流体输送习题.docx
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流体输送习题
流体输送习题及参考答案
一、填空:
1.1at=mmHg=mH2O=Pa=kgf/cm2。
2.已知兰州的大气压力为640mmHg,试将压力表示为atm、kgf/cm2、
kgf/m2、bar、mmH2O、mH2O、
m液柱(此液体的密度为800kg/m3)、Pa。
3.已知某设备的压力为2atm,试以kgf/cm2、bar、Pa、
mmHg、mH2O表示此压力。
4..测得某设备压力为5000Pa(表压),已知当地平均大气压力为80000Pa,而测压时同时测定实验室的大气压力为82000Pa,设备的绝对压力为Pa。
5.某管路内径为d,要求通过管路的流速为u,求得雷诺数为A,如管内径变为d′,求得雷诺数A′,当d/d′=1/2时,求A/A′为?
6.某管路内径为d,要求的体积流量为V,求得雷诺数为A,如管内径改变为d′,求得雷诺数A′,当d/d′=1/2,求A/A′为?
7.液体的密度随T上升而,气体密度与和有关。
8.已知通过某一截面的溶液流量为30m3/h,溶液的密度为1200kg/m3,该截面处管子的内径为0.08m,则流速=、质量流速=、质量流量=。
9.已知管内径为0.02m,粘度为1.1厘泊,密度为1050kg/m3的液体以每小时2m3的流量流动,则流型为。
10.在完全湍流情况下,如管路系统不变,流量增大一倍,阻力。
11.阻力平方区,流速增加,摩擦系数
,阻力损失∑hf。
12.密度为1050kg/m3的液体由一个大的贮槽进入内径为0.053的管中,管内流速为1.5m/s,求进口阻力,及由其引起的压降。
13.已知并联管路中d1=3d2,则∑hf1与∑hf2的比值。
14.设备外大气压为640mmHg,设备内真空度为500mmHg,设备内绝压为
Pa,表压为mmHg。
15.对于一定的液体,内摩擦力为F与两流体层的速度差Δu成,与两层之间的垂直距离Δy成。
16.用水银U管压差计测水平管内A、B两点压差,读数为150mmHg,水平管内水ρ=1000kg/m3,则两点压力差Δp=Pa。
17.流体的流动类型分和,湍流时Re。
18.温度升高,气体的粘度,液体的粘度。
19.定截面变压差流量计包括、。
20.离心泵的主要部件有,和;其主要性能参数有、、和。
21.已测得某离心水泵在流量为Q=1.6升/S时泵的进口真空表读数为124mmHg,出口压力表为1.83kgf/m2,泵的进出口管径相等,两测压点间距离及管路阻力可忽略不计,求泵的压头为mH2O。
22.离心泵在管路中工作时,测得当水的流量为Q=400l/min时,泵扬程为31.8mH2O,问泵的有效功率为kW。
23.用水测定泵的性能时得到泵的轴功率为2.3kW,有效功率为1.4kW,求泵的效率。
24.根据原理不同,泵通常分为、、。
25.气体压缩机械按其压缩比P2/P1分为、、、四类。
26.离心泵装填料是压盖将填料压紧在和之间,从而达到的目的。
27.允许气蚀余量的定义式。
28.影响离心泵特性的因素有、、、。
29.离心泵的工作点由和决定。
30.离心泵在开泵时应先以避免气缚现象,再,以减小电动机启动电流,保护电动机。
31.气蚀现象产生的主要原因是。
32.在特定的管路系统中,关小泵的出口阀对曲线没有影响,仅改变曲线。
33.往复泵流量调节方法有、、。
34.B-31型离心泵在n=2900rpm时,在泵的性能曲线上某一点的流量、扬程、轴功率分别为30m3/h,24mH2O,3.07kW,当转速降低10%时,新的性能曲线上对应点的流量为、扬程为、轴功率为。
二、分析与讨论:
1.如果某设备要求绝对压力为20mmHg,南充的大气压力为743mmHg,兰州的大气压力为640mmHg,拉萨的大气压力为459.4mmHg,求这台设备在上述各地操作时应控制真空度各为多少Pa?
