《食品工程原理(1)》教案
（第13次课 2学时）
一授课题目
第二章流体输送设备第二节离心泵(1)
二教学目的和要求
通过本节学习，使学生对常见的液体输送设备---离心泵有个全面系统的了解，要求学生掌握离心泵的工作原理，及其安装高度的计算方法，从而为离心泵的选型、安装、调试及故障排除做好理论准备。
三教学重点和难点
教学重点：1、离心泵的工作原理及其主要性能参数；
2、汽蚀现象与离心泵允许安装高度的计算。
教学难点：离心泵允许安装高度的计算
四教学过程
教学方法：讲授法、图示法、实验法
教学手段：传统教学---板书（建议本节内容最好采用多媒体，效果会更好）、网络自学
第二章 流体输送设备
第二节 离心泵（１）
引入：
在食品的生产中，常需要将流体从低处输送到高处，从低压送至高压，沿管道送至较远的地方，为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。我们把向流体做功，为流体提供能量的机械称为流体输送机械，其中专门用来输送液体的输送机械称为泵，离心泵是其中应用最广的一大类泵。
离心泵（centrifugal pump ）的特点：结构简单、流量大而均匀、操作方便 一、离心泵的工作原理 1、离心泵的基本结构
叶轮：离心泵的核心部分，一般有6~12片叶片； 泵壳：蜗牛形通道，能量转换装置。
2、离心泵的工作原理
泵内液体在离心力的作用下由中心向外缘作径向运动的同时，叶轮中心形成低压区，而在泵的进出口处产生压力差，于泵的吸入管路浸没于输送液体中，压差的作用下液体不断地被吸入管路，流体流动，而达到输送目的。 即：离心力→压力差→流体流动 3、离心泵的具体工作过程：
（1）启动前：将所需输送的液体灌满泵壳和吸入管路，防止“气缚”发生； （2）启动后：泵轴带动叶轮作高速旋转，并带动液体旋转；
叶轮
泵壳 底阀(防止“气缚”) 滤网(阻拦固体杂质)
蜗牛形通道；叶轮偏心
放；可减少能耗，有利于动能转化为静压能。
（3）泵内液体在离心力的作用下沿叶片由中心向边缘抛出，在此过程中泵通过叶轮向液体提供了能量，从而使液体以较高的静压能及较高的流速（约15~25m/s ）进入蜗形泵壳，由于蜗形通道的截面逐渐增大，液体的流速不断减慢，动能逐渐转换为静压能，从而使静压强相应提高，最终以较高的压强排出泵体，切向流入排出管路； （4）由于液体被抛出，在叶轮中心处形成低压区，而泵外流体压力较高，在压力差的作用下，流体被吸入泵口，填补被排出液体的位置；
（5）叶片不断转动，液体不断被离心泵吸入、排出，形成连续流动，完成输送任务。 注：“气缚现象”：离心泵叶轮高速旋转，但是不出液体的现象。
解释：离心泵启动前，若未充满液体，则泵壳内存在空气，由于空气密度很小，所产生的离心力（22F m r v r ωρω==）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，所以虽启动离心泵，但不能输送液体。
危害：电机空转，烧坏电机。 防止措施：启动离心泵前首先灌泵。 二、离心泵的主要性能参数
离心泵的主要性能参数有：流量、压头（扬程）、功率和效率、转速 1、流量Q m 3/s （m 3/h 、L/s 、L/min ）
泵的流量（又称“泵的送液能力”）：指单位时间内泵所输送的液体体积。 2、泵的压头（扬程）H m(J/N)
泵的压头（扬程）：指单位重量液体流经泵后所获得的能量。 (1)在一定的管路输送系统中，泵的压头的表现形式：
A 、 将液体位压头提高z ?；
B 、 将
C 、 抵偿了液体在管路中流动的压头损失∑f h (
∑fS
h
、
∑fD
h
)；
D 、 将液体动压头提高g u 22
?（可略）。
m ）
注：a 、升举高度z ?=吸上高度S Z +排出高度D Z
b 、从上式可看出，泵的扬程≠泵的升举高度,升举高度只是泵扬程的一部分。 (2)实验：泵压头的测定
如下图：在泵进、出口附近分别安装真空表和压力表，在两表间列实际流体流动能量平衡方程（即选两表所在面为截面），则有：
即∑=0f h ） 式中：
h 0----两表所在截面间高度，m(可通过实验测定而得出)；
