2.2 习题
1（1）离心泵的主要部件有________、_________和_________。
2（2）往复泵主要适用于__________、_________的场合。
3离心泵产生汽蚀，通常是由于______________，______________，____________，______________等。
4离心泵的叶片一般是__________，这是为了输出时增大__________，减少__________。
5（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________。
6（2）若被输送流体密度改变,则离心泵的________、________及________均保持不变。
7（3）离心泵的总效率 反映了________，________和________三项能量损失的影响。
8（4）离心泵吸入管线一般处于________压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现________现象。
9（1）离心泵工作点是________曲线与________曲线的交点。
10（2）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。
11（1）离心泵的轴封装置主要有________和________两种；
12（2）管路特性曲线的一般表达式是________。
13（3）影响离心泵理论流量的因素有________和________。
14（4）离心泵叶轮按有无盖板可分为________、________、________。
15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。
16（1）离心泵的特性曲线通常包括________、________和________曲线，这些曲线表示在一定的________下输送某特定液体时的性能。
17（2）离心泵用出口阀调节流量实质上是改变了________曲线使其________位置发生变化,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________。
18 泵的压头单位是________，可简化为________，其物理意义是________。
19 往复压缩机的排气量是指________。
20 离心通风机全风压的单位是________，它的物理意义应理解为________。
21 （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＿＿＿。
22 （2）往复泵的转速（往复次数）增加时，流量________，扬程＿＿＿＿。(增大，变小，不变)
23 （1）离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 24 （2）离心泵常采用＿＿＿＿＿＿调节流量，往复泵常采用＿＿＿＿＿＿调节流量。 25 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/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)
26 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：05.0=v q m 3/s 时，20=H m ；管路特性为
05.0=v q m 3/s 时，18=e H m ，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头=?H ______m ，有效功率=?e P ＿＿＿＿W 。
27 （1）写出两种旋转泵的名称：＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
28 （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＿＿＿＿。
29 （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。
30 （2）写出两种真空泵的名称：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。
31 （1）流体输送设备按工作原理可分为＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿。
32 （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。
33 （3）离心泵按吸液方式分为＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
34 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。
35 （1）离心泵的轴功率a P ，有效功率（理论功率）e P ，与效率 间的关系是＿＿＿＿，泵的效率包括＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
36 （2）产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的_______下，输送________时的特性曲线。 37 （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＿＿＿＿。
38 推导离心泵基本方程式的两个基本假定是：（１）________________________________，（２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
39 当流量一定而且流动已进入阻力平方区时临界汽蚀余量c NPSH )(只与__________有关，是泵的一个__________参数。
40 离心泵停车时应该________。
41 （A ）首先断电，再闭出口阀； （B ）先关出口阀，再断电；
42 （C ）关阀与断电不分先后； （D ）只有多级泵才先关出口阀。
43 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（ ）
44 （A ）两泵均在高效点工作；（B ）两泵均不在高效点工作；
45 （C ）仅原泵在高效点工作；（D ）仅新装泵在高效点工作。
46 将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（ ）
47 （A ）离心泵 （B ）往复泵 （C ）齿轮泵 （D ）喷射泵。
48 某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（ ）
49 （A ）停泵，向泵内灌液 （B ）降低泵的安装高度
50 （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。
51 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（ ）
52 （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； 53 （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。 54 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（ ）
55（A）单级离心泵；（B）多级离心泵；（C）齿轮泵；（D）螺杆泵。56以下不是离心式通风机的性能参数（）
57（A）风量（B）扬程（C）效率（D）风压
58当管路特性曲线写为2v
=时（）
H+
A
Bq
59（A）A只包括单位重量流体需增加的位能
60（B）A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和
61（C）2v
Bq代表管路系统的局部阻力损失
62（D）2v
Bq代表单位重量流体增加的动能
63以下说法是正确的：当粘度μ较大地增大时，在泵的性能曲线上
64（A）同一流量
q处，扬程H下降，效率η上升
v
65（B）同一流量
q处，扬程H上升，效率η上升
v
66（C）同一流量
q处，扬程H下降，效率η下降
v
67（D）同一流量
q处，扬程H上升，效率η下降
v
68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
69（A）这两种说法都不对，（B）这两种说法都对，
70（C）前一种说法对，（D）后一种说法对。
71当两台规格相同的离心泵并联时，只能说（）
72（A）在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍
73（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
74（C）在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍
75（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
76当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说（）
77（A）串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍
78 （B ）串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍
79 （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 80 （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
2.2.2 应用举例题
【1】在图示中，有一直径为5.238?φmm ，长为30ｍ的水平直管AB ，在其中间装有孔径为16.4mm 的标准孔板流量计，流量系数63.00=C ，流过孔板永久压降为Pa 1064?=?f p ，管内流动摩擦系数取0.022。
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： 得m/s 27.8870/)87013600(6.081.9263.00=-??=u
管内流速
质量流量 kg/s 52.1033.0785.004.28704
22=???===d u uA q m πρρ在A 、B 两截间列机械能衡算式： 将 B A B A u u z z ===,0代入上式得
f h ∑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
可得AB 段压降为
Pa 96570111870=?=∑=-=?f B A h p p p ρ （2）首先需计算泵的有效功率
AB 段消耗功率为 W h q P f m AB 16911152.1=?=∑=
于是AB 段所耗功率占泵有效功率的百分数为 %9.90909.0186/169/===e AB P P
图2-2 例2附图
【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45m 3/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φ108×4mm 的光滑管，高位槽水面距水池面高20ｍ。水的密度为1000kg/m 3，粘度为1mPa ·s
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ρρ>'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 、v q 、a P 的变化方向。
解：（1）根据送水量，可计算出管内流体流速
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
4000159000001.0100059.11.0Re >=??=
=μρdu 为湍流 对于光滑管，湍流时 0158.01590003164.0Re 3164.025
.025.0===λ 以1-1截面为位能基准，在截面1-1和2-2之间列机械能衡算式：
上式中 0011==p z ，（表压），kPa 62.192002221====p m z u u ，，（表压）
代入上式可得泵的压头为：
泵的轴功率 w 473565.0360081.91000451.25=????=
=ηρg q H P v e a （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
当ρ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v q 增加；又ηρg
q H P v e a =，上式ρ、、v q H 都改变，其中
H ↓，v q ↑，ρ↑一般，H 改变量较小（曲线平滑），所以a P 一般增大，或根据泵特性曲线中v q ~a P 的关系可知，流量v q 增加，泵轴功率a P 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40m 3/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少m 3/h 。已知条件：油的密度为890kg/m 3，粘度为0.4Pa ·s ，油库与贮罐均为常压（换泵后当量长度按不变考虑）。
解：（1）根据输油量计算管内流速
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
20002104.089063.01.0Re <=??=
=μρdu 为层流 层流时 3048.0210
64Re 64===λ
该题条件下，油泵所耗功率完全用于克服管路阻力，在输油管的进出口间列机械能衡算式可得：
泵的轴功率 w 1225365
.036001.824081.9890=????==ηρe v a H gq P （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：
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 232d u l p f '=
'?μ 由此得输油管内流速 m/s 504.020004.03215.010736.532252=????='?=
'l d p u f μ 输油量 /h m 05.32/s m 0089.0504.015.0785.043322==??='='u d q v π
【6】如本题附图所示的输水系统，管路直径为280?φmm ，当流量为36m 3/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5.0=h m ，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=η）；
（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
式中 m 52=z
所以 m 84.306118.098.24)81.92/(204.252=++?+=e H
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
（2）泵的轴功率
（3）真空表读数R
欲求真空表读数R ，需在1-1和4-4两截面之间列机械能衡算式以计算泵入口处压强4p ，然后再利用静力学方程求解。
由机械能衡算式得 4142442-+++=f a H g
p g u z g p ρρ 整理上式并将有关数据代入得：
对U 形管压差计列静力学方程得
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效能量，而升扬高度是机械能衡算式中的z ?项，切不可将二者混淆。
【7
0.013m 3/s ，压头为45m 。当泵的出口阀全开时，管路特性方程为：
25101.120v e q H ?+= （v q 的单位为m 3/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f H 。
（1）关小阀门的压头损失
当流量/s m 013.03=v q 时，泵提供的压头45=H m ，而管路要求的压头为
损失的压头为
（2）关小阀门后的管路特性方程
管路特性方程的通式为：
在本题条件下，)(g
p z A ρ?+
?=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：
解得： 525/m s 10479.1?=B
关小阀门后的管路特性方程为：
【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：
241056.742v q H ?-=（v q 的单位为m 3/s ） 图2-6 例7附图
当水在管内的流量/s 0.01m 3=v q 时，流动进入阻力平方区。现改送密度3kg/m 1200=ρ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，管路特性方程中的)(g p z A ρ?+?=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
此式与泵的特性方程联解以确定B 值
解得 525/m s 10044.1?=B
当输送溶液时，B 值不变，管路特性方程变为
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
解得 /s m 01054.03='v
q 所以 m 6.3301054.01056.74224=??-=H
泵的有效功率为
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23.404.38v e q H -=（v
q 单位为m 3/min ）。输送管路两端的势能差为16.8m ，管径为mm 476?φ，长1360m （包括局部阻力的当量长度），03.0=λ。试求：
（1）输液量v q ；
图2-7 例8附图
（2）当转速调节为1700r/min 时的输液量v q 。
解：（1）管路特性方程为（v q 单位为m 3/min ）：
22222226458.163600
)068.0785.01(81.921068.0136003.08.16)60
()4
11(218.16v v v e f q q q d g d l l H g H +=??????+=++=+??=πλρ （1）
泵的特性方程为： 23.404.38v e q H -= （2）
式（1）和式（2）联立得：
解得：/min m 178.03=v q
（2）当泵的转速调为r/min 1700='n 时，根据泵的比例定律
n n q q v v '='； 2
??