2.气体在一个内径为1m的空设备中流动,质量流量340kg/h,粘度为2×10-5N·S/m2,求Re并判断流型,气体经出口管流出设备,出口管的内径为0.1m,问Re变为多少?
3.我国西部某油田将原油输出,管子为φ300×15mm钢管,输送量为250m3/h,油的运动粘度为2.1沲,求Re?
问原油输送中设加热站的目的是什么?
4.在滞流情况下,如管路系统不变,流量增大一倍,直管阻力有何变化?
5.在完全湍流情况下,如管长不变,流量不变,绝对粗糙度恒为0.2mm,当管内径由40mm变为20mm时,直管阻力有何变化?
6.静止流体内部等压面的条件是什么?
7.在流量一定的情况下,管径是否越小越好?
为什么?
8.什么是气缚?
9.什么是气蚀?
10.离心泵的工作原理是什么?
11.试绘离心泵的特性曲线。
12.离心泵的流量调节方法有哪些?
13.试画出两台同型号离心泵串、并联操作的特性曲线示意图,并标出工做点。
14.齿轮泵主要适用于什么场合?
15.什么是全风压?
16.泵自动停转的原因有哪些,怎样处理?
17.离心泵安装时应注意哪些事项?
18.泵打不出物料的原因是什么?
19.离心泵的性能和结构有哪些特点?
20.离心泵振动原因及处理办法是什么?
21.往复泵的性能结构有哪些特点?
22.离心泵内进入空气,会产生什么现象,如何清除?
23.简述离心泵开车、停车程序。
24.离心泵的串、并联操作在生产中有什么意义?
三、选择题:
1、层流与湍流的本质区别是()。
A湍流流速>层流流速;B流道截面大的为湍流,截面小的为层流;
C层流的雷诺数<湍流的雷诺数;D层流无径向脉动,而湍流有径向脉动
2、设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强()。
A愈大B愈小C愈接近大气压D无法判断
3、一般情况下,液体的粘度随温度升高而()。
A增大B减小C不变D无法判断
4、水在一条等径垂直管内作向下定态连续流动时,其流速()。
A会越流越快B会越流越慢C不变D无法判断
5、流体所具有的机械能不包括()。
A位能B动能C静压能D内能
6、当圆形直管内流体的Re值为45600时,其流动型态属()。
A层流B湍流C过渡状态D无法判断
7、下列四种流量计,那种不属于差压式流量计的是()
A孔板流量计B喷嘴流量计C文丘里流量计D转子流量计
8、在稳定流动系统中,液体流速与管径的关系()。
A成正比B与管径平方成正比C与管径平方成反比D无一定关系
9、水在内径一定的圆管中稳定流动,若水的质量流量保持恒定,当水温升高时,Re值将()
A变大B变小C不变D不确定
10、液体的密度随温度的升高而()。
A增大B减小C不变D不一定
11、液体的流量一定时,流道截面积减小,液体的压强将()
A减小B不变C增加D不能确定
12、水在圆形直管内流动,若流量一定,将管内径增加一倍,流速将为原来的()倍。
A1/2B1/4C4D2
13、流体运动时,能量损失的根本原因是由于流体存在着()。
A压力B动能C湍流D粘性
14、流体由1-1截面流入2-2截面的条件是()。
A、gz1+p1/ρ=gz2+p2/ρB、gz1+p1/ρ>gz2+p2/ρ
C、gz1+p1/ρ 15、气体在管径不同的管道内稳定流动时,它的()不变。 A流速B质量流量C体积流量D质量流量和体积流量都 16、某液体通过由大管至小管的水平异径管时,变径前后的能量转化的关系是()。 A动能转化为静压能B位能转化为动能 C静压能转化为动能D动能转化为位能 17、当流体从高处向低处流动时,其能量转化关系是()。 A静压能转化为动能B位能转化为动能 C位能转化为动能和静压能D动能转化为静压能和位能 18、一般只需要切断而不需要流量调节的地方,为减小管道阻力一股选用()阀。 A截止阀B针型阀C闸阀D止回阀 19、产生离心泵启动后不进水的原因是()。 A吸入管浸入深度不够B填料压得过紧 C泵内发生汽蚀现象D轴承润滑不良 20、单级离心泵采取()平衡轴向力。 A平衡鼓B叶轮对称布置C平衡孔D平衡盘 21、化工过程中常用到下列类型泵: a.