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
(2) 转速 /m i n 11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱 转速
/m i n 21250n r = 流量 ./3221
11250
181551450
V V n q q m h n ==?= 扬程 .2
2
22121125020149m H O 1450n H H n ????
==?= ? ?????
柱 管路特性曲线、工作点、等效率方程
【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。已知输送管路为φ45mm×2.5mm ，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20m （包括所有局部阻力的当量长度），设流动进入阻力平方区，摩擦系数为0.02。
在输送范围内该离心泵的特性方程为52
28610V H q =-?（V q 的单位为m 3/s ，H 的单位为m ）。水的
密度可取为1000kg/m 3。试求：（1）离心泵的工作点；（2）若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下，而改为输送密度为1200 kg/m 3的碱液，则离心泵的工作点有何变化？
解 （1）管路特性方程 20V H H kq =+
其中 3
0398.1104109.81
=14Δp H Δz g ρ?=+=+? 5252
5
88
200.023.23103.149.81
0.04
e l Σl k g d λ
π+==??
=??
故管路特性方程 5214 3.2310V H q =+? 离心泵特性方程 5228610V H q =-? 两式联立 52522861014 3.2310V V q q -?=+? 得工作点下的流量与压头
333.8910/V q m s -=?，18.92H m =
（2）当改送密度为1200 kg/m 3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程
3'
0'98.110
412.312009.81Δp H Δz g
ρ?=+=
+=? 流动进入阻力平方区，且阀门开度不变，则k 不变。因此管路特性方程变为
5212.3 3.2310V H q =+?
将该方程与泵特性方程联立
52522861012.3 3.2310V V q q -?=+?
得新工作点下流量及压头
'334.1210/V q m s -=?，'17.78H m =
【2-5】在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽，如习题2-5附图所示。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ，管内径为75mm ，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m 。流体流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。流体流经换热器的局部阻力系数为32ξ=。
离心泵在转速/min n r =2900时的V H q -特性曲线数据见下表。
/31V q m s -? 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 /H m
26
25.5
24.5
23
21
18.5
15.5
12
8.5
试求：(1)管路特性方程；(2)工作点的流量与扬程；(3)若采用改变转速的方法，使第(2)问求得的工作点流量调节到.333510m s -?／，应将转速调节到多少？（参看例2-3）。
解 已知.,,.,007540000332
e d m
l l m λξ=+==
=
(1) 管路特性方程 2
0V H H k q
=+ 0210010p
H Z mH O g
ρ?=?+
=+= 25
48e l l k g d d ξλπ??
+=
+ ? ???
∑∑ ...(.)(.)52548400320035021098100750075π??
=
??+=??????
.52
1050210V H q =+?
(2) 工作点的流量与扬程
管路特性曲线的V q 与H 计算值如下
/31V q m s -? 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008
/H m 10 10.5 12 14.5 18 22.6 28 34.6 42.1
工作点流量./300045VA q m s =，扬程.A H m H O =2198
(3) 将工作点流量从./300045VA q m s =调节到./300035VC q m s =，泵的转速应由/min
2900
r 习题2-5a 附图
调节到多少？
将./300035VC q m s =代入管路特性方程，求得
.(.).C H m H O =+??=522105021000035161
等效率方程 2
V H K q =
系数 ..(.)
622
161
1311000035C V C H K q =
==? 得等效率方程 .62
13110V H q =?