? ??'='n n H H e e 即2)/(v v e e q q H H ''=，将此式代入泵特性方程得： 将调速后泵的特性方程与管路特性方程26458.16v q H +=联立
得 /min m 222.03='v
q 【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
2510618v e q H ?-=（e H 单位为ｍ，v q 单位为m 3/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φ46×3ｍｍ，摩擦系数可取为0.02，试计算：（１）输水量为多少m 3/h ；（２）若泵的效率为65％，水的密度为1000kg/m 3，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）。
图2-10 例13附图
解：（1）求输水量。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，可得管路的特性方程
上式中 m 3=?z ，0=?p
代入得管路的特性方程为：
联立泵的特性方程2510618v e q H ?-=得出泵在该管路系统中的工作点为：
m 25.8=e H ；/h m 5114/s m 00403.033.q v ==
即该输送系统的输送量为14.51m 3/h 。
（2）泵的轴功率：0.5018kw w 8.50165
.081.9100000403.025.8==???==ηρg
q H P v e a （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，m 3=?z ，m 581
.9100010493=??=?g p ρ，f H 仍为251023.3v q ?，因此，管路的特性方程为：251023.38v q H ?+=
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v v
q q <'，a a P P <'。 【14】某混合式冷凝器的真空度为78.5kPa ，所需冷却水量为5×104kg/h ，冷水进冷凝器的入口比水池的吸水面高15m ，用φ114×7mm 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：
02.0=λ，试问用哪一号泵，并说明理由。
解：冷却水流量 L/min 3.833/h m 501000/105/34==?==ρm v q q
输送管内冷水流速 m/s 77.1)36001.0785.0/(50)4
1/(22=??==d q u v π 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5.0=ζ，阀门3=ζ，弯头26.1=ζ，出口突然扩大1=ζ，代入得
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。
第2章流体输送机械 学习目的与要求 1、掌握离心泵的工作原理、结构及主要性能参数。 2、掌握离心泵特性曲线、管路特性曲线、工作点。 3、理解汽蚀现象成因，掌握离心泵最大安装高度计算。 4、了解往复泵和旋转泵结构。 5、了解风机结构和工作原理。 6、了解真空泵、真空技术及相关知识。 综合练习 一. 填空题 1．离心泵的主要部件有_________、_________和_________。 2．离心泵的泵壳制成螺壳状，其作用是_________。 3．离心泵特性曲线包括_________、_________和_________三条曲线。 4．离心泵特性曲线是在一定_________下，用常温_________为介质，通过实验测定得到的。 5．离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生_________现象。．6．离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。 7．离心泵的扬程是指_________，它的单位是_________。 8．若离心泵人口处真空表读数为 kPa，当地大气压强为 kPa，则输送42℃水（饱和蒸气压为 kPa）时，则泵内_________发生气蚀现象。 9．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_________。 10．若被输送液体的粘度增高，则离心泵的压头_________、流量_________、效
率_________、轴功率_________。 答案：1. 叶轮泵壳轴封装置 2. 转能，即使部分动能转化为静压能、N-Q、η-Q 4．转速水 5. 气缚 6. 气蚀 7. 泵对单位重量流体提供的有效能量 m 8. 会 9. 泵的特性曲线与管路曲线交点 10. 减小减小下降增大 二、选择题 1．离心泵的扬程是指（）。 A．实际的升扬高度 B．泵的吸上高度 C．单位重量液体通过泵的能量 D．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高 2．离心泵的轴功率是（）。 A．在流量为零时最大 B．在压头最大时最大 C．在流量为零时最小 D．在工作点处最小 3．离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。 A．Q增大，η增大 B． Q增大，η先增大后减小 C．Q增大，η减小 D． Q增大，η先减小后增大 4．离心泵的轴功率N和流量Q关系为（）。 A．Q增大，N增大 B． Q增大，N先增大后减小 C．Q增大，N减小． D．Q增大，N先减小后增大 5．离心泵气蚀余量△h与流量Q关系为（）。 A． Q增大, △h增大 B． Q增大, △h减小 c． Q增大, △h不变 D．Q增大, △h先增大后减小 6．离心泵在一定管路系统下工作，压头与被输送液体密度无关的条件是（）。 A．z 2-z 1 =0 B．Σh f =0 C． 2 2 2 1 2 2= - u u D．P 2 – P 1 =0 7．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
第二章 流体输送机械 离心泵特性 【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3 /h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。 解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==， 流速 / ./(.) 122 1 540360015603544V q u m s d ππ == =? . ../.2 2 1212035156199031d u u m s d ???? ==?= ? ????? 扬程 22 21 02M V p p u u Ηh ρg g --=++ ()(.)(.)....?--?-=++ ??3322 35010301019915603599579812981 ....m =++=0353890078393 水柱 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3 的水溶液，其他性质可视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。 解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。 (3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gH P ρη = 将增大。 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3 /h ，扬程为20m(H 2O)。试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3 ; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？ 解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱， 有效功率 .e V P q gH W ρ== ???=18 1000981209813600
