第二章 流体输送机械习题

化工原理自测题及答案

第二章 流体输送机械习题

试题1：

离心泵的主要部件有（ ）、（ ）和（ ）。

答案与评分标准

叶轮，泵壳，轴封装置 （每空1分，共3分）

试题2：

离心泵的主要性能参数有（1） 、（2） 、（3） 、（4） 、（5） 等。

答案与评分标准

（1）流量 （2）压头 （3）轴功率 （4）效率

（5）气蚀余量 （每空1分，共5分）

试题3：

离心泵特性曲线包括 、 、和 三条曲

线。它们是在一定 下，用常温 为介质，通过实验测 得的。

答案与评分标准

H-Q N-Q η-Q 转速 清水（每空1分，共5分）

试题4：

离心泵的压头（又称扬程）是指 ，它的单位是 。

答案与评分标准

泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量（3分） m （1分） （共4分）

试题5：

离心泵安装在一定管路上，其工作点是指

答案与评分标准

泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。（2分）

化工原理自测题及答案

试题6：

若被输送的粘度大于常温下清水的粘度时，则离心泵的压头 、 流量 、效率 、轴功率 。 答案与评分标准

减小，减小，下降，增大 （每个1分，共4分）

试题7：

离心泵启动前应 出口阀；旋涡泵启动前应 出口阀。

答案与评分标准

关闭，打开 （每空1分，共2分）

试题8：

离心泵将低位敞口水池的水送到高位敞口水槽中，若改送密度为1200Kg/m3, 而其他性质与水相同的液体，则泵的流量 、压头 、 轴功率 。

答案与评分标准

不变，不变，增大 （每空1分，共3分）

试题9：

管路特性曲线的形状由 和 来确定，与离心泵的性能 。

答案与评分标准

管路布置，操作条件，无关 （每空1分，共3分）

试题10：

离心泵通常采用 调节流量；往复泵采用 调节流量。

答案与评分标准

出口阀门，旁路 （每空1分，共2分）

试题11：

离心泵气蚀余量的定义式为 。

化工原理自测题及答案

h

p1 pv

g

u1

2

2g

（2分）

试题12：

正位移泵的正位移特性是指

答案与评分标准

泵的排液能力与活塞位移有关，但与管路情况无关；而压头则受管路的

承压能力所限制。 （3分）

试题13：

往复泵主要适用于 、 的场合，输送高粘度液体时

效果也较 泵要好，但它不宜输送 液体及含有固体粒子的 。

答案与评分标准

低流量，高压强，离心，腐蚀性，悬浮液 （每空1分，共5分）

试题14：

（1）单动往复压缩机的理想压缩循环分为 、 及 三个阶段。

（2）有余隙的理想气体压缩循环又称为 。

（1） 吸气，压缩，排气 （每空1分，共3分）

（2） 实际压缩循环 （1分）

（全题共4分）

试题15：

压缩比是指 。在多级压缩中，气体经过每一级

压缩通过 器和 器后，再进入下一级压缩机。

化工原理自测题及答案

出口与进口气体压强之比（2分），中间冷却器（1分）

油水分离（1分） （共4分） 试题16：

离心通风机的全风压是指

它的单位是 。

答案与评分标准

单位体积（1m3）的气体流过风机时所获得的能量。（3分），

Pa （1分） （共4分）

试题17：

离心通风机的风压为HT（Pa），流量为Q（m3/s）,效率为η，则轴功率N为。

答案与评分标准

N

HTQ

（2分）

试题18：

离心泵的扬程是指（ ）

A、实际的升扬高度 B、泵的吸上高度

C、泵对单位重量液体提供的有效能量 D、泵的允许安装高度

答案与评分标准 （C） （2分）

试题19：

当液体的密度改变时，离心泵的压头H和轴功率N的变化为（ ） A、H、N均不变 B、H不变，N改变 C、H改变，N不变 D、H、N均改变 答案与评分标准 （B） （2分）

