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过程系统原理作业2答案流体输送机械1.描述流体的输送机械的基本原理。
流体的输送机械是将流体从一个地方输送到另一个地方的设备。
其基本原理是通过增加流体的压力或速度来克服流体的阻力。
常见的流体输送机械包括泵以及各种管道、阀门等。
2.什么是离心泵？简述其工作原理。
离心泵是一种常见的流体输送机械，利用离心力将液体从低压区域输送到高压区域。
其工作原理基于以下几个步骤：首先，液体被吸入泵的叶轮（也称为叶片）中；然后，叶轮迅速旋转，将液体推向离心力产生的压力区域；最后，液体经过泵的出口管道进入高压区域。
3.什么是液力耦合器？简述其原理及应用。
液力耦合器是一种将动力传递到机械设备的装置，可以通过液体传递和调节扭矩。
其原理是通过在两个输入轴（即驱动轴和工作轴）之间建立一个液体离合器来实现。
当驱动轴旋转时，通过液体的传递和调节，将转动力矩传递给工作轴。
液力耦合器广泛应用于各种机械设备，如风力发电机、水泵等。
4.描述管道系统中的流体阻力及其计算方法。
管道系统中的流体阻力主要由摩擦阻力和局部阻力组成。
摩擦阻力随着流体速度的增加而增加，可以通过摩擦系数和液体流量来计算。
局部阻力是由于管道部件（如弯头、节流装置等）造成的，可以通过实验或经验公式进行估算。
5.简述压缩机的工作原理及应用。
压缩机是一种将气体压缩为高压气体的设备。
其工作原理是通过一系列活塞或旋转机构将气体吸入并压缩到高压状态。
压缩机广泛应用于空调、制冷、压缩空气等领域。
6.什么是液位计？简述其原理及应用。
液位计是一种用于测量液体高度的装置。
常见的液位计有浮子液位计、压力液位计等。
浮子液位计通过浮子的上升和下降来测量液位高度，原理是根据安培力的原理，液体对浮子的浮力和重力平衡。
7.简述液压系统的工作原理及应用。
液压系统利用液体的压力来传递力量和执行控制。
其工作原理是通过液压泵将液体压力增加到所需的级别，通过液压阀来控制液体流动和压力，进而驱动液压缸或其他执行元件。
化工原理-第二章-流体输送设备一、选择题1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（）。
AA. 气缚现象；B. 汽蚀现象；C. 汽化现象；D. 气浮现象。
2、离心泵最常用的调节方法是（）。
BA. 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。
3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的（）。
BA. 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）。
4、离心泵的扬程是（）。
DA. 实际的升扬高度；B. 泵的吸液高度；C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。
5、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（）。
CA. 水温太高；B. 真空计坏了；C. 吸入管路堵塞；D. 排出管路堵塞。
6、为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（）输送温度下液体的饱和蒸汽压。
AA. 大于；B. 小于；C. 等于。
7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。
A；CA. 出口阀B. 进口阀C. 旁路阀8、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（）。
C；AA. 离心泵；B. 往复泵；C. 齿轮泵。
9、1m3气体经风机所获得能量，称为（）。
AA. 全风压；B. 静风压；C. 扬程。
10、往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。
AA. 打开；B. 关闭；C. 半开。
11、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（）。
CA. 发生了气缚现象；B. 泵特性曲线变了；C. 管路特性曲线变了。
12、离心泵启动前____ ，是为了防止气缚现象发生。
DA 灌水；B 放气；C 灌油；D 灌泵。
13、离心泵装置中____ 的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。
第二章流体输送机械一、单项选择题（每小题1分）1. 有关叶轮叶片的几何形状,正确的说法应该是( )CA. 为使被输送液体获得较大的能量, 离心泵采用前弯叶片B. 为减小被输送液体的能量损失, 离心泵拟用径向叶片C. 离心泵采用后弯叶片,以使被输送液体获得较大的静压能,并能保证电机不被烧坏D. 以上说法均不正确2．下列描述中正确的是( )CA. 离心泵的底阀可用来调节泵的流量B. 离心泵正常工作时底阀不能开启到最大C. 底阀的作用是防止启动前灌入泵体的液体流失D. 以上描述均不正确3．离心泵停止操作时宜( )。
BA．先停电后关阀；B．先关出口阀后停电；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。
4．以下叙述不．正确的是（）CA. 流体输送的管路特性曲线与所用泵的性能无关B. 泵的性能影响管路的输送能力C. 泵的性能曲线与管路设置有关D. 泵的性能曲线由20˚C清水实验获得5．各种型号的离心泵特性曲线( ) DA．完全相同B．完全不相同C．有的相同，有的不同D．图形基本相似6. 下列描述中正确的是( )DA. 离心泵的H~Q η~Q曲线均随被输送流体密度的增大而降低B. 离心泵的H~Q η~Q曲线均随被输送流体密度的增大而升高C. 离心泵的H~Q曲线随被输送流体密度的减小而降低,而η~Q曲线变化情况相反D. 离心泵的H~Q η~Q曲线与被输送流体的密度无关7. 离心泵在一定转速下输送清水时，泵的轴功率N与流量Q的关系为（）BA. Q为零时N最大B. Q为零时N最小C. 在额定流量Q R时N最小D. N与Q无关8. 离心泵的N~Q曲线( )CA. 与叶轮转速的大小无关B. 与叶轮直径的大小无关C. 与被输送流体的密度有关D. 与被输送流体的黏度无关9. 离心泵的效率η由容积损失ηV、机械损失ηm和水力损失ηh组成，它们之间的关系为( )BA. η=ηV + ηm + ηhB. η=ηVηmηhC. η=ηVηm / ηhD. η=ηVηh / ηm10．离心泵的吸上真空高度( )DA. 与泵的结构尺寸和流体性质有关B. 是流量的函数C. 与当地大气压及流动状态有关D. 以上全是11. .离心泵安装高度过高将导致( )AA. 发生气蚀现象B. 发生气敷现象C. 不会影响泵的正常操作D. 工作点发生改变12．离心泵的工作点（）DA. 与管路特性有关，与泵的特性无关B. 与管路特性无关，与泵的特性有关C. 与管路特性和泵的特性均无关D. 与管路特性和泵的特性均有关13. 离心泵的工作点与管路特性与泵的特性的关系分别为（）AA．相关，相关 B. 相关，无关 C. 无关，相关 D. 无关，无关14．离心泵原来输送水时的流量为q V，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量( )。
