化工原理流体设备题库..

1、第二章 流体输送设备练习题一、选择题1. 离心泵开动以前必须充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. 气浮现象。2. 离心泵最常用的调节方法是 ( ) 。A. 改变吸入管路中阀门开度；C. 安置回流支路，改变循环量的大小；B.改变压出管路中阀门的开度；D. 车削离心泵的叶轮。B. 机械能；3. 离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的 ( ) A. 包括内能在内的总能量；C. 压能；D.位能(即实际的升扬高度) 。4. 离心泵的扬程是 ( )A. 实际的升扬高度；B.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度C. 泵的吸液高度；D.单位重量液体出泵和

2、进泵的机械能差值。5. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高， 他对故障原因作出了正确判断， 排除了故障， 你认为 以下可能的原因中，哪一个是真正的原因 ( ) 。A. 水温太高； B. 真空计坏了； C. 吸入管路堵塞； D. 排出管路堵塞。)输送温度下液体的6. 为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力(饱和蒸汽压。A. 大于； B. 小于； C. 等于。7. 流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀A；C8. 欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（）。输送大流量，低粘度的液体应采用（）。A.

3、离心泵； B. 往复泵； C. 齿轮泵。C；A9. 1m3 气体经风机所获得能量，称为（）。A. 全风压； B. 静风压； C. 扬程。10. 往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。A. 打开； B. 关闭； C. 半开。11. 用离心泵从河中抽水， 当河面水位下降时， 泵提供的流量减少了， 其原因是）。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。12. 离心泵启动前，是为了防止气缚现象发生。A. 灌水； B. 放气； C. 灌油； D. 灌泵。13. 离心泵装置中的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。A. 吸入管路； B. 排出管路； C. 调节管路

4、； D. 分支管路。14. 为提高离心泵的经济指标，宜采用 A. 前弯； B. 后弯； C. 垂直； D. 水平。叶片。15. 我国对耐腐蚀泵所用材料及代号有所规定，例如 S 表示，用于90C以下硫酸、硝酸、盐酸及碱液的输送。A.灰口铸铁；B.铬镍合金钢；C.铬镍钼钛合金钢；D.聚三氟氯乙烯塑料D16. 我国对耐腐蚀泵所用材料及代号有所规定，例如 B 表示，用于常17.温、低浓度硝酸、氧化性酸、碱液等的输送。A.灰口铸铁；B.铬镍合金钢；C.铬镍钼钛合金钢；D.聚三氟氯乙烯塑料离心泵型号 100S90A，S 表示A. 单级单汲清水离心泵；B. 单级双汲中开离心泵；18.C.多级离心泵;D.单级

5、单汲悬臂式离心泵。离心泵型号100S90A表示泵设计点扬程的是A. 100 ；B. S ； C. 90； D. A 。19.0C离心泵型号IS50-32-125 ，32 表示A. 泵入口直径； B. 泵出口直径； C. 泵叶轮外径； D. 泵叶轮内径20. 往复泵的调节是采用回路调节装置。A. 容积； B. 体积； C. 流量； D. 流速。二、填空题1.某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为H = 19m水柱,输水量为20kg s-1,则泵的有效功率为 。3728w 2. 离心泵的主要部件有如下几部分 : 底阀, 滤网，吸入管路 ,泵轴，排出管路等。泵壳；叶轮；,车削叶轮外径。3.

6、 调节泵流量的方法有：改变阀门的开度；改变泵的转速；4. 泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是 降低起动功率保护电机， 防止超负荷而受到损伤； 同时也避免出口管线水力冲击5. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 管路上，关小出口阀门后，压力表的读数出口；增大6. 离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。7. 泵的扬程的单位是，其物理意义是o离心泵特性；管路特性M泵提供给单位重量流体的能量8.离心泵输送的液体粘度越大，其扬程,轴功率效率越小；越小；越大；越小9.离心泵输送的液体密度变大，则其扬程，流量，效率，轴功率不变；不变；不变；变大10.通风机的全风压是指的气体通过风机所获得的能量，习惯上以单位表示。