p m ----压力表读数（即表压），N/m 2 p v ----真空表读数（即真空度），N/m 2 3、泵的功率P 和效率η
(1) 泵的有效功率P e ：单位时间内流体流经泵后所获得的功。
(2) 泵的轴功率P ：泵轴从电动机上得到的实际功率。（P ＞P e ） (3)
造成η＜1的原因分析：
A 、机械损失：泵运转时，轴承、轴封装置等机械部件接触处由于摩擦而消耗部分能量，从而引起机械能损失，所以泵的轴功率＞泵的理论功率。
B 、水力损失：流体流经叶轮、泵壳时，由于流速大小及方向的改变而发生冲击，从而损失部分能量，所以泵的实际压头＜泵的理论压头。
C 、 容积损失：由于泵的泄漏造成的损失。（泵运转过程中部分获得能量的高压
液体通过叶轮与泵壳间的间隙流回吸入口而造成），所以泵排出的实际流量＜理论排出流量。
注意：①泵在运转时可能发生超负荷，所以所配电动机的功率应比泵的轴功率大。
②在机电产品样本中所列出的泵的轴功率，除非特殊说明以外，均系指输送清水时的数值。 4、泵的转速 r/min
泵的转速n ：指离心泵泵轴的转速。 三、汽蚀现象和离心泵的安装高度 1、汽蚀现象
如P 55图1-33，选贮液槽液面和泵吸入口处为两截面O-O ˊ、S-S ˊ，设吸入管路中流体流速为s u ，贮液槽液面上方压强为0p ，泵吸入口处压强为s p ，吸入管路压头损失为fs h ∑，在两截面间列实际流体流动能量平衡方程，则吸入高度Z s 表示为：
………………………………………………………①
从①式可以看出：
（1）0p p s ?，s p 有一定真空度，真空度越高，泵吸力越大，s Z 越大。 （2）当s p 小于一定值时v p （环境温度下液体的饱和蒸汽压）时后将发生“汽蚀现象”。
（3）吸上真空高度s H ：在0p 、s u 及fs h ∑变化都不大的情况下，可以将公式①简化为：s s
s H g
p p Z =-=
ρ0即为吸上真空高度 最大吸上真空高度m ax ,s H ：当
v s p p =时，s H 达最大值m ax ,s H ，即：
g
p p H v
s ρ-=
0max , …………………………………………………………………② （4）汽蚀现象
当离心泵的进口压力小于环境温度下的液体的饱和蒸汽压时，液体就要沸腾汽化，产生大量气泡，气泡随液流进入叶轮的高压区而被压缩，凝成液体，体积急剧变小，周围液体以极高速度冲向气泡中心，质点相互碰撞产生很高的局部压力（几百到几千个大气压）打击叶轮表面，致使叶片受到严重损伤破坏并产生振动，这种现象称为“汽蚀现象”。
汽蚀一旦发生，会使泵的性能显著下降，造成很大的破坏作用，应尽量避免。
2、泵的安装高度（允许安装高度sp Z ）
为避免发生“汽蚀现象”，应限制s p ，使其不能太低，所以泵的安装高度不能太高。
泵的安装高度sp Z 的计算方法有两种，即允许吸上真空高度法和汽蚀余量法。
（1）允许吸上真空高度法（sp H ）
为保证不发生“汽蚀现象”，泵入口处压强v s p p ?，在吸上真空高度上留有
一定的余量，所得的吸上真空高度即为允许吸上真空高度sp H ，即：
O mH g
p H H s sp 20
max ,33.10==?ρ
注：g
p p H s
sp ρ-=
0，与泵的结构、液体的物化性质等因素有关，一般O mH H sp 27~5?。
如何用sp H 确定泵的允许安装高度sp Z ？
得出： fs s sp sp
h g
u
H Z ∑--=22
…………………………………………………③
式中：sp Z ----泵的允许安装高度； g
u
s 22
----泵吸入管内的动能；
fs h ∑----泵吸入管路阻力损失； sp H ----允许吸上真空高度（由泵生产厂家给
出）（2）汽蚀余量法（p h ?）
泵入口处压强并非泵内压力最低的地方，所以当入口压强尚未低至v p 时汽蚀就有可能在泵内已经开始发生，为保证绝对不发生汽蚀，必须使泵入口处单位液体具有超过汽化压力能的富余能量，即汽蚀余量h ?。
……………………………………………………………④
汽蚀余量h ?从数值上讲，即为泵入口处液体的静压头与动压头之和?