第二章流体输送机械一、填空题：1. 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___1472W_____2.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生__________现象。
3.离心泵的叶轮有_______、_______和________三种类型，若输送浆料或悬浮液宜选用_________。
4.真空泵是一个获得________于外界大气压的设备，它用于抽送设备内的__________压气体，使设备内获得一定的___________。
往复式真空泵用于抽吸___________的气体。
5. 流体输送机械按工作原理可分为_________、_________、_________、___________四大类。
6. 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_____，扬程_____________。
7.离心泵输送的液体密度变大，则其扬程_________，流量________，效率_________，轴功率_________。
8. 离心泵在启动时应先将出口阀_______，目的是___________________。
往复泵在启动时，其出口阀必须___________.9. 离心泵的扬程是指____________________________能量。
10.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__________现象。
11. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。
12.离心泵的性能曲线通常包括＿＿＿＿＿＿＿曲线、＿＿＿__＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿曲线。
这些曲线表示在一定＿＿＿＿__下，输送某种特定的液体时泵的性能。
13.离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。
14. 当离心泵出口阀门开大时，流量＿＿＿，泵出口压力＿＿＿_。
(变大,变小,不变)15. 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＿＿__＿。
第二章流体输送机械一、名词解释（每题2分）1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的比值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳工作点效率最高时所对应的工作点9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体10、安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、单选择题（每题2分）1、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，整个管路阻力损失减少Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大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 A2、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静风压 B3、往复泵适用于( )Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合Ｂ介质腐蚀性特别强的场合Ｃ流量较小，扬程较高的场合Ｄ投资较小的场合 C4、离心通风机的全风压等于( )Ａ静风压加通风机出口的动压Ｂ离心通风机出口与进口间的压差Ｃ离心通风机出口的压力Ｄ动风压加静风压 D5、以下型号的泵不是水泵( )ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀( )Ａ只能安在进口管路上Ｂ只能安在出口管路上Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )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）B8、流体经过泵后，压力增大∆p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( )A ∆pB ∆p/ρC ∆p/ρgD ∆p/2g C9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮 C10、离心泵停车时要( )Ａ先关出口阀后断电Ｂ先断电后关出口阀Ｃ先关出口阀先断电均可Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2OD 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( )Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的长度 D13、如以∆h,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则( )A p1,允= p v + ∆h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允－u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允＋u12/2g B14、以下种类的泵具有自吸能力( )Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵Ｃ离心泵Ｄ旋转泵与漩涡泵 A15、如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：H e＝∆z＋∆p/ρg＋∆(u2/2g)＋∑H f,1-2，则∆h f,1-2为( )A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B 泵的容积损失与水力损失之和C 泵的水力损失D 测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失D16、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A17、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C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。