化工原理自测题及答案

下列两设备，均须安装旁路调节流量装置（ ）

A、离心泵与往复泵 B、往复泵与齿轮泵 C、离心泵与旋涡泵 D、离心泵与齿轮泵 答案与评分标准

（ B ） （1分）

试题21：

离心泵的轴功率是（ ）

A、在流量为零时最大 B、在压头最大时最大 C、在流量为零时最小 D、在工作点处最小

答案与评分标准 （C） （2分）

试题22：

离心泵的效率η与流量Q的关系为（ ）

A、Q增大则η增大 B、Q增大，η先增大后减小 C、Q增大则η减小 D、Q增大，η先减小后增大

答案与评分标准 （B） （2分）

试题23：

离心泵的轴功率N与流量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

答案与评分标准

（A） （2分）

化工原理自测题及答案

离心泵的必需气蚀余量Δhr与流量Q的关系为（ ）

A、Q增大，Δhr增大 B、Q增大，Δhr减小

C、Q增大，Δhr不变 D、Q增大，Δhr先增大后减小

答案与评分标准

（A） （2分）

试题25：

离心泵停止操作时，应（ ）

A、先关出口阀后停电 C、先关出口阀或先停电均可

答案与评分标准 （A） （2分）

试题26：

离心泵的工作点是指（ ）

A、与泵最高效率时对应的点 C、由管路特性所决定的点

答案与评分标准

（D） （2分）

试题27：

往复泵适用于（ ）

A、大流量且要求流量均匀的场合

C、流量较小，压头较高的场合

答案与评分标准

（C） （1分）

B、先停电后关出口阀

D、单机泵先停电，多级泵先关出口阀

B、由泵的特性曲线所决定的点

D、泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 B、介质腐蚀性强的场合 D、投资较小的场合

化工原理自测题及答案

若某离心泵的叶轮转速足够快，且设泵的强度足够大，则理论上泵的吸上高 度Hg可达无限大。（ ）

答案与评分标准 （×） （1分）

试题29：

离心泵的效率不随所输送液体的密度变化而变化。 （ ）

答案与评分标准

（√） （1分）

试题30：

离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生气蚀现象。（ ） 答案与评分标准 (×) （1分） 试题31：