流体流动、流体输送机械习题课例题 1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长 100m （包括当量长），其中压力表后为80m ，管路摩擦系数0.025，管内径0.05m ，当流量为10m 3 /h 时泵 效率为80%，求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读 数。（取ρ=1000kg/m 3） 解：（1）如图取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程： 22 1 122 1222 e f p u p u gz W gz W ρρ+++=+++∑ 1212120;21820;;0z z m p p u u ==+==== 2e f W gz W =+∑ 2 2e f l l u W d λ+∑= ]/[415.105 .0785.03600 /104 2 2 s m d q u v =?= = π 22 100 1.4150.02550.06[/]20.052 e f l l u W J kg d λ+∑==??= 29.812050.06246.26[/]e f W gz W J kg =+∑=?+= 有效功率 10 1000246.26684[/]3600 e m e v e P q W q W J s ρ===??= 轴功率 684 855[/]80% e a P P J s η = = = （2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程： 223 322 323222 f p u p u gz gz W ρρ-++=+++∑ 322230;18;0;0; 1.415/z z m p u u u m s ====== 2 3 3 3322 f P u gz W ρ-=+∑-
习题 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 __________、_________的场合。 2离心泵产生汽蚀，通常是由于______________， ______________， ____________，______________等。 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________三项能量损失的影响。 （4）离心泵吸入管线一般处于________压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现________现象。 5（1）离心泵工作点是 ________曲线与 ________曲线的交点。 （2）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 ________现象。 6（1）离心泵的轴封装置主要有 ________和________两种； （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。
“化工原理”第二章流体输送机械复习题 （化0703、0704班；2009-09-01） 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*** 1472w 2.（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η～流量Q曲线 5．（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_______________. ***答案*** 10m 6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：______________,________________. ***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q 7．（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
一、 概念题 1、属于正位移泵型式，除往复泵外还有 ， ， 等型式。 答：计量泵、螺杆泵、齿轮泵 2、产生离心泵气缚现象的原因是 ，避免产生气缚的方法有 。 答：泵内灌入空气，液体密度降低；在泵密封严密的情况下，灌泵排出空气 3、造成离心泵气蚀的原因是 ，增加离心泵允许安装高度Hg 的措施是 和 。 答：叶轮附近某处的最低压强小于等于被输送液体在输送温度下的饱和蒸汽压 增大吸入管路的管径，减少不必要的管件和阀门。 4、用同一离心泵分别输送密度为ρ1及ρ2=1.2ρ1的两种液体，已知两者的体积V 相等， 则 He 2 He 1，Ne 2 Ne 1。 答：1222.1,1Ne Ne H He e == 5、离心通风机输送ρ=1.2kg/m 3空气时，流量为6000m 3/h ，全风压为240mmH 2O ， 若用来输送ρ＇=1.4kg/m 3的气体，流量仍为6000m 3/h ，全风压为 mmH 2O 。 解：O mmH H H a t t 22802.14.12402.1=?=='ρ 6、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，真空表读数 ，压力表读数 。 解：出口，下降，上升。 在贮槽液面1-1与泵的真空表所在截面2-2间列伯努利方程
222222122221211u d l p u gZ p u gZ -+++=++λρρ 2)1(2222 1u d l gZ p p ++=-λρ 关小出口阀门，2u 下降，ρ2 1p p -下降，即真空表读数下降。 同理，在压力表所在截面3-3与贮槽液面1-1间列伯努利方程。 222200302003233u d l p u gZ p u gZ -+++=++λρρ 2)1(2230 3u d l gZ p p -+=-λρ 关小出口阀门，λ增大，ρ0 3p p -上升，即压力表读数上升。 7、两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n 1时，泵流量Q 1=100l/s ，扬程 H 1=16m ，转速为n 2时，Q 2=120l/s ，H 2=20m 。则两容器垂直距离= m 。 解：2 BQ K He +=代入已知数据得： 21.016B K += 212.020B K += 解得：91.6,1.909==K B m Z g p g p Z K 91.60,91.6=?∴=?=?+?=ρρ 8、若离心泵入口处真空表读数为700mmHg 。当地大气压为101.33kPa 。则输送 42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa ）泵内 发生汽蚀现象。 答：会 9、用离心泵向高压容器输送液体，现将高压容器的压强降低，其它条件不变，
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*** 1472w 2.（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η～流量Q曲线 5．（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_______________. ***答案*** 10m 6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：______________,________________. ***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q 7．（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＿＿
第二章流体输送机械自测题 专业姓名：学号：成绩： 一、填空题 1、离心泵的主要部件有、和。其泵壳制成螺壳状，其作用是。 2、离心泵启动前需要向泵内充满被输送流体，否则将可能发生现象。若安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生现象。 3、离心泵的杨程是指。离心泵安装在一定管路上，其工作点是指。 4、若离心泵入口处真空表读数为93.32kPa，当地大气压强为101.33kPa，则输送42℃水(饱和蒸气压为8.2kPa)时，则泵内发生气蚀现象。(会、不会、无法判断) 5、若被输送流体的粘度增高，则离心泵的压头、流量、效率、轴功率。若被输送流体的密度增高，则离心泵的流量、压头、轴功率。 6、每千克水经过离心泵后，其机械能增加了490J，则该离心泵的杨程为。 7、某离心泵的特性方程为H e＝28－2Q2(Q—m3/min)。当转速为n时，离心泵的工作点为A。A点的流量为Q＝2m3/min。今将叶轮转速减小为n′＝0.95n，此时离心泵的工作点为B。若A、B两点是等效率点(ηA＝ηB)且管路特性曲线方程H＝(△p/ρg)＋KQ2不变，则 (1)B点流量Q′＝m3/min，杨程H e′＝m；(2)管路特性曲线方程中的(△p/ρg)＝m，K＝min2/m5；(3)转速n′下离心泵的特性曲线方程变为。 二、选择题 1、离心泵的轴功率是( )。 A、在流量为0时最大； B、在压头最大时最大； C、在流量为0时最小； D、在工作点处最小 2、离心的效率η和流量Q的关系为( )。 A、Q增大，η增大； B、Q增大，η先增大后减小； C、Q增大，η减小； D、Q增大，η先减小后增大 3、离心泵气蚀余量△h与流量Q关系为( )。 A、Q增大，△h增大； B、Q增大，△h减小； C、Q增大，△h不变； D、Q增大，△h先增大后减小 4、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、先关出口阀或者先停电均可 D、单级泵先停电，多级泵先关出口阀 5、关于离心泵的关联、串联，下列说法错误的是( )。 A、两台相同的泵并联后，并联管路流量增大，相应的流体阻力要增加； B、两台相同的泵串联后，每台泵均在较大流量、较低压头下工作； C、当吸液液位变化较大时，可根据所需压头的大小，采用两台或多台泵串联起来使用。 D、离心泵并联的台数越多，流量增加的越多。 6、离心泵产生气蚀的原因可能是( )。 A、启动前没有灌泵； B、安装高度过大； C、被输送液体温度较高； D、安装地区的大气压较低 7、倘若关小离心泵出口阀门，减小泵的输液量，此时将会引起( )。 甲：泵的扬程增大，轴功率降低。 乙：泵的输液阻力及轴功率均增大。 丙：泵的扬程及轴功率均下降。 A．可能是甲、丙结果B．结果是乙 C．结果是丙D．结果是甲 8、有一台离心泵，当转速为n1时，轴功率为1.5kW，输液量为20m3/h。当转速调到n2时，输液量降为18m3/h，若离心泵的效率不变，此时离心泵的轴功率为( )。 A．1.35kW B．1.09kW C．1.15kW D．1.22kW 9、提高离心泵的允许安装高度的措施有( )。
第二章 流体输送机械习题与思考题解答 1．用离心泵（转速为2900 r/min ）进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa 和220 kPa ，两测压口之间垂直距离为0.5 m ，泵的轴功率为 kW 。泵吸入管和排出管内径均为80 mm ，吸入管中流动阻力可表达为2f,0113.0h u -=∑（u 1为吸入管内水的流速，m/s ）。离心泵的安装高度为2.5 m ，实验是在20 ℃， kPa 的条件下进行。试计算泵的流量、压头(泵的扬程)和效率。 解：（1）泵的流量 由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面），得到 ∑-+++=10,211 120f h u p gZ ρ 将有关数据代入上式并整理，得 48.3581.95.2100010605.33 2 1 =?-?=u 184.31=u m/s 则 2 π(0.08 3.18436004Q =???m 3/h=57.61 m 3/h (2) 泵的扬程 、 3 (60220)100.50m 29.04m 10009.81H ??+?=++=????? (3) 泵的效率 57.6129.0410009.813600100%10001000 6.7 HQ g P ρη???==??=68% 2．用离心泵（转速为2900 r/min ）将20 ℃的清水以60 m 3/h 的流量送至敞口容器。此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4 m 和0.61 m 。规定泵入口的真空度不能大于64 kPa 。泵的必需气蚀余量为3.5 m 。试求泵的安装高度（当地大气压为100 kPa ）； 解：在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面），得 2a 11g f,01()2p p u H H g g ρ--=++ 即 3 g 64100.61 2.410009.81 H ?=++? 3.51g H =m | 3．用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐。塔底液面上的绝对压力为 kPa(即输
