u20, h损=390J/kg.we=20*9.8+390=586J/kg . pe=we*qm=5.8*103 J/kg .92. 解：设水封管必须插入水下的深度为h，m，才能维持设备内的压力不超过规定值，则水封管口所在水平面处的表压力为80mmHg，于是： 故液封的高度应为：      &#

9、160;       93. 解：在水槽液面1-1与塔内水管与喷头连接处2-2之间应用柏努利方程，并以1-1截面为基准水平面，得： 式中 Z10，Z220m； p1300kPa3.00×105Pa，p22250kPa2.25×105Pa；Ef49J/kg；1000kg/m3；u10 将数据代入柏努利方程式，得      W2797J/kg； 水泵的有效功率为    NeWqV=2797×15

10、15;1000/360011654W11.654kW 4、 问答题1.原因：当泵入口处的压力降低到与操作温度下液体的饱和蒸汽压相等甚至更小时，叶轮进口处的液体中就会汽化出现汽泡。泵入口处的压力p1操作温度下液体的饱和蒸汽压pv 现象：除发出噪音外，同时还会使泵的流量，扬程和效率都明显下降 危害：，泵的使用寿命缩短，严重时使泵不能正常工作 防止：对离心泵的几何安装高度必须进行限制小于最大允许安装高度 2.答：开车：罐泵关出口阀开电机开出口阀 停车：关出口阀关电机 3.答： 颗粒大小：粒度大则速度大； 颗粒与流体的密度差：密度差大则速度大；流体的黏度：黏度大则速度小；颗粒的形状：不同的形状速度不同

11、；颗粒的数量：颗粒越多则速度越小。7.答：当一个泵安装在一定的管路系统中工作时，实际流量，不仅与离心泵本身的特性有关，而且还取决于管路的工作特性，也即是在输送液体过程中，泵和管路必须是互相配合的，即：离心泵的流量调节方法有两种：（1）.调节管路特性曲线如：调节出口阀的开度、改变管径、管长等 （2）.调节离心泵特性曲线如：改变转数、叶轮直径等 8.答：流体输送管路系统包括：流体输送机械、（泵、压缩机等） 管道、管件 阀门、流量计等 21. 答：由于离心泵叶轮中心处的高度真空,使液体气化,而叶轮外围又处于高压状态,使气化的液体又迅速冷凝,液体的快速气化和快速冷凝对叶轮产生了腐蚀. 292. 答：在

12、开车时：离心泵是县关闭出口阀，而往复泵必须先打开出口阀；离心泵的流量可通过出口阀进行调节，往复泵的流量只能通过旁路来调节。314. 答：当泵的安装高度ZS过大，达到极限时，泵的 入口处真空度较大，HS达到最大，PS降低到与输送温度此案的 饱和蒸汽压PV相等时，进入泵的液体大量汽化流体中的气泡占据空间，进入叶轮高压区，又迅速凝成液体，造成几百个，甚至几千个大气压的局部压力，产生噪音和振动，叶轮局部材料可能产生疲劳，从点蚀到严重的蜂窝状，叶轮受到损坏，Q.H 显著，下降严重时，泵不能正常运转，甚至损坏。316. 答：清水泵、杂质泵、油泵、腐蚀泵。318. 答：1选择合适的 管路途径，尽量缩短管道的

13、长度，减少直管阻力.2合理设计管路，尽量减少管件阀门，减少局部阻力。3适当的放大管径，增大管路截面积，在保证流量的 前提下，减少流速，减少阻力。4可以在流体内添加润滑剂，减少摩擦，食品工业上一般不用 319. 答：系统内的空气压低于1atm时的状态称为真空。真空泵是将气体从低于1atm的 状态下压缩提压到某一压强，而从设备或系统中抽出气体，使设备或系统的绝对压强低于外界大气压强320. 答：泵的流量qv、压头（扬程）H、转速n、轴功率P和效率五、判断题1.U型管压差计也可用密度小于物料密度的液体作指示液。 （ ） 2.在稳定流动系统中，管路中任一截面流体的质量流量是相等的。 （ ）3.对于稳定

14、流动系统，管路中任一截面的流体的流量相等。 （ ）4在任何流体内部的任意一点上，各个方向上的静压强相等。 （ ）6.某水管路中水的质量流量是25kg/s。 （ ）7.在连续流体中，位置越高压强越小。 （ ）8.往复泵的流量绝对不能由其出口阀进行调节。 （ ）9.在管道内部的任意一截面上，各个点上的静压强相等。 （ ）10.水在4时的密度是1.0。 （ ）13. 某水管路中水的流量是25kg/s。 （ ）14.U型管压差计必需用密度大于物料密度的液体作指示液。 （ ）15. 往复泵的流量也可由其出口阀进行调节。 （ ）125.往复泵的流量一般可由其出口阀进行调节。×128.在稳定流动系

