流体输送习题

流体输送习题及参考答案一、填空：1 1at= mmHg= mH2O= Pa= kgf/cm2。2 已知兰州的大气压力为640mmHg，试将压力表示为 atm、 kgf/cm2、 kgf/2、 bar、 mmH2O、 mH2O、 液柱（此液体的密度为800 kg3）、 Pa。3 已知某设备的压力为2atm，试以 kgf/cm2、 bar、 Pa、 mmHg、 mH2O表示此压力。4 .测得某设备压力为5000Pa（表压），已知当地平均大气压力为80000Pa，而测压时同时测定实验室的大气压力为82000Pa，设备的绝对压力为 Pa。5 某管路内径为，要求通过管路的流速为，求得雷诺数为，如管内径变为，求得雷诺数，当/时，求/为 ？6 某管路内径为，要求的体积流量为，求得雷诺数为，如管内径改变为，求得雷诺数，当/1/2，求/为 ？7 液体的密度随T上升而 ，气体密度与 和 有关。8 已知通过某一截面的溶液流量为30m3/h，溶液的密度为1200kg/m3，该截面处管子的内径为0.08，则流速= 、质量流速= 、质量流量= 。9 已知管内径为0.02，粘度为1.1厘泊，密度为1050kg/m3的液体以每小时2m3的流量流动，则流型为 。10 在完全湍流情况下，如管路系统不变，流量增大一倍，阻力 。11 阻力平方区，流速增加，摩擦系数 ，阻力损失hf 。12 密度为1050kg/m3的液体由一个大的贮槽进入内径为0.053的管中，管内流速为1.5m/s，求进口阻力 ，及由其引起的压降 。13 已知并联管路中d1= 3d2，则hf1与hf2的比值 。14 设备外大气压为640mmHg，设备内真空度为500mmHg，设备内绝压为 Pa，表压为 mmHg。15 对于一定的液体，内摩擦力为F与两流体层的速度差u成 ，与两层之间的垂直距离y成 。16 用水银U管压差计测水平管内A、B两点压差，读数为150mmHg，水平管内水=1000kg/m3，则两点压力差p= Pa。17 流体的流动类型分 和 ，湍流时Re 。18 温度升高，气体的粘度 ，液体的粘度 。19 定截面变压差流量计包括 、 。20 离心泵的主要部件有 ， 和 ；其主要性能参数有 、 、 和 。21 已测得某离心水泵在流量为1.6升/S时泵的进口真空表读数为124mmHg，出口压力表为1.83kgf/m2，泵的进出口管径相等，两测压点间距离及管路阻力可忽略不计，求泵的压头为 mH2O。22 离心泵在管路中工作时，测得当水的流量为400l/min时，泵扬程为31.8mH2O，问泵的有效功率为 k。23 用水测定泵的性能时得到泵的轴功率为2.3k，有效功率为1.4k，求泵的效率 。24 根据原理不同，泵通常分为 、 、 。25 气体压缩机械按其压缩比P2/P1分为 、 、 、 四类。26 离心泵装填料是压盖将填料压紧在 和之间，从而达 到 的目的。27 允许气蚀余量的定义式 。28 影响离心泵特性的因素有 、 、 、 。29 离心泵的工作点由 和 决定。30 离心泵在开泵时应先 以避免气缚现象，再 ，以减小电动机启动电流，保护电动机。31 气蚀现象产生的主要原因是 。32 在特定的管路系统中，关小泵的出口阀对 曲线没有影响，仅改变 曲线。33 往复泵流量调节方法有 、 、 。34 31型离心泵在2900rpm时，在泵的性能曲线上某一点的流量、扬程、轴功率分别为30m3/h，24mH2O，3.07k，当转速降低10时，新的性能曲线上对应点的流量为 、扬程为 、轴功率为 。二、 分析与讨论：1. 如果某设备要求绝对压力为20 mmHg，南充的大气压力为743mmHg，兰州的大气压力为640mmHg，拉萨的大气压力为459.4 mmHg，求这台设备在上述各地操作时应控制真空度各为多少Pa？2. 气体在一个内径为1m的空设备中流动，质量流量340kg/h，粘度为210-5/m2，求Re并判断流型，气体经出口管流出设备，出口管的内径为0.1m，问Re变为多少？3. 我国西部某油田将原油输出，管子为30015钢管，输送量为250/，油的运动粘度为2.1沲，求Re？问原油输送中设加热站的目的是什么？4. 