流体输送机械习题及答案、

习题

填空与选择题

1（1）离心泵的主要部件有________、_________和_________。

2（2）往复泵主要适用于__________、_________的场合。

3离心泵产生汽蚀，通常是由于______________，______________，____________，______________等。

4离心泵的叶片一般是__________，这是为了输出时增大__________，减少__________。

5（1）若被输送流体粘度增高，则离心泵的压头________、流量________、效率________、轴功率________。

6（2）若被输送流体密度改变,则离心泵的________、________及________均保持不变。

7（3）离心泵的总效率 反映了________，________和________三项能量损失的影响。

8（4）离心泵吸入管线一般处于________压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现________现象。

9（1）离心泵工作点是________曲线与________曲线的交点。

10（2）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。

11（1）离心泵的轴封装置主要有________和________两种；

12（2）管路特性曲线的一般表达式是________。

13（3）影响离心泵理论流量的因素有________和________。

14（4）离心泵叶轮按有无盖板可分为________、________、________。

15在测定离心泵的性能曲线实验过程中，在泵出口处应安装________和________，而________必须在________的前部。在泵的入口处应安装________，在________上还必须安测流量仪表，测流量仪表可以采用________或________或________等。

16（1）离心泵的特性曲线通常包括________、________和________曲线，这些曲线表示在一定的________下输送某特定液体时的性能。

17（2）离心泵用出口阀调节流量实质上是改变了________曲线使其________位置发生变化,如果将离心泵的转速减少，则可以使________曲线改变，改变的方向是________。

18泵的压头单位是________，可简化为________，其物理意义是________。

19往复压缩机的排气量是指________。

20离心通风机全风压的单位是________，它的物理意义应理解为

________。

21 （1）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＿＿＿。

22 （2）往复泵的转速（往复次数）增加时，流量________，扬程＿＿＿＿。(增大，变小，不变)

23 （1）离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

24 （2）离心泵常采用＿＿＿＿＿＿调节流量，往复泵常采用＿＿＿＿＿＿调节流量。

25 用离心泵在两敞口容器间输液，在同一管路中，若用离心泵输送密度为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)

26 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：05.0=v q m 3/s 时，20=H m ；管路特性为05.0=v q m 3/s 时，18=e H m ，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头=?H ______m ，有效功率=?e P ＿＿＿＿W 。 27 （1）写出两种旋转泵的名称：＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。 28 （2）离心泵的转速提高10％，则泵新的特性曲线上的一个点比原特性曲线上对应的点流量提高＿＿＿＿＿＿＿＿，压头提高＿＿＿＿＿＿＿＿，轴功率增加＿＿＿＿。

29（1）选择压缩机时，首先应根据＿＿＿＿＿选定压缩机的种类。

型式确定后，再根据生产中所要求的＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿确定规格。

30（2）写出两种真空泵的名称：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。

31（1）流体输送设备按工作原理可分为＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿。

32（2）离心泵中＿＿＿＿＿是将电动机的能量传递给液体的部件，而＿＿＿＿＿＿＿则是将动能转变为势能的部件。

33（3）离心泵按吸液方式分为＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。

34离心泵的性能参数包括＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿。离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。

35（1）离心泵的轴功率

P，有效功率（理论功率）e P，与效率 间

a

的关系是＿＿＿＿，泵的效率包括＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。

36（2）产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的_______下，输送________时的特性曲线。

