第02章 化工原理流体输送机械练习题 谭天恩主编.doc

第02章 化工原理流体输送机械练习题 谭天恩主编.doc 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。 3 9、1m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 -120kg?s,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;mmHO 211、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 三、计算题 1、如图2-1用离心泵将20?的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力 3-1-3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56.5m?h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg?m，管路摩擦系数可取为0.024，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; 图2-1 解:已知:d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m 2 2 -2 A=(π/4)d= 3.14×(1/4)×0.1= 0.785×10m 3l+Σl=100m q = 56.5m/h e v -2 ?u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10) = 2m/s -3 -3μ = 1cp = 10Pa?S ρ=1000 kg.m, λ = 0.024 -3 5 ? ? Re = duρ/μ=0.1×2×1000/10= 2×10> 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: 2 Z+(u/2g)+(p/ρg)+H 1 11 2=Z+(u/2g)+(p/ρg)+ΣHf 222 ?Z=0, u=0, p = 0 (表压), Z=18m, u=0 1122 4 p/ρg=2.5×9.81×10/(1000×9.81)=25m 2 2 ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u/2g) 2 =0.024×(100/0.1)×[2/(2×9.81)] = 4.9m ?H = 18+25+4.9 = 47.9m Ne = Hqρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw v 2、拟用泵将碱液由敞口碱液槽大入位差为10m高的塔中，塔顶压强(表压)为0.06 Mpa.全部输送管均为 ,57mm，3.5mm 无 3缝钢管。管长50m (包括局部阻力的当量长度)。碱液的密度 , = 1200kg/m，粘度为 , = 2mPa?s。管路粗糙度为 0.3mm。 试求: (1)流动处于阻力平方区时的管路特性曲线; 3(2)流量为30 m/h 时的 H 和P。 ee 解: (1)在阻力平方区，, = f(,/d) ,/d = 0.006，查图得:, = 0.033 管路特性方程: P(),8l表2 H,H，，q25g,gd, 60.06，108，0.033，50 2,10，，q221200，9.81 9.81，3.14，0.05 25 ,15，4.4，10，q 3(2)q = 30 m/h 时, v 30 2552H,15，4.4，10q,15，4.4，10，(),45.6J/N 3600 30 3P,Hq,g,45.6，，1200，9.81,4.5，10W 3600 33、采用IS80-65-125水泵从一敞口水槽输送60?热水。最后槽内液面将降到泵人口以下2.4m。已知该泵在额定流量60m/h 3下的(NPSH)r为3.98m，60?水的饱和蒸汽压Pv为19.92kpρ为983.2kg/m，泵吸入管路的阻力损失为3.0m，问该泵能否、a 正常工作。 解: ?该泵不能正常工作。 pp0vH,,NPSH,H,,,,01rf,g，允许gg,, 531.013，1019.92，10,,,3.98,3.0,1.46m，2.4m983.2，9.81983.2，9.81 说明安装高度偏高。 、拟用一台IS65-50-160A型离心泵将20ºC的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生产使用，溶液罐上方连通大气。已知吸入4 3管内径为50 mm，送液量为20 m/h，估计此时吸入管的阻力损失为3m液柱，求大气压分别为101.3 kPa的平原和51.4kPa 的高原地带泵的允许安装高度，查得上述流量下泵的允许汽蚀余量为3.3 m，20ºC时溶液的饱和蒸汽压为5.87 kPa，密度为 3800 kg/m。 解: 3101.3,5.87，10，，,,Z,,3,3.3,5.86m1800，9.81 351.4,5.87，10，，,,Z,,3,3.3,,0.5m2800，9.81 其中[Z]为为负值，表明在高原安装该泵时要使其入口位于液面以下，才能保证正常操作。同时考虑实际操作的波动2 一般还应给予适当的裕量，比如安装高度再降低0.5m，变成-1m。 5、今选用IS型水泵将水从低位水池向高位槽送水，要求送水量为40 t/h，槽内压强(表压)为0.03 Mpa，槽内水面离低位水池水面16 m，管路总阻力为4.1 J/N。试确定选用哪一种类型为宜, 解:在槽内水面和低位水池水面之间列柏努利方程: 6 ,p0.03，10H,,z，，H,16，，4.1,23.2m,,g1000，9.81 即管路所需压头为23.2 m。 3 q40，103q,,,40m/h ,1000 查课本附录9 ，选IS-80-65-160型合适。 6、用泵将5?的水从水池吸上，经换热器预热后打入某容器。已知泵的流量为1000kg/h, 加热器的传热速率为11.6W，管路的散热率为2.09kw,泵的有效功率为1.2kw。设 池面与容器的高度不变，求水进入容器时的温度。 分析:本系统对水提供能量的来源有二:泵和加热器。泵所提供的能量除使水的机械能增加外，其余部分则因克服流动 阻力而转化为热能。这部分热能和加热器加入的热能，一部分散失到环境中，一部分被水吸收转化为内能使水温升高。如果 设法求出水的内能增加值，该问题就迎刃而解。 ’2 2 10m ’0 0 4m ’1 1 图 2-2 解: (1)水的内能增加值 如图2-2，以0-0'面为基准面，列1-1’.2-2’截面间的柏努利方程式，以表压计。 22pupu2211gZ，，，UZghQU，，，，，,2211,2,2 U,U12式中 ——截面,，,水的内能，J/Kg ; Q——加热器加入的热量，J/Kg。 u,u,op,p,0Z,,4mZ,10m121212已知 将其代入上式， 整理得 U,U,g(Z,Z)，h，Q2112 Q,11.6,2.09,9.51kW 传热速率: 39.51，10，36004Q,,3.42，10J/kg1000可写成 31.2，10，36004h,,4.32，10J/kg1000泵对水加入的能量: 水的内能增加值: 344,U,9.81，(,4,10)，4.32，10，3.42，10,3.84，10J/kg,38.4kJ/kg 4.19kJ/(kg,:C)(,)水温 取水的比热容为，则水进入容器时的温度为 43.84，10t,5，,14.2:C34.19，10