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＿＿＿，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

13.（2分）流体输送设备按工作原理大致可分为四类即＿＿＿，＿＿，＿＿＿，＿＿＿＿。 ***答案*** 离心式 ， 往复式 ， 旋转式 ， 流体动力作用式

14.（2分）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。 ***答案*** 气蚀

15.（2分） 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ***答案*** 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。

16.（2分） 离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。 ***答案*** 敞式 半敞式 闭式（或开式，半开式，闭式）

17.（2分）离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。 ***答案*** 效率最高

18.（3分） 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/m3 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) ***答案*** 不变 不变 变大 变大

19.（5分）离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q＝0.05m3/s时H＝20m ；管路特

性为Q＝0.05m3/s时，He＝18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值 ΔH＝＿＿＿＿＿＿m；有效功率ΔN＝＿＿＿＿＿＿kw。 ***答案*** 2; 0.981

20.（2分） 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。***答案*** 气缚

21.（2分）离心泵采用并联操作的目的是________，串联操作的目的是_________。 ***答案*** 提高流量； 提高扬程

22.（2分）风机的风压是指_________的气体通过风机而获得的能量。 ***答案** 单位体积 23.（2分） 离心通风机的性能曲线比离心泵的性能曲线多了一条____________曲线。 ***答案*** 流量与静风压 二、选择题：

1.（2分）离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（ ）

A. Q启动＝0， N启动≈0 ；B. Q启动〉 0，N启动〉0； C. Q启动0， N启动〈0 ***答案*** A

2.（2分） 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 ***答案*** A.

3.（2分） 离心泵最常用的调节方法是 ( )

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**答案*** B. 4.（2分）离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值 ( ) 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） ***答案*** B.

5.（2分）已知流体经过泵后，压力增大ΔP N/m2，则单位重量流体压力能增加为( ) A. ΔP B. ΔP/ρ C. ΔP/(ρｇ) D. ΔP/(2ｇ) ***答案*** C.

6.（2分）当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性 ***答案*** B.

7.（2分）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 ***答案*** C.

8.（2分）在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为－1m，泵的入口处装一U形管压差计，则测得入口处的压力( ) A. 自始至终大于大气压力

B. 随着流量的增大，经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段 C. 自始至终小于大气压力 D. 自始至终等于大气压力 ***答案*** B.

9.（2分） 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 ***答案*** D.

10.（2分）离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（ ） A. 增大 B. 减少 C. 不变 ***答案*** B

11.（2分）用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（ ） A. 扬程 B. 升扬高度 C. 吸液高度 ***答案*** B

12.（2分）流量调节，离心泵常用（ ），往复泵常用（ ） A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀 ***答案*** A、 C

13.（2分）输送气体的密度越大，则风机的风压（ ） A. 越高 B. 越低 C. 不变 ***答案*** A

14.（2分）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（ ） A. 离心泵 B. 往复泵 C. 齿轮泵 ***答案*** C、 A 15.（2分）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（ ）。 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 ***答案*** C

16.（2分）当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（ ）

A. 扬程减少，流量、效率、轴功率均增大； B. 扬程、流量、效率均降低，轴功率增大 C. 扬程、效率增大，流量，轴功率减少； D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率减少 ***答案*** B

17.（2分）离心泵的吸液高度与（ ）无关

A. 排出管路的阻力大小 ； B. 吸入管路的阻力大小 C. 当地大气压 D. 被输送液体的密度 ***答案*** A 三、问答题：

1.（12分）何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？ ***答案***

“气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。

“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。 2.（10分）为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？

***答案*** 由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性

曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。

3.（6分） 离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？

***答案*** 离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、 液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度△Z，而且还要用于静压头的增量△P/ρg和动压头的增量△u/2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。 4.（8分）当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？ ***答案*** 不吸液的原因可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使泵内存有空气；由于底阀或吸入管路 堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转等。 5.（8分）按图写出离心泵开泵及停泵操作程序。 ***答案***

开泵：关闭阀B一打开阀A一灌液一关闭阀A一启动键K一全开阀B一调节阀A至合适流量。

停泵：关闭阀A一关闭阀B（若长期停泵可不关，以便放完管路中的液体）一按停止电键K

6.（18分）不同类型的离心泵，其Q-H曲线的形状不同，有的较平（如图A线），有的较陡（图中B线），问：（1）当用离心泵来输送含有泥浆的液体，其部分泥浆会在管道内沉积，在此种情况下，宜选哪一类型Q-H线的离心泵才能避免流量发生过大的波动？（2）若用出口阀调节流量，对于哪一种形状的Q一H线离心泵较 为理想？ ***答案***

