中国石油大学-泵与压缩机-期末试卷

中国石油大学（北京）2010—2011学年第一学期《泵与压缩机》期末考试试卷班级:_______姓名：________学号：________分数：________题号一二三总分得分出题人：储运08-1班靳彬2008022118吕一宁2008022119帕茹克2008022120祁日强2008022121乔玉波2008022122秦伟2008022123一、填空与选择（每题4分，共28分）1.静扬程是由于_________的增加和相对速度的减小而产生的，越______(大/小)越好；动扬程是由于_________的增加而产生的，越_____(大/小)越好。2.已知泵入口压力Ps=0.05MPa,Cs=2m/s，则有效汽蚀余量_____,又已知该泵必须汽蚀余量为4.7m，该泵______(是/否)会发生气蚀。（已知200C时，水的饱和蒸汽压Pv=2400Pa）3. 泵的总效率η等于____________________________三者的乘积。4.液体所获得的理论扬程仅仅与___________有关，而与泵输送的液体性质和流动过程无关。5.NPSHa的大小与吸入装置的参数_______(有关/无关),越__________(大/小)越不易发生气蚀；NPSHr是由离心泵的结构参数和_________决定的,越__________(大/小)越不易发生气蚀。6、离心泵大多采用__________(后弯/前弯)叶片，其出口处叶片角β2A_______（大于/等于/小于）90。。7、对应于泵效在_________的工况范围为高效工作区。在液体的物性参数当中，________会对泵的扬程、流量、功率、效率和汽蚀余量等各方面产生影响。二、简答题(每题6分，共36分)1、扬程的定义是什么？国际单位和习惯单位是什么？2、请简述气蚀现象及其危害。3、请简述离心泵的启动过程。4、请简述以下几种离心泵抗气蚀措施是否妥当：（1）减小吸入管直径（2）提高泵的安装高度（3）采用前置诱导轮5、画出离心泵性能曲线的示意图，并说明泵实际特性曲线的作用。6、泵入口法兰处的真空表读数称为吸上真空度。若泵使用当地现场大气压为，被抽送液体工作温度下的密度和饱和蒸汽压分别为和，泵样本上的已知，标准大气压为=101.33kPa，20下清水的饱和蒸汽压为=2.4kPa，密度为=1000，试证明：在泵现场运行条件下。三、计算题（每题12分，共36分）1、某化工厂用离心泵将大池中清水打到塔顶喷淋，喷口距地面20m，水池水面距地面低0.2m，泵流量Q=50m3/h,塔内工作压力Pb=128kPa（表压），吸管直径为：114mm；排出管直径为88mm；整个管路损失为：12m.试求：（1）泵扬程H，功率(η=0.9)（2）若泵的流量不变，塔内表压力为Pb=110kPa时，此时泵扬程H为多少（管路损失不变）；2、如图所示，用离心泵将循环冷却水由水池送入一敞口水槽，水槽水面比水池水面高52m，要求的流量为90m3/h，输送管路规格Φ159×4.5mm，管路总阻力损失为14m（包括所有局部阻力损失），水的密度ρ=1000kg/m3。现有一台IS100-65-250型离心泵，在高效区其扬程与流量的关系可近似地用直线：He=124.5-0.392qV表示（式中qV的单位：m3/h），必须汽蚀余量（NPSH）r=3.8m。试求：(1)管路需要的外加能量（J/N）?(2)该泵是否满足要求?(3)工作点泵的轴功率（效率η=72%）Pa（W）?(4)夏季水池水温最高35℃（pv=5.6kPa），若离心泵的吸入管段流动阻力与平均流速的关系为(m)，则该泵可否于水池水面之上3m处正常工作？3、某离心泵从半地下储油罐抽油输送的油品，要求理论上能把油罐抽空，已知泵的工作流量，，吸入罐内压力，当地大气压，，吸入管直径，管长，局部阻力系数，沿程阻力系数。问：泵应安装在何处？参考答案填空题圆周速度、大、绝对速度、小5.06m否容积效率ηv，水利效率ηh，机械效率ηm液体在叶片进口和出口处的速度。有关、大、流量、小。后弯、小于。最高效率点以下7%粘度简答题定义：单位质量的液体，从泵的入口到出口的能量增值，即单位质量的液体，通过泵所获得的有效能量。国际单位：J/Kg习惯单位：m气蚀现象：液体气化、凝结形成高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥落和电化学腐蚀的综合现象。危害：产生振动和噪声，降低泵的性能，破坏过流部件。3、答：离心泵启动前泵内灌满液体的过程称为灌泵。驱动机（原动机）带动叶轮高速旋转，叶片带动液体旋转，产生离心力，液体获得能量（压力能、速度能增加）输送液体。叶轮入口形成低压，靠吸入液体与泵之间压差，不断吸入液体，连续工作。4、（1）不对，减小吸入直径，增大流速，增加泵吸入管路的阻力损失，从而减小NPSHa，让泵更容易气蚀。（2）不对，根据公式1-30可得：增大Zg会使NPSHa减小。（3）对，诱导轮会使流过它的液体做功，使能头增大，是液体进入离心泵前增压，从而提高泵的抗气蚀性能。5、H—Q曲线是选择和操作使用泵的主要依据。N—Q曲线是合理选择原动机功率正常启动的依据。η—Q曲线是检查泵工作经济性的依据。NPSHr—Q曲线是检查泵是否发生汽蚀的依据。6、设泵的允许汽蚀余量为，泵入口法兰S处的液流的速度为，则可知：泵的允许吸上真空度（m）在实际条件下有：（m）所以（m）也就是：（m）三、计算题1、解：（1）流量Q=50/3600=0.014m3/s出口速度Cd=Cb=4Q/(πd出2)=4X0.014/（πX0.0882）=2.30m/s入口速度CS=4Q/(πd入2)=4X0.014/（πX0.1142）=1.37m/s扬程对大池表面及喷口应用伯努利方程：0+0/ρg+H+0=h出+h入+Pb/ρg+Cd2/2g+hf得H=h出+h入+Pb/ρg+Cd2/2g+hf=20+0.2+128X103/(103X9.8)+2.32/(2X9.8)+12=45.53m有效功率Ne=ρgQH/1000=103X9.8X0.014X45.53/1000=6.25kW功率N=Ne/η=6.25/0.9=6.94kW（2）H’=h出+h入+Pb’/ρg+Cd2/2g+hf=20+0.2+110X103/(103X9.8)+2.32/(2X9.8)+12=43.69m2、解：(1)管路中单位重量流体需要的外加能量：

（J/N）(2)在要求的流量下，泵所提供的扬程：

（m）

因为在规定流量下泵所提供的扬程大于管路要求的扬程，故该泵能满足要求。(3)有效功率：?(W)

故轴功率：(W)

(4)因为吸入管内平均流速：（m/s）

所以