在滞流情况下，如管路系统不变，流量增大一倍，直管阻力有何变化？5. 在完全湍流情况下，如管长不变，流量不变，绝对粗糙度恒为0.2mm，当管内径由40mm变为20mm时，直管阻力有何变化?6. 静止流体内部等压面的条件是什么？7. 在流量一定的情况下，管径是否越小越好？为什么？8. 什么是气缚？9. 什么是气蚀？10. 离心泵的工作原理是什么？11. 试绘离心泵的特性曲线。12. 离心泵的流量调节方法有哪些？13. 试画出两台同型号离心泵串、并联操作的特性曲线示意图，并标出工做点。14. 齿轮泵主要适用于什么场合？15. 什么是全风压？16. 泵自动停转的原因有哪些，怎样处理？17. 离心泵安装时应注意哪些事项？18. 泵打不出物料的原因是什么？19. 离心泵的性能和结构有哪些特点？20. 离心泵振动原因及处理办法是什么？21. 往复泵的性能结构有哪些特点？22. 离心泵内进入空气，会产生什么现象，如何清除？23. 简述离心泵开车、停车程序。24. 离心泵的串、并联操作在生产中有什么意义？三、 选择题：1、 层流与湍流的本质区别是（ ）。 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2、 设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（ ）。 A 愈大 B 愈小 C 愈接近大气压 D 无法判断3、 一般情况下，液体的粘度随温度升高而（ ）。 A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断4、 水在一条等径垂直管内作向下定态连续流动时,其流速（ ）。 A 会越流越快 B 会越流越慢 C 不变 D 无法判断5、 流体所具有的机械能不包括（ ）。 A 位能 B 动能 C 静压能 D 内能6、 当圆形直管内流体的Re值为45600时，其流动型态属（ ）。 A 层流 B 湍流 C 过渡状态 D 无法判断7、 下列四种流量计，那种不属于差压式流量计的是（ ） A 孔板流量计 B 喷嘴流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计8、 在稳定流动系统中，液体流速与管径的关系 （ ）。 A 成正比 B 与管径平方成正比 C 与管径平方成反比 D 无一定关系9、 水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值将（ ） A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定10、 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11、 液体的流量一定时，流道截面积减小，液体的压强将（ ）A 减小 B 不变 C 增加 D 不能确定12、 水在圆形直管内流动，若流量一定，将管内径增加一倍，流速将为原来的（ ）倍。A 1/2 B 1/4 C 4 D 213、 流体运动时，能量损失的根本原因是由于流体存在着（ ）。 A 压力 B 动能 C 湍流 D 粘性14、 流体由1-1截面流入2-2截面的条件是（ ）。A、gz1+p1/=gz2+p2/ B、gz1+p1/gz2+p2/C、gz1+p1/gz2+p2/ D、以上都不是15、 气体在管径不同的管道内稳定流动时，它的（ ）不变。 A 流速 B 质量流量 C 体积流量D 质量流量和体积流量都16、 某液体通过由大管至小管的水平异径管时，变径前后的能量转化的关系是（ ）。A 动能转化为静压能 B 位能转化为动能 C 静压能转化为动能 D 动能转化为位能17、 当流体从高处向低处流动时，其能量转化关系是（ ）。A 静压能转化为动能 B 位能转化为动能 C 位能转化为动能和静压能D 动能转化为静压能和位能18、 一般只需要切断而不需要流量调节的地方，为减小管道阻力一股选用（ ）阀。 A 截止阀 B 针型阀 C 闸阀 D 止回阀19、产生离心泵启动后不进水的原因是（ ）。 A 吸入管浸入深度不够 B 填料压得过紧 C 泵内发生汽蚀现象 D 轴承润滑不良20、单级离心泵采取（ ）平衡轴向力。 