??
?
??+g u g p s s 22ρ超过液体在操作温度下的饱和蒸汽压头g
p v
ρ的某一最小指定值。 由公式①、②、④得出：
泵的允许安装高度fs p s sp h h H Z ∑-?-=max , ……………………………………⑤ ⑤式中p h ?----允许汽蚀余量，由泵样本提供
说明：①泵性能表上的值是按输送20℃水而定的，如输送其它液体则需要校正，具
体校正方法可查阅有关文献。
②只要已知sp H 或p h ?任意一个值即可确定泵的安装高度。
③为安全起见，泵的实际安装高度还应比上述两种方法计算的值的允许值小
0.5~1m 。
④通常情况下泵样本说明书中给出的sp H 是绝压为O mH 210
（a P O mH 65.980612=），水温为20℃时得出的数据，若操作条件与上述不符，
sp H 需按下式进行校正：g
p p H H H v
v a sp sp
ρ'
-+
+-='
10 或者，24.010+-+-='
v a sp sp H H H H
式中：'
sp H ---- 操作条件下的允许吸上真空度，O mH 2；
sp H ---- 泵样本说明中给出的允许吸上真空度，O mH 2； a H ---- 泵工作点的大气压，O mH 2； v p ---- 20℃下水的饱和蒸汽压，a P ；
0.24---- 20℃下水的饱和蒸汽压，O mH 2；
'
v p ---- 输送温度下水的饱和蒸汽压，a P ；
v H ---- 输送温度下水的饱和蒸汽压，O mH 2
⑤泵安装地点的海拔越高，大气压力就越低，sp H 就越小；输送液体温度越
高，其对应饱和蒸汽压就越高，这时的sp H 也就越小。
五 作业（P
79
课后14题）
拟用一台3B57型离心泵以h m /603的流量输送常温的清水，已查得在此流量下的允许吸上真空m H sp 6.5=，已知吸入管内径为mm 75,吸入管段的压头损失估计为
m 5.0,试求：
(1) 若泵的安装高度为m 0.5,该泵能否正常工作？该地区大气压为9.81×104Pa ； (2) 若该泵在海拔高度m 1000的地区输送40℃的清水，允许的几何安装高度为多少米？当地大气压为9.02×104Pa 。 分析：(1)判断泵是否能正常工作→计算其允许安装高度→跟实际安装高度作比
较
↑
s u ,H h sp fs
∑←???fs s sp sp
h g
u
H Z ∑--=22
(49.8110a p P =?)
(2)由题可知，压强为
49.0210a p P =?，温度为40℃，所以应采用修正公式进
行计算，即g
p p H H H v v a sp sp ρ'
-++-='10，fs s sp sp h g u H Z ∑--'=22
解：(1)由题中条件可知：h m Q
/603=，m H sp 6.5=，m mm d 075.075==，
m h fs 5.0=∑，49.8110a p P =?
