2.第二章 流体输送机械

第二章流体输送机械习题选择与填空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 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）3 往复泵在操作中( )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4 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( )A. 忘了灌水B. 吸入管路堵塞C. 压出管路堵塞D. 吸入管路漏气5 产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的下，输送时的性能曲线。

6 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ρ＝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)7. 泵的扬程的单位是，其物理意义是。

8．离心泵的泵壳制成蜗牛状，其作用是。

9.离心泵的工作点是指。

10.离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生现象。

计算题1．一台离心泵在转速为1450r/min时，送液能力为22m3/h，扬程为25m H2O。

现转速调至1300r/min，试求此时的流量和压头。

(19.7m3/h ； 20m)2.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。

第2章流体输送机械1．如图2-1所示，用离心泵将密闭贮槽A中的常温水送往密闭高位槽B中，两槽液面维持恒定。

输送管路为φ108mm×4mm的钢管，全部能量损失为。

A槽上方的压力表读数为0.013MPa，B槽处U形压差计读数为30mm。

垂直管段上C、D两点间连接一空气倒U形压差计，其示数为170mm。

取摩擦系数为0.025，空气的密度为，试求：（1）泵的输送量；（2）单位重量的水经泵后获得的能量；（3）若不用泵而是利用A、B槽的压力差输送水，为完成相同的输水量，A槽中压力表读数应为多少？图2-1解：（1）C、D间倒U形压差计实际测得的是水流经该段的能量损失，即故输水量（2）单位重量的水经泵后获得的能量即为外加压头。

在A槽液面1-1'截面与B槽管出口外侧2-2'截面间列伯努利方程其中故（3）若利用A、B槽的压力差输送水，仍在1-1'截面与2-2'截面间列伯努利方程简化：所以即为完成相同的输水量，A槽中压力表读数应为294.4kPa。

2．如图2-2所示，用离心泵将水由贮槽A送往高位槽B，两槽均为敞口，且液位恒定。

已知输送管路为φ45mm×2.5mm，在出口阀门全开的情况下，整个输送系统管路总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度），摩擦系数可取为0.02。

在输送范围内该泵的特性方程为（Q的单位为，H的单位为m）。

试求：（1）阀门全开时离心泵的流量与压头；（2）现关小阀门使流量减为原来的90％，写出此时的管路特性方程，并计算由于阀门开度减少而多消耗的功率（设泵的效率为62％，且忽略其变化）。

图2-2解：（1）设管路特性方程为其中故管路特性方程为而离心泵特性方程为二式联立，可得阀门全开时离心泵的流量与压头：（2）在图2-3中，阀门全开时的管路特性曲线为1所示，工作点为M；阀门关小后的管路特性曲线为2所示，工作点为M'。

关小阀门后M'流量与压头分别为设此时的管路特性方程为由于截面状况没有改变，故A'＝3不变，但B'值因关小阀门而增大。

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 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....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 gHP 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==⨯⨯⨯=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。

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 gz22r2 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 gz22r2 p0① 液面为P=P0的等压面22r 0,Z222gr2，为旋转抛物面②H22g2R2又Rh0 Z2 rdrr2grr3dr2R4即：h0=2R24g∴H=2h0③某一点（r,Z）的压强P:P P0 gh22r P0 g(22r22gZ)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 gz22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 gz22r2 p0B点：Z=0,r=R=0.1m,PB P0 C点:Z=-0.4m,r=0.1m,PC P0 gZ22R2***-*****(2 )2 0.12 3.51 104Pa 26022r2 1000 9.81 ( 0.4)***-*****(2 )2 0.12 3.90 104Pa2603）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。