最新流体输送机械习题及答案.docx
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最新流体输送机械习题及答案
2.2习题
2.2.1填空与选择题
1
(1)离心泵的主要部件有、和。
(2)往复泵主要适用于、■勺场合。
2离心泵产生汽蚀,通常是由于,
3离心泵的叶片一般是,这是为了输出时增大,减少。
4
(1)若被输送流体粘度增高,则离心泵的压头、流量效率、
轴功率。
(2)若被输送流体密度改变,则离心泵的、及均保持不变。
(3)离心泵的总效率反映了,和项能量损失的影响。
离心泵吸入管线一般处于状态,若此时吸入管有泄漏,离心泵可能出现象。
5
(1)离心泵工作点是线与线的交点。
(2)离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生象。
6
(1)离心泵的轴封装置主要有和种;
(2)管路特性曲线的一般表达式是。
(3)影响离心泵理论流量的因素有和。
(4)离心泵叶轮按有无盖板可分为、、。
7在测定离心泵的性能曲线实验过程中,在泵出口处应安装
和,而
必须在的前部。
在泵的入口处应安装
在
上还必须安
测流量仪表,测流量仪表可以采用或或
等。
8
(1)离心泵的特性曲线通常包括、和
曲线,
这些曲线表示在
定的输送某特定液体时的性能。
(2)离心泵用出口阀调节流量实质上是改变了曲线使其置发生变化,
如果将离心泵的转速减少,则可以使曲线改变,改变的方向是。
9泵的压头单位是可简化为其物理意义是。
10往复压缩机的排气量是指。
11离心通风机全风压的单位是,它的物理意义应理解为。
12
(1)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。
(2)往复泵的转速(往复次数)增加时,流量扬程。
(增大,变小,
不变)
13
(1)离心泵的扬程含义是。
(2)离心泵常采用调节流量,往复泵常采用调节流量。
14用离心泵在两敞口容器间输液,在同一管路中,若用离心泵输送密度为1200kg/m3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)
3
15离心泵用来输送常温的水,已知泵的性能为:
qv=0.05m/s时,H=20m;管路特性为
qv=0.05m3/s时,He=18m,则在该流量下,消耗在调节阀门上的压头AH=m,
有效功率也巳=W。
16
(1)写出两种旋转泵的名称:
和。
(2)离心泵的转速提高10%,则泵新的特性曲线上的一个点比原特性曲线上对应的点流量提高,压头提高,轴功率增加。
17
(1)选择压缩机时,首先应根据选定压缩机的种类。
型式确定后,再根据生
产中所要求的和确定规格。
(2)写出两种真空泵的名称:
、。
18
(1)流体输送设备按工作原理可分为,,。
(2)离心泵中是将电动机的能量传递给液体的部件,而则是
将动能转变为势能的部件。
(3)离心泵按吸液方式分为和。
19离心泵的性能参数包括,,,。
离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是时的流量和扬程。
20
(1)离心泵的轴功率Pa,有效功率(理论功率)Fe,与效率H间的关系是,
泵的效率包括,和。
(2)产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的,输送■寸的特性曲线。
21
(1)旋涡泵常采用来调节流量,往复泵、泵等一切泵在旁路
阀关闭时,不能全关。
22推导离心泵基本方程式的两个基本假定是:
(1),
(2)。
23当流量一定而且流动已进入阻力平方区时临界汽蚀余量(NPSH)c只与关,
是泵的一个数。
24离心泵停车时应该。
(A)首先断电,再闭出口阀;(B)先关出口阀,再断电;
(C)关阀与断电不分先后;(D)只有多级泵才先关出口阀。
25从地槽向常压吸收塔送液,一台离心泵在高效点工作。
若管路不变,再并联一台同型号离心泵,则()
(A)两泵均在高效点工作;(B)两泵均不在高效点工作;
(C)仅原泵在高效点工作;(D)仅新装泵在高效点工作。
26将含晶体10%的悬浮液送往料槽宜选用()
(A)离心泵(B)往复泵(C)齿轮泵(D)喷射泵。
27某泵在运行1年后发现有气缚现象,应()
(A)停泵,向泵内灌液(B)降低泵的安装高度
(C)检查进口管路是否有泄漏现象(D)检查出口管路阻力是否过大。
28用离心泵将水池的水抽吸到水塔中,若离心泵在正常操作范围内工作,开大出口阀门将导致()
(A)送水量增加,整个管路压头损失减少;(B)送水量增加,整个管路压头损失增大;(C)送水量增加,泵的轴功率不变;(D)送水量增加,泵的轴功率下降。
29有一锅炉,每小时蒸发水量为20吨,额定压力为1.5MPa,此锅炉注水泵选()
(A)单级离心泵;(B)多级离心泵;(C)齿轮泵;(D)螺杆泵。
30以下不是离心式通风机的性能参数()
(A)风量(B)扬程(C)效率(D)风压
31当管路特性曲线写为H二A'Bq:
时()
(A)A只包括单位重量流体需增加的位能