等效率方程的计算值如下
31V q m s -?／ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045 /H m 0 1.31 5.24 11.8 21 26.5
从2900/min n r =的泵特性曲线与等效率曲线的交点D ，得到
./,VD D q m s H m H O ==32000421
流量为./300035VC q m s =时的转速为
./min .VC C D
VD q n n r q ==?=00035
290025380004
.%D C D n n n --?=?=290025381001001252900
转速变化小于20%，效率基本不变。
习题2-5b 附图
离心泵的并联及串联
【2-6】若习题2-5第2问改为两台泵并联操作，管路特性曲线不变，试求泵工作点的流量与扬程。
解 习题2-6附图中点A 为工作点 流量./V q m s =300053，扬程.H m =237水柱
【2-7】若习题2-4第2问改为两台泵串联操作，管路特性曲线不变，试求工作点的流量与扬程。
解 习题2-7附图中点A 为工作点， 流量./V q m s =300061，扬程.H m =3002水柱
离心泵的安装高度
【2-8】用型号为--IS6550125的离心泵，将敞口水槽中的水送出，吸入管路的压头损失为4m ，当地环境大气的绝对压力为98kPa 。
试求：(1)水温20℃时泵的安装高度，(2)水温80℃时泵的安装高度。 解 已知环境大气压力098p kPa =（绝压） 吸入管()24f H m H O ∑=，查得泵的汽蚀余量Δh=2m
(1) 20℃的水，饱和蒸气压.2338V p kPa =，密度./39982kg m ρ= 最大允许安装高度为
(.) (3)
0允许98233810=241629982981
V f g p p H h H m g ρ--?-?-=--=?∑
输送20℃水时，泵的安装高度 1.62g H m ≤
(2) 80℃的水，饱和蒸气压.4738V p kPa =，密度./39718kg m ρ= 最大允许安装高度为
习题2-7附图
习题2-6附图
(.) (3)
0允许98473810=240699718981
V f g p p H h H m g ρ--?-?-=--=-?∑
输送80℃水时，泵的安装高度.069g H m ≤-
【2-9】 用离心泵将密闭容器中的有机液体送出，容器内液面上方的绝压为85kPa 。在操作温度下液体的密度为850kg/m 3，饱和蒸汽压为72.12kPa 。吸入管路的压头损失为1.5m ，所选泵的允许汽蚀余量为3.0m 。现拟将泵安装在液面以下2.5m 处，问该泵能否正常操作？
解 泵的最大允许安装高度
(.) (3)
0允许85721210=3015296850981
V f g p p H h H m g ρ--?-?-=--=-?∑
而实际安装高度H g 实 2.5m g H ->允＝，说明此泵安装不当，泵不能正常操作，会发生汽蚀现象。为保证泵的正常操作，泵应至少安装在液面下方3.5m 或更低。
【2-10】 用离心泵输送80℃热水，今提出如下两种方案（见习题2-10附图）。若两方案的管路长度（包括局部阻力的当量长度）相同，离心泵的汽蚀余量2h m ?=。试问这两种流程方案是否能完成输送任务？为什么？环境大气压力为.10133kPa 。
解 水在80℃时饱和蒸气压.4738V p kPa =，密度./39718kg m ρ=，汽蚀余量2h m ?=，大气压力.010133p kPa =
最大允许安装高度为
(..) (3)
0允许10133473810=23669718981
V f f f g p p H h H H H g ρ--?-?-=--=-?∑∑∑
第(2)方案的安装高度7g H m =，大于g H 允许，不能完成输送任务。 第(1)方案的安装高度1g H m =-
若.f H -≤-∑1366．则.466f H m ∑≤水柱时可以用。
习题2-10附图
离心泵的选用
【2-11】用离心泵从江中取水送入贮水池内，池中水面高出江面20m ，管路长度（包括局部阻力的当量长度）为45m 。水温为20℃，管壁相对粗糙度
.0001d
ε
==。要求输水量为
/m h 32025～。(1)试选择适当管径；(2)试选择一台离心泵。
解 20℃水的./,.339982100410kg m Pa s ρμ-==?? ,.45
=0001e l l m d
ε
+=
最大流量/V q m h =325 (1)管径d
从教材表1-3中选管路中水的流速.25 u m
s =／
..00595595d m mm =
=
选公称直径65mm 的低压流体输送用焊接钢管 管径为..mm mm φ?755375，内径..755375268d mm =-?= 最后计算流速 /./(.)
2
2
253600
19100684
4
V
q u m s d
π
π
=
=
=?