清水在管路中流动的速度为： )/(77.33600
075.04
6042
2s m d Q u s =??==ππ 泵的允许安装高度为：fs s
sp sp
h g
u H Z ∑--=22
即m Z sp
38.45.081
.9277.36.52
=-?-=＜m 0.5
所以，该水泵不能正常工作，这样安装容易发生汽蚀现象。
(3) 查表可知，20℃清水的饱和蒸汽压为2334.6Pa ，40℃清水的饱和蒸汽压为7376 Pa ，密度为3/2.992m kg ，根据公式对允许吸上真空高度进行修正。
g p p H H H v
v a sp sp
ρ'
-+
+-='
10
即m H sp
35.481
.92.9927376
6.233481.92.9921002.9106.54=?-+??+-='
又由fs s
sp sp h g
u H Z ∑--'=22
所以m Z sp 11.35.081
.9277.335.42
=-?-= 即在海拔m 1000处水泵的安装高度不应该超过m 11.3。
六 课后记
通过本节课学习，让学生对有关离心泵的基本结构、工作原理及有关其安装高度 的计算有了全面而深刻的了解。
从课堂观察及作业情况可以看出，学生对本节内容整体掌握不错，但还有部分学生混淆涉及泵的安装高度的几个概念，比如：泵的几何安装高度s Z 与泵的允许安装高度sp Z ；吸上真空高度s H 、允许吸上真空高度sp H 与最大吸上真空高度m ax ,s H ；汽蚀余量h ?与允许汽蚀余量p h ?等，从而导致做题过程中由于概念不清而使用符号混乱的情况，最终导致结果错误！
其次，通过作业，发现部分学生对压强与米水柱之间的换算关系不是很清楚，其间关系应该为：g
P O mH a ρ)
()2绝对压强水柱高度（=
！
希望以后学生能不断通过对概念的深入理解，掌握有关离心泵安装高度计算的全部内容，从而更好地将其应用于实践。
七 主要参考资料
1、高福成等.《食品工程原理》.中国轻工业出版社.北京.1998
2、姚玉英，黄凤廉，陈常贵等. 《化工原理》.天津.科学技术出版社.1999
3、各种网络资源，如：食品伙伴网，小木虫论坛等
流体输送设备一章习题及答案 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( )。A A. 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 ( )。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。 3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的( )。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）。 4、离心泵的扬程是 ( )。D A. 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( )。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。 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。A A. 大于； B. 小于； C. 等于。 7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。A；C A. 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；A A. 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（）。A A. 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（）。A A. 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（）。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。 12、离心泵启动前_____，是为了防止气缚现象发生。D A 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。A A. 吸入管路； B. 排出管路； C. 调节管路； D. 分支管路。 14、为提高离心泵的经济指标，宜采用_____ 叶片。B A 前弯； B 后弯； C 垂直； D 水平。 15、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. 改变排出管路中阀门开度； C. 安置回流支路，改变循环量的大小； D. 车削离心泵的叶轮。 16、往复泵的_____ 调节是采用回路调节装置。C A. 容积； B. 体积； C. 流量； D. 流速。 二、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H = 19m水柱,输水量为20kg·s-1,则泵的有效功率为_________。3728w 2、离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______。泵壳；叶轮；泵轴 3、调节泵流量的方法有：___________,___________,____________。改变阀门的开度；改变泵的转速；车削叶轮外径 4、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 5、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______。出口；减小；增大 6、离心泵的工作点是______曲线与______曲线的交点。离心泵特性；管路特性 7、泵的扬程的单位是______，其物理意义是______。M；泵提供给单位重量流体的能量 8、离心泵输送的液体粘度越大，其扬程______，流量_______,轴功率______，效率________。越小；越小；越大；越小 9、离心泵输送的液体密度变大，则其扬程_________，流量________，效率_________，轴功率_________。不变；不变；不变；变大 10、通风机的全风压是指_________的气体通过风机所获得的能量，单位常用_________；习惯上以_________单位表示。单位体积；Pa；mmH2O 11、水环真空泵可以造成的最大真空度为85%，即真空泵能达到的最低压力（绝压）是_________mmHg。114 12、启动往复泵时灌泵。不需要 13、齿轮泵的流量 _____ 而扬程 ______。较小；较高 14、石油化工厂常用的压缩机主要有_____和_______两大类。往复式；离心式 15、往复泵常用 _____ 的方法来调节流量。回路调节 16、往复泵适用于。流量较小，扬程较高的场合
