流体流动及流体输送机械

流体流动及输送装置

一、填空

1. 按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同，可将单元操作分为动量传递、热量传递、质量传递。

2. 化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。

3. 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为850mmHg，真空度为-100mmHg.

4. 液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置，用U形管压强计测压时，当压强计一端与大气相通时，读数R表示的是表压或真空度。

5. 转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了压强差。

6. 静止液体中两处压力相等的条件是连续、同一液体、同一水平面。

7. 流体在圆管内作稳定连续流动时，当Re≤2000时为滞流流动，其摩擦系数λ=64/Re；当

Re≥4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为过渡流。

流体沿壁面流动时，有显著速度梯度的区域称为流动边界层。

8. 当流体的体积流量一定时，流动截面扩大，则流速减少，动压头减少，静压头增加。

9. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时，液位高度降低，因为阻力损失增大。

10. 理想流体是指没有粘性或没有摩擦阻力，而实际流体是指具有粘性或有摩擦力，流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。

11. 一般情况下，温度升高，液体的粘度减小，气体的粘度增大。

12. P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。

13. 雷诺准数的表达式为Re=dμρ/μ。当密度ρ＝1000kg/m，粘度μ=1厘泊的水在内径为d=100mm，以流速为1m/s在管中流动时，其流动类型为湍流

14. 流体在圆直管内流动，当Re≥4000时的流型称为湍流，其平均速度与最大流速的关系为u＝0.8u max；Re≤2000的流型称为滞流，其平均速度为u＝0.5u max。

15. 在管内呈层流时，摩擦系数λ与Re有关。在管内呈湍流时，摩擦系数λ与Re，ε/d

有关。当Re继续增大到大于某一定值时，则流体流动在完全湍流区，摩擦系数λ与ε/d

有关。

16. 当密度ρ=1000kg/m 3，粘度=1.005厘泊的水，在内径为d=15mm ，以流速为0.1 m/s 在管内流动时，雷诺数等于 1500，流动类型为 层流。

17. 当20℃的水（ρ=998.2kg/m 3，μ=1.005 厘泊）在内径为100mm 的圆管内流动时，若流速为1.0 m/s 时，其雷诺数Re 为 9.93×104，流动型态为 湍流。

18. 管出口的局部阻力系数等于 1.0，管入口的局部阻力系数等于 0.5.

19. 计算流体局部阻力损失的方法有 当量长度法和 阻力系数法，其相应的阻力损失计算公式分别为 W f =λ(l e /d)(u 2/2g)和 W f =ζ(u 2/2g)

20. 对于套管环隙，当内管的外径为d 1，外管的内径为d 2时，其当量直径为 d 2-d 1

21. 稳态流动是指流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等物理量仅随位置而变，而均不随时间变。

22. 液体在等直径的管中作稳态流动，其流速沿管长不变，由于有摩擦阻力损失，静压强沿管长 降低。

23. 流体在管路中作连续稳态流动时，任意两截面流速与管径的关系为 u 1/u 2=d 22 /d 12所以，流速随着管径的减小而 增大。

24. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将 减小，摩擦系数 增大，管道总阻力损失 不变。 25. 测量流体流量的流量计主要有如下四种: 孔板流量计，文丘里流量计， 转子流量计，和 湿式气体流量计 ，测量管内流体点的速度则用 皮托管。

26. 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是 恒截面，变压差；后者是 恒压差，变截面。

27. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。

28. 离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。

29. 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：

单位质量流体的机械能衡算式为 22u p E zg ρ

=++=常数； 单位重量流体的机械能衡算式为常数=++=g

p g u z E ρ22；

单位体积流体的机械能衡算式为常数=++=p u gz E 22

ρρ；

30. 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+（u 12ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。

31. 气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。

32. 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。

33. 流体流动的连续性方程是 u 1Aρ1=u 2Aρ2=······=u Aρ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为u 1d 12=u 2d 22=······=u d 2 。

34. 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ，则真空度为 395mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为2105mmHg 。

35. 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。

36. 测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。

37. 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。

38. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低 ，流量 减小 ，效率 降低 ，轴功率 增加 。

39. 用同一离心泵分别输送密度为ρ1及ρ2=1.2ρ1的两种液体，已知两者的体积V 相等，则 He 2

= 1.0 He 1，Ne 2= 1.2 Ne 1。

40. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 出口 管路上，关小出口阀门后，真空表读数 降低 ，压力表读数 上升 。

41. 离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，会发生____气蚀______现象。

42. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量__减少 _，扬程_ 增大__。

43. 离心泵输送的液体密度变大，则其扬程___不变____，流量___不变___，效率___不变__，轴功率____变大___。 44. 离心泵在启动时应先将出口阀___关闭____，目的是_____减少启动功率，_保护电机。

45. 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____气缚____现象 46. 离心泵的主要部件有如下三部分:___ 泵壳___，___叶轮__，__泵轴____.