7、单位体积；mmhO11.mmHg水环真空泵可以造成的最大真空度为 85%即真空泵能达到的最低压力（绝压）是11412.启动往复泵时灌泵。（不需要需要）不需要13.齿轮泵的流量而扬程.。（较小或较大；较低或较高）较小；较高14.石油化工厂常用的压缩机主要有两大类。往复式；离心式15.往复泵常用的方法来调节流量。回路调节的场合。16. 往复泵常适用于流量较小，扬程较高17. 在泵设备中，旋转的轴与静止的泵壳间存在的缝隙必须密封以防止漏液。常用的密封方法有填函密封或机械密封18.套管由© 57 X2.5mm和© 25 X2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等 mm 2，当量直

8、径等于mm 。1633, 2719.离心泵的容积效率可表示为之比。实际流量；理论流量20.离心泵的水力效率可表示为之比。-Z）。式中P为液体密度。实际压头；理论压头三、计算题1.某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向, 液面水平，如附图中虚线所示。当容器以等角速度3绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。试证明: 液面为旋转抛物面。 H = 2如。(a2r2液相内某一点(r，Z)的压强P = P0 + Pg(2g解：题给条件下回旋液相内满足的一般式为P + P .gz-Jr2 =C （常量）取圆柱坐标如图，当 Z=0,r=0,P=P0, V C=P0 故回旋液体中，一般式为P + P .gz - r2

9、 = Po液面为P=P的等压面为旋转抛物面2R22g2r兀a 2R h0 = f Z2兀 rdr = 0g即:2d2.o R h0=4g H=2h0某一点（r,Z ）的压强P:中心处开有小孔通大气，液面与顶盖内侧面齐平，如附2.直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水，圆筒顶盖圆筒壁内侧最高点与最低点的液体压强各为多少?图所示，当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋，问:p©2解: P + p QZr2 = C2取圆柱坐标如图，当 Z=0,r=0,P=Po , C=P故回旋液体中，一般式为 p+PP02B 点：Z=0,r=R=0.1m,2P叭号宀罟（詈2小0仁注1。4 PaC 点

10、:Z=-0.4m,r=0.1m,PC _P0 = -PgZ + 竺-r2 = 1000x9.81x(-0.4)+1000(8002 2 603以碱液吸收混合器中的CO的流程如附图所示。已知:2242兀)X0.1 =3.90x10 Pa滾2塔顶压强为0.45at （表压），碱液槽液面与塔内碱液出 口处垂直高度差为10.5m,碱液流量为lOnVh，输液管 规格是© 57X 3.5mm管长共45m（包括局部阻力的当量 管长），碱液密度戸=1200炬屁'，粘度fi-2cP，管壁 粗糙度£二$亦。试求：输送每千克质量碱液所需 轴功，J/kg。输送碱液所需有效功率， W解:Ws

11、=gh + ¥+（人罟+碍210/U =1.41m/s兀2(0.050)240.03严00 *104 e2咒10% =0.%0 =4咒10二查得 A =0.031 Ws=9.81>M0.5 + 0.45y81"04 +(0.031 4512000.050+ 1)j =168.5J/Kg210Ne"P叫=融仙0伽Sm.TW4. 在离心泵性能测定试验中，以20 C清水为基质、对某泵测得下列一套数据:泵出口处压强为1.2at（表压）、泵汲入口处真空度为220mmHg以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为 35mm采用汞为指示液，压差计读数R =伽，孔流系数C

12、q = 063，测得轴功率为1.92kw,已知泵的进、出口截 面间的垂直高度差为0.2m。求泵的效率n 。1000x9.81解: He=(Z2-Zi)+P=0.2 + 38l42i=15.2m P g兀 22(P P )gR 兀22(13.6-1)x9.81x0.853V = do'Co= (0.035)2 X0.63X <=8.79x 10，m3/s4P4，1Ne =V pgHe =8.79x10,x103>c9.81x15.2=1.31x103WmJ.3%92 =68.2%n =5. IS65-40-200型离心泵在= 14冗仰 时的“扬程流量”数据如下:Vm3/h7.