此流速在表1-4中的../1530m s ～范围内 (2)选离心泵
扬程 2
2f p u H Z H g g
ρ??=?+
++∑ ,,20020 p u Z m ?=?=?=
...Re ..53
00681919982
12910100410
du ρ
μ
-??=
=
=?? 查得.00218λ=
(.) (22)
4519100218268 200682981
e f l l u H m d g λ+∑==??=?．
扬程 ..202682268 H m =+= 有效功率 (25)
998298122681540154 3600
e V P q gH W kW ρ==???== 设泵的效率.=065η 轴功率 (154)
==237 065
e P P k W η=
= 选用离心泵--IS6550160
其流量范围为/m h 31530～，扬程范围为3530m ～，转速为/min r 2900，轴功率为
..kW 265371～，汽蚀余量.225h m ?=～。
【2-12】有一台离心泵的额定流量为16.8m 3/h ，扬程为18m 。试问此泵是否能将密度为1060kg/m 3，流量为250L/min 的液体，从敞口贮槽向上输送到表压为30kPa 的设备中？敞口贮槽与高位设备的液位垂直距离为8.5m 。管路的管径为..mm mm φ?755375，管长为124m （包括直管长度与所有管件的当量长度），摩擦系数为0.03。
解 流量/min /V q L m h ==?=3250
25060151000
流速 /./(.)
2
2
153600
11500684
4
V
q u m s d
=
=
=?
压头 e l l p
u H Z g d g
λρ+?=?++?22
(.) (32)
301012411585003151106098100682981
m ?=++??=??液柱
流量与压头都略小于额定值，该泵可以用。
往复泵
【2-13】有一台双动往复泵，其活塞的行程为300mm ，活塞直径为180mm ，活塞杆直径为50mm 。若活塞每分钟往复55次，其理论流量为若干？又实验测得此泵在26.5min 内能使一直径为3m 的圆形贮槽的水位上升2.6m ，试求泵的容积效率（即实际流量/理论流量）。
解 活塞行程30003S m m m ==．，活塞直径.018D m =，活塞截面积().2
20184
4
A D π
π
==
?
活塞杆直径005d m =．
，活塞杆截面积()220054
4
a d π
π
==
?．
活塞往复频率 m i n n =55 1／
理论流量 ()().
/m i n
V q A a S n m ππ
=-=??-???=223
220180050355080744
理．．． 实际流量 ./m i
n .23V 实1
3260．6934
265
q m π
=
???
= 容积效率 /./..069308070859V V q q η
===实理 气体输送机械
【2-14】有一台离心式通风机进行性能实验，测得的数据如下：空气温度为20℃，风机出口的表压为230Pa ，入口的真空度为150Pa ，送风量为/m h 33900。吸入管与排出管的内径分别为300mm 及250mm ，风机转速为/min r 1450，所需轴功率为0.81kW 。试求风机的全风压、静风压及全风压效率。
解 已知风量/V q m h =3
3900，吸入管内径.103d m =，排出管内径.2025d m
= 吸入管风速 / ./(.)122139003600
1530344
V
q u m s d ππ=
==?
排出管风速 ../.2
2
12120315322025d u u m s d ????
==?= ? ?????
t =20℃℃，.p kPa =101325下，空气密度/3=1.205kg m ρ
进口动压 .(.)12
21120515314122
d u p Pa ρ?===
出口动压 .()222
2
120522
29222
d u p Pa ρ?===
进口静压 1150s p Pa =-，出口静压 2230s p Pa =
全风压 ()()()t s d s d p p P p P Pa =+-+=+--+=2211230292150140532（）
静风压 2532292240s t t d p p p P a =-=-= 已知轴功率 .081
810
P k W W == 有效功率 5323900
57636003600t V e p q P W ?=
== 全风压效率 .576
0711810
e P P η=
== 【2-15】仓库里有一台离心式通风机，其铭牌上的流量为./m h ?3312710，全风压为1.569kPa 。现想用它输送密度为./kg m 310的气体，气体流量为./3312710m h ?，全风压为1.3kPa 。试问该风机是否能用？
解 通风机铭牌上的风量与全风压是在标定条件(20℃，101.325kPa)下用空气测定的，标定条件下空气的密度为./312kg m 。
现在把气体在操作条件下的流量./m h ?3312710及全风压1.3kPa 换算为标定条件下的风量0V q 及全风压0t p 。
.../.V q m h ??==?3330
127101010581012
(012)
13156 10
t p kPa =?
= 被输送气在标定条件下的风量及全风压都稍低于通风机铭牌上的风量及全风压，该风机可以使用。
【2-16】有温度为25℃、流量为360/min m 的空气，从101kPa 压缩到505kPa （均为绝对压力），绝热指数为 1.4，试求空气绝热压缩后的温度，并求等温压缩和绝热压缩所需理论功率，假设为理想气体。
解 （1） ()..p T T K p κ--κ
??