15、统中，根据连续性方程式，管路中任一截面的流体的流量是相等的。 （ ）135.输送韧性和可压缩性物料时，可以采用齿式或叶片式螺旋输送机。136.卫生离心泵的吸入口位置只要低于贮罐口，开机时就可将罐内料液吸出。137.螺杆泵的转动件是用食用级橡胶制造的。×138.螺杆泵、齿轮泵和离心泵只要改变旋转方向就可以改变输送方向。×139.螺杆泵的输出压头与螺杆的长度有关。185.虽然湿式往复式真空泵可以抽水汽，但在食品工业中使用不多。186.用于蒸汽喷射泵的蒸汽压力较高，且要求压力稳定。六、选择题1.下列不属于离心沉降的设备是 （ C）A 高速管式离心机；B 旋液分离器；C 三足式离心

16、机；D 旋风分离器。2.某设备真空度是100mmHg，则其绝对压力为 （C ）A600mmHg； B860mmHg；C660mmHg； D100mmHg3.某气体在标准状态下的密度为1kg/m3，则在546K、2atm下的密度为（A ）A1kg/ m3 . B.2kg/m3 C. 0.5kg/ m3. D.4kg/ m34.某流体在管路中流动，Re=30000，则其流动型态是 （B ）A过渡流； B. 湍流 ； C. 层流95.某设备表压是100mmHg，则其绝对压力为 （ B ）A100mmHg； B860mmHg；C660mmHg； D600mmHg96.某气体在546K、2atm下的密度

17、为1kg/m3，则在标准状态下的密度为（C ）A0.5kg/ m3 . B.2kg/m3 C.1kg/ m3. D.4kg/ m397.如果外界大气压是105Pa，某设备真空度是20KPa，则其绝对压力为 （ B ）A120KPa； B80KPa；C20KPa； D8000Pa117.设备内绝压为300mmHg，其真空度为（A）mmHg（当地大气压为750mmHg）。A、450；    B、1050；    C、460；    D、-450 118.液体的温度升高粘度（B）；

18、气体的温度升高粘度增大。A、不变；     B、减小；    C、增大；    D、不定 119.对不可压缩流体，当体积流量一定时，流速与管径的2次方成反比；若体积流量不变，管径减小一倍，管内流体流速为原来的(A )倍。A、4；    B、5；    C、2；    D、1.75120.流体的流量不变，将管径增加一倍，则雷诺数为原来的( A) 倍。A、1/2

19、；    B、2；    C、4；    D、1/4121.当气体压强增加一倍时，此时气体的密度为原来的( B) 倍。A、 1倍；    B、 2倍；    C、 4倍；    D、 8倍122.流体在圆形管内作层流流动时，管中心处的流体质点流速为管内平均流速的(C ) 倍。A、1/2；    B、1；  &

20、#160; C、2；    D、2.5123.流体的流动类型有（ B ）。A、自然对流和强制对流；    B、层流和湍流；C、层流、湍流和过渡流；    D、沟流和壁流 124.离心泵铭牌上所标明的扬程是（ B）。A、流量为零时的扬程；     B、效率最高时的扬程；C、功率最大时的扬程；     D、功率最小时的扬程 125.离心泵的扬程指的是（C ）液体流经泵后所获得的能量。A、1k

21、g；     B、1m3；     C、1N；     D、1L 126.选用离心泵时，一般以泵的效率不低于最高效率的（B ）为合理。A、75%；     B、92%；     C、85%；     D、98% 132.稳态流动中，流速只与 有关，而不稳态流动中，流速除与 有关，还与 有关。（ A ）（A）位置，位置，时间； （B）时间，时间，位置；（C）位置，时间，位置； （D）时间，位置，时间， 134.某离心泵分别输送密度为及的两流体，已知两者体积流量相等，=1.2，则_。（ C ）（A）扬程H1=H2，轴功率N2=1.2N1 （B）扬程H1=1.2H2，轴功率N2=N1（C）扬程H1=H2，轴功率N1=1.2N2 （D）扬程H2=1.2H1，轴功率N2=1.2N1 135.流体在圆形直管中流动时，若流动已进入完全湍流区(阻力平方区)，则摩擦系数与Re的关系为：（ C ）。 A. Re增加，增