47. 离心泵的主要参数有:__ 流量_，__扬程__，__功率___，____效率____。

48.离心泵的特性曲线有: 压头H～流量Q曲线，功率N～流量Q曲线，效率η～流量Q曲线。

49. 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：泵特性曲线H-Q和管路特性曲线H-Q。

50.调节泵流量的方法有：改变出口阀门的开度，改变泵的转速，削叶轮外径

51. 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。

52. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减小，流量减小，效率下降，轴功率增大。

53. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生气蚀现象。

54. 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是效率最高时的流量和扬程。

55. 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，这种现象称为气缚现象。

56. 离心泵采用并联操作的目的是提高流量，串联操作的目的是提高扬程。

二、选择

1. 单位体积流体所具有的质量称为流体的（ A ）。

A密度；B粘度；C位能；D动能。

2. 流体是由无数分子基团所组成的（ B ）微团。

A空白；B连续；C辐射；D漂流。

3. 气体是（ B ）的流体。

A可移动；B可压缩；C可流动；D可测量。

4. 在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（ C ）。

A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度。

5. 以绝对零压作起点计算的压强，称为（ A ）。

A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度。

6. 以（ D ）作起点计算的压强，称为绝对压强。

A大气压；B表压强；C相对零压；D绝对零压。

7. 当被测流体的（ D ）大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。

A真空度；B表压强；C相对压强；D绝对压强。

8. 当被测流体的绝对压强（ A ）外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。

A大于；B小于；C等于；D近似于。

9. 当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（ A ）。

A压强表；B真空表；C高度表；D速度表。

10. （ A ）上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。

A压强表；B真空表；C高度表；D速度表。

11. 压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比（ A ）高出的数值，称为表压强。

A大气压强；B表压强；C相对压强；D绝对压强。

12. 被测流体的（ D ）小于外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。

A大气压；B表压强；C相对压强；D绝对压强。

13. 被测流体的绝对压强（ B ）外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。

A大于；B小于；C等于；D近似于。

14. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（B ）

A 增大；

B 减小；

C 不变；

D 无法判断

15. 判断流体的流动类型用（ C ）准数

A 欧拉；

B 施伍德；

C 雷诺；

D 努塞尔特

16. 真空表读数是60kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（40 ）kPa

A 40；

B 60；

C 160；

D 无法判断

17. 流体在直管中流动，当Re<2000，流体的流动类型属于（ A ）。

A 层流；

B 湍流；

C 过渡流；

D 漩涡流

18. 压力表读数是40kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（140 ）kPa

A 40；

B 60；

C 140；

D 无法判断

19. 一个被测量体系外柱按上一个U型压差计，出现如图情况，说明体系与大气压是（A ）关系

A. 体系＞大气压

B. 体系＜大气压

C. 体系＝大气压

20. 层流与湍流的本质区别是：( D )。

A. 湍流流速>层流流速；

B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流；

C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；

D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

21. 在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ C ）倍。