??
==+== ?
?
??
??
114114
221150527325472199101℃
(2) 等温压缩 .l n l n ()./1
2183142985137529iso RT p W kJ kg M
p ???=
== ???
./,/min /3331185 601V kg m q m m s ρ===
流量 ../111851185m V q q p kg s ==?=
功率 ..137******** iso iso m P W q kW ==?= (3) 绝热压缩 ().. (-)./.21148314
4722981746 10429
ad k R W T T kJ kg k M =
-=?
?=- 功率 ..17461185207ad ad m P W q kW ==?=
第二章 流体输送机械 1．用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐。管路情况如本题附图所示。启动泵之前A 、C 两压力表的读数相等。启动离心泵并将出口阀调至某开度时，输油量为39 m 3 /h ，此时泵的压头为38 m 。已知输油管内径为100 mm ，摩擦系数为；油品密度为810 kg/m 3。试求（1）管路特性方程；（2）输油管线的总长度（包括所有局部阻力当量长度）。 解：（1）管路特性方程 甲、乙两地油罐液面分别取作1-1’ 与2-2’ 截面，以水平管轴线为基准面，在两截面之间列柏努利方程，得到 2e e H K Bq =+ 由于启动离心泵之前p A =p C ,于是 g p Z K ρ? + ?==0 则 2e e H Bq = 又 e 38H H ==m ])39/(38[2=B h 2/m 5=×10–2 h 2/m 5 则 22e e 2.510H q -=?（q e 的单位为m 3 /h ） （2）输油管线总长度 2 e 2l l u H d g λ += 39π0.0136004 u ??????=? ? ?????????m/s=1.38 m/s 习题1 附图
于是 e 22 229.810.138 0.02 1.38 gdH l l u λ???+= =?m=1960 m 2．用离心泵（转速为2900 r/min ）进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa 和220 kPa ，两测压口之间垂直距离为0.5 m ，泵的轴功率为 kW 。泵吸入管和排出管内径均为80 mm ，吸入管中流动阻力可表达为2f,0113.0h u -=∑（u 1为吸入管内水的流速，m/s ）。离心泵的安装高度为2.5 m ，实验是在20 ℃， kPa 的条件下进行。试计算泵的流量、压头和效率。 解：（1）泵的流量 由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面），得到 ∑-+++=10,2 11 12 0f h u p gZ ρ 将有关数据代入上式并整理，得 48.3581.95.21000 10605.33 21 =?-?=u 184.31=u m/s 则 2π(0.08 3.1843600)4 q =???m 3/h=57.61 m 3 /h (2) 泵的扬程 29.04m m 5.081.9100010)22060(3021=?? ? ???+??+=++=h H H H (3) 泵的效率 s 29.0457.6110009.81100%100036001000 6.7 Hq g P ρη???= =???=68% 在指定转速下，泵的性能参数为：q =57.61 m 3 /h H =29.04 m P = kW η=68% 3．对于习题2的实验装置，若分别改变如下参数，试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率（假如泵的效率保持不变）。 （1）改送密度为1220 kg/m 3 的果汁（其他性质与水相近）； （2）泵的转速降至2610 r/min 。 解：由习题2求得：q =57.61 m 3 /h H =29.04 m P = kW （1）改送果汁
第二章 习 题 管路特性 2-1. 如附图所示。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Pe 。 习题2-1 附图 习题2-2 附图 解：（1）∵在阻力平方区，∴?? ? ??=d f ελ 006.0=d ε，查图得033.0=λ。 管路特性方程 2 v e Kq g p z H +?+ ?=ρ 5 5 2 5 21037.481 .905.014.350033.088?=????= = g d l K πλ 2 526 2 1037.410.1581 .9120010 06.010v v v e q Kq Kq g p z H ?+=+??+ =+?+ ?=ρ （2）m 45.453600301037.410.151037.410.152 5 2 5=?? ? ????+=?+=v e q H kW 46.465.445845.453600 3081.91200==?? ?==W H gq P e v e ρ 离心泵的特性 2-2. 直径0.4m, 高0.2m 的空心圆筒内盛满水，圆筒以1000r/min 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 P ρ及动能 g u 22 比轴心处各增加了多少？ 解：（1）离心力场中静力学方程为 C r gz p =- +2 2 2ρωρ
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
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-=+∑-
第二章流体输送机械自测题 一．填空或选择 1．离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是。 2．离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。3．离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生现象。而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生现象。4．若离心泵入口真空表读数为700mmHg，当地大气压为101.33kPa，则输送42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa）泵内将发生现象。 5．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指。用离心泵将储槽A 内的液体送到一常压设备B，若B变为高压设备，则输液量，泵的压头，轴功率。 6．离心泵通常采用调节流量；往复泵采用调节流量。某离心泵在Q=0.02m3/s时H=20m，管路性能Qe=0.02m3/s时需要的He=16 m，泵安在此输水管路中调节流量为0.02m3/s，因调节阀门的压头损失为，消耗的功率。 7．离心泵在一管路系统中工作，管路要求流量为Q e，阀门全开时管路所需压头为H e，而与相对应的泵所提供的压头为H m，则阀门关小压头损失百分数为％。8．往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。 9．离心泵的效率η和流量Q的关系为（） A.Q增大，η增大 B.Q增大，η先增大后减小 C.Q增大，η减小 D.Q增大，η先减小后增大 10．离心泵的轴功率N和流量Q的关系为（） A.Q增大，N增大 B.Q增大，N先增大后减小 C.Q增大，N减小 D.Q增大，N先减小后增大 11．离心泵停止操作时宜（） A.先关出口阀后停电 B.先停电后关阀 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 12．往复泵适用于（） A.大流量且要求流量特别均匀的场合 B.介质腐蚀性特别强的场合 C.流量较小，压头较高的场合 D.投资较小的场合 13．在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数p2将（），而当压力表装在调节阀以前，则压力表读数p1将（）， A.随流量增大而减小 B.随流量增大而增大 C.随流量增大而基本不变 D.随真空表读数的增大而减小 14．离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（）。 A.最高效率点对应值 B.操作点对应值 C.最大流量下对应值 D.计算数据 15．离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀能力。 16．离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体密度无关的条件是。 A.Z2-Z1=0 B.ΣH f=0 C.Δu2/2g=0 D.(p2-p1)/ρg=0 17．往复泵具有特性，有能力，安装过高会发生现象。二．分析题 刚安装好的一台离心泵，启动后出口阀已经开至最大，但不见水流出，试分析原因并采取措施使泵正常运行。
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
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_____________________________________。
2.2 习题 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________。
一、教学课题：第二章流体输送机械第一节概述第二节离心泵 二、教学目的：通过学习，使同学们 1、了解流体输送机械在化工生产中的应用 2、掌握流体输送机械的分类 3、掌握离心泵的操作原理和主要部件 4、掌握离心泵的主要性能参数 三、课时：2h，第12次第10周 11.5日星期二 C25、C26（1、2节） 四、课型：新课 五、教具：白板笔、多媒体、激光笔 六、教学重点：流体输送机械的分类、离心泵的操作原理和主要部件、离心泵的主要性能参数 教学难点：离心泵的操作原理和主要部件、离心泵的主要性能参数 七、教学方法和手段：主要以讲授为主，图表教学为辅 八、主要内容： 同学们好！经过一段时间的学习，我们了解到了第一章流体流动的相关知识。在化工生产中，流体输送是最常见的，甚至是不可缺少的单元操作。流体输送机械就是向流体作功以提高流体机械能的装置，因此流体通过流体输送机械后即可获得能量，以用于克服液体输送沿程中的机械能损失，提高位能以及提高流体压强(或减压)等。通常，将输送液体的机械称之为泵；将输送气体的机械按其所产生压强的高低分别称之为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。 在化工厂中，待输送的流体可以是液体或气体。不仅流体的性质，例如粘性、腐蚀性、是否含有悬浮的固体颗粒等各不相同，而且诸如温度、压强和流量等输送条件也有较大的差别，因此生产中所选用的流体输送机械必须要能满足不同的要求。由于生产需要是多种多样的，因而输送机械也有多种不同的类型和规格。本章主要介绍化工中常用的流体输送机械的基本结构、工作原理和特性，以便能够依据流体流动的有关原理正确地选择和使用流体输送机械。具体地说，就是根据输送任务，正确地选择输送机械的类型和规格，决定输送机械在管路中的位置，计算所消耗的功率和运行管理，使输送机械能在高效率下可靠地运行。
第二章流体输送机械 一、单项选择题（每小题1分） 1. 有关叶轮叶片的几何形状,正确的说法应该是( )C A. 为使被输送液体获得较大的能量, 离心泵采用前弯叶片 B. 为减小被输送液体的能量损失, 离心泵拟用径向叶片 C. 离心泵采用后弯叶片,以使被输送液体获得较大的静压能,并能保证电机不被烧坏 D. 以上说法均不正确 2．下列描述中正确的是( )C A. 离心泵的底阀可用来调节泵的流量 B. 离心泵正常工作时底阀不能开启到最大 C. 底阀的作用是防止启动前灌入泵体的液体流失 D. 以上描述均不正确 3．离心泵停止操作时宜( )。B A．先停电后关阀；B．先关出口阀后停电； 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。4．以下叙述不．正确的是（）C A. 流体输送的管路特性曲线与所用泵的性能无关 B. 泵的性能影响管路的输送能力 C. 泵的性能曲线与管路设置有关 D. 泵的性能曲线由20?C清水实验获得 5．各种型号的离心泵特性曲线( ) D A．完全相同B．完全不相同 C．有的相同，有的不同D．图形基本相似 6. 下列描述中正确的是( )D A. 离心泵的H~Q η~Q曲线均随被输送流体密度的增大而降低 B. 离心泵的H~Q η~Q曲线均随被输送流体密度的增大而升高 C. 离心泵的H~Q曲线随被输送流体密度的减小而降低,而η~Q曲线变化情况相反 D. 离心泵的H~Q η~Q曲线与被输送流体的密度无关 7. 离心泵在一定转速下输送清水时，泵的轴功率N与流量Q的关系为（）B A. Q为零时N最大 B. Q为零时N最小 C. 在额定流量Q R时N最小 D. N与Q无关 8. 离心泵的N~Q曲线( )C A. 与叶轮转速的大小无关 B. 与叶轮直径的大小无关 C. 与被输送流体的密度有关 D. 与被输送流体的黏度无关 9. 离心泵的效率η由容积损失ηV、机械损失ηm和水力损失ηh组成，它们之间的关系为( )B A. η=ηV + ηm + ηh B. η=ηVηmηh C. η=ηVηm / ηh D. η=ηVηh / ηm
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
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
化工原理典型例题题解 第2章 流体输送机械 例1 离心泵的工作点 用某一离心泵将一贮罐里的料液送至某高位槽 ，现由于某种原因，贮罐中料液液面升高，若其它管路特性不变，则此时流量将（ ）。 A 增大 B 减少 C 不变 D 不确定 例 2 附图 例2 附图 解：该题实际上是分析泵的工作点的变动情况。工作点是泵特性曲线与管路特性曲线的交点，其中任何一条特性曲线发生变化，均会引起工作点的变动，现泵及其转速不变，故泵的特性曲线不变。将管路的特性曲线方程式列出 2 421212)(8v q g d d l g P P Z Z H πζλρ++-+-= 现贮槽液面升高，1Z 增加，故管路特性曲线方程式中的截距项数值减小，管路特性曲线的二次项系数不变。由曲线1变为曲线2，则工作点由A 点变动至B 点。故管路中的流量增大，因此答案A 正确。 例2 离心泵压头的定义 离心泵的压头是指（ ）。 A 流体的升举高度； B 液体动能的增加； h m ,Q 3 m ,H e A B 1 曲线2曲线
