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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 ,需泵提供的压头为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部分:_,_,_.*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5（ 2 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
2、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： _,_,_.*答案 *改变出口阀门的开度；改变泵的转速；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原因是_* 答案 *降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤; 同时也避免出口管线水力冲击。11.（ 3 分）若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
3、案 *减小减小下降增大12.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，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，。* 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提供的能量。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。*
4、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，若用离心泵输送1200kg/m 3 的某液体 (该溶液的其它性质与水相同），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 *不变不变变大变大19.（5 分）离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q 0.05m3/s 时 H20m ；管路特.性为 Q0.05m3/s 时，He 18m，则在该流量下， 消耗在调节阀门上的压头增值H m；有效功率N kw 。 * 答案 *2;0.98120.（2 分）离心泵起动时， 如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送
5、液体。这种现象称为 _现象。 * 答案 *气缚21.（ 2 分）离心泵采用并联操作的目的是_，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：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，这是因为（）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）离心泵开动以前必须充满液
6、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*答案 *A.3.（ 2分）离心泵最常用的调节方法是()A. 改变吸入管路中阀门开度B. 改变压出管路中阀门的开度C. 安置回流支路，改变循环量的大小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. 压能D.位能（即实际的升扬高度）* 答案 *B.5.（ 2分）已知流体经过泵后，压力增大2)P N/m，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）当离心泵内充满空气时，
7、将发生气缚现象，这是因为()A. 气体的粘度太小B. 气体的密度太小C. 气体比液体更容易起漩涡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* 答案 *C.8.（ 2 分）在某校离心泵特性曲线实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，经历大于大气压力,
8、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，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是()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. 减少C. 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）流量调节，离心泵常用（），往
9、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，应采用（）。输送大流量，低粘度的液体应采用（）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* 答案 *C16.（ 2 分）当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（）A. 扬程减少，流量、效率、轴功率均增大；B. 扬程、流量
10、、效率均降低，轴功率增大C. 扬程、效率增大，流量，轴功率减少；D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率减少* 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，启动前应灌满液体。“气蚀 ”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等
11、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，破裂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、使流量减少，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节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？* 答案 *由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性.曲线改变，流量随之改变，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，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。 管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节
12、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，可将液体升扬到一定高度 Z，而且还要用于静压头的增量P/ g和动压头的增量u/2g 及克服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部分，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，其原因主要有哪些？* 答案 * 不吸液的原因可能是： 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。5.（ 8 分）按图写出离心泵开泵及停
13、泵操作程序。* 答案 *开泵：关闭阀B 一打开阀 A 一灌液一关闭阀 A 一启动键 K一全开阀 B 一调节阀 A 至合适流量。停泵：关闭阀 A 一关闭阀 B（若长期停泵可不关，以便放完管路中的液体）一按停止电键K6.（ 18分）不同类型的离心泵，其Q-H曲线的形状不同，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，其部分泥浆会在管道内沉积，在此种情况下，宜选哪一类型Q-H线的离心泵才能避免流量发生过大的波动？（ 2）若用出口阀调节流量，对于哪一种形状的Q 一 H线离心泵较为理想？* 答案 *（ 1）选用 QH 线较陡的泵（即图中的B 线），设曲线 I
14、 为原来的管路特性曲线；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 1变为 M 2 对应的流量由Qm1到 Q m2；对 B 泵来说工 作点 由C1变到C2对 应的 流量 由Qc1到Qc2两 泵 流 量 变 化 （ 皆 变 小 ） 的 幅 度 B泵A 泵 即 （ Qm1-Qm2)4000;水在管内流动呈湍流=2 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 1 12/2 P1/ He Z2 22/2 P2/ +hfZ 1=0 u1=0p1=0( 表压 )Z2=18mu2=0;P2/ g=2.5 9.813/(10009.81)=25m