A. 2

B. 8

C. 4 D 不变

22. 流体的层流底层越薄，则( C )。

A. 近壁面速度梯度越小

B. 流动阻力越小

C.流动阻力越大

D. 流体湍动程度越小

23. 为提高微差压强计的测量精度，要求指示液的密度差( C )。

A.大

B.中等

C.越小越好

D.越大越好

24. 表压与大气压、绝对压的正确关系是（ A ）。

A. 表压＝绝对压-大气压

B. 表压＝大气压-绝对压

C. 表压＝绝对压+真空度 D 无法确定

25. 流体在圆管内作滞流流动时，阻力与流速的（C ）成比例，作完全湍流时，则呈（A ）成比例。

A. 平方

B. 五次方

C. 一次方 D 四次方

26. 流体流动产生阻力的根本原因是，因为流体流动（C ）。

A. 遇到了障碍物；

B. 与管壁产生摩擦

C. 产生了内摩擦切向力 D 流体有密度

27. 在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。

A. 体积

B. 质量

C. 体积和质量 D 无法确定

28. 将管路上的阀门关小时，其阻力系数（ B ）。

A. 变小

B. 变大

C. 不变 D 无法确定

29. 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（A ）。

A. 1/4

B. 1/2

C. 2倍 D 无法确定

30. 设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强（ B ）。

A. 愈大

B. 愈小

C. 愈接近大气压 D 无法确定

31. 流体在管内流动时,滞流内层的厚度随流速的增加而（ A ）。

A. 变小

B. 变大

C. 不变 D 无法确定

32. 流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ B ）。

A. 增厚

B. 减薄

C. 不变 D 无法确定

33. 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用（ A ）流量计测量。

A 皮托管

B 孔板流量计

C 文丘里流量计

D 转子流量计

34. 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

35. 离心泵的调节阀开大时，（ B ）

A 吸入管路阻力损失不变

B 泵出口的压力减小

C 泵入口的真空度减小

D 泵工作点的扬程升高

36. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失（ C ）。

A 增大

B 减小

C 不变

D 不能判断

37. 流体流动时的摩擦阻力损失h f所损失的是机械能中的（ C ）项。

A 动能

B 位能

C 静压能

D 总机械能

38. 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值（ C ）

A 与光滑管一样

B 只取决于Re

C 取决于相对粗糙度

D 与粗糙度无关

39. 孔板流量计的孔流系数C0当R e增大时，其值（ B ）。

A 总在增大

B 先减小，后保持为定值

C 总在减小

D 不定

40. 已知列管换热器外壳内径为600mm，壳内装有269根φ25×2.5mm的换热管，每小时有5×104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为810kg/m3，粘度为1.91×10－3Pa·s，则溶液在管束外流过时的流型为（ A ）。

A 层流

B 湍流

C 过渡流

D 无法确定

41. 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应（ C ）。

A 停泵，向泵内灌液

B 降低泵的安装高度

C 检查进口管路是否有泄漏现象

D 检查出口管路阻力是否过大

42. 某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降?p为原来的（ C ）倍。

A 4

B 8

C 16

D 32

43. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值（C ）。

A) 与光滑管一样；B) 只取决于雷诺准数Re;

C) 只取决于相对粗糙度；D) 与粗糙度无关。

44. 离心泵并联操作的主要目的是（ C ）

A、增大位能

B、增大扬程

C、增大流量

D、增大功率

45. 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 ）。

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 ；

D. Q启动=0，N启动<0

46. 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

47. 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

48. 离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值( 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）