2-l 在用常温水(其密度为1000kg/m3)测定离心泵性能的实验中，当水的流量为26m3/h时，泵出口压力表读数为 1.52×105Pa，泵入口处真空表读数为185mmHg，轴功率为2.45KW，转速为2900r/min。
真空表与压力表两测压口间的垂直距离为400mm，泵的进、以口管径相等，两测压口间管路的流动阻力可解：×105Pa，18∴41m.∴0。
2-2 某台离心泵在转速为2950r/min时，输水量为18m3/h，压头为20m H2现因电动机损坏，用一转速为2900r/min的电动机代用，问此时泵的流量、压头和轴功率各为多少(泵功效率取60％)？解：转速变化后，其他参数也相应变化。
m 695.171829502900 '' 3=⋅⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=Q n n Q O m H n n H 222H328.192029502900 ' '=⋅⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛= kW g Q H Ne 55.16.0/81.91000328.193600695.17/ ' ' '=⨯⨯⨯==ηρ 2-3己知80Y-60型离心泵输送常温水时的额定流量Q ＝50m 3/h ，额定压头H ＝60mH 20，转速n ＝2950r/min ，效率V ＝64％。
试求用该泵输送密度为700kg/m 3、粘度为1mm 2/S 的汽油和输送密度为820kg/m 3、粘度为35mm 2/S 的柴油时的性能参数。
解：设常温下水的密度为：3/1000m kg =ρ，粘度为：cP 1=μ输送汽油时：汽油的运动粘度s mm s mm /20/1221<=ν，则粘度的影响可忽略。
h m Q Q /5031==∴，m H H 601==汽油柱，%641==ηη 输送柴油时：柴油的运动粘度s mm s mm /20/35222>=ν，查图可得：%84=ηC ，%100=Q C ，%98=H C则：h m QC Q Q /5015032=⨯== m HC H H 8.5898.0602=⨯==柴油柱 538.084.064.02=⨯==ηηηCkW gH Q N 22.121000538.081.98208.5836005022222=⨯⨯⨯⨯==∴ηρ2-4 在海拔1000m 的高原上，使用一离心泵吸水，该泵的允许吸上真空高度为6.5m ，吸入管路中的全部阻力损失与速度头之和为3mH 20。
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2421212)(8v q gd 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 3m,H eC 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 vgNPSH 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。
1-101-201-234-44-15第二章流体输送机械2-1 流体输送机械有何作用？答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。
2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。
由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。
此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。
虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。
泵入口处于一定的真空状态（或负压）2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？1、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。
2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m3、功率与效率：轴功率P：泵轴所需的功率。
或电动机传给泵轴的功率。
有效功率Pe：效率：2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？答：1、离心泵的H、P、与qv 之间的关系曲线称为特性曲线。
共三条；2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。
与qv 先增大，后减小。
额定流量下泵的效率最高。
该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。
3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。
2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2 间列伯努利方程得：3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。
