化学工程基础1.8流体输送设备复习题.doc
化学工程根底1.8离心泵复习题含答案一、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,如此泵的有效功率为_.*答案* 1472瓦2.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20kg.s,如此泵的有效功率为_.*答案* 3728瓦3. 离心泵的主要部件有如下三局部:_,_,_.*答案* 泵壳; 叶轮; 泵轴;4. 离心泵的叶轮有_、_和_三种类型。*答案* 闭式、半开式和开式;5. 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-流量Q曲线6. 离心泵的最大安装高度不会大于_.*答案* 10米7. 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点:_,_*答案* 离心泵特性曲线H-Q; 管路特性曲线H-Q8. 调节泵流量的方法有:_,_,_.*答案* 改变阀门的开度; 改变泵的转速; 车削叶轮外径9. 离心泵标牌上写上NeQe表示,Qe,HeQe表示。*答案* 功率曲线, 效率曲线, 扬程曲线。10. 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。11. 假如被输送的流体粘度增高,如此离心泵的压头,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.当离心泵出口阀门开大时,流量,泵出口压力。*答案* 变大 降低14.离心泵的性能参数包括,。*答案*流量,扬程压头,效率,轴功率,允许吸上真空度或答:气蚀余量15.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16.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。*答案* 转速, 20的水或答:水17.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。*答案* HQ,Q,NQ,转速18.用离心泵在两敞口容器间输液, 在同一管路中,假如用离心泵输送1200kg.m 的某液体(该溶液的其它性质与水一样,与输送水相比,离心泵的流量,扬程,泵出口压力,轴功率。*答案* 不变 不变 变大 变大19.离心泵的流量常用调节。*答案* 出口阀20.离心泵的扬程的单位是,其物理意义是。*答案* m, 离心泵提供应单位重量流体的能量。21. 离心泵用来输送常温的水,泵的性能为:Q时H20m ;管路特性为Qe时,He18m,如此在该流量下,消耗在调节阀门上的压头增值Hm;有效功率NKw。*答案* 22. 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23.离心泵在启动时应先将出口阀_,目的是_。*答案* 关闭;减少启动功率,保护电机,防止超负荷而受到损伤;24. 离心泵启动后不吸液,其原因可能是_。*答案* 吸入管漏液或灌液不够;安装高度过高;堵塞;电机接线错误;25.为防止气蚀现象发生,离心泵在运转时,必须使泵入口处的压强_饱和蒸汽压。*答案* 大于输送温度下该液体的26. 离心泵输送的液体密度变大,如此其扬程_,流量_,效率_,轴功率_。*答案* 不变;不变;不变;变大;27. 用离心泵向锅炉供水,假如锅炉中的压力突然升高,如此泵提供的流量_,扬程_。*答案* 减少;增大28. 假如被输送的流体粘度增高,如此离心泵的压头,流量,效率,轴功率。 *答案* 减小 减小 下降 增大29.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30. 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31. 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。 32.泵铭牌上的轴功率和允许吸上真空高度是指时的数值。*答案*效率最大33. 用离心泵在两敞口容器间输液, 在同一管路中,假如用离心泵输送1200kg/m3 的某液体(该溶液的其它性质与水一样,与输送水相比,离心泵的流量,扬程,泵出口压力,轴功率。(选填“变大,变小,不变,不确定) *答案* 不变 不变 变大 变大二、选择题1.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* A2.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3.流体经过泵后,压力增大P N/m2,如此单位重量流体压力能增加为( )。 A. P B. P/ C. P/() D. P/(2)4.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5.某同学进展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 6.一台试验用离心泵,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7.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8.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9.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10.当离心泵输送的液体的粘度增大时,如此其 。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11.