流体输送机械习题及答案、

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/m3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：qv0.05m3/s时，H20m；管路特性为

qv0.05m3/s时，He18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头H______m，

有效功率Pe＿＿＿＿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Pa，有效功率（理率）Pe，与效率间的关系是＿＿＿＿，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(NPSH)c只与__________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。 有一锅炉，每小时蒸发水量为20吨，额定压力为1.5MPa，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

258 当管路特性曲线写为HABqv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

261 （C）Bqv代表管路系统的局部阻力损失 262 （D）Bqv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较大地增大时，在泵的性能曲线上 （A）同一流量qv处，扬程H下降，效率上升 65 （B）同一流量qv处，扬程H上升，效率上升 66 （C）同一流量qv处，扬程H下降，效率下降 67 （D）同一流量qv处，扬程H上升，效率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

2.2.2 应用举例题

【1】在图示中，有一直径为382.5mm，长为30ｍ的水平直管AB，在其中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计，流量系数C00.63，流过孔板永久压降为pf6104Pa，管内流动摩擦系数取0.022。 试求：（1）AB段压降；

（2）若泵的轴功率为0.3kW，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=0.6m。 解：（1）根据孔板的流量计算式：

得u00.6329.810.6(13600870)/8708.27m/s 管内流速 质量流量

AB4在A、B两截间列机械能衡算式：

qmuAud28702.040.7850.03321.52kg/sR将 zAzB0,uAuB代入上式得

由直管阻力损失和孔板hf为流体在AB段的能量损失，流量计的永久压降组成，即 可

得

AB

段

压

降

为 ppApBhf87011196570Pa

图2-1 例1附图 （2）首先需计算泵的有效功率

AB段消耗功率为 PABqmhf1.52111169W

于是AB段所耗功率占泵有效功率的百分数为 PAB/Pe169/1860.90990.9%

图2-2 例2附图

【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45m3/h，总管路长（包括当量长度）150m，高位槽内压强19.62kPa（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/m3，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、qv、Pa的变化方向。 解：（1）根据送水量，可计算出管内流体流速

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

Redu0.11.5910001590004000 为湍流

0.001对于光滑管，湍流时 0.310.310.0158 Re0.251590000.25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：

上式中 z10，p10（表压），u1u20，z220m，p219.62kPa（表压） 代入上式可得泵的压头为： 泵的轴功率 PaHeqvg25.14510009.814735w

36000.65（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

当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qv增加；又PaHeqvg，上式H、qv、都改变，其中

H↓，qv↑，↑一般，H改变量较小（曲线平滑），所以Pa一般增大，或根据泵特性曲线中Pa~qv的关系可知，流量qv增加，泵轴功率Pa增大。

【3】用离心泵将原油从油库沿管内径为0.15m，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40m3/h，油泵总效率为0.65，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m3/h。已知条件：油的密度为0kg/m3，粘度为0.4Pa·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

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

Redu0.10.6302102000 为层流

0.4层流时 0.3048 Re210该题条件下，油泵所耗功率完全用于克服管路阻力，在输的进出口间列机械能衡算式可得：

泵的轴功率 PagqvHe09.814082.112253w 36000.65（2）改用备用泵后，其压头为

分析可知：由于泵的压头减少，输送过程全程压降改变为：

因泵的压头降低，输油量必减少，所以输内仍为层流流动，对于水平圆管的层流流动，由泊稷叶方程 pf由此得输内流速 u输油量 qvpfd232lu

d25.7361050.1520.504m/s 32l320.420004d2u0.7850.1520.5040.00m3/s32.05m3/h

【6】如本题附图所示的输水系统，管路直径为802mm，当流量为36m3/h时，吸入管路的能量损失为6J/kg，排出管的压头损失为0.8m，压强表读数为245kPa，吸入管轴线到U形管汞面的垂直距离h0.5m，当地大气压强为98.1kPa，试计算： （1）泵的扬程与升扬高度； （2）泵的轴功率（70%）； （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 式中 z25m

所以 He52.2042/(29.81)24.980.611830.84m

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 （2）泵的轴功率 （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p4，然后再利用静力学方程求解。

2pau4pz44Hf14 由机械能衡算式得 g2gg整理上式并将有关数据代入得：

对U形管压差计列静力学方程得

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。

33图2-6 例7附图

z35m4.5m114hRp12图2-5 例6附图 【7】用离心泵向水洗塔送水。在规定转速下，泵的送水量为0.013m3/s，压头为45m。当泵的出口阀全开时，管路特性方程为：

2He201.1105qv （qv的单位为m3/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Hf。 （1）关小阀门的压头损失