37（1）旋涡泵常采用＿＿＿＿来调节流量，往复泵、＿＿＿＿泵等一切＿＿＿＿泵在旁路阀关闭时，不能全关＿＿＿＿。

38推导离心泵基本方程式的两个基本假定是：（１）

________________________________，（２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

39当流量一定而且流动已进入阻力平方区时临界汽蚀余量c

(只

NPSH)与__________有关，是泵的一个__________参数。

40离心泵停车时应该________。

41（A）首先断电，再闭出口阀；（B）先关出口阀，再断电；

42（C）关阀与断电不分先后；（D）只有多级泵才先关出口阀。43从地槽向常压吸收塔送液，一台离心泵在高效点工作。若管路不变，再并联一台同型号离心泵，则（）

44（A）两泵均在高效点工作；（B）两泵均不在高效点工作；

45（C）仅原泵在高效点工作；（D）仅新装泵在高效点工作。

46将含晶体10％的悬浮液送往料槽宜选用（）

47（A）离心泵（B）往复泵（C）齿轮泵（D）喷射泵。48某泵在运行１年后发现有气缚现象，应（）

49（A）停泵，向泵内灌液（B）降低泵的安装高度

50（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。

51用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内

工作，开大出口阀门将导致（ ）

52 （A ）送水量增加，整个管路压头损失减少；（B ）送水量增加，整个管路压头损失增大；

53 （C ）送水量增加，泵的轴功率不变； （D ）送水量增加，泵的轴功率下降。

54 有一锅炉，每小时蒸发水量为20吨，额定压力为，此锅炉注水泵选（ ）

55 （A ）单级离心泵； （B ）多级离心泵； （C ）齿轮泵； （D ）螺杆泵。

56 以下不是离心式通风机的性能参数（ ）

57 （A ）风量 （B ）扬程 （C ）效率 （D ）风压

58 当管路特性曲线写为2v Bq A H +=时（ ）

59 （A ）A 只包括单位重量流体需增加的位能

60 （B ）A 包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和

61 （C ）2v Bq 代表管路系统的局部阻力损失

62 （D ）2v Bq 代表单位重量流体增加的动能

63 以下说法是正确的：当粘度μ较大地增大时，在泵的性能曲线上 64 （A ）同一流量v q 处，扬程H 下降，效率η上升

65（B）同一流量

q处，扬程H上升，效率η上升

v

66（C）同一流量

q处，扬程H下降，效率η下降

v

67（D）同一流量v q处，扬程H上升，效率η下降

68有人认为泵的扬程就是泵的升扬高度，有人认为泵的轴功率也就是电动机的功率

69（A）这两种说法都不对，（B）这两种说法都对，

70（C）前一种说法对，（D）后一种说法对。

71当两台规格相同的离心泵并联时，只能说（）

72（A）在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍

73（B）当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍

74（C）在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍

75（D）在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同，但流量增大两倍

76当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说（）

77（A）串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍

78（B）串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍

79 （C ）当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍

80 （D ）在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍

应用举例题

【1】在图示中，有一直径为5.238?φmm ，长为30ｍ的水平直管AB ，在其中间装有孔径为的标准孔板流量计，流量系数63.00=C ，流过孔板永久压降为Pa 1064?=?f p ，管内流动摩擦系数取。

试求：（1）AB 段压降；

（2）若泵的轴功率为，效率为62%，则AB 管所消耗功率为泵有效功率的百分之多少流体密度为870kg/m ，U 形管中的指示液为汞，其密度为13600kg/m ，R=。

解：（1）根据孔板的流量计算式：

ρρρ/)(200-=i gR C u 得m/s 27.8870/)87013600(6.081.9263

.00=-??=u 管内流速 m/s 04.2)033.0/0164.0(27.8)/(2200===d d u u 质量流量

kg/s 52.1033.0785.004.2870422=???===d u uA q m π

ρρ在A 、B 两截间列机械能衡

算式：

f B B B A A

A h u p gz u p gz ∑+++=++2222ρρ 将

B A B A u u z z ===,0代入上式得

f B A h p p ∑=-ρ

f h ∑为流体在AB 段的能量损失，由直管阻力损失和孔板流量计的永久

压降组成，即

J/kg 111870

106204.2033.030022.024

22=?+??=?+=∑ρλf f p u d l h 可得AB 段压降为 Pa 96570111870=?=∑=-=?f

B A h p p p ρ

（2）首先需计算泵的有效功率 W 18662.0300=?==ηa e P P

AB 段消耗功率为 W h q P f m AB 16911152.1=?=∑=

于是AB 段所耗功率占泵有效功率的百分数为

%9.90909.0186/169/===e AB P P

【2】如附图所示，从水池用离心泵向高位槽送水，要求送水量为45m 3/h ，总管路长（包括当量长度）150m ，高位槽内压强（表压），管路均为φ108×4mm 的光滑管，高位槽水面距水池面高20ｍ。水的密度为1000kg/m 3，粘度为1mPa ·s

求：（1）泵的压头和轴功率（泵效率为65％）；

（2）若阀门开度和操作条件不变，现改为输送水ρρ>'的另一种液

体，粘度不变，试示意指明工作点的变化趋势，并定性分析H 、v q 、a P 的变化方向。

解：（1）根据送水量，可计算出管内流体流速

m/s 59.11.0785.03600454

22=??==d q u v

π

通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法 4000159000001.0100059.11.0Re >=??==μ