离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生气缚现象。 （ ）

答案与评分标准 （×） （1分） 试题32：

离心泵的铭牌上标出的性能参数是指该泵在运行时效率最高点的性能参数。（

答案与评分标准 （ √） （1分）

试题33：

离心泵的工作点是泵的特性曲线H-Q与其所在的管路特性曲线He-Qe的交点。（

答案与评分标准 （√） （1分）

试题34：

当流量较大时，离心泵的必需气蚀余量Δhr也较大，因此在计算泵的允许安 装高度时应选取最大流量下的Δhr值。 （ ）

） ）

化工原理自测题及答案

答案与评分标准 （√） （1分） 试题35：

离心泵通常采用改变泵的转速方法来调节流量。 （ ） 答案与评分标准 （×） （1分） 试题36：

在化工生产和设计中，对流体输送机械的基本要求是什么？ 答案与评分标准

答：基本要求有：

（1） 能适应被输送流体的特性（如粘性、腐蚀性、含固体杂质等）。

（1分）

（2） 能满足工艺上对流量和能量（压头）的要求。（1分）

（3） 结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低。（1分）

（共3分） 试题37：

说明离心泵叶轮的构造和作用。 答案与评分标准

答：叶轮的构造：它是由若干弯曲的叶片构成。（1分）

作用：将原动机的机械能直接传给液体，使液体的静压能和动能均有所 提高。（2分）（共3分）

试题38：

用简单语言来说明离心泵的工作原理。

答案与评分标准

答：离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在惯性离心力

作用下，自叶轮中心被甩向外界并获得能量，最终体现为液体静压能的增加。

（4分）

试题39：

何谓轴封？其有何作用？常用的轴封装置有哪些？ 答案与评分标准

化工原理自测题及答案

答：泵轴和泵壳之间的密封称为轴封。（1分）

其作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气漏入泵内。（2分）

常用的轴封有：填料密封和机械密封两种。（1分）

（共4分）

试题40：

离心泵内能量损失包括哪几项？离心泵的效率与哪些因素有关？ 答案与评分标准

答：离心泵的能量损失包括以下几项：容积损失，机械损失，水力损失。（2 分）

离心泵的效率与泵的类型、尺寸、制造精确程度、液体的流量及性质等因素

有关。（2分）（共4分）

试题41：

为什么在启动和停止离心泵前，必须先关闭出口阀？

答案与评分标准

答：启动离心泵前应关闭出口阀，以减小启动电流，保护电机。（2分） 停泵前先关闭出口阀是为防止高压液体倒流入泵损坏叶轮。（2分）

（共4分） 试题42：

简述气蚀现象发生的原因及防止气蚀发生的有效措施。

答案与评分标准

答：气蚀现象发生的原因是叶轮入口附近处液体的绝对压强等于或低于该液 体在工作温度下的饱和蒸气压。（2分）

有效措施是通常根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度。（2分） （共4分）

试题43：

简述离心泵有哪些种流量调节方法？常用哪一种？ 答案与评分标准

答：离心泵流量调节方法有：（1）改变泵出口阀门开度；（1分）

（2）改变泵的转速； （1分）

化工原理自测题及答案

（3）减小叶轮直径。（1分）

生产中常用第（1）种方法。（1分）

试题44：

简述选用离心泵的一般步骤。 答案与评分标准

答：一般步骤如下：

（1）根据输送液体的性质和操作条件，确定离心泵的类型。（1分）

（2）确定输送系统的流量Qe和压头He。（1分）

（3）选择泵的型号，要求Q≥Qe，H≥He，且效率η较高（在高效区）（2分）

（4）核算泵的轴功率。（当ρ液>ρ水时）（1分）

（共5分）

试题45：

简述离心通风机的选择步骤。 答案与评分标准

答：一般步骤如下：

（1） 根据管路布置和工艺条件，计算输送系统所需风压HT’，并换算为风机

实验条件下的风压HT。（2分）

（2）根据输送气体的种类和风压范围，确定风机类型。（1分）

（3）根据以风机进口状态计的实际风量Q和实验条件下的风压HT，从风机

样本中查出适宜的型号，选择原则同离心泵。（3分）

（共6分）

试题46：

用20℃清水测定某台离心泵性能时，在转速为2900r/min下，得到的试验数据为：流量12.5L/s，泵出口处压强表读数为255Kpa，泵入口处真空表读数为26.66Kpa，两测压点的垂直距离为0.5m，功率表测得电机所耗功率为6.2Kw，泵由电机直接带动，传动效率可视为1，电机效率为0.93，泵的吸入管路与排出管路的管径相同。求：(1)该泵的效率；（2）列出泵在该效率下的性能。 答案与评分标准

（1）求η 解：①求泵的压头H。

化工原理自测题及答案

以真空表和压强表所在的截面为1-1’和2-2’，列出以1N为衡算基准的柏努力方程式： （2分）

z1

u1

2

2g

p1

g

H z2

u2

2

2g

p2

g

H

f1 2

（2分）

确定各量：z2－z1＝0.5m，u1=u2，p1=-26.66Kpa（表压），p2=255Kpa（表压）， 因两测压口距离短，故Hf1-2≈0。（1分） 各量代入后可求出：H＝0.5+

2.55 10 0.2666 10

1000 9.81

电机

55

+0＝29.21m （2分）

②求泵的轴功率N：已知N电机＝6.2Kw，η

QH g1000N

轴

＝0.93，η传＝1

N轴＝6.2 0.93 1 5.766Kw 5.77Kw （1分） ③求泵的效率：η＝

12.5 10

3

29.21 1000 9.81

1000 5.77

＝0.621＝62.1％（2分）

（2）列出该泵的主要性能：n＝2900r/min，Q＝12.5L/s，H＝29.21m，N＝5.77Kw， η＝62.1％。 （1分）

试题47：

某离心泵性能实验中，当泵入口处真空表读数为56KPa时，恰好出现气蚀现象，求在操作条件下的气蚀余量NPSH和允许吸上真空度Hs’。当地大气压为100KPa，20℃时水的饱和蒸气压为2.238KPa。动压头可忽略。 答案与评分标准

解：（1）求气蚀余量NPSH可根据定义式：NPSH 其中，p1＝pa p真空度＝100－56＝44KPa （2分） 题给：pr 2.238KPa，动压头可略，则

(44 2.238) 101000 9.81

3

p1 pv

g

u1

2

2g

（2分）

u1

2

2g

0 （1分）

则：NPSH 4.26m （1分）

（2）求允许吸上真空度Hs’。 Hs'

pa p1

g

56 10

3

1000 9.81

5.71m （2分）

试题48：

某车间用3B33型离心泵将敞口贮槽中的水送至它处，槽内水位恒定，输送量为45～55m3/h，在最大流量下吸入管路的压头损失为1m，液体在吸入管路中的动压头可略。泵安装地区的大气压为9.81×104Pa。3B33型离心泵的部分性能数据如下表。求：（1）输送20℃清水时泵的安装高度。（2）若