49. 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( C ) 。

A. ΔP

B. ΔP/ρ

C. ΔP/(ρg)

D. ΔP/(2g)

50. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( B )。

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

51. 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

52. 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( C )。

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

53. 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 )。

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

54、离心泵铭牌上标明的扬程是（D）

A功率最大时的扬程B最大流量时的扬程

C泵的最大量程D效率最高时的扬程

55. 用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（ B ）。

A. 扬程

B. 升扬高度

C. 吸液高度

D. 垂直高度

56. 流量调节，离心泵常用（A ），往复泵常用（ C ）。

A. 出口阀

B. 进口阀

C. 旁路阀 D 底阀

57. 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

D. 发生了气蚀现象

58. 当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（B ）。

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

59. 离心泵的吸液高度与（A ）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

60. 采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门，离心泵的流量( A )，压头( C )。

A. 增大

B. 不变

C. 减小

D. 先增大后减小

61. 离心泵启动前先关闭出口阀，其目的是为了（C）

A防止发生气缚现象B防止发生气蚀现象

C降低启动功率 D 增加扬程

62. 离心泵的工作点是指（ C ）

A、离心泵的最佳工况点

B、离心泵轴功率最小的工作点

C、管路特性曲线和泵性能曲线的交点

D、离心泵效率最高的点

63. 离心泵启动前先将泵内灌满液体，其目的是为了（A）

A.防止发生气缚现象

B.防止发生气蚀现象

C.降低启动功率

D.避免损坏叶轮

64. 某泵在运行时发现有气蚀现象应（ C ）

A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度

C检查进口管路是否漏液D检查出口管阻力是否过大

65. 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. 改变出口管路中阀门开度

C. 安装回流支路，改变循环量的大小

D. 车削离心泵的叶轮

66. 当管路特性曲线写成H=A+BQ2时（ B ）

A. A只包括单位重量流体需增加的位能

B. A只包括单位重量流体需增加的位能和静压能之和

C. BQ2代表管路系统的局部阻力和

D. BQ2代表单位重量流体动能的增加

67. 以下说法正确的，当粘度较大时，在泵的性能曲线上（C）

A. 同一流量Q处，扬程H下降，效率上升

B. 同一流量Q处，扬程H上升，效率上升

C. 同一流量Q处，扬程H上升，效率下降

D. 同一流量Q处，扬程H下降，效率下降

68. 有两种说法（1）往复泵启动不需要灌水（2）往复泵的流量随扬程增加而减少则（ C ）

A. 两种说法都不对

B. 两种说法都对

C. 说法（1）正确，说法（2）不正确

D. 说法（1）不正确，说法（2）正确

69. 离心泵的调节阀的开度改变，则（C）

A. 不改变管路性能曲线

B. 不会改变工作点

C. 不会改变泵的特性曲线

D. 不会改变流量

70. 离心泵效率最高的点是（ C ）

A. 工作点

B. 操作点

C. 设计点

D. 计算点

二、简答题

1. 何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？

层流：流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，平均流速是最大流速的0.5倍。

湍流：流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的0.8倍。

以Re来区分，Re<2000为层流、Re>4000为湍流。

2. 简述层流与湍流的区别。

流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。

3. 什么是“当量直径”? 如何计算？

对非圆形截面的通道, 可以找到一个与圆形管直径相当的“直径”来代替, 此直径即称为“当量直径”。

当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边。

4．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。

5. 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？

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。

6. 离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？

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△u2/2g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。

7. 当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？

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。

8. 离心泵的操作三要点是什么？

操作三要点，一是灌水(防气缚)；二是泵启动前关出口阀(降低启动功率)；三是停机前关出口阀(防高压液体倒流损坏叶轮)。

9. 离心泵启动前要灌引水其目的是什么？泵启动后却没有水出来，其可能的原因又是什么？

启动前必须灌水，其目的是防止发生气缚现象。如果不灌液，则泵体内存有空气，由于

ρ空气<<ρ液，所以产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液目的。

泵启动后却没有水出来，其可能的原因一管路堵塞，二是电机接线反了使叶轮倒转，三是泵的安装高度可能高了。

10. 某厂刚完成大修任务，其中一台通过电机带动的离心泵在开启出口阀后不能送液，其可能的原因是什么？

原因可能有两个：其一，启动前没灌泵，此时应停泵、灌泵，关闭出口阀后再启动。其二，电机接线不正确，致使叶轮倒转。

11. 离心泵的真空度随着流量的增大是增加还是减小，为什么？

增大，因为流量增大时，泵入口处的动能增大，同时流动阻力也增大，根据柏努利方程，总能量不变，则入口处的静压能将减小，也就是真空度增大。

12. 简述离心泵的工作原理。

离心泵工作分吸液与排液过程。吸液过程的推动力是液面压力（常为大气压）与泵内压力（负压）之差，而泵内的负压是由于电机带动泵轴、泵轴带动关键部件叶轮旋转，产生离心力，叶片之间的液体从叶轮中心处被甩向叶轮外围，叶轮中心处就形成真空。排液过程的推动力则是由于液体以很高的流速流入泵壳的蜗形通道后，因截面积扩大，大部分动能转变为静压能而形成压差，将液体从压出口进入压出管，输送到所需的场所。