2.2 习题 1（1）离心泵的主要部件有________、_________和_________。 2（2）往复泵主要适用于__________、_________的场合。 3离心泵产生汽蚀，通常是由于______________，______________，____________，______________等。 4离心泵的叶片一般是__________，这是为了输出时增大__________，减少__________。 5（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________。 6（2）若被输送流体密度改变,则离心泵的________、________及________均保持不变。 7（3）离心泵的总效率 反映了________，________和________三项能量损失的影响。 8（4）离心泵吸入管线一般处于________压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现________现象。 9（1）离心泵工作点是________曲线与________曲线的交点。 10（2）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。 11（1）离心泵的轴封装置主要有________和________两种； 12（2）管路特性曲线的一般表达式是________。 13（3）影响离心泵理论流量的因素有________和________。 14（4）离心泵叶轮按有无盖板可分为________、________、________。 15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。 16（1）离心泵的特性曲线通常包括________、________和________曲线，这些曲线表示在一定的________下输送某特定液体时的性能。 17（2）离心泵用出口阀调节流量实质上是改变了________曲线使其________位置发生变化,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________。
《第二章流体输送机械》习题解答 1）某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，液面水平，如附图中虚线所示。当容器以等角速度ω绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。试证明： ①液面为旋转抛物面。 ② 。 ③液相内某一点（r ，z ）的压强。式中ρ为液体密度。 解 题给条件下回旋液相内满足的一般式为 C r gz P =- ?+22 2 ρωρ （常量） 取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P 0,∵C=P 0 故回旋液体种，一般式为0 22 2 p r gz p =- ?+ρωρ ① ① 液面为P=P 0的等压面 2 2 2 2 2,02 r g Z r gz ωρωρ= =- ?，为旋转抛物面 ②2 2 2R g H ω= 又 g R dr r g rdr Z h R r r 424 20 3 2 02 ωππωππ?= = ?=?? ? 即：h 0=g R 42 2ω ∴H=2h 0 ③某一点（r,Z ）的压强P: ) 2( 2 2 202 2 0Z g r g P r gh P P -?+=+ ?-=ωρρωρ
2）直径0.2m 、高0.4m 的空心圆桶内盛满水，圆筒定该中心处开有小孔通大气，液面与顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800rpm 转速绕容器轴心线回旋，问：圆筒壁内侧最高点与最低点的液体压强各为多少？ 解 C r gz P =- ?+22 2 ρωρ 取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0, P=P 0 ,∴C=P 0 故回旋液体种，一般式为 0 22 2 p r gz p =- ?+ρωρ B 点：Z=0,r=R=0.1m, Pa R P P B 42222 01051.31.0)260800 (210002 ?=?= = -πρω C 点:Z=-0.4m,r=0.1m, Pa r gZ P P C 4222201090.31.0)260800 (21000)4.0(81.910002?=?+-??-=+?-=-πρωρ 3）以碱液吸收混合器中的CO 2的流程如附图所示。已知：塔顶压强为0.45at （表压）， 碱液槽液面与塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m ，碱液流量为10m 3/h ，输液管规格是φ57×3.5mm ，管长共45m （包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度， 管壁粗糙度。试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg 。②输送碱液所需有效功率，W 。 解 ① Kg J U d l l P P gh W e S /2)1(2 2+++-+ =λρ s m U /41.1)050.0(4360010 2== π 4 310 23.4102120041.1050.0?=???= -e R 3 10450 2 .0-?==d ε ,查得031.0=λ
23 第二章 流体输送机械 离心泵特性 【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。 解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==， 流速 / ./(.) 122 1540360015603544V q u m s d ππ == =? 扬程 22 21 02M V p p u u Ηh ρg g --=++ 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液，其他性质可视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。 解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。 (3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gH P ρη = 将增大。 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？ 解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱， 有效功率 .e V P q gH W ρ== ???=18 1000981209813600 (2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱 转速 /min 21250n r = 流量 ./3221 11250 181551450 V V n q q m h n ==?=
