流体机械原理第二章课后答案

第二章 流体输送机械

一、填空题：

1.（3分） 某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m.s,则泵的有效功率为________.

***答案*** 1472w

2.（2分） 离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，会发生__________现象。 ***答案*** 气蚀。

3.（3分） 轴流式通风机产生的风量_______、风压_________，所以它只适用于_____________。 ***答案***

大、 小、 通风换气

4.（4分） 离心泵的叶轮有_______、_______和________三种类型，若输送浆料或悬浮液宜选用_________。 ***答案***

闭式、 半开式和开式； 半开式或开式

5.（4分） 真空泵是一个获得________于处界大气压的设备，它用于抽送设备内的__________压气体，使设备内获得一定的___________。往复式真空泵用于抽吸___________的气体。

***

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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/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??995.7kg/m3，流量qV?540m3/h 压力表pM?350kPa，真空表pV??30kPa（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离h0?0.35m 管径d1?0.35m，d2?0.31m

流速 u1? V??2?4d123

q540/36004?(0.35)2 ?1.56m/s

?d??0.35?u2? u1?1? ?1.56????1.99m/s d0.31???2?2pM?pVu2?u12扬程 Η?h0? ?ρg2g2350?103?(?30?103)(1.99)2?(1.56)2 ?0.35? ?995.7?9.812?9.81 ?0

2 平面机构的运动分析

1.图 示 平 面 六 杆 机 构 的 速 度 多 边 形 中 矢 量 ed →代 表 ， 杆4 角 速 度 ω4的 方 向 为 时 针 方 向。

2.当 两 个 构 件 组 成 移 动 副 时 ，其 瞬 心 位 于 处 。当 两 构 件 组 成 纯 滚 动 的 高 副 时， 其 瞬 心 就 在 。当 求 机 构 的 不 互 相 直 接 联 接 各 构 件 间 的 瞬 心 时， 可 应 用 来 求。

3.3 个 彼 此 作 平 面 平 行 运 动 的 构 件 间 共 有 个 速 度 瞬 心， 这 几 个

瞬 心 必 定 位 于 上。 含 有6 个 构 件 的 平 面 机 构， 其 速 度 瞬 心 共 有 个， 其 中 有 个 是 绝 对 瞬 心， 有 个 是 相 对 瞬 心。

4.相 对 瞬 心 与 绝 对 瞬 心 的 相 同 点 是 ，不 同 点 是 。

5.速 度 比 例 尺 的

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, 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/h时的He和Ne。

3

3

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)；

P (2) 筒圆周内壁上液体的势能

?gu2及动能

2g比轴心处各增加了多少？

3

3. 某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水, 当流量为71m/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

第二章 流体输送机械1

一 填空

1. 流体输送机械的主要功能是对流体做功以提高其-（机械能），具体表现为--（静压头的增大）。 2. 离心泵的主要部件是-（叶轮），-（泵壳）和-（轴封装置）-。

3. 离心泵的泵壳制成蜗壳，叶轮的叶片-（顺着蜗壳形通道内逐渐扩大的方向旋转）-有利于动能有效转化

为静压能。

4. 离心泵的性能参数或者特性曲线是泵在一定-（转速）-下，于-（常压）-压力下用-（20度清水）为介

质通过实验测得。

5. 离心泵的主要特性曲线包括-（H--Q曲线），-（N--Q曲线）和-（η--Q曲线）。

6. 离心泵的压头（扬程）物理意义是-（泵向单位重量液体提供的机械能）-，单位是-（m）-或-（J/N）。 7. 启动离心泵之前如果不向泵灌满输送液体，将发生-（气缚），如果叶轮入口附近绝对压力低于操作温

度下液体的饱和蒸汽压，将发生-（汽蚀）现象。

8. 离心泵安装在一定管路上，其工作点是指--（泵的特性曲线和管路特性曲线的交叉点所对应的参数）-。 9. 离心泵通常采用--（出口阀）-调节流量；往复泵采用-（旁路）-调节流量。