化工原理(第四版)习题解 第二章 流体输送机械

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

化工原理 流体流动和输送机械

1.为测量内直径由d1= 40 mm到d2= 80 mm的突然扩大的局部阻力系数，在扩大两侧装一 U型压差计，指示液为CCl4， 43 CCl 1600kg/m ρ=。当水的流量为2.78×10-3 m3/s时，压 差计读数R为165 mm，如本题附图所示。忽略两侧压口间的直管阻力，试求实际测得局部阻力系数。 计算题1附图 2在一管路系统中,用一台离心泵将密度为1000 kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封贮槽(表压为10m H2O柱),两端液面的位差Δz= 10m,管路总长l=50 m(包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为40 mm,摩擦系数λ=0.02。试求： （1）该管路的特性曲线方程； （2）若离心泵的特性曲线方程为H=40-200 q V2(H为压头，m ；q V为流量，m3/min),则该管路的输送量为多少m3/min？扬程为多少m? 若此时泵的效率为0.6，泵的轴功率为多少W？ 2在一管路系统中,用一台离心泵将密度为1000 kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封贮槽(表压为10m H2O柱),两端液面的位差Δz= 10m,管内径均为40 mm, 管路的输送量为0.217 m3/min离心泵的特性曲线方程为H=40-200 q V2 (H为压头，m ；q V为流量，m3/min), 试求： 1、管路的特性曲线方程；扬程为多少m? 若此时泵的效率为0.6，泵的轴功率为多少W？ 2、若阀门开度减小，使得局部阻力系数增大了70，（假设在完全湍流区），求此时管路中 流体流量？ 3如本题附图所示，用泵将水由低位槽打到高位槽(均敞口，且液面保持不变)。已知两槽液面距离为20 m，管路全部阻力损失为5 m水柱（包括管路进出口局部阻力损失），泵出口管路内径为50 mm，AB管段长为6 m，其上装有U管压强计，压强计读数R为40 mmHg，R'为1200 mmHg，H为1 mH2O，设摩擦系数为0.02。指示剂为水银。求:

流体流动、流体输送机械计算题

流体流动、流体输送机械习题课例题 1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长 100m （包括当量长），其中压力表后为80m ，管路摩擦系数0.025，管内径0.05m ，当流量为10m 3 /h 时泵 效率为80%，求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读 数。（取ρ=1000kg/m 3） 解：（1）如图取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程： 22 1 122 1222 e f p u p u gz W gz W ρρ+++=+++∑ 1212120;21820;;0z z m p p u u ==+==== 2e f W gz W =+∑ 2 2e f l l u W d λ+∑= ]/[415.105 .0785.03600 /104 2 2 s m d q u v =?= = π 22 100 1.4150.02550.06[/]20.052 e f l l u W J kg d λ+∑==??= 29.812050.06246.26[/]e f W gz W J kg =+∑=?+= 有效功率 10 1000246.26684[/]3600 e m e v e P q W q W J s ρ===??= 轴功率 684 855[/]80% e a P P J s η = = = （2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程： 223 322 323222 f p u p u gz gz W ρρ-++=+++∑ 322230;18;0;0; 1.415/z z m p u u u m s ====== 2 3 3 3322 f P u gz W ρ-=+∑-

第二章.流体输送设备一章习题及答案

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

流体流动及流体输送机械

流体流动及输送装置 一、填空 1. 按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同，可将单元操作分为动量传递、热量传递、质量传递。 2. 化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。 3. 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为850mmHg，真空度为-100mmHg. 4. 液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置，用U形管压强计测压时，当压强计一端与大气相通时，读数R表示的是表压或真空度。 5. 转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了压强差。 6. 静止液体中两处压力相等的条件是连续、同一液体、同一水平面。 7. 流体在圆管内作稳定连续流动时，当Re≤2000时为滞流流动，其摩擦系数λ=64/Re；当 Re≥4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为过渡流。 流体沿壁面流动时，有显著速度梯度的区域称为流动边界层。 8. 当流体的体积流量一定时，流动截面扩大，则流速减少，动压头减少，静压头增加。 9. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时，液位高度降低，因为阻力损失增大。 10. 理想流体是指没有粘性或没有摩擦阻力，而实际流体是指具有粘性或有摩擦力，流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。 11. 一般情况下，温度升高，液体的粘度减小，气体的粘度增大。 12. P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。 13. 雷诺准数的表达式为Re=dμρ/μ。当密度ρ＝1000kg/m，粘度μ=1厘泊的水在内径为d=100mm，以流速为1m/s在管中流动时，其流动类型为湍流 14. 流体在圆直管内流动，当Re≥4000时的流型称为湍流，其平均速度与最大流速的关系为u＝0.8u max；Re≤2000的流型称为滞流，其平均速度为u＝0.5u max。 15. 在管内呈层流时，摩擦系数λ与Re有关。在管内呈湍流时，摩擦系数λ与Re，ε/d 有关。当Re继续增大到大于某一定值时，则流体流动在完全湍流区，摩擦系数λ与ε/d