(B)A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和
(C)Bqv2代表管路系统的局部阻力损失
(D)BqV代表单位重量流体增加的动能
32以下说法是正确的:
当粘度」较大地增大时,在泵的性能曲线上
(A)同一流量qv处,扬程H下降,效率上升
(B)同一流量qv处,扬程H上升,效率上升
(C)同一流量qv处,扬程H下降,效率下降
(D)同一流量qv处,扬程H上升,效率下降
33有人认为泵的扬程就是泵的升扬高度,有人认为泵的轴功率也就是电动机的功率
(A)这两种说法都不对,(B)这两种说法都对,
(C)前一种说法对,(D)后一种说法对。
34当两台规格相同的离心泵并联时,只能说()
(A)在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍
(B)当扬程相同时,并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍
(C)在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍
(D)在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同,但流量增大两倍
35当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说()
(A)串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍
(B)串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍
(C)当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍
(D)在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍
222应用举例题
【1】在图示中,有一直径为 试求: (1)AB段压降; (2)若泵的轴功率为0.3kW,效率为62%,则AB管所消耗功率为泵有效功率的百分之多少? 流体密度为870kg/m,U形管中的指示液为汞,其密度为13600kg/m,R=0.6m。 解: (1)根据孔板的流量计算式: u^C^.2gR(^-计 Zhf为流体在AB段的能量损失,由直管阻力损失和孔板流量计的永久压降组成,即 伽=丄『卫=0.022竺2X4=111J/kg 可得AB段压降为 d2t0.0332870 =Pa-Pb=Ff=870111=96570Pa (2)首先需计算泵的有效功率 AB段消耗功率为 Fe二片=3000.62=186W %二qmFf=1.52111=169W 图2-2 例2附图 于是AB段所耗功率占泵有效功率的百分数为PAB/Pe=169/186=0.909=90.9% 【2】如附图所示,从水池用离心泵向高位槽送水,要求送水量为45m3/h,总管路长(包括当量长度)150m,高位槽内压强19.62kPa(表压),管路均为$108X4mm的光滑管,高位槽水面距水池面高20m。 水的密度为1000kg/m3,粘度为1mPa-s 45 求: (1)泵的压头和轴功率(泵效率为65%); (2)若阀门开度和操作条件不变,现改为输送水的另一种液体,粘度不变,试示 意指明工作点的变化趋势,并定性分析H、qv、pa的变化方向。 解: (1)根据送水量,可计算出管内流体流速 u2=1.59m/s 2£d23600X0.785X0.12 4 通过雷诺数判定管内流动类型,从而确定摩擦系数的计算方法 0.001 Re二巴0.11.591000=1590004000为湍流 对于光滑管,湍流时 以1-1截面为位能基准, 上式中©=0,p1=0 0.31640.3164门c… 0.250.25=0.0158 Re159000 在截面1-1和2-2之间列机械能衡算式: 22 “』匕Hep住里Hf 巾2g巾2g (表压),u1=u2=0,z2=20m,p2=19.62kPa(表压) 22 Hu1501.592 Hf0.01583.1m d2g0.12X9.81 代入上式可得泵的压头为: 3 ,.p2丄」CC丄19.62勺0丄cCLX H=z2-Hf=203.1=25.1m 10009.81 泵的轴功率 Heqv內25.1X45X1000X9.81 36000.65 Pa4735w (2)泵的特性曲线与密度无关,但管路特性曲线与密度有关,管路特性曲线为 He=zp—Hf二ABq: ;g2g 当匸增大时,A值变小,而B不变,即管路特性曲线的线型不变,位置下移,由图可见工作点由A移到A',扬程H略减,流量qv增加;又卩玄/凶小,上式日、qv、t都改变,其中 HJ,qvf,rf—般,H改变量较小(曲线平滑),所以pa一般增大,或根据泵特性曲线中Pa~qv的关系可知,流量qv增加,泵轴功率Pa增大。 【3】用离心泵将原油从油库沿管内径为0.15m,长2公里(包括局部阻力的当量长度)的水平管送往炼油厂,输油量为40m3/h,油泵总效率为0.65,求: (1)泵的轴功率; (2)某天该油泵突然发生故障,于是开动一台备用泵,其压头仅为原来泵的80%,问此泵能输送原油多 精品文档 式可得: 22 厂,I+leu220000.632 He-.'Hf0.304882.1m d2g0.152X9.81 (2)改用备用泵后,其压头为 分析可知: 由于泵的压头减少, 输送过程全程压降改变为: He=0.8He=0.882.1=65.7m p二二gHe=8909.8165.7=5.736105Pa 因泵的压头降低,输油量必减少,所以输油管内仍为层流流动,对于水平圆管的层流流动,由泊稷叶方程 输油量 "STnooo q^4dU=0.7850J50.504=0.0089m/s=32・05m/h -32川 由此得输油管内流速…曲弋乳咒鳥,0.50" 【6】如本题附图所示的输水系统,管路直径为802mm,当流量为36m3/h时,吸入管路 的能量损失为6J/kg,排出管的压头损失为0.8m,压强表读数为245kPa,吸入管轴线到U形管汞面的垂直距离h=0.5m,当地大气压强为98.1kPa试计算: (1)泵的扬程与升扬高度; (2)泵的轴功率(「=70%); (3)泵吸入口压差计读数R。 解: 该题包括了机械能衡算方程、连续性方程、静力学方程的综合运用,解题技巧在于根据题给数据恰当选取截面,以便使计算过程清晰化。 (1)泵的扬程与升扬高度 截面与位能基准面(1-1截面)的选取如本题附图所示。 由题给条件,在1-1与2-2两截面之间列机械能衡算式可直接求得泵的扬程,即 2 He=Z2U2/2gP2/'gHf1/ 式中z? =5m 兀2 u2=36/(3600-0.076)=2.204m/s 4 p2/: : g=245103/(10009.81)=24.98m Hf2=6/9.81=0.6118m 所以He=52.2042/(29.81)24.980.6118=30.84m 在1-1与3-3两截面之间列机械能衡算式并整理便可求得泵的升扬高度,即 Z3 =He—Hf1」=30.84-(0.61180.8)=29.4m (2)泵的轴功率 Pa 整理上式并将有关数据代入得: 由机械能衡算式得 然后再利用静力学方程求解。 2 p’s*盏Hf」g 2 322042 =98.110-(4.50.6118)10009.81 2^9.81 =45540Pa 对U形管压差计列静力学方程得 R=(Pa-h^g-P4)/-g =(98100-0.510009.80^45540)/(136009.807) =0.3573m 通过该题 (1)的计算,从概念上应该搞清楚: 泵的扬程是1N流体从输送机械获得的有 精品文档 效能量,而升扬高度是机械能衡算式中的「忆项,切不可将二者混淆。 【7】用离心泵向水洗塔送水。 在规定转速下,泵的送水量为0.013m3/s,压头为45m。 当泵 的出口阀全开时,管路特性方程为: He=201.1105qj(qv的单位为m3/s) 为了适应泵的特性,将泵的出口阀关小以改变管路特性。 试求: (1)因关小阀门而损失的压头; (2)关小阀门后的管路特性方程。 解: 因关小阀门而损失的压头为泵的压头与管路要求压头的差值。 关小阀门后,增加了局部阻力,使管路特性曲线变陡,关小阀门前后管路特性曲线如本题附图中的曲线1、2所示。 A、 B两点之间的垂直距离代表Hf。 (1)关小阀门的压头损失 当流量qv-0.013m3/s时,泵提供的压头H=45m,而管路要求的压头为 He=201.1105(0.013)2=38.59m 损失的压头为 Hf=H-He=45-38.59=6.41m (2)关小阀门后的管路特性方程 管路特性方程的通式为: He=ABqV 在本题条件下,A^zTP)不发生变化,而B值因关小阀门而变大。 关小阀门后应满 足如下关系: 45=20B(0.013)2 解得: B=1.479105s2/m5 关小阀门后的管路特性方程为: He=201.4791O5q2 【8】用离心泵向密闭高位槽送料,流程如本题附图所示。 在特定转速下,泵的特性方程为: H=42-7.56104q2(qv的单位为m'/s) 当水在管内的流量qv=0.01m3/s时,流动进入阻力平方区。 现改送密度匸=1200kg/m3的水溶液(其它性质和水相近)时,密闭容器内维持表压118kPa不变,试求输送溶液时的流量和有效功率。 解: 本题条件下,泵的特性方程和特性曲线不变,而当流动在阻力平方区时,管路特性方程中的比例系数B值保持恒定,在维持密闭高位槽表压不变的情况下,随被输送液体密度加大, 图2-7例8附图 管路特性方程中的A(k'】z•-卫)值变小,因而管路特性曲线向下平移,从而导致泵的工作点向流量加大方向移动,如本题附图中的曲线2所示。 下面进行定量计算。 