第二章 流体输送机械

化工原理(管国锋主编第三版)课后习题答案2流体输送机械

题号或许会与书本有些不同

第2章 流体输送机械

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

P gz

2

2

r2 C （常量）

取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P0 故回旋液体种，一般式为p gz

2

2

r2 p0

① 液面为P=P0的等压面

gz

2

2

r 0,Z

2

2

2g

r2，为旋转抛物面

②H

2

2g

2

R2

又 Rh0 Z2 rdr

r

2

g

r

r

3

dr

2R4

4g

即：h0=

2R2

4g

∴H=2h0

③某一点（r,Z）的压强P:

P P0 gh

2

2

r P0 g(

2

2r2

2g

Z)

题号或许会与书本有些不同

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 P gz

2

2

r2 C

取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0, P=P0 ,∴C=P0

故回旋液体种，一般式为 p gz

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18m3/h，扬程为20m(H

2O)。试求：(1)泵

的有效功率，水的密度为1000kg/m3;(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/,/

VqmhHmkgm331820 1000水柱，有效功率.

eVPqgHW18

100098120981

3600

(2)转速/min

11450nr时流量3

118

Vqmh／，扬程

1220m HOH柱

转速 /min

21250nr流量./32

21

11250

18155

1450VVn

qqmh

n扬程.2

2

2

212

11250

20149m HO

1450n

HH

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45mm×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5228610

VHq（

Vq的单位为m3/s，H的单位为m）。水的密度可取为1000kg/m3

。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/m3

的碱液，则离心泵的

工作点有何变化？

解（1）管路特性方程2

0VHHkq其中3

0398.110

4

109.81=14Δp

HΔz

g



5

25258820

0.023.2310

3.149.810.04elΣl

k

gd







故管路特性方程52143.2310

VHq

离心泵特性方程5228610

VHq

两式联立525228610143.2310

VVqq得工作点下的流量与压头

1 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 ( )C

A. 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 ( )C

A. 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( )。B

A．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（ ）C

A. 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( ) D

A．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 ( )D

A. 离心泵的H~Q ~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 ~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 ~Q曲线变化情况相反

D. 离心泵的H~Q ~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（ ）B

A. Q为零时N最大 B. Q为零时N最小

C. 在额定流量QR时N最小 D. N与Q无关

.

可编辑文档 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6.7 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,0113.0hu（u1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 ℃，98.1 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

10,211120fhupgZ

将有关数据代入上式并整理，得

48.3581.95.2100010605.3321u

184.31um/s

则 2π(0.083.18436004Qm3/h=57.61 m3/h

(2) 泵的扬程

3(60220)100.50m29.04m10009.81H

(3) 泵的效率

57.6129.0410009.813600100%100010006.7HQgP=68%

2．用离心泵（转速为2900 r/min）将20 ℃的清水以60 m3/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

2a11gf,01()2ppuHHgg

即 3g64100.612.410009.81H

3.51gH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32.5 kPa(即输送温度下溶液的饱和蒸汽压)。已知：吸入管路压头损失为1.46 m，泵的必需气蚀余量为2.3 m，该泵安装在塔内液面下3.0 m处。试核算该泵能否正常操作。 .