化工原理自测题及答案

改为输送65℃清水时，泵的安装高度。

答案与评分标准 解：（1）输送20℃清水时，泵的安装高度可由下式计算： Hg Hs

u1

2

2g

H

f0 1

（2分），题给：H

f0 1

u

1m1 0

2g

2

且由泵的性能看出Q升高、Hs下降，应以最大输送量55m3/h所对应的Hs值（＝3m） 来确定泵的安装高度。且本题中输送条件与泵出厂时实验条件相符，故Hs' Hs 3m （2分）代入上式可得：Hg 3 0 1 2m。泵的实际安装高度还应比2m低（0.5～1m）。

pv

9.81 10

3

（2）输送65℃水：应按此式校正：Hs [Hs' (Ha 10) (

0.24)].

1000

4（2分）。有关量的确定：Hs' 3m，Ha 9.81 10Pa 10mH2O，查附录65℃水的

pv 2.5 10Pa，密度 980.5Kg/m，（2分）代入上式得：

43

Hs [3 0 (

2.5 109.81 10

u1

2

43

0.24)]

1000980.5

0.705m （1分）

而H

g

Hs

2g

H

f0 1

0.705 0 1 0.295m，实际安装高度还应比-0.295m低（0.5～

1m）。Hg为负值，表示泵应安装在液面下。 （1分）

试题49

如图所示，某车间要将地面敞口贮槽内密度为1120Kg/m3的溶液送至高位槽内，槽内表压强为3.92×104Pa，需要的送液量为120 m3/h，输送管路为φ

140×4.5mm的钢管，其计算总长度为140m（包括直管长度和所有局部阻力的当量长度），两液面高度差Δz＝11m，摩擦系数λ为0.03。试问能否送用n＝2900r/min、Q＝132m3/h、H＝30m的离心水泵？

化工原理自测题及答案

答案与评分标准

解：（1）必须计算出输送系统所需的流量、压头与离心泵的Q、H进行比较后才能确定能否选用该泵。在图（2分）中1-1’与2-2’间列 式：He z

u

2

2g

p

g

H

f1 2

（2分）

（2）各量确定：Δz＝11m，Δu＝0， p p2 p1 3.92 104pa(表压)

u

120/3600

4

2.474m/s （2分）

2

(0.131)

H

f1 2

.

l le

d

u

2

2g

0.03

1400.131

(2.474)

2

2 9.81

9.97m （2分）

（3） 求He。

把以上各值代入，可得：He 11

3.92 10

4

1120 9.81

9.97 24.54m （1分）

（4） 确定能否选用。

输送系统所需的流量Qe＝120 m3/h，压头He＝24.54m，而离心泵能提供的流量Q＝132 m3/h>Qe，提供的压头30m>He；且溶液的性质与水相近，故能选用该水泵。（3分）

试题50：

某输水管路系统，要求水流量Qe＝10 m3/h，管路特性方程为：He 16 0.04Qe（式中Qe：

m3/h，He：m），现有三种型号离心泵列于附表中，求：（1）计算后从附表中选择一台合适的离心水泵。（2）若该管路吸入管直径为50mm，吸入管路压头损失为1.5m，操作温度为20℃，当地大气压为9.81×104Pa，求该泵的允许安装高度Hg（该泵在转速为2900r/min下，输送20℃清水时，允许吸上真空度为6m）。

2

答案与评分标准

解：（1）选水泵。

先求He：把Qe＝10 m3/h代入可得：He 16 0.04Qe 16 0.04 (10) 20m （2分），由

2

2

Qe＝10 m/h，He＝20m查附表，可选C型号，其Q＝11 m/h，H＝21m（3分） （2）Hg。 ① 求u1：u1

Qe/3600

10/3600

1.42m/s （2分）

33

4

(0.05)

2

4

(0.05)

