流体流动及流体输送机械.docx

流体流动及流体输送机械.docx

《流体流动及流体输送机械.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体流动及流体输送机械.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

流体流动及流体输送机械

流体流动与输送装置

一、填空

1.按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同，可将单元操作分为动量传递、热量传递、质量传递。

2.化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。

3.当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为850mmHg，真空度为-100mmHg.

4.液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置，用U形管压强计测压时，当压强计一端与大气相通时，读数R表示的是表压或真空度。

5.转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了压强差。

6.静止液体中两处压力相等的条件是连续、同一液体、同一水平面。

7.流体在圆管内作稳定连续流动时，当Re≤2000时为滞流流动，其摩擦系数λ=64/Re；当Re≥4000时为湍流流动。

当Re在2000-4000之间时为过渡流。

流体沿壁面流动时，有显著速度梯度的区域称为流动边界层。

8.当流体的体积流量一定时，流动截面扩大，则流速减少，动压头减少，静压头增加。

9.柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时，液位高度降低，因为阻力损失增大。

10.理想流体是指没有粘性或没有摩擦阻力，而实际流体是指具有粘性或有摩擦力，流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。

11.一般情况下，温度升高，液体的粘度减小，气体的粘度增大。

12.P/（ρg）的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。

mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。

13.雷诺准数的表达式为Re=dμρ/μ。

当密度ρ＝1000kg/m，粘度μ=1厘泊的水在内径为d=100mm，以流速为1m/s在管中流动时，其流动类型为湍流

14.流体在圆直管内流动，当Re≥4000时的流型称为湍流，其平均速度与最大流速的关系为u＝0.8umax；Re≤2000的流型称为滞流，其平均速度为u＝0.5umax。

15.在管内呈层流时，摩擦系数λ与Re有关。

在管内呈湍流时，摩擦系数λ与Re，ε/d有关。

当Re继续增大到大于某一定值时，则流体流动在完全湍流区，摩擦系数λ与ε/d有关。

16.当密度ρ=1000kg/m3，粘度=1.005厘泊的水，在内径为d=15mm，以流速为0.1m/s在管内流动时，雷诺数等于1500，流动类型为层流。

17.当20℃的水（ρ=998.2kg/m3，μ=1.005厘泊）在内径为100mm的圆管内流动时，若流速为1.0m/s时，其雷诺数Re为9.93×104，流动型态为湍流。

18.管出口的局部阻力系数等于1.0，管入口的局部阻力系数等于0.5.

19.计算流体局部阻力损失的方法有当量长度法和阻力系数法，其相应的阻力损失计算公式分别为Wf=λ（le/d）（u2/2g）和Wf=ζ（u2/2g）

20.对于套管环隙，当内管的外径为d1，外管的内径为d2时，其当量直径为d2-d1

21.稳态流动是指流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等物理量仅随位置而变，而均不随时间变。

22.液体在等直径的管中作稳态流动，其流速沿管长不变，由于有摩擦阻力损失，静压强沿管长降低。

23.流体在管路中作连续稳态流动时，任意两截面流速与管径的关系为u1/u2=d22/d12所以，流速随着管径的减小而增大。

24.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将减小，摩擦系数增大，管道总阻力损失不变。

25.测量流体流量的流量计主要有如下四种:

孔板流量计，文丘里流量计，转子流量计，和湿式气体流量计，测量管内流体点的速度则用皮托管。

26.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：

前者是恒截面，变压差；后者是恒压差，变截面。

27.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的2倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的1/4倍。

28.离心泵的特性曲线通常包括H-Q曲线、η-Q和N-Q曲线，这些曲线表示在一定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。

29.如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：

单位质量流体的机械能衡算式为

；

单位重量流体的机械能衡算式为

；

单位体积流体的机械能衡算式为

；

30.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为z1ρg+（u12ρ/2）+p1+Wsρ=z2ρg+（u22ρ/2）+p2+ρ∑hf，各项单位为Pa（N/m2）。

31.气体的粘度随温度升高而增加，水的粘度随温度升高而降低。

32.流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。

33.流体流动的连续性方程是u1Aρ1=u2Aρ2=······=uAρ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为u1d12=u2d22=······=ud2。

34.当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395mmHg。

测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为2105mmHg。

35.并联管路中各管段压强降相等；管子长、直径小的管段通过的流量小。

36.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。

37.离心泵的轴封装置主要有两种：

填料密封和机械密封。

38.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。

39.用同一离心泵分别输送密度为ρ1与ρ2=1.2ρ1的两种液体，已知两者的体积V相等，则He2=1.0He1，Ne2=1.2Ne1。

40.离心泵的流量调节阀安装在离心泵出口管路上，关小出口阀门后，真空表读数降低，压力表读数上升。

41.离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，会发生____气蚀______现象。

42.用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量__减少_，扬程_增大__。

43.离心泵输送的液体密度变大，则其扬程___不变____，流量___不变___，效率___不变__，轴功率____变大___。

44.离心泵在启动时应先将出口阀___关闭____，目的是_____减少启动功率，_保护电机。

45.离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。

这种现象称为____气缚____现象

46.离心泵的主要部件有如下三部分:

