第二章流体输送机械.docx
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第二章流体输送机械
第二章流体输送机械
一填空题
1.离心泵的工作点是曲线与曲线的交点;离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵发生现象。
2.离心泵用出口阀调节流量实质上是改变曲线,用改变转速来调节流量实质上是改变曲线。
旋涡泵常用方法来调节流量。
3.如图3,管路中装有离心泵:
使用阀1调节流量易造成
;若阀2关小,管路所送流量,
泵扬程,泵出口压力表读数。
4.离心泵的允许气蚀余量△h的定义式是。
5.液体输送泵按工作原理大致可分为,,,。
6.离心泵流量调节方法为,,。
7.离心泵在启动前,要先灌泵,以防止现象的发生。
8.离心泵的性能参数主要是,,,。
性能曲线是指,,的关系曲线。
9.离心泵的允许吸上真空度是指;允许气蚀余量是指。
10.用离心泵把江水送至敞口高位槽,若管路条件不变,而江面下降,则泵的输液量__________;轴功率_________。
11.采用离心泵的串并联可改变工作点,对于管路特性曲线较平坦的低阻管路,采用组合可获得较高的流量和压头,而对于高阻高阻管路,采用组合较好,对于(ΔZ+ΔP/ρɡ)值高于单台泵所能提供最大压头的特定管路,则采用组合方式。
12.往复泵的有自吸能力,启动前不需,往复泵的压头与泵的尺寸,取决于管路特性,这类泵称为。
流量调节不能简单地用排出管路上的阀门来调节流量,一般用来调节。
13.风机的性能参数是指,,等。
若被输送气体的温度增高,风机的风压将。
风机的风量一般是以状态计量的。
14.往复压缩机的主要部件有,,,。
压缩比是指。
为解决压缩机的流量不均问题,在压缩机的出口应安装。
15.离心泵的轴封装置主要有两种:
和。
16.离心通风机的全风压是指与之和,其单位为。
17.若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头,流量,效率,
轴功率。
18.若离心泵入口真空表读数为700mmHg,当地大气压为101.33kPa,则输送上42℃水时(饱和蒸汽压为8.2kPa)泵内发生。
19.离心泵在一管路系统中工作,管路要求流量为Qe,阀门全开时管路所需压头为He,而与相对应的泵所提供的压头为Hm,则阀门关小压头损失百分数为%。
20.若被输送的液体密度增大时,离心泵的流量,扬程,功率,效率。
21.对离心泵的叶轮进行切削,使直径由D1变为D2,且D2=0.9D1,则流量Q2Q1,扬程H2H1,功率N2N1。
22.往复泵的往复次数增加时,流量,扬程。
二选择题
1.用同一离心泵分别输送密度为ρ1及ρ2的两种流体,已知二者体积流量相等,ρ1=1.2ρ2,则。
A.扬程H1=H2,轴功率N1=1.2N2B.扬程H1=1.2H2,轴功率N1=N2
C.扬程H1=H2,轴功率N1=N2D.扬程1.2H1=H2,轴功率1.2N1=N2
2.离心泵的安装高度与。
A.泵的结构无关B.液体流量无关
C.吸入管路的阻力无关D.被输送的流体密度有关
3.两台型号相同的泵串联操作的总压头单台泵压头的两倍。
A.低于B.等于C.大于D.不能确定
4.离心泵的扬程是指单位质量流体经过泵以后以下能量的增加值。
A.包括内能在内的总能量B.机械能
C.静压能D.位能(即实际的升扬高度)
5.化工过程中常用到下列类型的泵:
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,其流量调节必须采用。
A.abcB.bcdC.adD.a
6.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
7.离心泵的调节阀开大时,。
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
8.某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应。
A.停泵,向泵内灌液B.降低泵的安装高度
C.检查进口管路是否有泄漏现象D.检查出口管路阻力是否过大
9.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
10.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
11.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
12.有自吸能力的泵是。
A.离心泵与旋涡泵B.往复泵与回转泵
C.齿轮泵与离心泵D.回转泵与旋涡泵
13.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
14.离心泵在n=n1时的特性曲线(Q1-H1关系)与n=n2时的特性曲线(Q2-H2)对应点的关系是。
A.Q1=Q2H2=H1(n2/n1)2B.Q1=Q2(n2/n1)H2=H1(n2/n1)2
C.H1=H2Q2=Q1(n1/n2)D.Q2=Q1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)
15.离心泵在两敞口容器间输液,以下说法是正确的:
当ρ变化时,离心泵的。
A.H——Q特性曲线发生变化,N轴——Q线也发生变化
B.H——Q特性曲线不发生变化,但N轴——Q特性曲线要发生变化
C.H——Q特性曲线发生变化,N轴——Q特性曲线不发生变化
D.H——Q特性曲线与N轴——Q特性曲线都不发生变化
三简答题
1.什么是离心泵的压头(扬程)?