ρdu 为湍流 对于光滑管，湍流时 0158.0159000

3164.0Re 3164.025.025.0===λ 以1-1截面为位能基准，在截面1-1和2-2之间列机械能衡算式：

f H g

u g p z He g u g p z +++=+++2222222111ρρ 上式中 0011==p z ，（表压），kPa 62.192002221====p m z u u ，，（表压）

m 1.381

.9259.11.01500158.022

2=???=∑=g u d l H f λ 代入上式可得泵的压头为：

m 1.251.381

.910001062.19203

22=+??+=++=f e H g p z H ρ 泵的轴功率 w 473565

.0360081.91000451.25=????==ηρg q H P v e a （2）泵的特性曲线与密度无关，但管路特性曲线与密度有关，管路特性曲线为

222v f e Bq A H g

u g p z H +=+?+?+?=ρ 当ρ增大时，A 值变小，而B 不变，即管路特性曲线的线型不变，位置下移，由图可见工作点由A 移到A'，扬程H 略减，流量v q 增加；又

ηρg

q H P v e a =，上式ρ、、v q H 都改变，其中H ↓，v q ↑，ρ↑一般，H 改变

量较小（曲线平滑），所以a P 一般增大，或根据泵特性曲线中v q ~a P 的关系可知，流量v q 增加，泵轴功率a P 增大。

【3】用离心泵将原油从油库沿管内径为，长2公里（包括局部阻力的当量长度）的水平管送往炼油厂，输油量为40m 3

/h ，油泵总效率为，求：（1）泵的轴功率；（2）某天该油泵突然发生故障，于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的80%，问此泵能输送原油多少m 3/h 。已知条件：油的密度为890kg/m 3，粘度为·s ，油库与贮罐均为常压（换泵后当量长度按不变考虑）。

解：（1）根据输油量计算管内流速

m/s 63.015.0785.03600404

22=??==d q u v

π

通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法 20002104.089063.01.0Re <=??==μ

ρdu 为层流 层流时 3048.0210

64Re 64===λ 该题条件下，油泵所耗功率完全用于克服管路阻力，在输油管的进出口间列机械能衡算式可得：

m 1.8281

.9263.015.020003048.022

2=???=+=∑=g u d le l H H f e λ 泵的轴功率 w 1225365

.036001.824081.9890=????==ηρe

v a H gq P （2）改用备用泵后，其压头为

m 7.651.828.08.0=?=='e e

H H 分析可知：由于泵的压头减少，输送过程全程压降改变为：

Pa 10736.57.6581.98905?=??='='?e

f H

g p ρ

因泵的压头降低，输油量必减少，所以输油管内仍为层流流动，对于

水平圆管的层流流动，由泊稷叶方程 2

32d u l p f '='?μ 由此得输油管内流速 m/s 504.02000

4.0321

5.01073

6.532252=????='?='l d p u f μ 输油量 /h m 05.32/s m 0089.0504.015.0785.04

3322==??='='u d q v π

【6】如本题附图所示的输水系统，管路直径为280?φmm ，当流量为36m 3/h 时，吸入管路的能量损失为6J/kg ，排出管的压头损失为，压强表读数为245kPa ，吸入管轴线到U 形管汞面的垂直距离5.0=h m ，当地大气压强为，试计算：