流体输送机械介绍

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：

流体流动与输送设备(习题及答案)

第一章 流体流动与输送设备 1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含％，％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力时的密度。 解：混合气体平均摩尔质量 mol kg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-?=?+?+?+?=∑=∴ 混合密度 3 3 3/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+????==-ρ 2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。 解：乙醇水溶液的混合密度 7895 .02.9985.01 22 11+ = + = ρρρa a m 3 /36.881m kg m =∴ρ 相对误差： % 74.5%10093536.8811%100=???? ??-=?-实实m m m ρρρ 3．在大气压力为的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少 解：' '真真绝 p p p p p a a -=-= ∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真 4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。试计算液面到下方测压口的距离。 解：液面下测压口处压力 gh p z g p p ρρ+=?+=10 m h g p p g p gh p z 36.255.081.990010)4258(3 0101=+??-=+-=-+=?∴ρρρ 5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3。 （1）计算玻璃管内水柱的高度； （2）判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。 解：（1）容器底部压力 gh p gh gh p p a a 水水油ρρρ+=++=21 m h h h h h 16.16.07.01000800 2121=+?=+=+=∴水油水水油ρρρρρ 题4 附图 D h 1 h 2 A C 题5 附图

化工原理绪论、流体流动与流体输送机械

化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。 6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8．提高过程速率的途径是什么？ 9．第一章流体流动 一填空题 1．单位体积流体的质量称为________，它与________互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为____________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________，其表示方法有________和________两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是_________的。 5．产生流体阻力的根本原因是________；而___________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。

流体输送机械

第二章 流体输送机械 授课时间：8学时 授课方式：板书+幻灯片 授课内容提纲： 离心泵结构、操作原理和类型；离心泵的理论压头和实际压头；离心泵特性参数和特性曲线；管路特性曲线；离心泵的工作点和流量调节；离心泵安装高度的确定；离心泵的选用；往复泵和其它类型泵；通风机、鼓风机、 压缩机和真空泵 教学目的、要求： 1.了解离心泵主要部件，重点掌握离心泵的工作原理，掌握离心泵基本方程式及应用，离心泵主要性能参数，重点掌握离心泵的特性曲线及其应用、离心泵的工作点与流量调节、离心泵的安装高度及其计算，熟悉离心泵的类型与选择。了解往复泵、计量泵和旋转泵等其他类型泵的工作原理和构造。 2.了解离心通风机、鼓风机与压缩机的构造和工作原理。了解往复压缩机的构造及工作原理，压缩循环的有关计算。 教学重点及难点： 重点：离心泵操作原理；离心泵的工作点和流量调节；离心泵安装高度的确定。 难点：离心泵特性参数和特性曲线；管路特性曲线。 教学方法和教学手段： 新课引入：1.播放动画、2.播放图片 新课教学：1.动画图示、2.过程解析 讨论：离心泵启动前为什么灌满液体；离心泵的安装高度目的 本讲要点：离心泵的工作原理，离心泵基本方程式及应用，掌握离心泵的特性曲线及其应用、离心泵的工作点与流量调节、离心泵的安装高度及其计算。 作业布置：3；5 教学内容： 第二章 流体输送机械 如果说管路是设备与设备之间、车间与车间之间、工厂与工厂之间联系的通道的话，则流体输送机械是这种联系的动力所在。以供料点和需料点为截面列柏努利方程： f e H g u g p z H +?+?+?=22 ρ

其中e H 是流体输送机械对单位重量流体所做的功。从上式可以看出，采用流体输送机械操作的目的可能是为了提高流体的动能、位能或静压能，或用于克服沿程的阻力，也可能几种目的兼而有之。 流体输送机械目的：实现非自动化过程。 流体输送机械的分类： （1）按输送流体的状态分： 液体输送机械 如：泵 气体输送机械 如：风机、压缩机、真空泵 （2）按工作原理通常分三大类： 离心式 正位移式 流体动力作用式 第一节 离心泵 一、离心泵的操作原理与构造 1.离心泵的构造： 2.操作原理： 启动： ?????：、： 、： 、泵轴及轴封装置泵壳叶轮321 离心泵结构示意图

化工原理绪论、流体流动与流体输送机械(doc 9页)

化工原理绪论、流体流动与流体输送机械(doc 9页)