13、512.515Hem13.212.511.8用该泵将低位槽的水输至高位槽。输水管终端高于高位槽水面。已知低位槽水面与输水管终端的垂直高度差为4.0m,管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm摩擦系数2 = 0.02。试用作图法求工作点流量。5.解：管路特性曲线：He =Ho+8笃 "52 =4.0+ 28".°28° 5 VS2 =4.0+1.29X106Vs兀 gd兀 X9.81X 0.040将流量的单位改为m3/h,以V表示以便同泵的特性曲线一致，则He =4.0+1.29咒105(-)2 =4.0 +0.0995V23600&quo

14、t;HeV"计算数据结果列于下表：V m3/h7.512.515H e m9.6019.526.4He m13.212.511.8由作图法得，工作点流量 V=9.17m7h6. IS65-40-200型离心泵在 "4兄卩朋时的“扬程流量”曲线可近似用如下数学式表达也二13.67 - 8.30 W沪,式中气为扬程，mV为流量，m/h。用该泵将低位槽的水输至高位槽。输水管终端高于高位槽水面。已知低位槽水面与输水管终端的垂直高度差为4.0m,管长80m（包括局部阻力的当量管长），输 水管内径40mm摩擦系数久= 0.02。试用计算法算出工作点的流量。6.解：管路特性曲线：He =

15、H0+8笃"学=4.0+ 2820280 5Vs2 =4.0 + 1.29x106Vs 兀 gd5;i2x9.81x0.0405将流量的单位改为m3/h,以V表示以便同泵的特性曲线一致，则'5 V 22He =4.0 +1.29x10 () =4.0 + 0.0995V泵的特性曲线：He =13.67 -8.30x10V2管路特性曲线： He =4.0 +0.0995V2令 He = He,解得 V = 9.47m3/h7某离心泵在心45険时的“扬程流量”关系可用乞=13.6?-8POxlOW表示，式中He为扬程，m V为流量，m/h。现欲用此型泵输水。已知低位槽水面和输水管

16、终端出水口皆通大气， 二者垂直高度差为8.0m,管长50m（包括局部 阻力的当量管长），管内径为40mm摩擦系数尤二0.02。要求水流量15 m3/h。试问：若采用单泵、二泵并连和二泵串联，何种方案能满足要求？略去出口动能。7.解：管路特性曲线：He =8.0+ 28".02*50 5Vs2 =8.0 + 8.07x105vS 兀 2 x9.81x0.0405=8.0 +0.0623V2, m（单位：Vs -m3/s,V -m3/h） 单泵：He =13.67 -8.30x10®2He=8.0 +0.0623V2Io令He =He解得 V =8.96m /h 二泵串联：He

17、,串=2（13.67 -8.30x10'v2 =27.34-1.66x10/v2He=8.0 +0.0623V2令He,串=He,解得 V 15.7m3/h 二泵并联：He,并=13.67 -8.30x10（V并/2）2 =13.67-2.075x10V并He =8.0 +0.0623V2令 He,并=He,解得 V 9.38m3/h可见，只有二泵串联可满足 V =15m3/h的要求。&有两台相同的离心泵，单泵性能为 d =45-9.2x12厂，m式中v的单位是 m/s。当两泵并联操作，可将6.5 I/S 的水从低位槽输至高位槽。两槽皆敞口，两槽水面垂直位差13m输水管终端淹没

18、于高位水槽水中。问：若二泵改为串联操作，水的流量为多少?8.解：并联：扬程 He,并=45-9.2%105（6.5咒 10y2）= 35.3m管路特性方程：He =13 + K（6.5x10）2, He =35.3m. K =5.28"05串联：比,串=2（45-9.2 x105vr）'52He =13 + 5.28x10 Vs令 He,串=He,解得 Vs =5.70x10'm3/s9.附图为测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中已测出如下一组数据：泵进口 处真空表读数P1=2.67 X 104Pa（真空度），泵出口处压强表读数53 3P2=2.55X 10 Pa（表

19、压）；泵的流量 Q=12.5X 10 m /s，功率表测得电动机所消耗功率为6.2kW，吸入管直径di=80mm,压出管直径d2=60mm，两测压点间垂直距离 Z2-Zi=0.5m，泵由电动机2直接带动，传动效率可视为1,电动机的效率为0.93,实验介质为20r的清水。(2) 当 V=12h.He=36-0.02X122=33.12m,试计算在此流量下泵的压头H、轴功率N和效率n 09.解：（1）泵的压头在真空表及压强表所在截面2 2乙 +2l+U_+h =Z2 + 匕+竺+Hf式中fg 2gfg 2gZ2 Z1-0.5mP1- 2.67X 104Pa (表压)p2-2.55X 105Pa (