m/h，阀门全开时管路所需扬程为 1、一离心泵在一管路系统中工作，要求流量能力为Q3 H e m，而在泵的性能曲线上与Q对应的扬程为H m，效率为η，则阀门关小损失的功率为（（H-He）Qρg/ η）占泵的轴功率的（（H-He）/H*100%） 28、离心泵在工作时，其工作点是由离心泵的特性曲线和 管路的特性曲线确定 29、被输送流体的温度提高，对提高泵的安装高度不利；提高上游容器的操作压强，则对安装高度有利。 一：问答题 1、根据化工原理所学内容，提出一种测量液体粘度的简易方法并叙述其原理。 依式Δp=32μuρ/d2选定一长1，管径d，用U形压差计测压差Δp，用测速管测速u,即可用上式算出粘度μ。 2、离心泵发生“汽蚀”的主要原因是什么？ 原因是叶轮进口处的压力降至被输送的饱和蒸汽压，引起部分流件汽化 3、离心泵的气缚现象与气蚀现象的概念，危害及避免措施。 4、离心泵与旋涡泵在操作上有什么不同？ 离心泵：用出口阀调节流量；启动时关出口阀。 旋涡泵：用回流支路来调节流量，启动时出口阀全开。 5、为什么调节流量的阀门一般均不装在离心泵的吸入管路上？ ∵(pa-p1)/ρg=Z1+u1 2/2g+Σhfs P1随6Σhfs增大而降低 泵的吸上高度不仅与允许吸上“真空度”Hs有关，还与泵吸入管内的压头损失有关而6Σhfs又与Σle成正比。为了保证泵在实际操作中不发生气蚀现象要尽量减小吸入管的阻力。这就要求吸上管路短而直且无调节阀门，以使6Σhf 尽量小。因此，调节流量的阀门一般不装在吸入管路上，而装在出口管路上。 6、为什么离心泵的壳体要做成蜗壳形？ 使部分动能有效地转变为静压能，减少能量损失 7、用一单级悬壁式B形离心泵，将水由槽A送到槽B试问：
第二章流体输送机械 离心泵特性 【2-1】某离心泵用 15 C 的水进行性能实验，水的体积流量为 540m 3/h ，泵出口压力表 读数为350kPa ，泵入口真空表读数为 30kPa 。若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为 350mm ，吸入管与压出管内径分别为 350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。 解 水在 15 C 时 995.7kg/m 3，流量 q V 540m 3 / h 压力表P M 350kPa,真空表g 30kPa （表压） 压力表与真空表测压点垂直距离 ％ 0.35m 管径 d ! 0.35m, d 2 0.31m 2 d . u 2 q - 1.56 d 2 2 2 P M P V U 2 U 1 H h 。 2 - p 2 g 350 103 ( 30 103) 0.35 - 995.7 9.81 0.35 38.9 0.078 39.3m 水柱 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为 1400kg/m 3的水溶液，其他性质可 视为与水相同。若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明： （1） 泵的压头（扬程）有无变化； （2）若在泵出口装一压力表，其读数有无变化； （3）泵的轴功 率 有无变化。 解（1）液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。 （见教材） （2） 液体密度增大，则出口压力表读数将增大。 （3） 液体密度 增大，则轴功率 P 乐gH 将增大。 【2-3】某台离心泵在转速为 1450r/min 时，水的流量为 18m 3/h , 扬程为20m （H 2O ）。试 求：（1）泵的有效功率，水的密度为 1000kg/ m 3 ； （2）若将泵的转速调 节到 1250r/min 时，泵的 流量与扬程将变为多少？ 解(1)已知 q v 18m 3 / h, H 20m 水柱， 1000 kg /m 3 有效功率 P e q v gH —— 1000 9.81 20 981W 流速 U 1 q v 540/3600 1.56m /s 4d1 (0.35)2 2 0.35 031 1.99 m / s 扬程 (1.99)2 (1.56)2 2 9.81
化工原理典型例题题解 第2章 流体输送机械 例1 离心泵的工作点 用某一离心泵将一贮罐里的料液送至某高位槽 ，现由于某种原因，贮罐中料液液面升高，若其它管路特性不变，则此时流量将（ ）。 A 增大 B 减少 C 不变 D 不确定 例 2 附图 例2 附图 解：该题实际上是分析泵的工作点的变动情况。工作点是泵特性曲线与管路特性曲线的交点，其中任何一条特性曲线发生变化，均会引起工作点的变动，现泵及其转速不变，故泵的特性曲线不变。将管路的特性曲线方程式列出 2 421212)(8v q g d d l g P P Z Z H πζλρ++-+-= 现贮槽液面升高，1Z 增加，故管路特性曲线方程式中的截距项数值减小，管路特性曲线的二次项系数不变。由曲线1变为曲线2，则工作点由A 点变动至B 点。故管路中的流量增大，因此答案A 正确。 例2 离心泵压头的定义 离心泵的压头是指（ ）。 A 流体的升举高度； B 液体动能的增加； h m ,Q 3 m ,H e A B 1 曲线2曲线
C 液体静压能的增加； D 单位液体获得的机械能。 解：根据实际流体的机械能衡算式 H e =(Z 2-Z 1)+(P 2-P 1)+(u 22-u 12 )/2g+ΣH f 离心泵的压头可以表现为液体升举一定的高度(Z 2-Z 1)，增加一定的静压能(P 2-P 1)/(g ρ)，增加一定的动能(u 22-u 12 )/(2g)以及用于克服流体流动过程中产生的压头损失ΣH f 等形式，但本质上离心泵的压头是施加给单位液体（单位牛顿流体）的机械能量J(J/N=m).故答案D 正确。 例3离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系 分析离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系。 解：根据离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r ，计算泵的最大允许安装高度的计算公式为 [][]5.0)() 10(0 +---=∑-r f v g NPSH H g P g P H ρρ (1) 首先分析离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r 的定义过程。在泵内刚发生汽蚀的临界条件下，泵入口处液体的静压能和动能之和(P 1,min /g ρ+u 12 /2g)比液体汽化的势能(P v /g ρ)多余的能量(u k 2 /2g+ΣH f(1-k))称为离心泵的临界汽蚀余量，以符号(NPSH)C 表示，即 ∑-+=-+=)1(2 21 min ,122)(K f K v c H g u g p g u g P NPSH ρρ (2) 由（2）式右端看出，流体流量增加，（NPSH ）C 增加，即必须的汽蚀余量(NPSH)r 增加。由（1）式可知，液体流量增加，泵的最大允许安装高度[] g H 应减少。根据(NPSH)C 的定义可知，当流量一定而且流动状态已进入阻力平方区时(u k 2 /2g+ΣH f(1-k)，均为确定值)，(NPSH)C 只与泵的结构尺寸有关，故汽蚀余量是泵的特性参数，与所输送流体的蒸汽压P V 无关。由（1）式可知，若流体温度升高，则其P V 值增加，从而[] g H 应减小。 例4 离心泵的组合使用 现需用两台相同的离心泵将河水送入一密闭的高位槽，高位槽液面上方压强为（表压强），高位槽液面与河水水面之间的垂直高度为10m ，已知整个管路长度为50m （包括全部局部阻力的当量长度），管径均为50mm ，直管阻力摩擦系数λ=。单泵的特性曲线方程式为2 6100.150v e q H ?-=（式中H e 的单位为m ；q v 的单位为m 3 /s ）。通过计算比较该两台泵如何组合所输送的水总流量更大。 解：泵的组合形式分为串联和并联，由此单泵的特性曲线方程写出串联泵和并联泵的特性曲线方程 2 6100.2100v e q H ?-=串 （1） 2 5105.250v e q H ?-=并 （2） 自河水水面至密闭高位槽液面列出管路特性曲线方程 g u d l l g P Z H e e 22∑++?+?=λ ρ 将有关数据代入 81 .92)050 .0785.0( 050.050 025.081.9100010013.15.1102 2 5 ????+???+ =v e q H 整理得： 2 5103.315.10v e q H ?+= （3）
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__________、_________的场合。 2离心泵产生汽蚀，通常是由于______________，______________，____________，______________等。 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________三项能量损失的影响。 （4）离心泵吸入管线一般处于________压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现________现象。 5（1）离心泵工作点是________曲线与________曲线的交点。 （2）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生________现象。 6（1）离心泵的轴封装置主要有________和________两种； （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，这些曲线表示在一定的________下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________位置发生变化,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________。
第二章 习 题 管路特性 1. 拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m 高的塔中。塔顶压强为0.06MPa(表压)。全部输送管均为φ57×3.5mm 无缝钢管, 管长50m(包括局部阻力的当量长度)。碱液的密度ρ=1200kg/m 3 , 粘度μ=2mPa ·s 。管壁粗糙度为0.3mm 。试求： (1) 流动处于阻力平方区时的管路特性方程； (2) 流量为30m 3 /h 时的He 和Ne 。 习题1 附图 习题2 附图 离心泵的特性 2. 直径0.4m, 高0.2m 的空心圆筒内盛满水, 圆筒以1000rpm 绕中心轴旋转, 筒顶部中心处开有一小孔与大气相通。试用静力学基本方程式(1-8)求： (1) 液体作用于顶盖上的压强分布(p 与半径r 的关系)； (2) 筒圆周内壁上液体的势能 g ρP 及动能 u g 2 2比轴心处各增加了多少？ 3. 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水, 当流量为71m 3 /h 时, 泵吸入口处真空表读数0.029MPa, 泵压出口处压强计读数0.31MPa 。两测压点的位差不计, 泵进、出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4kW, 试求泵的扬程及效率。 带泵管路的流量及调节 4. 在离心泵和输送管路的系统中, 已知下列条件：输送管路两端的势能差g ρP ?, 管径d 、管长l(包括局部阻力的当量长度)，粗糙度ε, 液体物性μ、ρ及泵的特性方程2BV A H e -=。试作一框图以表示求取输液量的计算步骤。
习题4 附图 V,l/min 0 1200 2400 3600 4800 6000 H e , m 34.5 34 33 31.5 28 26 管路终端与始端的位差5m, 管长360m(包括局部阻力的当量长度), 泵的进、出口内径为 120mm, 设λ为一常数0.02。求泵的供水量及有效功率。 *6. 某台离心泵的特性曲线可用方程2220V H e -=表示。式中H e 为泵的扬程, m ；V 为流量, m 3/min 。现该泵用 于两敞口容器之间送液, 已知单泵使用时流量为1m 3/min 。欲使流量增加50%, 试问应该将相同两台泵并联还是串联使用? 两容器的液面位差为10m 。 *7. 某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rpm 下的特性方程为23.404.38V H e -=(V- m 3/min)。输送管路两 端的势能差为16.8m, 管径为φ76×4mm, 长1360m(包括局部阻力的当量长度),λ=0.03。试求: (1) 输液量V ； (2) 当转速调节为1700rpm 时的输液量V ’。 离心泵的安装高度 8. 某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m, 今在海拔1000m 的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N 。今拟将该泵装在水源之上3m 处, 试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa, 夏季的水温为20℃。 *9. 要将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽, 釜中真空度为67kPa(其中液体处于沸腾状态, 即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上, 吸入管总阻力为0.87J/N, 液体的密度为986kg/m 3, 已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r 为3.7m, 试问该泵的安装位置是否适宜? 如不适宜应如何重新安排？
“化工原理”第2章《流体输送机械》复习题（化0703、0704班；2009-09-01） 一、填空题： 1.（3分）某输水的水泵系统,经管路运算得,需泵提供的压头为He=19 m水柱,输水量为0.0079m3/s,则泵的有效功率为________. ***答案*** 1472w 2.（2分）离心泵的要紧部件有如下三部分:______,_____,_______. ***答案*** 泵壳; 叶轮; 泵轴 3.（2分）离心泵的要紧参数有:______,______,______,________. ***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η～流量Q曲线 5．（2分）离心泵的最大安装高度可不能大于_______________. ***答案*** 10m 6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：______________,_ _______________. ***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q 7．（3分）调剂泵流量的方法有：_____________,__________________, ____________________. ***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