化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和 ___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以 __________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、 _____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的 __________，因而产生了不同的单位制。5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行 到什么程度，只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为 ___________。 二问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操 作？

1．

2．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流 量计两侧的压差将_______，若改用转子流 量计，随流量增加转子两侧压差值 ________。 一、选择题 3．液体的密度随温度的升高而_________。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不一定 4．表压值是从压强表上读得的，它表示的是 _________。 A 比大气压强高出的部分 B 设备 的真实压力 C 比大气压强低的部分 D 大气压强 5．流体的流动类型可以用___________的大小 来判定。 A 流速 B 雷诺准数 C 流量 D 摩擦系数 6．气体在等截面的管道中流动时，如质量流量 不变则其质量流速_________。 A 随温度大小变化 B 随压力大小变 化 C 不变 D 随流速大小变化7．粘度愈大的流体其流动阻力__________。 A 愈大 B 愈小 C 二者无关系 D 不会变化 8．柏努利方程式既可说明流体流动时的基本 规律也能说明流体静止时的基本规律，它表

流体流动与机械习题课教学文稿

流体流动与输送机械习题课 一、书 1－30 某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m ，相对粗糙度为0.0004。烟气在烟囱内的平均温度为200℃，此温度下烟气的密度为0.67kg/m3，黏度0.026mP·s ，烟气流量80000m3/h 。在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度1.15kg/m3，烟囱内底部的压强低于地面大气压0.2kPa ， （1）求此烟囱应有多少高度？ （2）试讨论用烟囱排气的必要条件是什么？ （3）提高吸气量，在设计上应采取什么措施？ 答案见陈敏恒习题答案。 二、化工原理习题指导书p45 1－51 用压缩空气将密度为1200 kg/m 3的碱液自低位槽送至高位槽，两槽的液面维持恒定。管子规格为φ60×3.5mm ，各管段的能量损失分别为 =∑AB f W ,2,u W CD f =∑，2,5.1u W BC f =∑（J/kg ） （u 为碱液在管内的流速）。两U 形压差计中的指示液均为水银，R 1=60mm, h=100mm 。试求（1）压缩空气的压力p 1；（2）U 形压差计读数R 2。 解：（1）201,5.1) (u g R W BC f =-=∑ρ ρρ 0541200 5112001360081906051012..) (...)(g R u =?-??=ρρ-ρ= s m u /01.2=∴ 在低位槽1与高位槽2间列柏努利方程 212222121121 21-∑+++=++ f W p u g z p u g z ρ ρ 86 .13101.25.381.9125.1222222121 =?+?=+++==∑+=-u u u g z W g z p f ρ kPa p 2.1581=∴（表压） 附图 4m 12m

第二章流体输送机械标准答案

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

单元练习 流体流动及输送机械(答案)

单元练习：流体流动及输送机械 一、填空题（仅供练习使用，需掌握基本概念与基本公式） 1. 层流时，摩擦系数λ与Re的关系为λ=64/Re。 2. U型管压差计指示液为水，若所测压差不变，要使读数R增大，应更换一种密度比水 小的指示液。 3. 流体输送机械向流体提供的能量主要用于流体势能提高和 阻力损失。 4. 离心泵前必须先灌泵是因为空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度小 而不能将液体吸入泵内。 5. 用离心泵将地面敞口容器中的碱液送至离地面10m高处密闭容器中，容器上方真空表读数 为P，现在表的读数增大，其他管路条件不变，则管路总阻力损失将增大。6. 水由敞口高位槽通过一管路流向压力恒定的反应器，当管路上的阀门开度减小（湍流态变 为层流态），水流量将减小，摩擦系数增大，管路总阻力损失增大。（增大，减小，不变） 二、选择题 1. 对离心泵允许安装高度没有影响的是下列情况中的 D 。 A. 安装处的大气压； B. 输送液体温度； C. 吸入管道的流动阻力； D. 排出管道的流动阻力 2．流体在圆管内层流流动时，最大速度是平均速度的（ C ） A. 四分之一 B. 一半 C .二倍 D. 四倍 3. 当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（ A ） A. 压力表 B. 真空表 C. 高度表 D. 速度表 4. 流体在直管中流动，当Re≤2000时，流体的流动类型属于（ A ） A.层流 B. 湍流 C.过渡流 D. 漩涡流 三、简答题 1. 离心泵在开车前为何要先关闭出口阀门？ 答：离心泵开动时的瞬时启动电流为正常工作电流的5～7倍，为保护电机，关闭出口阀以减小负荷，减小电流，防止电极因瞬时电流过大而烧毁。 2. 汽蚀现象产生的原因是什么？会造成什么样的结果？