离心泵 b.往复泵 c.齿轮泵 d.螺杆泵。 其中属于正位移泵的是()。 Aa,b,cBb,c,dCa,d Da 22、采用出口阀门调节离心泵流量时,开大出口阀门扬程()。 A增大B不变C减小D先增大后减小 23、往复泵适用于()的场合。 A大流量且要求流量均匀B介质腐蚀性强 C小流量,压头较高D小流量且要求流量均匀 24、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,泵进口处真空表指示真空度很高,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真空表坏了;C吸入管路堵塞;D排除管路堵塞 25、以下种类的泵具有自吸能力的是()。 A往复泵;B漩涡泵;C离心泵;D齿轮泵和漩涡泵 26、若被输送液体的黏度增大时,离心泵的轴功率()。 A增大;B减小;C不变;D不定 27、一台离心泵开动不久,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 28、在一输送系统中,改变离心泵的出口阀门开度,不会影响()。 A管路特性曲线B管路所需压头C泵的特性曲线D泵的工作点 29、当离心泵输送的液体沸点低于水的沸点时,则泵的安装高度应()。 A加大B减小C不变D无法确定 30、往复泵出口流量的调节是用()。 A入口阀开度B出口阀开度C出口支路D入口支路 31、离心泵发生气蚀可能是由于()。 A离心泵未排净泵内气体;B离心泵实际安装高度超过最大允许安装高度。 C离心泵发生泄漏;D所输送的液体中可能含有砂粒。 32、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 33、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 34、启动往复泵前其出口阀必须()。 A关闭B打开C微开D无所谓 35、离心泵停止操作时,宜()。 A先关出口阀后停电;B先停电后关出口阀; C先关出口阀或先停电均可;D单级泵先停电,多级泵先关出口阀; 36、离心泵是依靠离心力对流体作功,其作功的部件是()。 A泵壳B泵轴C电机D叶轮 37、为防止离心泵发生气缚现象,采取的措施是()。 A启泵前灌泵B降低泵的安装高度 C降低被输送液体的温度D关小泵出口调节阀 38、泵将液体由低处送到高处的高度差叫做泵的()。 A安装高度B扬程C吸上高度D升扬高度 39、某泵在运行的时候发现有气蚀现象应() A停泵,向泵内灌液B降低泵的安装高度C检查进口管路是否漏液 D检查出口管阻力是否过大 40、离心泵的泵壳的作用是() A避免气缚现象B避免气蚀现象 C灌泵D汇集和导液的通道、能量转换装置 四、算题: 1.某油田用φ300×15mm、绝对粗糙度为0.2mm的钢管将原油送到炼油厂的常压储油罐中,原油在油田已用泵加压至60kgf/cm2(表压),炼油厂与油田间铺设的管路为45公里长,两地的高差可以忽略不计,问流量将为多少m3/h(注: 原油ρ=890kg/3,μ=187厘泊)。 2.离心泵将水由水池打入某吸收塔中,塔内压力为10000Pa(表压),水池液面与水管在塔内出口高差16m,管内摩擦系数为λ=0.028,管线总长100m(包括除出口损失外的全部局部阻力当量长度在内),输送管内径为0.0805m,已知对水作的有效功为200J/kg,求水的流量。 3.自水池向车间送水,管线内径为200mm,水池液面至泵入口中心高4m,吸入管长20m,各种管件、阀件的阻力系数之和为4.4,设计输送量0.04m3/s,已知管路摩擦系数 为0.02,水ρ=1000kg/m3,P大=1at。 求: (2)吸入管的阻力损失为多少J/kg? (3)泵入口压力表指示的压强为多少kgf/cm2? (4)若泵出口压力表读数为7.25kgf/cm2,泵的效率为0.8,则泵的有效功率为多少kw? 4.一孔板流量计用以测量管路中的空气的流量,管内径为50mm,孔口直径为25mm,空气密度为1.2kg.m3,粘度为1.81×10-5Ns/m2,用水作指示液,测得R=20cm,求流量? 5.