2

化工原理自测题及答案

② 求Hg

H

Hs'

u1

2

g

2g

H

f0 1

，由题给Hs＝Hs’，Hf0-1＝1.5m，代入可得：

Hg 6

(1.42)

2

2 9.81

1.5 4.4m （3分）

为安全起见，离心泵的实际安装高度应比4.4m低（0.5～1）m。（1分）

试题52：

离心泵在一定输送流量范围和转速下，压头和流量间关系可表示为H＝25－2.0Q（式中H单位为m，Q单位为m3/min）。若将该泵安装在特定管路内，该管路特性方程可表示为He 20 1.86Qe。（式

中H单位为m，Qe为m3/min）。试求：（1）输送常温下清

水时，该泵的流量、压头和轴功率。

（2）输送密度为1200Kg/m3的水溶液时，该泵的流量、压头和轴功率。

假设该泵的效率为60％。

2

2

答案与评分标准

解：根据离心泵的工作点定义可得：Q Qe，H He （1分） （1） 求输送常温下清水时，该泵的性能。

①由H He可得：25 2.0Q2 20 1.86Q2，即3.86Q2 5，解出Q＝1.138m3/min =68.3m3/h=0.019m3/s。（2分）

②H 25 2.0Q2 25 2 (1.138)2 22.4m （2分）

1.138

③N

QHP102

60

22.4 1000

6.942Kw （2分）

102 0.6

（2）求输送密度为1200Kg/m3的水溶液时，该泵的性能。 当输送液体的密度改变时，泵的流量和压头不变。故：

3

Q' Q 0.019m/s，H' H 22.4m （2分）

而轴功率发生变化，N'

QH 102

0.019 22.4 1200

102 0.6

8.345Kw （1分）

试题53：

用离心泵将敞口水池内的水送到常压高位槽，两槽液面位差为8m，液面保持恒定。特定管路的压头损失可表示为H

6

f

0.6 10Qe（Qe的单位是m3/s）。在特定转速下泵的特性方程为

6

2

2

H 24 0.4 10Q（Q的单位为m/s）。求该条件下水的流量为多少m/h。

33

化工原理自测题及答案

答案与评分标准

解：（1）据离心泵工作点的定义可得：Q＝Qe，H＝He。（1分） （2）He Z

p

H

f

6

8 0 0.6 10Qe （2分）

2

g

（3）H＝He可得：24 0.4 106Q2 8 0.6 106Q2，即(0.4 0.6) 106Q2 16 可解出：Q 4 10 3 0.004m3/s 14.4m3/h （3分）

试题54：

在某特定管路系统中，用离心泵输送清水。当泵的出口阀全开时，管路特性方程为 。现关小阀门调节流量，当泵的流量为0.012m/s He 18 1.3 10Qe（Qe单位是m/s）时，对应的压头为44m。试求：

（1）关小阀门后的管路特性方程。

（2）关小阀门造成压头损失占泵提供压头的百分数。

5

2

33

答案与评分标准

解：（1）求关小阀门后的管路特性方程。

本题中，K不发生变化，而B值因关小阀门而变大。关小阀门后离心泵特性不变。（1分），K、Q、H值代入管路特性方程，可得：44 18 BQe，即44 18 B(0.012)2 可解出B 1.806 105 （2分），故关小阀门后管路特性方程为： He 18 1.806 10Qe （1分）

5

2

2

（2） 流量为0.012m3/s时，原管路所要求的压头为：

He 18 1.3 10 (0.012)

5

2

18 18.72 36.72 （2分）

故关小阀门多耗的压头为： H H He 44 36.72 7.28m （1分） 关小阀门造成的压头损失占泵提供压头的百分数为：

HH

7.2844

100% 16.55%

（1分）

试题55

用离心通风机将常温下20℃、38000Kg/h的空气送入加热器加热至160℃，然后经管路而排列到常压设备内。输送系统所需的风压为1353.8Pa（按20℃，常压计）。（1）选择一台合适的离心通风机。（2）若把已选的风机（转速一定）置于加热器之后，是否仍能完成输送任务？