10. 离心泵允许气蚀余量（NPSH）定义式为--（）。

二选择题

1. 一定转速下，用离心泵将敞口池中

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

第二章 牛顿定律

2 -1 如图(a)所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )

(A) gsin θ (B) gcos θ (C) gtan θ (D) gcot θ

分析与解 当物体离开斜面瞬间,斜面对物体的支持力消失为零,物体在绳子拉力FＴ (其方向仍可认为平行于斜面)和重力作用下产生平行水平面向左的加速度a,如图(b)所示,由其可解得合外力为mgcot θ,故选(D)．求解的关键是正确分析物体刚离开斜面瞬间的物体受力情况和状态特征．

2 -2 用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当FN逐渐增大时,物体所受的静摩擦力Ff的大小( )

(A) 不为零,但保持不变 (B) 随FN成正比地增大

(C) 开始随FN增大,达到某一最大值后,就保持不变 (D) 无法确定

分析与解 与滑动摩擦力不同的是,静摩擦力可在零与最大值μFN范围内取值．当FN增加时,静摩擦力可取的最大值成正比增加,但具体大小则取决于被作用物体的运动状态．由题意知,物体一直保持静止状态,故静摩擦力与重力大小相等,方向相反,并保持不变,故选(A)．

2 -3 一

第二章 牛顿定律

2 -1 如图(a)所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )

(A) gsin θ (B) gcos θ (C) gtan θ (D) gcot θ

分析与解 当物体离开斜面瞬间,斜面对物体的支持力消失为零,物体在绳子拉力FＴ (其方向仍可认为平行于斜面)和重力作用下产生平行水平面向左的加速度a,如图(b)所示,由其可解得合外力为mgcot θ,故选(D)．求解的关键是正确分析物体刚离开斜面瞬间的物体受力情况和状态特征．

2 -2 用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当FN逐渐增大时,物体所受的静摩擦力Ff的大小( )

(A) 不为零,但保持不变 (B) 随FN成正比地增大

(C) 开始随FN增大,达到某一最大值后,就保持不变 (D) 无法确定

分析与解 与滑动摩擦力不同的是,静摩擦力可在零与最大值μFN范围内取值．当FN增加时,静摩擦力可取的最大值成正比增加,但具体大小则取决于被作用物体的运动状态．由题意知,物体一直保持静止状态,故静摩擦力与重力大小相等,方向相反,并保持不变,故选(A)．

2 -3 一

1

2-1 一个测试系统与其输入和输出间的关系各有哪几种情形？试分别用工程实例加以说明。 答：测试系统与输入、输出的关系大致可以归纳为以下三类问题：

(1)当输入和输出是可观察的或已知量时，就可以通过他们推断系统的传输特性，也就是求出系统的结构与参数、建立系统的数学模型。此即 系统辨识 问题。

(2)当系统特性已知，输出可测时，可以通过他们推断导致该输出的输入量，此即滤波与预测问题，有时也称为载荷识别问题。

(3)当输入和系统特性已知时，则可以推断和估计系统的输出量，并通过输出来研究系统本身的有关结构参数，此即系统分析问题。

2-2什么是测试系统的静特性和动特性？两者有哪些区别？如何来描述一个系统的动特性？

答：当被测量是恒定的或是缓慢变化的物理量时，便不需要对系统做动态描述，此时涉及的就是系统的静态特性。测试系统的静态特性，就是用来描述在静态测试的情况下，实际的测试系统与理想的线性定常系统之间的接近程度。静态特性一般包括灵敏度、线性度、回程误差等。

测试系统的动态特性是当被测量（输入量）随时间快速变化时，输入与输出（响应）之间动态关系的数学描述。

静特性与动态性都是用来反映系统特性的，是测量恒定的量和变化的量时系统所分别表现出的性质。

系统

第2章

2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答：参考教材5~7页。

2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?

答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况?

答：参考教材12~13页。

2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项? 答：参考教材15~17页。

2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?

答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。

2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。

2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代\“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。

2-9