输送清水时,管路特性方程为 将有关数据代入上式得 3 11810 10009.81 此式与泵的特性方程联解以确定B值 42-7.56104(0.01)2=24B(0.01)2 解得 当输送溶液时, B=1.044105s2/m5 B值不变,管路特性方程变为 ”118幻0°5”2 He=121.044105(qv)2 12009.807 52 =221.04410(qv) 此方程与泵的特性方程联解,便可求解改送溶液时的流量,即 42-7.56104(qv)2=221.044105(qv)2 解得qV=0.01054m3/s 所以H=42_7.561040.010542=33.6m 泵的有效功率为 巳二Hqv卬=33.60.0105412009.81=4169W 由上面计算可知,当泵上下游两容器的压强差不为零时,被输送液体密度的变化必引起管路特性曲线的改变,从而导致泵工作点的移动。 在本题条件下,密度加大,使泵的流量加大,压头下降,功率上升。 【12】某带有变频调速装置的离心泵在转速1480r/min下的特性方程为He=384-40.3q: (qv单位为m3/min)。 输送管路两端的势能差为16.8m,管径为47^<4mm,长1360m(包括局部阻力的当量长度),盘.=0.03。 试求: (1)输液量qv; (2)当转速调节为1700r/min时的输液量qv。 解: (1)管路特性方程为(qv单位为m3/min): ■;lle112qv2 Hf=16.8e()2(v)2 印d2g1_d260 4 (1) =16.80.031(12)2 0.0682^9.810.785汉0.06823600 2 =16.8645qv 泵的特性方程为: He=38.4-40.3q2 式 (1)和式 (2)联立得: 16.8645qj=38.4-40.3qj 解得: qv=0.178m3/min (2)当泵的转速调为n: =1700r/min时,根据泵的比例定律即He二He*^)2,将此式代入泵特性方程得: qv ‘2qV2 He=(38.4-40.3qv)(-) qv n221700222 =38.4()-40.3qV=38.4()-40.3qV=50.7-40.3qV n1480 将调速后泵的特性方程与管路特性方程H=16.8645qV联立 qv=0.222m3/min 【13】某型号的离心泵,在一定的转速下,在输送范围内,其压头与流量的关系可用 He"8-6105q2(He单位为m,qv单位为m3/s)来表示。 用该泵从贮槽将水送至高位槽, 如附图所示。 两槽均为敝口,且水面维持恒定。 管路系统的总长为20m(包括所有局部阻力 的当量长度),管径为046X3mm,摩擦系数可取为0.02,试计算: (1)输水量为多少m3/h; (2)若泵的效率为65%,水的密度为1000kg/m3,离心泵在运转时的轴功率为多少kW;(3)若将该输送系统的高位槽改为密闭容器,其内水面上方的压强为49kPa(表压),其它条件均不变,试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化(不必计算,用公式与特性曲线图示说明)。 取1-1截面为位能基准,在1-1和2-2截面间列机械能衡式,可得管路的 H: -zZHf 上式中: z=3m,p=0 2 Hf丄(亠)2 d2gd2g丄廿 4 201q =0.02(v2)2=3.23105q2 0.042汉9.810.785汽0.042 精品文档 代入得管路的特性方程为: H=33.231O5q2 联立泵的特性方程He"8-61O5q2得出泵在该管路系统中的工作点为: He=8.25m;qv=0.00403m3/s=1451m3/h 即该输送系统的输送量为14.51m3/h。 (3)将高位槽改为密闭容器后,泵的特性曲线不变,而管路的特性曲线发生变化,在管路特性方程中,Az=3m,丝」05m,Hf仍为3.23105qf,因此,管路的特性方 fg1000X9.81 程为: H=83.23105q2 上式表明,管路特性曲线的形状不变,位置上移,由附图可见改造后泵的工作点由A点 移至A,点,输水量和泵的轴功率皆减小,即qv: : : qv,P: : : Pa。 【14】某混合式冷凝器的真空度为78.5kPa,所需冷却水量为5X104kg/h,冷水进冷凝器的入口比水池的吸水面高15m,用$114X7mm管道输水,管长80m,管路配有2个球心阀和5个弯头,现仓库中有四种规格离心泵如下: 编号 1 2 3 4 流量L/min 500 1000 1000 2000 扬程m 10 10 15 15 已知阀门的阻力系数'=3,弯头的阻力系数'=1.26,管入口.=0.5,摩擦系数 '盒.=0.02,试问用哪一号泵,并说明理由。 解: 冷却水流量qv=qm/104/1000=50m3/h=8333L/min 输送管内冷水流速u二qv/』二d2)=50/(0.7850.123600)=1.77m/s 4 在水池液面与冷凝器入口外端两截面列机械能衡算式,可得如下管路的特性方程: 上式中有关管件的局部阻力系数分别为: 进口突然收缩二=: 0.5,阀门「=3,弯头 '=1.26,出口突然扩大'=1,代入得 =11.76m 所选泵的额定流量和扬程应略大于系统所需的,所以应选3号泵(流量为1000L/min, 扬程为15m)。 1、2号泵扬程低,4号泵流量大,虽可用,但效率低,故不宜。
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