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12.离心泵的性能曲线中的HQ线是在( )情况下测定的。A.效率一定; B.功率一定;C.转速一定; D.管路一定。13.一离心泵组成如附图的输水系统,当阀门A关小时,相应的流量和压力有何变化流量 VA B VB A VC B 压力 PA A PB A PC A A. 增大; B. 减小; C. 不变 D. 不定14.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15.离心泵效率最高的点称为 ( ) A. 工作点 B. 操作点 C. 设计点 D. 计算点16.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17.由于泵内存有气体,启动离心泵而不能送液的现象,称为 现象。A、气蚀 B、气缚 C、喘振18.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19.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20.离心泵铭牌上标明的流量是指( ) A. 效率最高时的流量 B. 泵的最大流量 C. 扬程最大时的流量 D. 最小扬程时的流量21.离心泵的扬程是 ( ) 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22.离心泵在一定的管路系统工作,如被输送液体的密度发生变化(其余性质不变)如此( ) A. 任何情况下扬程与无关 B. 只有当时扬程与无关 C. 只有在阻力损失为0时扬程与无关 D. 只有当时扬程与无关23.离心泵的实际安装高度,应 允许吸上高度。A、高于 B、低于 C、等于24.离心泵的调节阀开大时,如此( )。 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25.当输送液体的密度改变时,对离心泵的流量扬程,效率 影响。A、有 B、无 C、不一定26.为防止发生气蚀现象,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、大于; B、小于; C、等于27.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28.为减少电机的启动功率,离心泵在启动前应将 。A、出口阀关闭 B、进口阀关闭 C、出口阀打开 D、进口阀打开29.离心泵的扬程是指泵给予 液体的有效能量。A、1kg B、1N C、1m30.离心泵铭牌上所到的性能参数是指 时的值。A、工作点 B、最高效率 C、 最大扬程 D、最大功率31.离心泵运转时,它的扬程 升扬高度。A、等于 B、大于 C、小于32.用离心泵向某设备供液,如果设备内的压强突然增大,如此泵扬程会 ,流量会 。A、变大 B、变小 C、不变三、判断题1.离心泵启动时,为减小启动功率, 应将出口阀门关闭,这是因为流量增加而功率增大。 *答案* 2.离心泵随着流体流量的增大而扬程下降。 *答案*3.离心泵的扬程随其送液能力流量的改变而变化,当其流量达到最大时,其扬程也最大,而流量为零时,其扬程亦等于零。 *答案*×4.离心泵的出口阀关闭,其流量为零,如此所需的轴功率也为零。 *答案* ×5.假如将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大,一条阻力很小的管路中进展性能测量时,其测出泵的性能曲线就不一样 。其实际供应管路的最大流量也不一样 。 *答案* ×6.当关小离心泵的出口阀时,泵的扬程增大了,其升扬高度提高了 。*答案* ×7.为防止气蚀现象发生,离心泵运转时,必须使泵入口处的压强大于输送温度下液体的饱和蒸汽压 。 *答案* 8.离心泵启动前、应将出口阀关闭,目的是使轴功率为零 *答案*×9.为减少吸入管路的阻力损失,一般应使吸入管径小于排出管径 *答案* ×10.当地大气压为101.3kN*m ,用离心泵送水时的最大极限安装高度约为10.33米 *答案* 11.用离心泵输送密度比水大的液体时,泵的流量不会减少 ,但扬程却会减少 *答案* ,×12.离心泵的“气缚与“气蚀现象,其本质是一样的。 *答案* 四、问答题1.离心泵起泵时,为什么要把出口阀关闭?*答案*答:离心泵工作时,其轴功率Ne随着流量增大而增大,所以泵起动时,应把出口阀关闭,以降低起动功率,保护电机,不致于超负荷而受到损失。2.为什么离心泵在开车前要关闭出口阀门?*答案*离心泵的特性是,流量越大,泵所需功率也越大。当流量为零时,功率最小,防止电机起动电流过大而烧电机。3.原用以输送水的离心泵,现改用来而其粘度与水相近。假如管路布局不变,泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变,试说明泵的流量、扬程、出口处压力表的读数和轴功率有何变化?*答案*泵的流量,压头无变化,因密度对离心泵的流量,扬程无影响,泵的轴功率会因密度的增大而增大,泵出口处压力表会因密度的增大而改变,因H*P,扬程H不变,现变大,故必为P也变大。4.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/*g和动压头的增另u/2g与克制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局部,泵工作时,其扬程大于升扬高度。5.现想测定某一离心泵的性能曲线,将此泵装在不同的管路上进展测试时,所得性能曲线是否一样?为什么?*答案*所得性能曲线一样,因泵的性能与泵的结构,转速有关,而与管路的情况无关。6.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。7.