A 平衡鼓 B 叶轮对称布置 C 平衡孔 D 平衡盘21、化工过程中常用到下列类型泵：a.离心泵b.往复泵c.齿轮泵d.螺杆泵。其中属于正位移泵的是（ ）。 A a,b,c B b,c,d C a,d D a22、采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门扬程（ ）。A 增大 B 不变 C 减小 D 先增大后减小23、往复泵适用于（ ）的场合。 A 大流量且要求流量均匀 B 介质腐蚀性强 C 小流量，压头较高 D 小流量且要求流量均匀24、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，泵进口处真空表指示真空度很高，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 真空表坏了； C 吸入管路堵塞； D 排除管路堵塞25、以下种类的泵具有自吸能力的是（ ）。A 往复泵； B 漩涡泵； C 离心泵； D 齿轮泵和漩涡泵26、若被输送液体的黏度增大时，离心泵的轴功率（ ）。A 增大； B 减小； C 不变； D 不定27、一台离心泵开动不久，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28、在一输送系统中，改变离心泵的出口阀门开度，不会影响（ ）。 A 管路特性曲线 B 管路所需压头 C 泵的特性曲线 D 泵的工作点29、当离心泵输送的液体沸点低于水的沸点时，则泵的安装高度应（ ） 。 A 加大 B 减小 C 不变 D 无法确定30、往复泵出口流量的调节是用（ ） 。 A 入口阀开度 B 出口阀开度 C 出口支路 D 入口支路31、离心泵发生气蚀可能是由于（ ）。A 离心泵未排净泵内气体； B 离心泵实际安装高度超过最大允许安装高度。 C 离心泵发生泄漏； D 所输送的液体中可能含有砂粒。32、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33、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34、启动往复泵前其出口阀必须（ ）。 A 关闭 B 打开 C 微开 D 无所谓35、离心泵停止操作时，宜（ ）。 A 先关出口阀后停电； B 先停电后关出口阀； C 先关出口阀或先停电均可； D 单级泵先停电，多级泵先关出口阀；36、离心泵是依靠离心力对流体作功，其作功的部件是（ ）。A 泵壳 B 泵轴 C 电机 D 叶轮37、为防止离心泵发生气缚现象，采取的措施是（ ）。 A 启泵前灌泵 B 降低泵的安装高度 C 降低被输送液体的温度 D 关小泵出口调节阀38、泵将液体由低处送到高处的高度差叫做泵的（ ）。 A 安装高度 B 扬程 C 吸上高度 D 升扬高度39、某泵在运行的时候发现有气蚀现象应( )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40、离心泵的泵壳的作用是（ ） A 避免气缚现象 B 避免气蚀现象 C 灌泵 D 汇集和导液的通道、能量转换装置四、 算题：1. 某油田用30015、绝对粗糙度为0.2的钢管将原油送到炼油厂的常压储油罐中，原油在油田已用泵加压至60kgf/cm2（表压），炼油厂与油田间铺设的管路为45公里长，两地的高差可以忽略不计，问流量将为多少m3/h（注：原油890kg/3，187厘泊）。2. 离心泵将水由水池打入某吸收塔中，塔内压力为10000Pa（表压），水池液面与水管在塔内出口高差16，管内摩擦系数为0.028，管线总长100（包括除出口损失外的全部局部阻力当量长度在内），输送管内径为0.0805，已知对水作的有效功为200J/kg，求水的流量。3. 自水池向车间送水，管线内径为200mm，水池液面至泵入口中心高4m，吸入管长20m，各种管件、阀件的阻力系数之和为4.4，设计输送量0.04m3/s，已知管路摩擦系数为0.02，水=1000kg/m3,P大=1at。求：（1） 吸入管的阻力损失为多少J/kg？