如图,水以一定流速自下向上流动,在U形压差计中测得读数h=100mmHg,二测压孔间距为1m,求: (1)流体由1-1截面流至2-2截面的能量损失hf为多少m水柱? (2)1-1与2-2截面间静压差ΔP为多少m水柱? (3)若流体作反向流动,则U形压差计读数h′为多大? 6. 如图,利用虹吸管将池A中的溶液引出。 虹吸管出口B与A中液面垂直高度H=2m。 操作条件下,溶液的饱和蒸汽压Pe=1.23×104N/m2。 试计算虹吸管顶部C的最大允许高度H为若干m。 计算时可忽略管路系统的流动阻力。 溶液的密度ρ=1000kg/m3,当地大气压为760mmHg。 7.常压储槽内盛有石油产品ρ=760kg/m3,粘度小于20cst,再储存条件下Pv=80kPa,现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压为177kPa的设备内,储槽液面恒定,设备的油品入口比储槽液面高5m,吸入管路与排出管路的全部压头损失为1m和4m,试核算该泵是否合用。 若油泵位于槽液面以下1.2m下,问此泵能否正常操作? P大=101.33kPa,Δh允=2.7m。 8.由水库将水打入一水池,水池水面比水库水面高50m,两水面上的压力均为常压,要求的流量为90m3/h,输送管内径为156mm,在阀门全开时,管长和各种局部阻力的当量长度的总和为1000m,对所使用的泵在Q=65~135m3/h范围内属于高效区,在高效区中,泵的性能曲线可以近似地用直线H=124.5-0.392Q表示,此处H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3/h,泵的转速为2900rpm.,管子摩擦系数可取为λ=0.025,水的密度ρ=1000kg/m3。 (1)核算一下此泵能否满足要求。 (2)如在Q=90m3/h时,泵的效率可取为68%,求泵的轴功率为多少? 9.某离心水泵在一循环管路中工作,已知管道直径为φ49×4.5mm,总长150m(包括所有局部阻力的当量长度在内),水在管内流速为2m/s,摩擦系数λ=0.023,求泵的压头为多少mH2O? 10.某离心泵安装在高出水面5m处,水在吸入管内流速为1.2m/s,吸入管路总阻力损失为0.75mH2O,求泵入口处的真空度? 11.用泵将20℃水由贮槽打到某一处。 泵前后各装有真空表和压力表。 已知泵的吸入管路总阻力为2mH2O柱,允许气蚀余量为5m,大气压为1atm,水在20℃时的饱和蒸汽压为2.3346kPa,密度为998.2kg/m3;水在60℃时的饱和蒸汽压为19.923kPa,密度为983.2kg/m3,吸入液面与泵吸入口距离为2m,试问: 当水温由20℃变为60℃时发现真空表与压力表读数突然改变,流量聚然下降,此时出现了什么故障? 原因何在? 怎样排除? 参考答案: 一、填空 1.76010.331013001.033 2.0.878698.90.8438697.98.710.885300 3.2.0662.026202600152020.66 4.87000 5.0.5 6.2 7.减小温度压强 8.1.66m/s1990kg/m2.s36000kg/h 9.湍流 10.增大为4倍 11.定值增加 12.0.562J/kg590.6Pa 13.1 14.18662—140 15.正比反比 16.18522 17.层流湍流大于4000 18.增大减小 19.皮托管空板流量计 20.叶轮泵壳轴封装置流量扬程轴功率效率 21.1.7mH2O 22.2.1kw 23.60.9% 24.离心式容积式(正位移)流体动力式 25.通风机鼓风机压缩机真空泵 26.填料函壳转轴密封 27. 28.液体密度液体粘度轴的转速叶轮直径 29.泵的特性曲线管路的特性曲线 30.灌泵关闭出口阀 31.安装高度过高,使得离心泵进口压力小于液体在操作温度下的饱和蒸气压 32.管路特性泵的特性 33.旁路调节改变原动机转速改变活塞冲程 34.27m3/h19.4m2.24kw 二、分析与讨论 1.