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 2 2 2102M 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
第2章流体输送设备 2.1 概述 流体输送机械：为流体提供能量的机械或装置 流体输送机械在化工生产的作用：从低位输送到高位，从低压送至高压，从一处送至另一处。 2.1.1 对流体输送机械的基本要求 （1）满足工艺上对流量和能量的要求(最为重要）； （2）结构简单，投资费用低； （3）运行可靠，效率高，日常维护费用低； （4）能适应被输送流体的特性，如腐蚀性、粘性、可燃性等。 2.1.2 流体输送机械的分类 按输送流体的种类不同泵（液体）：离心泵、往复泵、旋转泵 风机（气体）：通风机、鼓风机、压缩机，真空泵 按作用原理不同：离心式、往复式、旋转式等 本章主要讲解：流体输送机械的基本构造、作用原理、性能及根据工艺要求选择合适的输送设备。 2.2离心泵 离心泵是化工生产中最常用的一种液体输送机械，它 的使用约占化工用泵的80～90％。 2.2.1离心泵的工作原理和主要部件 基本结构：蜗形泵壳，泵轴（轴封装置），叶轮 启动前：将泵壳内灌满被输送的液体（灌泵）。 输送原理：泵轴带动叶轮旋转→液体旋转→离心力 （p,u）→泵壳，A↑ u↓ p↑→液体以较高的压力，从压出 口进入压出管，输送到所需的场所。→中心真空→吸液 气缚现象：启动前未灌泵，空气密度很小，离心力也很小。吸入口处真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送体。此现象称为“气缚”。说明离心泵无自吸能力。防止：灌泵。 生产中一般把泵放在液面以下。 底阀（止逆阀），滤网是为了防止固体物质进入泵内。 2.2.2 离心泵的主要部件 1. 叶轮 叶轮是离心泵的最重要部件。其作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能都有所提高。 按结构可分为以下三种： 开式叶轮：叶轮两侧都没有盖板， 制造简单，效率较低。它适用于输送含 杂质较多的液体。
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( )。A A. 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 ( )。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。 3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的( )。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）。 4、离心泵的扬程是 ( )。D A. 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( )。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。 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。A A. 大于； B. 小于； C. 等于。 7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。A；C A. 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；A A. 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（）。A A. 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（）。A A. 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（）。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。 12、离心泵启动前_____，是为了防止气缚现象发生。D A 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。A A. 吸入管路； B. 排出管路； C. 调节管路； D. 分支管路。 14、为有效提高离心泵的静压能，宜采用_____ 叶片。B A 前弯； B 后弯； C 垂直； D 水平。 15、往复泵的_____ 调节是采用回路调节装置。C A. 容积； B. 体积； C. 流量； D. 流速。 16、离心泵铭牌上标明的扬程是指( ) D A. 功率最大时的扬程 B. 最大流量时的扬程 C. 泵的最大扬程 D. 效率最高时的扬程 17、往复泵在操作中( ) B A. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关 B. 允许的安装高度与流量无关 C. 流量与转速无关 D. 开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关 18、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
流体输送机械介绍 原作者： 出处： 【关键词】流体输送机械 【论文摘要】化工生产都是连续流动的各种物料或产品。由于工艺需要常需将流体由低处送至高处；由低压设备送至高压设备；或者克服管道阻力由一车间（某地）水平地送至另一车间（另一地）。为了达到这些目的，必须对流体作功以提高流体能量，完成输送任务。这就需要流体输送机械。 流体输送机械 概述 一、化工生产中为什么要流体输送机械？ 化工生产都是连续流动的各种物料或产品。由于工艺需要常需将流体由低处送至高处；由低压设备送至高压设备；或者克服管道阻力由一车间（某地）水平地送至另一车间（另一地）。为了达到这些目的，必须对流体作功以提高流体能量，完成输送任务。这就需要流体输送机械。 二、为什么要用不同结构和特性的输送机械？ 这是因为化工厂中输送的流体种类繁多： 1、流体种类有强腐蚀性的、高粘度的、含有固体悬浮物的、易 挥发的、易燃易爆的以及有毒的等等； 2、温度和压强又有高低之分； 3、不同生产过程所需提供的流量和压头又各异。 所以需要有各种结构和特性的输送机械。 三、化工流体输送机械分类 一般可分为四类：即离心式、往复式、旋转式和流体动力作用式。这四种类型机械均有国产产品，且大多数已成为系列化产品。 四、本章讨论的主要容 为了能选用一台既符合生产要求，又经济合理的输送机械，不仅要熟知被输送流体的性质、工作条件、输送要求，同时还必须了解各种类型输送机械的工作原理、结构和特性。这样才能正确地选型和合理地使用。这就是本章讨论的主要容。