（2） 泵入口压力表指示的压强为多少kgf/cm2?（3） 若泵出口压力表读数为7.25 kgf/cm2，泵的效率为0.8，则泵的有效功率为多少kw？4. 一孔板流量计用以测量管路中的空气的流量，管内径为50，孔口直径为25，空气密度为1.2kg.m3，粘度为1.8110-5/m2，用水作指示液，测得20cm，求流量？5. 如图，水以一定流速自下向上流动，在形压差计中测得读数100mmHg，二测压孔间距为1m，求：（1）流体由11截面流至22截面的能量损失f为多少m水柱？（2）11与22截面间静压差P为多少m水柱？（3）若流体作反向流动，则形压差计读数为多大?1122hh16. 如图，利用虹吸管将池A中的溶液引出。虹吸管出口B与A中液面垂直高度H2m。操作条件下，溶液的饱和蒸汽压Pe=1.23104N/m2。试计算虹吸管顶部C的最大允许高度H为若干m。计算时可忽略管路系统的流动阻力。溶液的密度1000kg/m3，当地大气压为760mmHg。7. 常压储槽内盛有石油产品=760kg/m3,粘度小于20cst，再储存条件下Pv=80kPa，现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压为177kPa的设备内，储槽液面恒定，设备的油品入口比储槽液面高5m，吸入管路与排出管路的全部压头损失为1m和4m，试核算该泵是否合用。若油泵位于槽液面以下1.2m下，问此泵能否正常操作？P大=101.33kPa, h允=2.7m。8. 由水库将水打入一水池，水池水面比水库水面高50m，两水面上的压力均为常压，要求的流量为90m3/h，输送管内径为156mm，在阀门全开时，管长和各种局部阻力的当量长度的总和为1000m，对所使用的泵在65135m3/h范围内属于高效区，在高效区中，泵的性能曲线可以近似地用直线124.50.392表示，此处为泵的扬程m，为泵的流量m3/h，泵的转速为2900rpm.，管子摩擦系数可取为0.025，水的密度1000km3。（1）核算一下此泵能否满足要求。（2）如在90m3/h时，泵的效率可取为68，求泵的轴功率为多少？9. 某离心水泵在一循环管路中工作，已知管道直径为494.5mm，总长150m（包括所有局部阻力的当量长度在内），水在管内流速为2m/s，摩擦系数0.023，求泵的压头为多少mH2O？10. 某离心泵安装在高出水面5m处，水在吸入管内流速为1.2m/s，吸入管路总阻力损失为0.75mH2O，求泵入口处的真空度？11. 用泵将20水由贮槽打到某一处。泵前后各装有真空表和压力表。已知泵的吸入管路总阻力为2mH2O柱，允许气蚀余量为5m，大气压为1atm，水在20时的饱和蒸汽压为 2.3346kPa，密度为998.2kg/m3；水在60时的饱和蒸汽压为19.923kPa，密度为983.2kg/m3，吸入液面与泵吸入口距离为2m，试问：当水温由20变为60时发现真空表与压力表读数突然改变，流量聚然下降，此时出现了什么故障？原因何在？怎样排除？参考答案：一、填空1760 10. 33 101300 1. 03320. 87 8698. 9 0. 843 8697. 9 8. 7 10. 8 8530032. 066 2. 026 202600 1520 20. 6648700050. 5627减小 温度 压强81. 66 m/s 1990 kg/m2.s 36000 kg/h9湍流10增大为4倍11定值 增加120. 562 J/kg 590.6 Pa1311418662 14015正比 反比161852217层流 湍流 大于400018增大 减小19皮托管 空板流量计20叶轮 泵壳 轴封装置 流量 扬程 轴功率 效率211. 7 mH2O222. 1 kw2360. 9 %24离心式 容积式（正位移） 流体动力式25通风机 鼓风机 压缩机 真空泵26填料函壳 转轴 密封27 28液体密度 液体粘度 轴的转速 叶轮直径29泵的特性曲线 管路的特性曲线30灌泵 关闭出口阀 31安装高度过高，使得离心泵进口压力小于液体在操作温度下的饱和蒸气压32管路特性 泵的特性33旁路调节 改变原动机转速 改变活塞冲程3427 m3/h 19. 