南充96400Pa兰州82640Pa拉萨5870Pa 2.Re=6016湍流Re’=60160 3.Re=1560降低原油的运动粘度 4.增大一倍 5.增大为4倍 6.连续的同一种流体所处水平面 7.不是越小越好。 管径越小,流速越大,阻力损失越大。 8.气缚: 在离心泵开启前,如果泵内存有空气,由于空气密度很小,叶轮旋转时对气体产生的离心力很小,而且气体密度又会随压强变化,既不足以驱动前方液体在蜗壳中流动,又不足以在叶轮中心处形成液体吸入所需的低压,于是液体就不能正常的被吸入和排出,这种现象称为“气缚”。 9.气蚀: 如果离心泵安装高度过高,使得叶轮入口处压强降至被输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压,液体就会发生部分汽化,生产的气泡随液体从低压区进入高压区,在高压区气泡会急剧收缩、冷凝,使周围液体以极高的流速冲向原先气泡所占据的空间,产生高强度的冲击波,冲击叶轮和泵壳,发生噪音,并引起震动。 由于长时间冲击,叶轮的表面出现斑痕和裂纹,这种现象称为“气蚀”。 10.离心泵的工作原理: 电机带动叶轮旋转,在离心力的作用下,液体由叶轮中心被甩向边缘并获得机械能,以较大的线速度离开叶轮进入蜗形泵壳,在壳内由于流道不断扩大,液体流速逐渐减小而压强逐渐增大,最终以较高的压强沿泵壳的切向流至排除管。 由于叶轮中心形成了低压区,在吸入侧液面与叶轮中心区之间的压强差的作用下,液体被吸入叶轮。 11. 12.流量调节: (1)调节出口阀改变管路的特性曲线; (2)改变离心泵转速或叶轮直径来改变泵的特性曲线。 13. 14.适合于小流量、高粘度的流体。 15.静风压与动风压之和称为全风压。 16.固体杂质卡住了叶轮;断电;烧坏电机。 应该关闭电源,检查叶轮、泵轴、电机。 17.的实际安装高度应小允许安装高度;尽量减小吸入管路的长度和减少其中的管件;泵吸入管的直径通常大于或等于泵入口直径;如果往高位输送液体,泵出口应设置止逆阀。 18.可能发生“气缚”现象,或出口管路堵塞。 19.流量与转速成正比;扬程与转速的平方成正比;轴功率与转速的立方成正比。 流量与叶轮直径成正比;扬程与叶轮直径的平方成正比;轴功率与叶轮直径的立方成正比。 20.发生了“汽蚀”现象。 降低安装高度小于允许安装高度。 21.往复泵是由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀构成的正位移式泵。 往复泵的输液作用是间歇的、周期的,而且排液量不均匀。 适用于小流量、大扬程的场合。 22.会发生“气缚”现象。 可以通过开启前灌泵避免“气缚”。 23.开车前先灌泵,关闭出口阀。 先打开入口阀,再开启泵,最后打开出口阀。 停车时先关闭出口阀,再关泵,最后关闭入口阀。 24.串、并联都可以增大流量,提高扬程。 串联操作适于高阻管路,并联操作适于低阻管路。 三、选择题 1.D2.B3.B4.C5.D6.B7.D8.C9.A10.B11.A12.B13.D14.B15.B16.C17.C18.C19.A20.C21.B22.C23.C24.C25.A26.A27.D28.A29.B30.C31.B32.B33.A34.B35.A36.D37.A38.D39.B40.D 四、计算题 1.u=1.63m/sVh=335m3/h 2.u=1.36m/sVh=25m3/h 3. (1)5.2J/kg (2)0.338kgf/cm2(3)27kw 4.Vs=0.029m3/s 5. (1)1.26mH2O (2)2.26mH2O(3)100mmHg 6.H=7m 7.可用不能正常操作 8. (1)满足要求Q=123.8m3/h (2)32kw 9.17.6mH2O 10.57070Pa 11.出现“气蚀”现象。 水温上升,饱和蒸气压增大,使得吸入口压强小于饱和蒸气压。 降低安装高度小于1.4m
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