15、f229.81)=4.9m; He=18+25+4.9=47.9mh= (l+ le )/d(u/2g) =0.024(100/0.1) 2/(2Ne=HQ g=47.9 1000 9.81 56.5/3600=7.4kw4.（20 分）如图所示， 用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，已知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
16、之和为50m。水的密度为1000kg/m 3 ，水的粘度为1cp,摩擦系数近似0.2533为 =0.3164/Re。U 形管中指示液均为水银,其密度为 13600kg/m 。当水的流量为6.86m /h时，试确定： (1) 水通过泵所获得的外加能量为多少? (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R1 为多少 ?孔板流量计的U 形管中指示液读数R2 为多少 ?.* 答案 * u=Vs/(0.785d 2)=6.86/(0.785 0.0523600)=0.971m/sRe=0.05 0.971 1000/(110-3 )=485500.25=0.1364/485500.25
17、 =0.3164/Re=0.0213取贮水池液面为1-1 截面 ,高位槽液面为 2-2 截面 ,列柏努利方程式：Z1g+p 1/ 22+u1/2+We= Z 2g+p 2/ +u2/2+ h(f1 2)W=Zg + h2)= Zg + (l+ le )/d(u/2)2(f 122=10 9.81+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11/ 122222/2+ h(f1 2 )Z g+p+u/2+We= Z g+p / +u(p -p)/ =(p-p)/ = We-Z
18、2/2)- (l+2a2-g(u le )/d(u/2)21A=148.3-9.29.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.971 2/2)=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53J/kg;p A -pa =47.5366 1000=47.53 103N/m 21Aa)/g(o- ) =47.533R =(p-p/910.81 (13600-1000)=0.3846m=38.46cm根据 Vs=CoAo2gR 2 ( o- )/ ; R2=(Vs/CoAo) /2g( -)o式中 : Co=0.61, Ao=0.7850.022=3.14 10-4
19、m2 ;Vs=6.86/3600m 3 /s,2-4) 1000/29.81(13600-1000)=0.4m =40cmR =(6.86/3600)(1/(0.613.14 105.（ 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 1mH2O柱，压出管路全部阻力为3mH 2O 柱，泵的效率为0.6，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为6m，问上述安装高度是否合适？（动压头可忽略）。水的密度可取1000kg/m 3。* 答案 * 如图取 1 1， 2 2 截面，并以 1
20、 1 截面为基准面，列柏努里方程：22/2 hfZ 1 P1/ u1/2 He Z2P2/ u2H Z hf( 12) 18 1 3 22m N 轴 QH/（ 102） (30/3600) 221000/(102 0.6) 3kw Hg 允 Hs 允 u2/2 hf 吸 61 5m 2m Hg 实 Hg 允安装高度合适。6（ 15 分）如附图所示，计划在蓄水池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。已知：（ 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 60
21、 3.5mm的钢管；（ 3）管路部份的压头损失 hf22壳程的 19u /（ 2） mH O，换热器 B压力损失2/（ 2） kN.m-2；（式中， u 为管内流体流速， m/s）水 1000kg/m3P 73.6 u今库存有一台2B 31 型离心泵，其性能参数如下表所示，试核算选用此泵是否合适。流量扬程轴功率允许吸入真空度3/mkwmm h1034.51.878.72030.82.607.230243.075.7.本题附图*答案 *选择计算截面 1 1，2 2 面如题图所示； 地平面为基准面。u Vs/A 18/3600/ （ ( /4)(0.06-2 0.0035） 2 2.27m/sZ
22、1 P1/ u12/2 He Z2P2/ u22/2 hfP P;u0121He （ 23-3 ） (2.27 2/(2 9.81) 192.272 /(29.81)73.6 2.272/(2 9.81) 1000/(10009.81) 27.2mH 2O由 2B 31 型离心泵特性曲线图查得：Q18m3/h,He31.5m（ 27.2m）且 62，而 m a x 65 ;65 90 58.5（ 62）故此泵通用。7（ 15分）如图所示输水系统，管长、管径(均以 m 计 )和各局部阻力的阻力系数均标于图中。直管部分的值均为 0.03。求： (1）以流量 Q m 3/min 和压头 He (m)
23、 表示的管路特性曲线方程 , (2）输水量为15m3 /h 时，要求泵提供的有效功率（以 kw 计）* 答案 *（） u1（ d2/d1） 2u2 0.64 u2;2Q u2 ( /4)d60 1.884 u2或 u2 0.531Qu10.34Qe 20+(3+0.2+0.03 20/02/2g +.25) u1(2 0.2+0.5+1+0.03260/0.2) u 22/2g 20+0.286 u 1 2+2.086 u22 20+0.0331Q+0.5882Q 20 + 0.62Q （） Q 15/600.25 m3/minHe 20+0.62 0.25 20.04mNe QHe /60
24、0.25 20.04 1000 9.81/60 819 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 。 今欲在以下情况使用是否可以？如不可时采用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/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N 38
25、/3600 151800/(1020.8) 3.5kW换大电机（ 2）扬程不够H/H （ n/n） 2;15/30（ 1400/ ） 1980增加 1980 转 /分。检查功率：N/N（ n/n） 32.02/N （ 1400/1980） 3N 5.72 kw换一电机功率为 5.72Kw ， 1980 转 /分。（3）可以使用。通过关小出口阀调节至工作点。8.(8 分 )有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度Hs 5m，用来输送 20的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为1.5mH 2O,当地大气压为10mH 2O，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg 为多少米？* 答案 *Hg
26、 Hs u2/2 hf 51.5 3.5m实际安装高度H 实 3.5-0.5=3.0m.9（16 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，已知管路特性曲线方程为H=5Q 2(H 的单位为 mmH 2O, Q 的单位 m3/s)问：（ 1）风机的送风量为多少m3 /h?消耗的轴功率为多少 kw ？（ 2）若想使风量变为 5.5m3/s ,你认为可采取什么措施？* 答案 *（ 1）送风量 Q 及轴功率 N由管路特性曲线方程H=5Q 2 列表作图。Qm3/s0233.54HmmH2O204561.380由两线交点读得：送风量Q=3.6 m 3/s风压 H=
27、64mmH2O效率 =0.4轴功率： N=QH/=3.6 649.807/（ 0.4 1000）=5.65kW(2) 使风量变为 5.5 m3/s，可采用提高转速的措施 Q2/Q1=n2/n1 n2=Q 2/Q1 n2=5.5/3.6 960=1500rpm即将转速提高到1500rpm 。10如图所示的输水系统，已知管内径为 d=50 mm ，在阀门全开时输送系统的 （ l+l e）=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=18.92 0.82Q0.8, H 为泵的扬程 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