化工原理自测题及答案

答案与评分标准

解：（1）选风机

本题中风压不必换算，即HT 1353.8Pa （1分）

空气在20℃、101.33KPa下的密度为1.2Kg/m3，通风机的风量（按进口状态计）为：

Q

380001.2

，按Q、HT查教材P304附录25，选4-72-11No10C型离心通风 31670m/h（2分）

3

机可满足要求，其性能如下：转速1000r/min，风压1422Pa，风量32700m3/h，效率94.3％，所需轴功率16.5Kw。 （2分）

（2）若把风机（已选）置于加热器后，则风量发生显著变化。

①题给管路所需风压仅为1353.8Pa，此值相对于大气压强小得很多，所以风机入口处压强仍可按常压（101.33×103pa）计。可查出空气在此压强及160℃状态下的密度为0.815 m3/h。而风量为

Q 38000/0.815 46630m/h 所选风机得风量32700 m/h，因此，风压与前相同，风机转速

3

3

仍为1000r/min，此风机就不能完成输送任务。（3分） ②另外还应考虑所选风机是否耐高温。（1分）

试题56：

某单动往复压缩机压缩绝热指数为1.4的气体，吸入压强为101.33KPa，体积为500m，初温为10℃；压出气体压强为380KPa。压缩机得实际排气量为10 m3/min，假设气缸的余隙系数为5％，求（1）压缩后气体的稳定T2和体积V2。（2）压缩机的容积系数λ0和理论功率Nd（此过程假设为绝热压缩）

3

答案与评分标准

解：（1）求T2和V2 对于绝热压缩过程：T2 T1(

p2p1

k 1

)

k

283(

380101.33

1.4 1

)

1.4

413K （2分）

求V2可用理想气体状态方程式：

p1V1T1

p2V2T2413283

所以V2 V1 （2）求λ

0和

p1p2

T2T1

500

101.33380

194.6m （3分）

3

Nd p2p1

1

① 0 1 [(②求Nd

)k 1] 1 0.05[(

380101.33

1

)1.4 1] 0.922 （2分）

压缩机绝热压缩得理论功率Nd p1 Vmin

kk 1

[(

p2p1

k 1

)

k

1]/60

化工原理自测题及答案

Nd 101.33 10 10

3

1.4

1.4 1101.33

[(

380

1.4 1

)

1.4

1]/60 27200w 27.2Kw（3分）

试题57：

某造纸厂抄纸车间一台扬克式纸机，原生产邮封纸，所配置得白水泵（离心水泵）其流量为Q＝20m/h，扬程H为31m，轴功率N为2.6Kw，配套电机4.5Kw。现因市场变化，该纸机转产卫生纸，白水泵流量比原来下降10％，扬程下降20％。若不更换泵，而将原白水泵叶轮外径切割5％，其它尺寸不变，改用3Kw电机拖动。问此方案是否可行？

3

答案与评分标准

解：据离心泵得切割定律，可算出叶轮外径切割5％后，泵的Q’、H’和N’： （1）由

Q'QH'HN'N D2'D2

D2'D2

0.95D2

D2

2

得：Q' Q Q 0.95Q 0.9Q （1.5分）

（2）由 (

D2'D2D2'D2

)得：H' (

2

D2'D2

) H (

0.95D2

D20.95D2

D2

) H 0.903H 0.8H（1.5分）

2

（3）由 ()得： N' (

3

D2'D2

) N (

3

) N 0.857N（1.5分）

3

又因N＝2.6Kw，则N' 0.857N 0.857 2.6 2.23Kw （1分）

取安全系数为1.2倍来配套电机，则所需配套电机功率为1.2 2.23 2.68Kw 3Kw

（1.5分）

（4）由计算结果知，原水泵叶轮外径切割5％后，流量、扬程、所配电机功率都适用，故此方案可行。（1分）

试题58：

用某离心油泵从贮槽取液态烃类至反应器，贮槽液面恒定，其上方绝压为660KPa，泵安装于贮槽液

3

面以下1.6m处。吸入管路得压头损失为1.6m。输送条件下液态烃的密度为530Kg/m，饱和蒸气压为645KPa，输送流量下泵的气蚀余量为3.5m，请分析该泵能否正常操作。