（1）泵的扬程与升扬高度；

（2）泵的轴功率（%70=η）；

（3）泵吸入口压差计读数R 。

解：该题包括了机械能衡算方程、连续性方程、静力学方程的综合运用，解题技巧在于根据题给数据恰当选取截面，以便使计算过程清晰化。

（1）泵的扬程与升扬高度

截面与位能基准面（1-1截面）的选取如本题附图所示。

由题给条件，在1-1与2-2两截面之间列机械能衡算式可直接求得泵的扬程，即

212222/2/-+++=f e H g p g u z H ρ

式中 m 52=z

m/s 204.2)076.043600/(3622=??=π

u

m 98.24)81.91000/(10245/32=??=g p ρ

m 6118.081.9/620==-f H

所以 m 84.306118.098.24)81.92/(204.252=++?+=e H

在1-1与3-3两截面之间列机械能衡算式并整理便可求得泵的升扬高度，即

m H H z f e 4.29)8.06118.0(84.30313=+-=-=-

（2）泵的轴功率

W 43227.0360081.910003684.30=????==η

ρg q H P v e a （3）真空表读数R

欲求真空表读数R ，需在1-1和4-4两截面之间列机械能衡算式以计算泵入口处压强4p ，然后再利用静力学方程求解。

由机械能衡算式得 4142442-+++=f a H g

p g u z g p ρρ

整理上式并将有关数据代入得：

Pa 4554081.91000)6118.081

.92204.25.4(101.98)2(2

3

412444=??+?+-?=++-=-g H g

u z p p f a ρ 对U 形管压差计列静力学方程得

4p g h g R p i a ++=ρρ

m

g

p g h p R i a 3573.0)807.913600/()45540807.910005.098100(/)(4=?-??-=--=ρρ

通过该题（1）的计算，从概念上应该搞清楚：泵的扬程是1N

流体从输送机械获得的有效能量，而升扬高度是机械能衡算式中的z ?项，切不可将二者混淆。

【7】用离心泵向水洗塔送水。在规定转速下，泵的送水量为s ，压

头为45m 。当泵的出口阀全开时，管路特性方程为：

25101.120v e q H ?+= （v q 的单位为m 3

/s ） 为了适应泵的特性，将泵的出口阀关小以改变管路特性。试求：

（1）因关小阀门而损失的压头；

（2）关小阀门后的管路特性方程。

解：因关小阀门而损失的压头为泵的压头与管路要求压头的差值。关小阀门后，增加了局部阻力，使管路特性曲线变陡，关小阀门前后管路特性曲线如本题附图中的曲线1、2所示。A 、B 两点之间的垂直距离代表f H 。

（1）关小阀门的压头损失

当流量/s m 013.03=v q 时，泵提供的压头45=H m ，而管路要求的压头为

m 59.38)013.0(101.12025=?+=e H

损失的压头为

m 41.659.3845=-=-=e f H H H

（2）关小阀门后的管路特性方程

管路特性方程的通式为：

2v e Bq A H +=

在本题条件下，)(g

p z A ρ?+?=不发生变化，而B 值因关小阀门而变大。关小阀门后应满足如下关系：

2)013.0(2045B +=

解得： 525/m s 10479.1?=B

关小阀门后的管路特性方程为：

2510479.120v e q H ?+=

【8】用离心泵向密闭高位槽送料，流程如本题附图所示。在特定转速下，泵的特性方程为：

241056.742v q H ?-=（v q 的单位为m 3

/s ） 当水在管内的流量/s 0.01m 3=v q 时，流动进入阻力平方区。现改送密度3kg/m 1200=ρ的水溶液（其它性质和水相近）时，密闭容器内维持表压118kPa 不变，试求输送溶液时的流量和有效功率。

解：本题条件下，泵的特性方程和特性曲线不变，而当流动在阻力平方区时，管路特性方程中的比例系数B 值保持恒定，在维持密闭高位

)(g

p z A ρ?+?=值变小，因而管路特性曲线向下平移，从而导致泵的工作点向流量加大方向移动，如本题附图中的曲线2所示。下面进行定量计算。

输送清水时，管路特性方程为

2v e Bq g

p z H +?+?=ρ 将有关数据代入上式得

2232481

.910001011812v v e Bq Bq H +=+??+= 此式与泵的特性方程联解以确定B 值

224)01.0(24)01.0(1056.742B +=?-

解得 525/m s 10044.1?=B

当输送溶液时，B 值不变，管路特性方程变为

25253

)(10044.122)(10044.1807

.912001011812v

v e q q H '?+='?+??+=' 此方程与泵的特性方程联解，便可求解改送溶液时的流量，即

2524)(10044.122)(1056.742v v

q q '?+='?- 解得 /s m 01054.03='v

q 所以 m 6.3301054.01056.74224=??-=H

泵的有效功率为

W 416981.9120001054.06.33=???='=g q H P v

e ρ 由上面计算可知，当泵上下游两容器的压强差不为零时，被输送液体密度的变化必引起管路特性曲线的改变，从而导致泵工作点的移动。在本题条件下，密度加大，使泵的流量加大，压头下降，功率上升。

【12】某带有变频调速装置的离心泵在转速1480r/min 下的特性方程为23.404.38v e q H -=（v q 单位为m 3/min ）。输送管路两端的势能差为，管

径为mm 476?φ，长1360m （包括局部阻力的当量长度），03.0=λ。试求：

（1）输液量v q ；

（2）当转速调节为1700r/min 时的输液量v q 。

解：（1）管路特性方程为（v q 单位为m 3/min ）： 22222

226458.163600)068.0785.01(81.921068.0136003.08.16)

60

()4

11(218.16v

v

v e f q q q d g d l

l H g H +=??????+=++=+?

?=πλρ

（1） 泵的特性方程为： 23.404.38v e q H -=

（2） 式（1）和式（2）联立得：

223.404.386458.16v v q q -=+

解得：/min m 178.03=v q

（2）当泵的转速调为r/min 1700='n 时，根据泵的比例定律

n n q q v v

'='； 2

???

?

?'='n n H H e e 即2

)/(v

v e e q q H H ''=，将此式代入泵特性方程得：

2

22

222

23.407.503.40)14801700(4.383.40)(4.38)

)(3.404.38(v v v v

v v e q q q n n q q

q H '-='-?='-'

?='-='

将调速后泵的特性方程与管路特性方程26458.16v q H +=联立