什么是风机的风压?
2.什么是气缚现象?
什么是气蚀现象?
3.离心泵的特性曲线方程是什么?
它与什么有关?
与什么无关?
4.离心泵的流量如何调节?
往复泵的流量如何调节?
那种方法使用方便?
那种方法能量损失小?
5.离心泵的性能曲线图由哪几条曲线组成?
6.对一定的管路,当用两台相同离心泵串联(或并联)操作时,其压头(流量)与使用同一台泵时的压头(流量)的关系是什么?
7.在离心泵的组合方式选择时,对低阻管路,应采用那种组合方式?
对高阻管路又如何?
8.什么是泵的设计点?
泵的工作点如何确定?
9.离心泵铭牌上表明的压头是指该泵在规定转速,最高效率下对单位重量的20℃的水提供的能量,对吗?
10.为什么要采用多级压缩?
多级压缩机的级间为何采用中间冷却?
11.离心泵启动后吸不上液体,是什么原因?
怎样才能使泵正常工作?
12.离心泵的选用有那几条原则?
13.液体密度与离心泵的理论压头有何关系?
同一压头下,泵进出口的压差与流体的密度有何关系?
14.允许吸上真空高度与允许气蚀余量是如何定义的?
15.离心泵的操作要点有那些?
四计算题
【2-1】用离心泵(转速为2900r/min)将20℃的清水以60m3/h的流量送至敞口容器。
此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4m和0.61m。
规定泵入口的真空度不能大于64kPa。
泵的必需气蚀余量为3.5m。
试求
(1)泵的安装高度(当地大气压为100kPa);
(2)若改送55℃的清水,泵的安装高度是否合适。
解:
(1)泵的安装高度
在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式(水池液面为基准面),得
即
m
(2)输送55℃清水的允许安装高度
55℃清水的密度为985.7kg/m3,饱和蒸汽压为15.733kPa
则
=
=2.31m
原安装高度(3.51m)需下降1.5m才能不发生气蚀现象。
【2-2】附图为测定离心泵特性曲线的实验装置,实验中已测出如下一组数据:
泵进口处真空表读数p1=2.67×104Pa(真空度)
泵出口处压强表读数p2=2.55×105Pa(表压)
泵的流量Q=12.5×10-3m3/s,功率表测得电动机所消耗功率为6.2kW
吸入管直径d1=80mm,压出管直径d2=60mm,
两测压点间垂直距离Z2-Z1=0.5m
泵由电动机直接带动,传动效率可视为1,电动机的效率为0.93,实验介质为20℃的清水.试计算在此流量下泵的压头H、轴功率N和效率η。
解:
(1)泵的压头在真空表及压强表所在截面1-1与2-2间列柏努利方程:
式中Z2-Z1=0.5m
p1=-2.67×104Pa(表压)
p2=2.55×105Pa(表压)
u1=
u2=
两测压口间的管路很短,其间阻力损失可忽略不计,故
H=0.5+
=29.88mH2O
(2)泵的轴功率功率表测得功率为电动机的输入功率,电动机本身消耗一部分功率,其效率为0.93,于是电动机的输出功率(等于泵的轴功率)为:
N=6.2×0.93=5.77kW
(3)泵的效率
=
在实验中,如果改变出口阀门的开度,测出不同流量下的有关数据,计算出相应的H、N和η值,并将这些数据绘于坐标纸上,即得该泵在固定转速下的特性曲线。
【2-3】用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠,两液面维持恒差8.8m,管内流动在阻力平方区,管路特性方程为
(qe的单位为m3/s)
单台泵的特性方程为
(q的单位为m3/s)
试求泵的流量、压头和有效功率。
解:
联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H,进而计算Pe。