《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（常量）取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P故回旋液体种，一般式为①液面为P=P的等压面，为旋转抛物面②又即：h=∴H=2h③某一点（r,Z）的压强P: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？解取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∴C=P故回旋液体种，一般式为B点：Z=0,r=R=0.1m,C点:Z=-0.4m,r=0.1m,3）以碱液吸收混合器中的CO2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10m3/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,查得∴②4）在离心泵性能测定试验中，以2 泵汲入口处真空度为220mmHg，以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm，采用汞为指示液，压差计读数，孔流系数，测得轴功率为1.92kW，已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。
求泵的效率η。
解5）IS65-40-200型离心泵在时的“扬程～流量”数据如下：用该泵将低位槽的水输至高位槽。
输水管终端高于高位槽水面。
已知低位槽水面与输水管终端的垂直高度差为4.0m，管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm，摩擦系数。
第二章流体输送机械离心泵特性【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==⨯⨯⨯=181000981209813600(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./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯=扬程.2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。
已知输送管路为φ45mm×2.5mm ，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20m （包括所有局部阻力的当量长度），设流动进入阻力平方区，摩擦系数为0.02。
在输送范围内该离心泵的特性方程为5228610V H q =-⨯（V q 的单位为m 3/s ，H 的单位为m ）。
水的密度可取为1000kg/m 3。
试求：（1）离心泵的工作点；（2）若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下，而改为输送密度为1200kg/m 3的碱液，则离心泵的工作点有何变化？解（1）管路特性方程20V H H kq =+其中30398.1104109.81=14Δp H Δz g ρ⨯=+=+⨯5252588200.02 3.23103.149.810.04e l Σl k g d λπ+==⨯⨯=⨯⨯故管路特性方程5214 3.2310V H q =+⨯离心泵特性方程5228610V H q =-⨯两式联立52522861014 3.2310V V q q -⨯=+⨯得工作点下的流量与压头333.8910/V q m s -=⨯，18.92H m=（2）当改送密度为1200kg/m 3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程3'0'98.110412.312009.81Δp H Δz gρ⨯=+=+=⨯流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则k 不变。
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，流量./39957kg m ρ=/V q m h =3540压力表真空表（表压）350M p kPa =℃30V p kPa =-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 /./(.)1221540360015603544Vq u m sdππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m sd ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 ℃℃【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，则轴功率将增大。
ρV q gHP ρη=【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℃℃℃有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速时流量，扬程柱/min 11450n r =3118V q m h =℃1220m H O H =转速 /min 21250n r =流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯=扬程 柱.2222121125020149mH O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。
已知输送管路为φ45mm×2.5mm ，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20m （包括所有局部阻力的当量长度），设流动进入阻力平方区，摩擦系数为0.02。
在输送范围内该离心泵的特性方程为（的单位为m 3/s ，H 的单位为m ）。
5228610V H q =-⨯V q 水的密度可取为1000kg/m 3。
试求：（1）离心泵的工作点；（2）若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下，而改为输送密度为1200 kg/m 3的碱液，则离心泵的工作点有何变化？解 （1）管路特性方程20V H H kq =+其中30398.1104109.81=14Δp H Δz g ρ⨯=+=+⨯5252588200.02 3.23103.149.810.04e l Σl k g d λπ+==⨯⨯=⨯⨯故管路特性方程 5214 3.2310V H q =+⨯离心泵特性方程 5228610V H q =-⨯两式联立52522861014 3.2310V V q q -⨯=+⨯得工作点下的流量与压头，333.8910/V q m s -=⨯18.92H m=（2）当改送密度为1200 kg/m 3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程3'0'98.110412.312009.81Δp H Δz gρ⨯=+=+=⨯流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则k 不变。