___泵壳___，___叶轮__，__泵轴____.

47.离心泵的主要参数有:

__流量_，__扬程__，__功率___，____效率____。

48.离心泵的特性曲线有:

压头H～流量Q曲线，功率N～流量Q曲线，效率η～流量Q曲线。

49.离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：

泵特性曲线H-Q和管路特性曲线H-Q。

50.调节泵流量的方法有：

改变出口阀门的开度，改变泵的转速，削叶轮外径

51.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。

52.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减小，流量减小，效率下降，轴功率增大。

53.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生气蚀现象。

54.离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是效率最高时的流量和扬程。

55.离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，这种现象称为气缚现象。

56.离心泵采用并联操作的目的是提高流量，串联操作的目的是提高扬程。

二、选择 

1.单位体积流体所具有的质量称为流体的（A）。

 A密度；B粘度；C位能；D动能。

2.流体是由无数分子基团所组成的（B）微团。

 A空白；B连续；C辐射；D漂流。

3.气体是（B ）的流体。

A可移动；B可压缩；C可流动；D可测量。

4.在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（C）。

 A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度。

5.以绝对零压作起点计算的压强，称为（A ）。

A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度。

6.以（D）作起点计算的压强，称为绝对压强。

 A大气压；B表压强；C相对零压；D绝对零压。

7.当被测流体的（D）大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。

 A真空度；B表压强；C相对压强；D绝对压强。

8.当被测流体的绝对压强（A ）外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。

A大于；B小于；C等于；D近似于。

9.当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（A）。

 A压强表；B真空表；C高度表；D速度表。

10.（A）上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。

A压强表；B真空表；C高度表；D速度表。

11.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比（A）高出的数值，称为表压强。

A大气压强；B表压强；C相对压强；D绝对压强。

12.被测流体的（D）小于外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。

 A大气压；B表压强；C相对压强；D绝对压强。

13.被测流体的绝对压强（B）外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。

 A大于；B小于；C等于；D近似于。

14.水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（B）

A增大；B减小；C不变；D无法判断

15.判断流体的流动类型用（C）准数

A欧拉；B施伍德；C雷诺；D努塞尔特

16.真空表读数是60kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（40）kPa

A40；B60；C160；D无法判断

17.流体在直管中流动，当Re<2000，流体的流动类型属于（A）。

A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流

18.压力表读数是40kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（140）kPa

A40；B60；C140；D无法判断

19.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计，出现如图情况，说明体系与大气压是（A）关系

A.体系＞大气压B.体系＜大气压C.体系＝大气压

20.层流与湍流的本质区别是：

（D）。

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。

21.在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（C）倍。

A.2B.8C.4D不变

22.流体的层流底层越薄，则（C）。

A.近壁面速度梯度越小　B.流动阻力越小

C.流动阻力越大　　　　　D.流体湍动程度越小

23.为提高微差压强计的测量精度，要求指示液的密度差（C）。

A.大B.中等C.越小越好D.越大越好

24.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A）。

A.表压＝绝对压-大气压B.表压＝大气压-绝对压

C.表压＝绝对压+真空度D无法确定

25.流体在圆管内作滞流流动时，阻力与流速的（C）成比例，作完全湍流时，则呈（A）成比例。

A.平方B.五次方C.一次方D四次方

26.流体流动产生阻力的根本原因是，因为流体流动（C）。

A.遇到了障碍物；B.与管壁产生摩擦

C.产生了内摩擦切向力D流体有密度

27.在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B）流量都相等。

A.体积B.质量C.体积和质量D无法确定

28.将管路上的阀门关小时，其阻力系数（B）。

A.变小B.变大C.不变D无法确定

29.水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（A）。

A.1/4B.1/2C.2倍D无法确定

30.设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强（B）。

A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D无法确定

31.流体在管内流动时,滞流内层的厚度随流速的增加而（A）。

A.变小B.变大C.不变D无法确定

32.流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（B）。

A.增厚B.减薄C.不变D无法确定

33.流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用（A）流量计测量。

A皮托管B孔板流量计C文丘里流量计D转子流量计

34.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（A）。

A气缚现象B汽蚀现象C汽化现象D气浮现象

35.离心泵的调节阀开大时，（B）

A吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小

C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高

36.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失（C）。

A增大B减小C不变D不能判断

37.流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的（C）项。

A动能B位能C静压能D总机械能

38.在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值（C）

A与光滑管一样B只取决于Re

C取决于相对粗糙度D与粗糙度无关

39.孔板流量计的孔流系数C0当Re增大时，其值（B）。

A总在增大B先减小，后保持为定值C总在减小D不定

40.已知列管换热器外壳内径为600mm，壳内装有269根φ25×2.5mm的换热管，每小时有5×104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为810kg/m3，粘度为1.91×10－3Pa·s，则溶液在管束外流过时的流型为（A）。