20、表压)1 1与2-2间列柏努利方程:u1-4Q.卅佗5 二 2.49m/s 兀 X (0.08 2U2-竺啊2/泌5 紀0二 4.42m/s 兀 X (0.06 2两测压口间的管路很短，其间阻力损失可忽略不计，故H=0.5+ 255 仙+267 沢忖+ 厲42!©.49 2 =29.88mH2O1000X9.812X9.81（2）泵的轴功率功率表测得功率为电动机的输入功率，电动机本身消耗一部分功率，其效率为0.93,于是电动机的输出功率（等于泵的轴功率）为:N=6.2X 0.93=5.77kW(3)泵的效率nNe QH Pg12.10x29.81009.81 = 3.66叮=一 =0

21、.63N N5.77 咒 10005.775.77 咒 100010.用离心泵输送水，已知所用泵的特性曲线方程为：仇=36-1102卩，。当阀I2全开时的管路特性曲线方程：H=12+0.06卩（两式中He、He' m，v m3/h）。问：要求流量12m3/h，此泵能否使用？若靠关小阀的方法满足上述流量要求,求出因关小阀而消耗的轴功率。已知该流量时泵的效率为0.65。解：(1) H e-36 0.02V2H e =12 + 0.06V2 ht=IH，解得 V=17.3mi/h二适用0.65 X 3600大输水量;多少？解：e=360.02V2H e' =12+0.06V2He =

22、12 + 0.06V2=12 + 0.06>d22=20.64m,AHeVPg12 x 1000 x 9.81 x (3312 - 20.64) N = = = 627.8Wn11.用离心泵输水。在n=2900 r/min时的特性为He = 36 0.02V2，阀全开时管路特性为He' = 12 + 0.06V2 (两式中 He He -m , V-m 3/h)。试求：泵的最要求输水量为最大输水量的85 %，且采用调速方法，泵的转速为 h=H，解得 V=17.3m/h=0.85V=14.7m7h，令调速后转速为 n r/min=(M2h V ' =V 29002900二泵

23、：(2900 2/n 2)H' =36-0.02 天(29007n 2)V'2' 2 2 ' 2二 H =36x n /(2900 ) -0.02V当 V=14.7m/h贝U H =( n 72900 )咒360.02 咒14.72H e' =12+0.06V2 =12+0.06 x14.72=24.97m由 H.=HH，解得 n=2616r/min12. 用泵将水从低位槽打进高位槽。两槽皆敞口，液位差 55m管内径158mm 当阀全开时，管长与各局部阻力当量长度之和为 1000m摩擦系数0.031。泵性 能可用 He = 131.8 0.384V 表示

24、(He-m , V-m3/h)。试问：要求流量为 110nTZh， 选用此泵是否合适？若采用上述泵，转速不变，但以切割叶轮方法满足110mzh流量要求，以D D分别表示叶轮切割前后的外径，问D/D为多少?解：(1)管路 he=H+KV=也z+8 /(1+ n e)/(兀2gdV s2=55+2.60V<104Vs2=55+0.00201V2=55+8X0.03VC 1000/(乙9.81 X0.1585) V s2e=55+0.00201V得 V=122.2 m3/h >110 m3/h适用由 H=131.8-0.384VH'«'ff H=(D/D )2H

25、 V=(D/D )V二切削叶轮后：(D/D )2H =131.8-0.384(D/D )V' ' 2 ' '即 H =(D /D) X131.8-0.384(D /D)V3V=110m /h 时，' ' 2 ' ' ' 2 'H =(D /D) X131.8-0.384(D /D)V =(D /D) x 131.8-0.384(D /D) x110=131.8(D/D) 2*2.24(D ' /D)13. 某离心泵输水流程如附图示。泵的特性曲线方程为：He=427.8Q0V (He-m , V-m 3/s)

26、。图示的 p 为1kgf/cm2(表)。流量为12 L/s时管内水流已进入阻 力平方区。若用此泵改输P=1200kg/m3的碱液，阀开启 度、管路、液位差及P值不变，求碱液流量和离心泵 的有效功率。解：P=1kgf/cm2=9.807x104Pa V=12L/s=0.012m 3/s管路 He' =H+kV=10+(9.807 咒 104)/(9.807 x1000)+KZ=20+K0.0122H e=42-7.8 x104x0.0122=30.77 m'4 H=H 二 K=7.48<10改输碱液阀门开度、管路不变/. K=7.4104不变管路：He "z+p/