2-1-1 离心泵的工作原理 离心泵的种类很多，但工作原理相同，构造小异。其主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳 （如图（此图最好能实现动态）所示）。叶轮是离心泵直接对液体作功的部件，其上通常有6 到12片后弯叶片（即叶片弯曲方向与旋转方向相反）。离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速 旋转运动，迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。同时因离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程中获得能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在泵壳，由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。 在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心处形成真空。泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通，另一端则浸没在输送的液体，在液面压力（常为大气压）与泵压力（负压）的压差作用下，液体经吸入管路进入泵，只要叶轮的转动不停，离心泵便不断地吸入和排出液体。由此 可见离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心 力来输送液体，故名离心泵。 离心泵若在启动前未充满液体，则泵存在空气，由 于空气密度很小，所产生的离心力也很小。吸入口处 所形成的真空不足以将液体吸入泵，虽启动离心泵，但 不能输送液体，这种现象就称为“气缚”。所以离心泵 启动前必须向壳体灌满液体，在吸入管底部安装带滤网 的底阀。底阀为止逆阀，防止启动前灌入的液体从泵漏 失。滤网防止固体物质进入泵。靠近泵出口处的压出管 道上装有调节阀，供调节流量时使用。 2-1-2 离心泵的理论压头 一、离心泵的理论压头 从离心泵工作原理知，液体从离心泵叶轮获得能量 而提高了压强。单位质量液体从旋转的叶轮获得多少能量以及影响获得能量的因素，可以从理论上来分析。由于液体在叶轮的运动比较复杂，故作如下假设： （1）叶轮叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄，液体完全沿着叶片的弯曲表面而流动，无任何倒流现象； （2）液体为粘度等于零的理想流体，没有流动阻力。如图所示，叶轮带动液体一起作旋转运动时，液体具有一个随叶轮旋转的圆周速度u，其运动方向为所处圆周的切线方向；同时，液体又具有沿叶片间通道流的相对速度w，其运动方向为所在处叶片的切线方向；液体在叶片之间任一点的绝对速度c为该点的圆周速度u与相对速度w的向量和。由图可导出三者之间的关系：
第二章流体输送设备习题及答案 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( )。A A. 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 ( )。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。 3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的( )。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）。 4、离心泵的扬程是 ( )。D A. 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( )。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。 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。A A. 大于； B. 小于； C. 等于。 7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。A；C A. 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；A A. 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（）。A A. 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（）。A A. 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（）。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。 12、离心泵启动前_____，是为了防止气缚现象发生。D A 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。A A. 吸入管路； B. 排出管路； C. 调节管路； D. 分支管路。 14、为提高离心泵的经济指标，宜采用_____ 叶片。B A 前弯； B 后弯； C 垂直； D 水平。 15、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. 改变排出管路中阀门开度； C. 安置回流支路，改变循环量的大小； D. 车削离心泵的叶轮。 16、往复泵的_____ 调节是采用回路调节装置。C
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
《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