A层流B湍流C过渡流D无法确定

41.某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应（C）。

A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度

C检查进口管路是否有泄漏现象D检查出口管路阻力是否过大

42.某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2=d0/2）的管子时，若流体为层流，则压降∆p为原来的（C）倍。

A4B8C16D32

43.在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值（C）。

A）与光滑管一样；B）只取决于雷诺准数Re;

C）只取决于相对粗糙度；D）与粗糙度无关。

44.离心泵并联操作的主要目的是（C）

A、增大位能B、增大扬程C、增大流量D、增大功率

45.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）。

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；D.Q启动=0，N启动<0

46.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（A.）。

A.气缚现象B.汽蚀现象

C.汽化现象D.气浮现象

47.离心泵最常用的调节方法是（B）。

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

48.离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值（B）。

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）

49.已知流体经过泵后，压力增大ΔP（N/m2），则单位重量流体压力能增加为（C）。

A.ΔPB.ΔP/ρC.ΔP/（ρg）D.ΔP/（2g）

50.当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（B）。

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

51.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（C）。

.

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

52.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（C）。

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,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

53.一台试验用离心泵，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（D）。

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

54、离心泵铭牌上标明的扬程是（D　）

A功率最大时的扬程　　　　　　B最大流量时的扬程

C泵的最大量程　　　　　　　　D效率最高时的扬程

55.用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（B）。

A.扬程B.升扬高度C.吸液高度D.垂直高度

56.流量调节，离心泵常用（A），往复泵常用（C）。

A.出口阀B.进口阀C.旁路阀D底阀

57.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（C）。

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D.发生了气蚀现象

58.当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（B）。

A.扬程减少，流量、效率、轴功率均增大；

B.扬程、流量、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

59.离心泵的吸液高度与（A）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

60.采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门，离心泵的流量（A），压头（C）。

A.增大B.不变C.减小D.先增大后减小

61.离心泵启动前先关闭出口阀，其目的是为了（　C）

A　防止发生气缚现象　B　防止发生气蚀现象　

C　降低启动功率D增加扬程

62.离心泵的工作点是指（　C）

A、离心泵的最佳工况点　　B、离心泵轴功率最小的工作点

C、管路特性曲线和泵性能曲线的交点D、离心泵效率最高的点

63.离心泵启动前先将泵内灌满液体，其目的是为了（A　）

　　A.防止发生气缚现象　B.防止发生气蚀现象

　　C.降低启动功率D.避免损坏叶轮

64.某泵在运行时发现有气蚀现象应（C）

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

65.离心泵最常用的调节方法是（B）

A.改变吸入管路中阀门开度　　　　B.改变出口管路中阀门开度

C.安装回流支路，改变循环量的大小　　D.车削离心泵的叶轮

66.当管路特性曲线写成H=A+BQ2时（B）

A.A只包括单位重量流体需增加的位能

B.A只包括单位重量流体需增加的位能和静压能之和

C.BQ2代表管路系统的局部阻力和

D.BQ2代表单位重量流体动能的增加

67.以下说法正确的，当粘度较大时，在泵的性能曲线上（C　）

A.同一流量Q处，扬程H下降，效率上升

B.同一流量Q处，扬程H上升，效率上升

C.同一流量Q处，扬程H上升，效率下降

D.同一流量Q处，扬程H下降，效率下降

68.有两种说法

（1）往复泵启动不需要灌水

（2）往复泵的流量随扬程增加而减少则（　C）

A.两种说法都不对　　　　B.两种说法都对

C.说法

（1）正确，说法

（2）不正确　D.说法

（1）不正确，说法

（2）正确

69.离心泵的调节阀的开度改变，则（C　）

A.不改变管路性能曲线　　　　B.不会改变工作点

C.不会改变泵的特性曲线D.不会改变流量

70.离心泵效率最高的点是（　C）

A.工作点　　　B.操作点　　　　C.设计点　　　D.计算点

二、简答题

1.何谓层流流动？

何谓湍流流动？

用什么量来区分它们？

层流：

流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，平均流速是最大流速的0.5倍。

湍流：

流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的0.8倍。

以Re来区分，Re<2000为层流、Re>4000为湍流。

2.简述层流与湍流的区别。

流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。

流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。

3.什么是“当量直径”?

如何计算？

对非圆形截面的通道,可以找到一个与圆形管直径相当的“直径”来代替,此直径即称为“当量直径”。

当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边。

4．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？

“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。

5.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？

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流量。

6.离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？

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/ρg和动压头的增量△u2/2g与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。

7.当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？

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。

8.离心泵的操作三要点是什么？

操作三要点，一是灌水（防气缚）；二是泵启动前关出口阀（降低启动功率）；三是停机前关出口阀（防高压液体倒流损坏叶轮）。

9.离心泵启动前要灌引水其目的是什么？

泵启动后却没有水出来，其可能的原因又是什么