（1）选用Q～H线较陡的泵（即图中的B线），设曲线I为原

来的管路特性曲线；曲线II为后来（阻力增大）的管路特性曲线，从图中可看出对A泵来说，工作点由M1变为M2对应的流量由Qm1到 Q m2；对B泵来说 工作点由C1变到C2对应的流量由Qc1到 Qc2两泵流量变化（皆变小）的幅度B泵

1.（10分） 将20℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J/kg，流量为20m3/h，试求理论功率为多少kw？ ***答案***

在水池液面1-1与高位槽液面2-2间列柏努利方程(1-1为基准)： ｇZ1＋ｕ12/2＋P1/ρ＋Ｗe＝ｇZ2＋ｕ22/2＋P2/ρ+∑Wf

Z1＝0，Z2＝31.6m，P1＝P2，ｕ1≈0，ｕ2≈0， ∑Wf＝50Ｊ/kg Ｗe＝ｇZ2＋∑Wf＝9.81×31.6＋50＝3 60Ｊ/kg ms＝20/3600×1000＝5.556kg/s; N＝Ｗe ms＝360×5.556＝2000Ｊ/s＝2kw

2.（16分）如图所示输水系统。已知:管路总长度(包括所有局部阻力当量长度) 为100m，从压力表至高位槽所有管长（包括所有局部阻力当量长度）为80m,管路摩擦系数λ=0.025，管子内径为0.05m，水的密度ρ=1000kg/m3,泵的效率为0.8,输水量为10m3/h，求:(1)泵轴功率N轴=?(2)压力表的读数为多少

kgf/cm2 **答案***

⑴ N轴=Ne/η ,Ne=ms·We ,ms=10×1000/3600=2.778kg/s We--泵对单位质量流体所做的有效功。

选取1-1与2-2截面，并以 1-1截面的基准面。在两截面间做能量衡算： Z1＋ｕ12/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ22/2ｇ＋P2/ρｇ+∑hf ∵Z1=0 Z2=2+18=20m p1=p2=0 ｕ1≈0，ｕ2≈0， We=g·Z2+Σhf Σhf=λ(ΣL/d)(u2/2)

u=(V/3600)/[(π/4)d2] =(10/3600)/(0.7852 ×0.052)=1.415m/s Σhf=0.025×(100/0.05)(1.4152/2)=50.06J/kg; We=9.81×20+50.06=246.25J/kg Ne=Ms·We=2.778×246.25=684J/s; N轴=Ne/0.8=684/0.8=855W ⑵再就3-3与2-2截面做能量衡算，并取3-3为基准面 gZ3+(p3/ρ)+(u32/2)=gZ2+(p2/ρ)+(u22/2)+hf ∵Z3=0 Z2=18 p2=0 u2=0

∴p3/ρ=gZ2+hf -(u32/2) =9.81×18+λ(l/d) (u32/2) -(u32/2) =176.58+0.025(80/0.05)×(1.4152/2)-(1.4152/2)

=176.58+40.04-1.0=215.62J/kg ; P3=ρ×215.62=215620N/m2 P3=215620/(9.81×104)=2.198kgf/cm2 (表)

3.（18分）如图3B57离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m3/h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg/m3，管路摩擦系数可取为0.024，试计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2)管路所需要的压头和功率； ***答案*** 已知：d=108-2×4=100mm=0.1m A=(π/4)d2=3.14×(1/4)×0.12=0.785×10-2m2 l+Σle=100m Q=56.5m3/h ∴u=Q/A=56.5/(3600×0.785×10-2)=2m/s μ=1cp=10-3Pa·S ρ=1000kg/m3 λ=0.024 ⑴ ∵Re=duρ/μ=0.1×2×1000/10-3=2×105>4000; ∴水在管内流动呈湍流 ⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z1＋ｕ12/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ22/2ｇ＋P2/ρｇ+∑hf

∵Z1=0 u1=0 p1=0(表压) Z2=18m u2=0; P2/ρg=2.5×9.81×103/(1000×9.81)=25m Σhf =λ[(l+Σle )/d](u2/2g) =0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)]=4.9m;∴He=18+25+4.9=47.9m Ne=HQρg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw

4.（20分）如图所示，用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的水面高度保持为10m，输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面0.8m处, 孔径为20mm，孔流系数为0.61。管路为φ57×3.5mm的钢管，直管长度和局部阻力当量长度之和(包括孔板局部阻力当量长度)为250m，其中贮水池至孔板前测压点A的直管长度和局部阻力当量长度之和为50m 。水的密度为1000kg/m3，水的粘度为1cp,摩擦系数近似为λ=0.3164/Re0.25。U形管中指示液均为水银,其密度为13600kg/m3。当水的流量为6.86m3/h时，试确定：(1)水通过泵所获得的外加能量为多少? (2)在孔板前测压点A处安装的U形管压力计中指示液读数R1为多少? ⑶孔板流量计的U形管中指示液读数R2为多少?