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?“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。8.为什么离心泵可用出口阀来调节流量?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; 五、计算题:1. 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。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* Z112/2P1/eZ222/2P2/+Wf Z10,Z231.6m,P1P2,10,20, Wf50/kg eZ2Wf9.81×31.6503 60/kgms20/3600×10005.556kg/s; Ne ms360×5.5562000/s2kw2. 如下列图输水系统。: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,管子内径为0.05m,水的密度=1000kg/m3,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* N轴=Ne/ ,Ne=ms·We,ms 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:Z112/2P1/HeZ222/2P2/+hf Z1=0 Z2=2+18=20m p1=p2=0 10,20,We=g·Z2+hf hf=(L/d)(u2/2)u =(V/3600)/(/4)d22 hf2 Ne=Ms·We=2.778×246.25=684J/s ; N轴=Ne/0.8=684/0.8=855W再就3-3与2-2截面做能量衡算,并取3-3为基准面, gZ3+(p3/)+(u32/2)=gZ2+(p2/)+(u22/2)+hf Z3=0 Z2=18 p2=0 u2=0 p3/=gZ2+hf -(u32/2) =9.81×18+(l/d) (u32/2) -(u32/2)22/2) =176.58+40.04-1.0=215.62J/kg ; P3=×215.62=215620N/m2 P3=215620/(9.81×1042 (表)3. 如图3B57离心泵将203/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* A=(/4)d22=0.785×10-2m23/hu=Q/A=56.5/(3600×0.785×10-2)=2m/s=1cp=10-3Pa·S =1000kg/m3Re=du/=0.1×2×1000/10-3=2×105>4000; 水在管内流动呈湍流 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程:Z112/2P1/HeZ222/2P2/+hfZ1=0 ,u1=0 ,p1=0(表压) Z2=18m,u2=0; P2/g=2.5×9.81×103/(1000×9.81)=25m hf = (l+le )/d (u2/2g) =0.024×(100/0.1)×22/(2×9.81)=4.9m;4. 欲用离心泵将20水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽,两液面均保持不变,液面高差为18m,泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱,压出管路全部阻力为3mH2O柱,泵的效率为,求泵的轴功率。假如泵的允许吸上真空高度为6m,问上述安装高度是否适宜?动压头可忽略。水的密度可取1000kg/m3。 *答案* 如图取11,22截面,并以11截面为基准面,列柏努里方程得:HZh f( 1 2)181322mN轴QH/102 (30/3600)×22×1000/(102×0.6)3kw Hg允Hs允u2/2hf吸615m2m Hg实Hg允安装高度适宜。5. 如下列图输水系统,管长、管径(均以m计) 和各局部阻力的阻力系数均标于图中。直管局部的值均为0.03。求: (1以流量Q m3/min和压头He (m)表示的管路特性曲线方程, (2输水量为15m3/h时,要求泵提供的有效功率以kw计 *答案* u1d2/d12u20.64 u2;Qu2 (/4)d2×601.884 u2或u20.531Q u1 e 20 +(3+0.2+0.03×20/0.25) u12/2g + (2×0.2+0.5+1+0.03×260/0.2) u22/2g20+0.286 u12+2.086 u22 20+0.0331Q+0.5882Q 20 + 0.62Q Q15/600.25 m3/min6. 有一台离心泵,铭牌上标出允许吸上真空度Hs5m,用来输送202O,当地大气压为10mH2O,假如略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米? *答案* Hg Hs u2/2hf实际安装高度H实7如下列图的输水系统,管内径为d=50 mm,在阀门全开时输送系统的l+le=50 m,摩擦系数可取0.03, 泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/hX围内可用下式描述: , H为泵的扬程m, Q为泵的流量m3/h。问: (1) 如要求输送量为10 m3/h,单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务?(2) 如要求输送量减至8 m3/h(通过关小阀门来达到),泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)。 解:1在两水面间列伯努利方程: