第二章流体输送机械答案
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 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
管径 d 1 0.35m, d 2 0.31m
4 (O.35)2
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:
有无变化。
解 (1)液体密度增大，离心泵的压头(扬程)不变。
(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
将增大。
1450r/min 时，水的流量为 18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。试
流量与扬程将变为多少?
18
有效功率P e q v gH 融1000 9.81
540m 3/h ，泵出口压力表
压力表P M 350kPa,真空表g 压力表与真空表测压点垂直距离
30kPa (表压) h o 0.35m
流速
U i
q V
540/3600 1.56m /s
U 2 U
1
d 1
1.56 空
0.31
1.99 m / s
扬程
H h 。
P M 0.35
匹
P
350 103
2 2 U 2 U
1
2
g
(30 103)
0.35 995.7 9.81
38.9 0.078 39.3m 水柱
(1.99)2 (1.56)2
2 9.81
【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
(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
(见教材)
【2-3】某台离心泵在转速为
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
解(1)已知 q V 18m 3/h,H
20m 水柱, 1000 kg/m 3 20 981W
管路特性曲线、工作点、等效率方程
液位相差4m 且维持恒定。已知输送管路为
45mm （ 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
H 28 6 105q V （ C V 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?
5
2
H 12.3
3.23 10 C
v
将该方程与泵特性方程联立
⑵转速 n 1450r/min 时流量 q v1 18m 3/h ，扬程 已
转速 02 1250r/min
*曰. 流量
q v2
q v1
18
1250
15.5m 3
/h
n
1450
扬程
H 2
H 1
2
02 2
cc 1250 20
14.9m H 2O 柱
20m 40 柱
n i
【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
98.1k Pa ,两槽
其中
(1) H o
故管路特性方程
离心泵特性方程
两式联立
管路特性方程
△p
Az ----- 4
g
8 l 习e
14 28 28
得工作点下的流量与压头
（2）当改送密度为
2
H H e kC v
3
98.1 10
“
—3
------------------ =14 10 9.81
5 2
3.23 10 q v
6 105cCz 2
5
2 5
10 C v
14
3.23 10 C v
艄 3.23 105
q v 3.89 10 3m 3 /s , H 18.92m
1200 kg/m 3的碱液时，泵特性方程不变，此时管路特性方程
.
3
,,'. 巾.98.1 10 H 0
A z
4 ----------------- g 1200 9.81 12.3
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
【2-5】在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮
离心泵在转速n 2900r /min 时的H q v 特性曲线数据见
（2）工作点的流量与扬程；
（3）若采用改变转速的方法，使第
3.5 10 3m >s ，应将转速调节到多少？（参看例
工作点的流量与扬程
3 1
q v / 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q vA
3
0.0045m /s ，扬程
H A 19.8 m H 2O
3
（3）将工作点流量从 q vA 0.0045m /s 调节到
3
C VC 0.0035m / s , 泵的转速应由 2900r / min 调
qv 与
计算值如下
28 6 105q v 2
5
2
12.3 3.23 10
5
q v 2
得新工作点下流量及压头
q V 4.12 10
3
m 3/s ，H ' 17.78m
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
32。
试求：（1）管路特性方程; 问求得的工作点流量调节到
已知 d 0.075m, l l e 400m,
0.03, 32
管路特性方程
H 0 kq ；
H o Z
10 0 10mH 2O
l ~d l e
5
d 4 8
2
9
81
0 03
400
32
5 科丽57
502 105
H 10 5.02 105
2 q
v
2-3）。
管路特性曲线的
节到多少?
将q ve 0.0035 m3/s代入管路特性方程，求得
H C 10 5.02 105 (0.0035)216.1 H2O
等效率方程Kq
：
系数K H e
-2—
q
v e
16.1
(0.0035)2
1.31 106
得等效率方程H 1.31 10 6 2 q
V
等效率方程的计算值如下
3 1
q V/ m s 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045
H /m 1.3
1
5.24 11.8 21 2
6.5 从n 2900r /min 的泵特性曲线与等效率曲线的交点D，得到
q VD
0.004 m3/ s, H 21 m H
2O
0Q2
流量为q ve 0.0035m3/s时的转速为
n e n o 広
q
VD
n o n e
100
rt=Z9(X>r/friin
GCX4 0 006
流fi印/■m'■旷I
0.00&0.01习题2-5b附图
2900需2538r/min
n D 2900 2538 100 12.5% 2900
转速变化小于20%，效率基本不变。
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
流量q V 0.0053m3 /s，扬程H 23.7m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q V 0.0061m3/s，扬程H 30.02m 水柱
离心泵的安装高度
【2-8】用型号为IS65 50 125的离心泵，将敞口水槽中的水送出，吸入管路的压头损
试求：（1）水温20 C时泵的安装高度，（2）水温80 C时泵的安装高度。
解已知环境大气压力
最大允许安装高度为
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
失为4m，当地环境大气的绝对压力为98kPa。
P o 98kPa (绝压)
吸入管H f 4m(H2O),查得泵的汽蚀余量Ai=2m
⑴20 C的水，饱和蒸气压P v 23.38kPa ,密度998.2kg / m3
最大允许安装高度为
P0 P V
H g 允许=— h H f
g
(98 23.38) 103
998 2 9 81
1.62m
输送20 C水时，泵的安装高度H g 1.62m
⑵80 C的水，饱和蒸气压P V 47.38kPa ,密度971.8kg / m3
习题2-6附图
H g 允许=专h H f 2 4 0.69m
输送80 C水时，泵的安装高度H g 0.69m
【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
温度下液体的密度为850kg/m3,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
(85 72.12)103 3 0 1 5 2 96m
850 9.81 . . .
大气压力P o 101.33k Pa
最大允许安装高度为
H f 4.66m水柱时可以用。
而实际安装高度H g实=2.5m H g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 C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h 2m。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101.33kPa。
解水在80 C时饱和蒸气压P v 47.38kPa，密度971.8kg/m3汽蚀余量h 2m，
85kPa。在操作
H g允许=竺卫h
g
H g允许=匹旦h
g
(101 .33 47.38) 103
971.8 9.81
H f 3.66 H f
第(2)方案的安装高度H g 7m,大于H g允许，不能完成输送任务。
第(1)方案的安装高度H g 1m
习题
2.65?
3.71kW ，汽蚀余量 h 2 ?2.5m 。
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 C,管壁相对粗糙度
訂O.。
01
。要求输水量为
20?25m 3/h 。(1)试选择适当管径；
(2)试选择一台离心泵。
解 20 C 水的
998.2kg/m 3,
1.004 10 3Pa s
l l e 45m, — =0.001 d
最大流量 C v 25m / h
(1)管径d
从教材表1-3中选管路中水的流速
u 2.5 m/ s
选公称直径 65mm 的低压流体输送用焊接钢管 管径为 75.5mm 3.75mm ，内径 d 75.5
3.75 2 68mm
最后计算流速
cv 25 / 3600 -d 2
_ (0.068)2
4
4
1.91m/ s
此流速在表1-4 中的 1.5?3.0m/s 范围内
(2)选离心泵
扬程
H f
Re
du
U 2 0 Z 20
0.068 1.91 998.2
1.004 10 3
1.29 105
查得
0.0218
H f
l l e U 2 d 2g
0.0218 -^5- 0.068 疇 2.68 m
扬程 H 20 2.68
22.68 m
有效功率 P e
C v gH
25 3600
998.2 9.81 22.68
1540W 1.54 kW
设泵的效率 =0.65
轴功率 P P_1.54_
2.37 kW
其流量范围为15?30m 3 /h ,扬程范围为35?30m ,
转速为2900r / min ,轴功率为
4 U
t 25/3600
0.0595m 59.5mm ^7 2.5 d
Cz
0.65
选用离心泵 IS65 50 160
第二章输送机械
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
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_____________________________________。
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
第二章流体输送机械答案
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
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
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
第二章流体输送机械作业
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
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 ==?=
第二章 流输送机械原理
第二章流体输送机械 2-1概述 化工生产中，下列流体输送场合需要利用流体输送机械： 1）将流体从低处送到高处； 2）将流体从底压处送到高压处； 3）将流体从甲地送往乙地（管道运输如石油，天然气输送）； 4）抽气（使设备如反应装置维持一定的真空度）。 按工作原理对流体输送机械进行分类有下列几类： 1）离心式，如离心泵； 2）往复式，如往复泵，往复压缩机； 3）旋转式，如旋转泵；（2和3为正位移泵） 4）流体动力作用式，如喷射泵。 在流体输送机械中，输送流体的通常称为泵，输送气体的通常称为风机和压缩机。下面对流体输送机械的操作原理，基本构造，性能特点和选用原则将重点讨论离心泵。 第一节流体输送设备 2-2 离心泵 一.操作原理、主要部件与类型 1.操作原理 最常用的液体输送机械是离心泵。图2-1离心泵的 装置图。其基本部件是旋转的叶轮和固定的泵壳。叶轮 与泵轴相连，叶轮上有若干弯曲的叶片。泵轴由外界的 动力带动时，叶轮便在泵壳内旋转。液体由入口沿轴向 垂直地进入叶轮中央，在叶片之间通过而进入泵壳，最 后从泵的切线出口排出。 离心泵的操作原理如下。开动前泵内要先灌满所输 送的液体。开动后，叶轮旋转，产生离心力。液体因而 从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高；并以很高的速 度流入泵壳，在壳内减速，使大部分地动能转换为压力 能，然后从排出口进入排出管路。 叶轮内的液体被抛出后，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 送的液体内，在液面压力(常为大气压)与泵内压力(负压) 的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被 排出液体的位置。只要叶轮不停地转动，离心泵便不断 地吸入和排出液体。由此可见离心泵之所以能输送液体， 主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力，故名离心 泵。
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？