第二章流体输送机械习题解答

《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

流体流动及输送机械(讲解版)

单元测试一：流体流动及输送机械 一、填空题 1. 流体在圆形直管做层流流动，管中心最大流速为平均流速得 倍，摩擦系数λ与Re 的关系为 。2，λ=64/Re ； 2. U 型管压差计指示液为水，若所测压差不变，要使读数R 增大，应更换一种密度比水 的指示液。小，A B i ()Rg ρρ-=-P P 3. 流体输送机械向流体提供的能量主要用于 和 。提高流体势能，克服阻力损失； 4. 离心泵前必须先灌泵是因为 。空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度小而不能将液体吸入泵内； 5. 用离心泵将地面敞口容器中的碱液送至离地面10m 高处密闭容器中，容器上方真空表读数为P ，现在表的读数增大，其他管路条件不变，则管路总阻力损失将 。增大，2V H Kq g ρ?=+P ，g ρ?P 减小，导致离心泵工作点向右下移动，流量增大，根据阻力损失计算式可知，h f 增大，压头降低， 6. 已知某泵的特性曲线为He=30-2.4q v 2，则将其与另一台完全相同的泵串联组合后，串联泵的特性曲线为 He=60-4.8q v 2 ，若并联，并联泵的特性曲线为 He=30-0.6q v 2 。 7. 启动离心泵前，应先 和 ，启动往复泵前，必须检查是否打开 。关闭出口阀，灌泵，出口阀； 8. 某空气转子流量计最大刻度为30 m 3/h ，若用以测量氮气流量（P 、T 相同），则q v,max = m 3/h ，若用以测P=3atm 的空气，则q v,max = m 3/h 。30.5，19.32 ； 0f V V R V q q C A PM RT q ρρρ=>>==所以 9. 水由敞口高位槽通过一管路流向压力恒定的反应器，当管路上的阀门开度减小（湍流态变为层流态），水流量将 ，摩擦系数 ，管路总阻力损失 。（增大，减小，不变）减小，增大，不变；莫迪图判断摩擦系数，高位槽与反应器机守方程判断总阻力损失。 10. 用离心泵在两敞口容器间输液，同一管路中，用离心泵输送密度ρ=1.2ρ水的液体，与输水相比，离心泵的流量 ，扬程 ，轴功率 。（增大，减小，不变）不变，不变，增大； 22222222sin cos /V T a V e q r b c H u c g P ρgq H /ηπαα===，， 11. 对离心泵允许安装高度没有影响的是下列情况中的 D 。 A. 安装处大气压； B. 输送液体温度； C. 吸入管道的流动阻力； D. 排出管道的流动阻力

化工原理(第四版)习题解 第二章 流体输送机械

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 ==?=

流体流动与输送机械习题及答案

流体流动与输送机械习题及答案 1. 某烟道气的组成为CO 2 13％，N 2 76％，H 2O 11％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。 解：混合气体平均摩尔质量 kg/mol 1098.2810)1811.02876.04413.0(33--?=??+?+?=∑=i i m M y M ∴ 混合密度 33 3kg/m 457.0) 500273(31.81098.28103.101=+????== -RT pM ρm m 2．已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879 kg/m 3 和867 kg/m 3 ,试计算含苯40％及甲苯60％（质量％）的混合液密度。 解： 867 6 .08794.01 2 2 1 1 += + = ρρρa a m 混合液密度 3 kg/m 8.871=m ρ 3．某地区大气压力为101.3kPa ，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？ 解： ' '表表绝＋p p p p p a a =+= ∴kPa 3.15675)1303.101)(' '=-==＋（ －＋真表a a p p p p 4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3 的液体。容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。试计算液面到下方测压口的距离。 解：液面下测压口处压力 gh p z g p p ρρ+=?+=10 m 36.255.081 .990010)4258(3 0101=+??-=+ρ-=ρ-ρ+=?∴h g p p g p gh p z 题4 附图

第二章流体输送机械习题

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？