因此管路特性方程变为5212.3 3.2310V H q =+⨯将该方程与泵特性方程联立52522861012.3 3.2310V V q q -⨯=+⨯得新工作点下流量及压头，'334.1210/V q m s -=⨯'17.78H m=【2-5】在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽，如习题2-5附图所示。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ，管内径为75mm ，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m 。
流体流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。
流体流经换热器的局部阻力系数为。
32ξ=离心泵在转速时的特性曲线数据见/min n r =2900V H q -下表。
/31V q m s -⋅00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008/H m2625.524.5232118.515.5128.5试求：(1)管路特性方程；(2)工作点的流量与扬程；(3)若采用改变转速的方法，使第(2)问求得的工作点流量调节到，应将转速调节到多少？（参看例2-3）。
.333510m s -⨯℃解 已知 .,,.,007540000332e d m l l m λξ=+===(1) 管路特性方程20VH H kq =+0210010pH Z mH O gρ∆=∆+=+=2548e l l k g d d ξλπ⎛⎫+=+ ⎪ ⎪⎝⎭∑∑...(.)(.)52548400320035021098100750075π⎡⎤=⨯⨯+=⨯⎢⎥⨯⎣⎦.521050210VH q =+⨯(2) 工作点的流量与扬程管路特性曲线的与H 计算值如下V q 0 0.001 0.0020.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008/31V q m s -⋅10 10.51214.51822.62834.642.1/Hm 习题2-5a 附图工作点流量，扬程./300045VA q m s =.A H m H O =2198 (3)将工作点流量从调节到，泵的转速应由./300045VA q m s =./300035VC q m s =调节到多少？/min 2900r将代入管路特性方程，求得./300035VC q m s =.(.).C H m H O=+⨯⨯=522105021000035161 等效率方程 2VH Kq =系数 ..(.)6221611311000035C V C H K q ===⨯得等效率方程 .6213110VH q =⨯等效率方程的计算值如下 00.0010.002 0.003 0.004 0.004531V q m s -⋅℃1.315.2411.82126.5/H m 从的泵特性曲线与等效率曲线的交点D ，得到2900/min n r =./,VD D q m s H m H O==32000421 习题2-5b 附图流量为时的转速为./300035VC q m s =./min .VC C DVD q n n r q ==⨯=00035290025380004.%D C D n n n --⨯=⨯=290025381001001252900转速变化小于20%，效率基本不变。
离心泵的并联及串联【2-6】若习题2-5第2问改为两台泵并联操作，管路特性曲线不变，试求泵工作点的流量与扬程。
解 习题2-6附图中点A 为工作点流量，扬程水柱./V q m s =300053.H m =237【2-7】若习题2-4第2问改为两台泵串联操作，管路特性曲线不变，试求工作点的流量与扬程。
解 习题2-7附图中点A 为工作点，流量，扬程水柱./V q m s =300061.H m =3002离心泵的安装高度【2-8】用型号为的离心泵，将敞口水槽中的水送出，吸入管路的压头损失--I S 6550125为，当地环境大气的绝对压力为98kPa 。
4m 试求：(1)水温20℃时泵的安装高度，(2)水温80℃时泵的安装高度。
解 已知环境大气压力（绝压）098p kPa =吸入管，查得泵的汽蚀余量()24f H m H O ∑=Δh=2m(1) 20℃的水，饱和蒸气压，密度.2338V p kPa =./39982kg m ρ=最大允许安装高度为(.) (3)0允许98233810=241629982981V f g p p H h H mg ρ--⨯-∆-=--=⨯∑习题2-7附图习题2-6附图输送20℃水时，泵的安装高度 1.62g H m≤(2) 80℃的水，饱和蒸气压，密度.4738V p kPa =./39718kg m ρ=最大允许安装高度为(.) (3)0允许98473810=240699718981V f g p p H h H mg ρ--⨯-∆-=--=-⨯∑输送80℃水时，泵的安装高度.069g H m≤-【2-9】 用离心泵将密闭容器中的有机液体送出，容器内液面上方的绝压为85kPa 。
在操作温度下液体的密度为850kg/m 3，饱和蒸汽压为72.12kPa 。
吸入管路的压头损失为1.5m ，所选泵的允许汽蚀余量为3.0m 。
现拟将泵安装在液面以下2.5m 处，问该泵能否正常操作？解 泵的最大允许安装高度(.) (3)0允许85721210=3015296850981V f g p p H h H mg ρ--⨯-∆-=--=-⨯∑而实际安装高度H g 实，说明此泵安装不当，泵不能正常操作，会发生汽蚀现象。
2.5m g H ->℃℃为保证泵的正常操作，泵应至少安装在液面下方3.5m 或更低。
【2-10】用离心泵输送80℃热水，今提出如下两种方案（见习题2-10附图）。
若两方案的管路长度（包括局部阻力的当量长度）相同，离心泵的汽蚀余量。
试问这两2h m ∆=种流程方案是否能完成输送任务？为什么？环境大气压力为。
.10133kPa 解 水在80℃时饱和蒸气压，密度，汽蚀余量，.4738V p kPa =./39718kg m ρ=2h m ∆=大气压力.010133p kPa=最大允许安装高度为(..) (3)0允许10133473810=23669718981V f f fg p p H h H H H g ρ--⨯-∆-=--=-⨯∑∑∑第(2)方案的安装高度，大于，不能完成输送任务。
7g H m =g H ℃℃习题2-10附图第(1)方案的安装高度1g H m=-若．则水柱时可以用。