4 m 2. 24 kw二、分析与讨论1南充 96400 Pa 兰州 82640 Pa 拉萨 5870 Pa2Re = 6016 湍流 Re = 601603Re = 1560 降低原油的运动粘度4增大一倍5增大为4倍6连续的同一种流体所处水平面7不是越小越好。管径越小，流速越大，阻力损失越大。8.气缚：在离心泵开启前，如果泵内存有空气，由于空气密度很小，叶轮旋转时对气体产生的离心力很小，而且气体密度又会随压强变化，既不足以驱动前方液体在蜗壳中流动，又不足以在叶轮中心处形成液体吸入所需的低压，于是液体就不能正常的被吸入和排出，这种现象称为“气缚”。9.气蚀：如果离心泵安装高度过高，使得叶轮入口处压强降至被输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压，液体就会发生部分汽化，生产的气泡随液体从低压区进入高压区，在高压区气泡会急剧收缩、冷凝，使周围液体以极高的流速冲向原先气泡所占据的空间，产生高强度的冲击波，冲击叶轮和泵壳，发生噪音，并引起震动。由于长时间冲击，叶轮的表面出现斑痕和裂纹，这种现象称为“气蚀”。10.离心泵的工作原理：电机带动叶轮旋转，在离心力的作用下，液体由叶轮中心被甩向边缘并获得机械能，以较大的线速度离开叶轮进入蜗形泵壳，在壳内由于流道不断扩大，液体流速逐渐减小而压强逐渐增大，最终以较高的压强沿泵壳的切向流至排除管。由于叶轮中心形成了低压区，在吸入侧液面与叶轮中心区之间的压强差的作用下，液体被吸入叶轮。11. 12.流量调节：（1）调节出口阀改变管路的特性曲线；（2）改变离心泵转速或叶轮直径来改变泵的特性曲线。13.14.适合于小流量、高粘度的流体。15.静风压与动风压之和称为全风压。16.固体杂质卡住了叶轮；断电；烧坏电机。应该关闭电源，检查叶轮、泵轴、电机。17的实际安装高度应小允许安装高度；尽量减小吸入管路的长度和减少其中的管件；泵吸入管的直径通常大于或等于泵入口直径；如果往高位输送液体，泵出口应设置止逆阀。18可能发生“气缚”现象，或出口管路堵塞。19流量与转速成正比；扬程与转速的平方成正比；轴功率与转速的立方成正比。 流量与叶轮直径成正比；扬程与叶轮直径的平方成正比；轴功率与叶轮直径的立方成正比。20发生了“汽蚀”现象。降低安装高度小于允许安装高度。21往复泵是由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀构成的正位移式泵。往复泵的输液作用是间歇的、周期的，而且排液量不均匀。适用于小流量、大扬程的场合。22会发生“气缚”现象。可以通过开启前灌泵避免“气缚”。23开车前先灌泵，关闭出口阀。先打开入口阀，再开启泵，最后打开出口阀。停车时先关闭出口阀，再关泵，最后关闭入口阀。24串、并联都可以增大流量，提高扬程。串联操作适于高阻管路，并联操作适于低阻管路。三、选择题1. D 2. B 3. B 4. C 5. D 6. B 7. D 8. C 9. A 10. B 11. A 12. B 13. D 14. B 15. B 16. C 17. C 18. C 19. A 20. C 21. B 22. C 23. C 24. C 25. A 26. A 27. D 28. A 29. B 30. C 31. B 32. B 33. A 34. B 35. A 36. D 37. A 38. D 39. B 40. D四、计算题1u = 1. 63 m/s Vh = 335 m3/h2u = 1. 36 m/s Vh = 25 m3/h3(1) 5. 2 J/kg (2) 0.338 kgf/cm2 (3) 27 kw4Vs = 0. 029 m3/s5(1) 1. 26 mH2O (2) 2. 26 mH2O (3) 100 mmHg6H = 7 m7可用 不能正常操作8(1) 满足要求 Q = 123. 8 m3/h (2) 32 kw917. 6 mH2O1057070 Pa11出现“气蚀”现象。水温上升，饱和蒸气压增大，使得吸入口压强小于饱和蒸气压。降低安装高度小于 1. 4 m