C 液体静压能的增加； D 单位液体获得的机械能。 解：根据实际流体的机械能衡算式 H e =(Z 2-Z 1)+(P 2-P 1)+(u 22-u 12 )/2g+ΣH f 离心泵的压头可以表现为液体升举一定的高度(Z 2-Z 1)，增加一定的静压能(P 2-P 1)/(g ρ)，增加一定的动能(u 22-u 12 )/(2g)以及用于克服流体流动过程中产生的压头损失ΣH f 等形式，但本质上离心泵的压头是施加给单位液体（单位牛顿流体）的机械能量J(J/N=m).故答案D 正确。 例3离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系 分析离心泵的安装高度H g 与所输送流体流量、温度之间的关系。 解：根据离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r ，计算泵的最大允许安装高度的计算公式为 [][]5.0)() 10(0 +---=∑-r f v g NPSH H g P g P H ρρ (1) 首先分析离心泵的必需汽蚀余量(NPSH)r 的定义过程。在泵内刚发生汽蚀的临界条件下，泵入口处液体的静压能和动能之和(P 1,min /g ρ+u 12 /2g)比液体汽化的势能(P v /g ρ)多余的能量(u k 2 /2g+ΣH f(1-k))称为离心泵的临界汽蚀余量，以符号(NPSH)C 表示，即 ∑-+=-+=)1(2 21 min ,122)(K f K v c H g u g p g u g P NPSH ρρ (2) 由（2）式右端看出，流体流量增加，（NPSH ）C 增加，即必须的汽蚀余量(NPSH)r 增加。由（1）式可知，液体流量增加，泵的最大允许安装高度[] g H 应减少。根据(NPSH)C 的定义可知，当流量一定而且流动状态已进入阻力平方区时(u k 2 /2g+ΣH f(1-k)，均为确定值)，(NPSH)C 只与泵的结构尺寸有关，故汽蚀余量是泵的特性参数，与所输送流体的蒸汽压P V 无关。由（1）式可知，若流体温度升高，则其P V 值增加，从而[] g H 应减小。 例4 离心泵的组合使用 现需用两台相同的离心泵将河水送入一密闭的高位槽，高位槽液面上方压强为（表压强），高位槽液面与河水水面之间的垂直高度为10m ，已知整个管路长度为50m （包括全部局部阻力的当量长度），管径均为50mm ，直管阻力摩擦系数λ=。单泵的特性曲线方程式为2 6100.150v e q H ?-=（式中H e 的单位为m ；q v 的单位为m 3 /s ）。通过计算比较该两台泵如何组合所输送的水总流量更大。 解：泵的组合形式分为串联和并联，由此单泵的特性曲线方程写出串联泵和并联泵的特性曲线方程 2 6100.2100v e q H ?-=串 （1） 2 5105.250v e q H ?-=并 （2） 自河水水面至密闭高位槽液面列出管路特性曲线方程 g u d l l g P Z H e e 22∑++?+?=λ ρ 将有关数据代入 81 .92)050 .0785.0( 050.050 025.081.9100010013.15.1102 2 5 ????+???+ =v e q H 整理得： 2 5103.315.10v e q H ?+= （3）
《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
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 姓名班级学号成绩 （一）选择题 第1题 1.将含晶体10%的悬浮液送往料槽宜选用（） （A）离心泵；（B）往复泵；（C）齿轮泵；（D）喷射泵 2．某泵在运行一年后发现有气傅现象，应（） （A）停泵，向泵内灌液；（B）降低泵的安装高度； （C）检查进口管路有否泄露现象；（D）检查出口管路阻力是否过大 3．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（） （A）送水量增加，整个管路压头损失减小； （B）送水量增加，整个管路压头损失增大； （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 第2题 1.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 2．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） 第3题 1.离心泵停车时要（） （A）先关出口阀后断电；（B）先断电后关出口阀； （C）先关出口阀先断电均可；（D）单级式的先断电，多级式的先关出口阀 2．离心泵的工作点（） （A）由泵铭牌上的流量和扬程所决定；（B）即泵的最大效率所对应的点； （C）由泵的特性曲线所决定；（D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 第4题 1.某同学进行离心泵特性曲线测得实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因做出了正确的判断，排除了故障，你认为以下可能得原因中，哪一个是真正的原因（） （A）水的温度很高；（B）真空计坏了； （C）吸入管路堵塞；（D）排出管路堵塞 2．离心泵流入大量空气后将发生（） （A）汽化现象；（B）气傅现象；（C）汽蚀现象；（D）气浮现象 第5题离心泵的调节阀开大时，则（） （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
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 ==?=