27、( Pg)+KV2=10+9.8V104/(9.81 x 1200)+7.48 FoV=18.33+7.48MO、2泵：H e=42-7.8X10V气=|4 ，解得：V=0.0124m/s 14=42-7.8 咒 10V=42-7.8 咒104天0.01242=30.0 m二 2= HegVfc30.0x9.81 x0.0124X1200=4.38x103W 14.某离心泵输水，其转速为2900r/min，已知在本题涉及的范围内泵的特性曲线可用方程He = 36-0.02V来表示。泵出口阀全开时管路特性曲线方程为：He=12 + 0.05V 2（两式中He He-m, V-m/h）。求泵的最大

28、输水量。当要求水量为最大输水量的85 %时，若采用库存的另一台基本型号与上述泵相同，但叶轮经切削5 %的泵，需如何调整转速才能满足此流量要求?解： 由 H=36-0.02VH e =12+0.05V2令 H3=H 解得 V=21.71m/hD ' /D=0.95 V ' =0.85V=0.85x21.71=18.45m3/h/.另一泵：H=36R.952-0.02 x0.95V=32.49 -0.019V._ 2调整转速后：=32.49( n/2900)-0.019( n/2900)V20.019( n/2900) x 18.452=32.49( n/2900)=32.49(

29、n/2900)-0.351( n/2900)又 He =12+0.05V'=12+0.05x18.452=29.02 m 由 H e=H解得 n=2756 r/min15.某离心泵输水流程如图示。水池敞口，高位槽内压力为切削5%的离心泵进行操作，问阀全开时流量为多少?0.3at（表）。该泵的特性曲线方程为：He=480.01V2（HA m, m/h）。在泵出口阀全开时测得流量为 30nT/h。现拟改输 碱液，其密度为1200kg/m3，管线、高位槽压力等都不变，现 因该泵出现故障，换一台与该泵转速及基本型号相同但叶轮解：P=0.3at=2.94 X104 Pa管路：H"z+p

30、/( Pg)+KV=20+2.94>M04/(9.81 x1000)+K/=23+kV322V=30m /h 时 H=48-0.01V =48-0.01 30 =39 mH e =23+kV=23+K302由于 H=H 二 K=0.0178 二管路 He' =23+0.0178V2泵：H e=48x(D' /D) 20.01V2=48".9520.01V2=43.32-0.01V2改泵后管路：H e =Az+p/( Pg)+KV=20+2.94X104/(9.81 >1200)+0.018V2=22.5+0.018V22e =43.32-0.01Ve =2

31、2.5+0.018V2得 V=27.3 m'/h16. IS100-80-160型离心泵，Po=8.6mHO，水温150C,将水由低位槽汲入泵，有管路情况基本的性能，知V=60h,查的 h,允=3.5m,已知汲入管阻力为2.3m,H2O,求最大安装高度。解：15 0C 清水：P =9999kg./m3, Pv=1705.16PaP0F0R L1705.16H g,max = c f 送 Hf,。一Ah,允=8.6 2.33.5 = 2.63mP Q p g999 咒 9.8117. 100KY100-250型离心泵，R=8.6mHO,水温150C,将水由低位槽汲入泵，已知工作点流量为1

32、00nn/h,查得Hs=5.4m,汲水管内径为100mm汲水管阻力为 5.4mHO。求 hg.max17. 解: HS.允啊-10+0.24+讥 P.g= 5.4-10.33 + 0.24+8.6-1705.16/(999x9.81) = 3.97m咤00 = 3.54m/s兀2严）U；3.542Hg,max =HS，允-送 Hfg=3.97-2795.42.30m18. 选用某台离心泵，从样本上查得其允许吸上真空高度Hs=7.5m，现将该泵安装在海拔高度为500m处（大气压强可查表得Ha=9.74 mH2O），已知吸入管的压头损失为1 mH2O，泵入口处动压头为0.2 mH2O，夏季平均水温为40°C，问该泵安装在离水面5m高处是否合适?解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正:当水温为40 C时Pv=7377Pa在海拔500m处大气压强 Ha=9.74 mHzOH's=Hs+ (Ha 10)(-0.24 !19.81 x103丿=7.5+ (9.74 10) ( 0.75 0.24) =6.73 mH2O泵的允许安装高度为:2Hq =日,-5 -yHf =6.730