管路特性方程
泵的特性方程
联立两方程,得到q=4.52×10–3m3/sH=19.42m
则
W=861W
【2-4】用离心通风机将50℃、101.3kPa的空气通过内径为600mm,总长105m(包括所有局部阻力当量长度)的水平管道送至某表压为1×104Pa的设备中。
空气的输送量为1.5×104m3/h。
摩擦系数可取为0.0175。
现库房中有一台离心通风机,其性能为:
转速1450min-1,风量1.6×104m3/h,风压为1.2×104Pa。
试核算该风机是否合用。
解:
将操作条件的风压和风量来换算库存风机是否合用。
Pa=106300Pa
kg/m3=1.147kg/m3
m/s=14.40m/s
则
Pa=10483Pa
Pa=10967Pa
库存风机的风量q=1.6×104m3/h,风压HT=1.2×104Pa均大于管路要求(qe=1.5×104m3/h,HT=10967Pa),故风机合用。
【2-5】采用一台三效单动往复泵,将敞口贮槽中密度为1200kg/m3的粘稠液体送至表压为1.62×103kPa的高位槽中,两容器中液面维持恒差8m,管路系统总压头损失为4m。
已知泵的活塞直径为70mm,冲程为225mm,往复次数为200min-1,泵的容积效率和总效率分别为0.96和0.91。
试求泵的流量、压头和轴功率。
解:
(1)往复泵的实际流量
m3/min=0.499m3/min
(2)泵的扬程
m=149.6m
(3)泵的轴功率
kW=16.08kW
【2-6】选用某台离心泵,从样本上查得其允许吸上真空高度Hs=7.5m,现将该泵安装在海拔高度为500m处,已知吸入管的压头损失为1mH2O,泵入口处动压头为0.2mH2O,夏季平均水温为40℃,问该泵安装在离水面5m高处是否合适?
解:
使用时的水温及大气压强与实验条件不同,需校正:
当水温为40℃时pv=7377Pa
在海拔500m处大气压强可查表2-1得
Ha=9.74mH2O
H's=Hs+(Ha-10)-
=7.5+(9.74-10)―(0.75―0.24)=6.73mH2O
泵的允许安装高度为:
(2-22b)
=6.73―0.2―1
=5.53m>5m
故泵安装在离水面5m处合用。
【2-7】用离心泵(转速为2900r/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60kPa和220kPa,两测压口之间垂直距离为0.5m,泵的轴功率为6.7kW。
泵吸入管和排出管内径均为80mm,吸入管中流动阻力可表达为
(u1为吸入管内水的流速,m/s)。
离心泵的安装高度为2.5m,实验是在20℃,98.1kPa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
将有关数据代入上式并整理,得
m/s
则
m3/h=57.61m3/h
(2)泵的扬程
(3)泵的效率
=68%
在指定转速下,泵的性能参数为:
q=57.61m3/hH=29.04mP=6.7kWη=68%
【2-8】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39m3/h,此时泵的压头为38m。
已知输油管内径为100mm,摩擦系数为0.02;油品密度为810kg/m3。
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
由于启动离心泵之前pA=pC,于是
=0
则
又
m
h2/m5=2.5×10–2h2/m5
则
(qe的单位为m3/h)
(2)输油管线总长度
m/s=1.38m/s
于是
m=1960m
(注:
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