当流量qv0.013m3/s时，泵提供的压头H45m，而管路要求的压头为 损失的压头为

（2）关小阀门后的管路特性方程

管路特性方程的通式为： 在本题条件下，A(z足如下关系：

解得： B1.479105s2/m5 关小阀门后的管路特性方程为：

【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：

2H427.56104qv（qv的单位为m3/s）

p)不发生变化，而B值因关小阀门而变大。关小阀门后应满g当水在管内的流量qv0.01m3/s时，流动进入阻力平方区。现改送密度1200kg/m3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，在维持密闭高位槽表压不变的情况下，随被输送液体密度加大，

图2-7 例8附图

管路特性方程中的A(zp)值变小，因而管路特性曲线向下平移，从而导致泵的工作点g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 将有关数据代入上式得

此式与泵的特性方程联解以确定B值

解得 B1.044105s2/m5

当输送溶液时，B值不变，管路特性方程变为

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 0.010m3/s 解得 qv所以 H427.561040.010233.6m

泵的有效功率为

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。

2【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He38.440.3qv（qv单位为m3/min）。输送管路两端的势能差为16.8m，管径为764mm，长1360m（包括局部阻力的当量长度），0.03。试求： （1）输液量qv；

（2）当转速调节为1700r/min时的输液量qv。 解：（1）管路特性方程为（qv单位为m3/min）：

Hlle112qv2Hf16.8()()gd2g1d26042136011qv2 16.80.03()0.06829.810.7850.06823600216.85qv （1）

2泵的特性方程为： He38.440.3qv

（2）

式（1）和式（2）联立得： 解得：qv0.178m3/min

（2）当泵的转速调为n1700r/min时，根据泵的比例定律

nqvHn； e qvnHen/(即HeHe2qv)，将此式代入泵特性方程得： qv22将调速后泵的特性方程与管路特性方程H16.85qv联立

0.222m3/min 得 qv【13】某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其压头与流量的关系可用

2He186105qv（He单位为ｍ，qv单位为m3/s）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，

如附图所示。两槽均为敝口，且水面维持恒定。管路系统的总长为20ｍ（包括所有局部阻力的当量长度），管径为φ46×3ｍｍ，摩擦系数可取为0.02，试计算：（１）输水量为多少m3/h；（２）若泵的效率为65％，水的密度为1000kg/m3，离心泵在运转时的轴功率为多少kW；（３）若将该输送系统的高位槽改为密闭容器，其内水面上方的压强为49kPa（表压），其它条件均不变，试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化（不必计算，用公式与特性曲线图示说明）。

图2-10 例13附图

解：（1）求输水量。取1-1截面为位能基准，在1-1和2-2截面间列机械能衡式，可得管路的特性方程

上式中 z3m，p0 代入得管路的特性方程为：

2联立泵的特性方程He186105qv得出泵在该管路系统中的工作点为：

He8.25m；qv0.00403m3/s14.51m3/h

即该输送系统的输送量为14.51m3/h。 （2）泵的轴功率：PaHeqvg8.250.0040310009.81501.8w0.5018kw

0.65（3）将高位槽改为密闭容器后，泵的特性曲线不变，而管路的特性曲线发生变化，在管路特p4910325m，Hf仍为3.23105qv性方程中，z3m，，因此，管路的特性方g10009.812程为：H83.23105qv

上式表明，管路特性曲线的形状不变，位置上移，由附图可见改造后泵的工作点由A点qv，PaPa。 移至A＇点，输水量和泵的轴功率皆减小，即qv【14】某混合式冷凝器的真空度为78.5kPa，所需冷却水量为5×104kg/h，冷水进冷凝器的入口比水池的吸水面高15m，用φ114×7mm管道输水，管长80m，管路配有2个球心阀和5个弯头，现仓库中有四种规格离心泵如下：

编号 流量L/min 扬程m 1 500 10 2 1000 10 3 1000 15 4 2000 15 已知阀门的阻力系数3，弯头的阻力系数1.26，管入口0.5，摩擦系数0.02，试问用哪一号泵，并说明理由。

解：冷却水流量 qvqm/5104/100050m3/h833.3L/min

1输送管内冷水流速 uqv/(d2)50/(0.7850.123600)1.77m/s

4在水池液面与冷凝器入口外端两截面列机械能衡算式，可得如下管路的特性方程：

上式中有关管件的局部阻力系数分别为：进口突然收缩0.5，阀门3，弯头

1.26，出口突然扩大1，代入得

所选泵的额定流量和扬程应略大于系统所需的，所以应选3号泵（流量为1000L/min，扬程为15m）。1、2号泵扬程低，4号泵流量大，虽可用，但效率低，故不宜。