答案与评分标准

解：（1）题给泵的气蚀余量，可由下式求泵的安装高度Hg ①Hg

pa pv

NPSH H

f0 1

g

(660 645) 10

530 9.81

3

3.5 1.6 2.21m（3分）

②为安全起见，离心泵得实际安装高度应至少比计算值减0.5m，为：

2.21m 0.5m 2.71m （1分）

（2）由题给条件，目前泵的安装高度为-1.6m>-2.71m，表明泵的安装高度已偏高，很可能发生气蚀现象，故该泵不能正常操作。（2分）

试题59：

一常压贮槽，内盛有粘度不大的油品，今拟用一离心油泵将其以15m3/h的流量送往表压为150KPa的高位槽内。输送管路为 57 2mm的钢管，在输送条件下，该油品的密度为760Kg/m3，饱和蒸

化工原理自测题及答案

气压为79.8KPa。升扬高度为5m，吸入管路和排出管路的压头损失分别为1m和4m。求：（1）选择一台合适的离心泵油泵。（2）确定该泵的安装高度。

答案与评分标准

解：（1）选离心油泵 ① 题给：Qe=15m/h， 而He Z

u

2

3

2g

3

p

g

H

f

5 0

150 10 0760 9.81

3

1 4 30.12m （3分）

② 据Qe＝15m3/h，He＝30.12m查上册教材附录24 （P303）选65Y－60B型离心油泵合适。其性能为：流量19.8m/h，扬程38m，转速2950r/min，轴功率3.75Kw，电动机功率5.5Kw，效率55％，气蚀余量2.6m。（3分）

（2）确定安装高度

该油泵的气蚀余量 h 2.6m，则有： H

pa pv

h H

(101.33 79.8) 10

760 9.81

3

g

g

f0 1

2.6 1 0.712m （3分）

为安全起见，该泵的实际安装高度应比（-0.712m）要低0.5～1m。（1分）

试题60：

用离心泵从敞口贮槽向表压为9.81×104Pa的密闭高位槽输送清水，两槽液面恒定，其间垂直距离为15m。管径为 ，管长（包括流动系统所有局部阻力的当量长度）为120m，流动在阻力平方区，摩擦系数为0.015，流量为40m3/h.。求：（1）管路的特性方程式；（2）泵的升扬高度与管路所需的压头。

答案与评分标准

解：（1）管路特性方程： 水的密度取1000Kg/m。

3

① K Z

8

p

g

)( 120

15

9.81 10

4

0

1000 9.81

d

4

25m （1.5分）

L Le

d

B (

L Le

d

5

②

g

2

) ( )

4

8

dg

2

5

24

0.015

8

（3分）

0.094

2

(0.094) 9.81

2

4

2.027 10s/m

③ 可得管路特性方程为：He K B Qe 25 2.027 10Qe（Qe单位为m3/s）

4

2

（1分）

（2）求泵的升扬高度与所需的压头：

① 泵的升扬高度即为两液面位差： Z 15m （1分） ② 管路所需得压头He：代入Qe＝40m3/h，可得：

化工原理自测题及答案

He 25 2.027 10 (

4

403600

)

2

27.7m

（1.5分）

试题61：

用离心通风机将大气中空气（20℃，101.33KPa），通过内径为0.6m，长度为110m（包括所有局部阻力的当量长度）得水平管路送到某设备。设备的表压强为1 104Pa。空气的输送量为1.5 104m3/h（按入口状态计），空气通过管路的平均密度

'm为1.265Kg/m，平均流速为14.1m/s。摩擦系数λ为0.0175。现有库存一台离心通

3

风机，性能如下：

转速1450r/min，风量16000m3/h，风压11000Pa，核算此风机是否合适。

答案与评分标准 解：（1）在风机进口截面1-1’与管路出口截面2-2’间列柏努力方程式，可得管路所需风压为：H'T (p2 p1)

u

2

2

hf （1.5分）

式中，p1＝0（表压），p2 1 104Pa（表压）， 'm 1.265Kg/m3，

u 14.1m/s

（1分）

L Le

d

4

（2）求 hf： hf

u

2

2

0.0175

1100.6

2

(14.1)2

2

318.9J/Kg（2分）

（3）求H’T：H'T (1 10 0) 1.265 （4）HT H'T

1.2

1.21.265

(14.1)2

1.265 318.9 10529Pa（1.5分）

'm

10529 9988Pa

（1分）

（5）计算结果说明：库存风机可提供的风量16000m3/h>管路所需的风量1.5 104m3/h；其可提供的风压11000Pa>管路所需的风压9988Pa。故此风机合用。（2分）

化工原理自测题及答案

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