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2章流体输送设备 2.1概述 流体输送机械：为流体提供能量的机械或装置 流体输送机械在化工生产的作用：从低位输送到高位，从低压送至高压，从一处 送至另一处。 2.1.1对流体输送机械的基本要求 （1）满足工艺上对流量和能量的要求（最为重要）； （2）结构简单，投资费用低； （3）运行可靠，效率高，日常维护费用低； （4）能适应被输送流体的特性，如腐蚀性、粘性、可燃性等。 2.1.2流体输送机械的分类 按输送流体的种类不同泵（液体）：离心泵、往复泵、旋转泵 风机（气体）：通风机、鼓风机、压缩机，真空泵 按作用原理不同：离心式、往复式、旋转式等 本章主要讲解：流体输送机械的基本构造、作用原理、性能及根据工艺要求选择 合适的输送设备。 2.2离心泵 离心泵是化工生产中最常用的一种液体输送机械，它 的使用约占化工用泵的80?90%。 2.2.1离心泵的工作原理和主要部件 基本结构：蜗形泵壳，泵轴（轴封装置），叶轮启动前：将泵壳 内灌满被输送的液体（灌泵）。 输送原理：泵轴带动叶轮旋转—液体旋转—离心力 （p,u）f泵壳，A T u J pt—液体以较高的压力，从压出口进入压出 管，输送到所需的场所。—中心真空—吸液 气缚现象：启动前未灌泵，空气密度很小，离心力也很小。吸入口处真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送体。此现象称为“气缚”。说明离心泵无自吸能力。防止：灌泵。 生产中一般把泵放在液面以下 底阀（止逆阀），滤网是为了防止固体物质进入泵内 2.2.2离心泵的主要部件 1.叶轮 叶轮是离心泵的最重要部件。其作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能都有所提高。 按结构可分为以下三种：开式叶轮：叶轮 两侧都没有盖板，制造简单，效率较低。它适用 于输送含杂质较多的液体。 W开式⑹^^幵式同阑式
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 ==?=
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？
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？
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∴ 41 m . ∴ 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 H 2 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 22 2H 328.192029502900 ' '=??? ? ??=??? ??= kW g Q H Ne 55.16.0/81.91000328.193600 695 .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=?==ηηηC kW g H Q N 22.121000 538.081 .98208.583600502 2222=????= = ∴ηρ 2-4 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
第二章流体流动过程及流体输送设备 一、填空题 1.离心泵的主要部件有（）、（）和（）。 2. 离心泵的泵壳制成蜗壳形，其作用有二：（1），（2）。 3. 离心泵的主要性能参数有（1）、（2）、（3）、（4）等。 4. 离心泵特性曲线包括、、和三条曲线。它们是在一定下，用常温为介质，通过实验测得的。 5. 离心泵的压头（又称扬程）是指，它的单位是。 6. 某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。 7. 流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的____________倍。此时摩擦系数λ与__________无关，只随__________加大而_______________。 8. 牛顿粘性定律表达式为___________________________，它只适用于_____________型流体。 9. 流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与________及________有关。在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于___________线。 10. 边长为a的正方形管道，其当量直径de为________________。 11. 在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。 则细管内水的流速为粗管内流速的___________倍。 12. 流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__________________和 _____________两种。局部阻力的计算方法有___________法和_________法。 13. 在静止的同一种连续流体的内部，各截面上___________能与__________能 之和为常数。 14. 法定单位制中，粘度的单位为_________________,在cgs制中粘度的单位为
第二章流体输送机械 姓名班级学号成绩 （一）选择题 第1题 1.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 2．某泵在运行一年后发现有气傅现象，应（） （A）停泵，向泵内灌液；（B）降低泵的安装高度； （C）检查进口管路有否泄露现象；（D）检查出口管路阻力是否过大 3．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小； （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 第2题 1.离心泵铭牌上标明的扬程是指（） （A）功率最大时的扬程；（B）最大流量时的扬程； （C）泵的最大扬程；（D）效率最高时的扬程 2．以下物理量不属于离心泵的性能参数（） （A）扬程；（B）效率；（C）轴功率；（D）理论功率（有效功率） 第3题 1.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 2．离心泵的工作点（） （A）由泵铭牌上的流量和扬程所决定；（B）即泵的最大效率所对应的点； （C）由泵的特性曲线所决定；（D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 第4题 1.某同学进行离心泵特性曲线测得实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因做出了正确的判断，排除了故障，你认为以下可能得原因中，哪一个是真正的原因（） （A）水的温度很高；（B）真空计坏了； （C）吸入管路堵塞；（D）排出管路堵塞 2．离心泵流入大量空气后将发生（） （A）汽化现象；（B）气傅现象；（C）汽蚀现象；（D）气浮现象 第5题离心泵的调节阀开大时，则（） （A）吸入管路的阻力损失不变；（B）泵出口的压力减小； （C）泵入口处真空度减小；（D）泵工作点的扬程升高