流体机械讲稿_流体机械讲义

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流体输送试题

一、填空题

1．流体的密度是指______________________________，其单位为______________。单位体积流体所具有的质量，kg/m3

2．液体的密度基本与压力无关，所以液体常称为_____________________。不可压缩流体 3．说明气体的密度必须要说明_________和________条件。温度，压力

4．20℃时苯的密度为880kg/m3，甲苯的密度为866kg/m3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的密度为 _____________。871.55kg/m3

5．101.3kap、20℃时空气的密度为_____________。1.206kg/m3

6．压强在化工生产中常称为压力，一般用符号P表示，其单位用SI制表示为_________或__________。N/m，pa

7．压力单位除用pa表示外，还可以用__________、___________、___________等来表示。大气压atm，工程大气压at ,m H2O柱

8．1atm＝__________kpa＝___________at＝_________mmHg＝_________mH2O。101.3，1.033，760，10.33。

9．流体的粘度是描述流体_________性能的物理量，一般用符号_____表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失 __________。流动，μ，越大。

10．流体的流动形态有 _____________和____________两种，可用________判断。层流，湍流，雷诺数Re。

11．雷诺将影响流动形态的诸因素组成了一个无因次数群称为雷诺数，用符号“Re”表示，Re＝_______，实际上分子描述的是________力，分母描述的是_______力。

2du，惯性力，粘性力。

12．流体阻力产生的根本原因是_________________，而_______________与_________是产生流体阻力的外因。流体本身的粘性，流动型态，管路条件

13．减小流体阻力的途径为_____________________________；_________________________；___________________________；______________________等。减少不必要的管件，适当放大管径，加入一些添加剂以减小流体的粘度，给管子穿衬衣将粗糙管变成光滑管。

14．常用的化工管子类型有__________________、_______________、_________________、1 _____________________等。钢管，铸铁管，有色金属管，非金属管。

15．管子规格的表达方式为_________________和________________。公称直径Dg，mn 16．Dg50的水煤气管，普通级其实际外径为_________mm，内径为_______mm。60mm，53mm 17．φ108×4mm 的无缝钢管，其实际外径为_________mm，内径为_______mm。108mm ,100mm 18．输送0.6Mpa的水蒸汽用________________管子；输送盐酸用________________管子。无缝钢管或黑铁管，非金属管

19．管路防腐要涂油漆，一般油漆的颜色与物料的性质、用途有关。那么红色管为________ ___________；黄色管为_______________；绿色管为________________。主要物料管，危险品管，水管。

20．孔板流量计的主要构件是______________和______________。孔板，压差计。21．转子流量计也称为等_________等__________流量计。等流速，等压降。

22．转子流量计应垂直安装，流体由________而_______流动；读数读转子的____________，一般为转子________；当被输送流体的_________与试验流体有差别时，须进行刻度校正。下，上，最大截面处，顶部，密度。

23．流体输送机械按其操作原理分，分成___________、___________、___________和____________四类。离心式，旋转式，往复式，流体作用式。

24．离心泵的构造主要包括________和________组成的旋转部件以及________和_________组成的固定部件。叶轮，泵轴，泵壳，轴封

25．离心泵的流量调节方法有________________________和___________________________，一般在生产中采用__________________________，在需要长期改变流量时采用___________________。节流调节法即改变管路特性曲线，改变叶轮直径或转速即改变泵的特性曲线，改变管路特性曲线，改变泵的特性曲线。

26．离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了__________现象，其原因可能是________________或__________________。气缚，没有灌泵，轴封不严密。

27．离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了________现象，其原因可能是____________或_____________或________________。气蚀现象，安装高度过高，吸入管路阻力太大，被输送流体温度过高。

28．离心泵的主要类型有__________、___________、____________、___________等。清水泵，油泵，杂质泵，液下泵。29．正位移泵亦称为____________，其流量调节应用____________方法。容积泵，旁路 30．要求精确控制流量的液体输送机械应选用______________。计量泵。

二、选择题（单选）

1．有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。d1＜d2。其流体稳定流过该管道。今确知d1管段内流体呈层流。请断定流体在d2管段内的流型为（）。C

A．湍流；

B．过渡流； C．层流；

D．须计算确定。2．对于等长的并联管路，下列两条分析成立吗？（）C 甲：并联管路中，管径愈大流速愈大。乙：并联管路中，管径愈大雷诺数愈大。

A．甲成立；

B．乙成立； C．甲、乙均成立；

D．甲、乙均不成立。

3．流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈滞流。两管的管长L1＝L2、管内径d1＝2d2，则体积流量Q2/Q1为（）。D A．1/2；

B．1/4；

C．1/8；

D．1/16。4．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（）。A A．层流流动；

B．湍流流动；

C．过渡型流动；

D．静止状态。5．流体在圆直管内流动，充分湍流(阻力平方区)时，摩擦系数λ正比于（）。C(G为质量流速)A．G2；

B．G；

C．G0；

D．G-1。

6．有两种关于粘性的说法：（）A(1)无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。(2)粘性只有在流体运动时才会表现出来。

A．这两种说法都对

B．第一种说法对，第二种说法不对 C．这两种说法都不对

D．第二种说法对，第一种说法不对

7．水以2 m·s-1的流速在Ø35 mm×2.5 mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3 Pa·s，密度为1000 kg·m-3，其流动类型为（）。B A．层流；

B．湍流；

C．过渡流；

D．无法确定。

8．离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量（）。C A．增大；

B．减小；

C．不变；

D．无法确定。

9．装在某设备进口处的真空表读数为－50 kPa，出口压力表的读数为100 kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为（）kPa。A A．150；

B．50；

C．75；

D．25。

10．在不同条件下测定直管湍流和完全湍流区的－Re关系数据，必须在（）时，数据点才会落在同一曲线上。B A．实验物料的物性、μ完全相同； C．管子的直径相等；

11．各种型号的离心泵特性曲线（）。D A．完全相同；

B．管壁相对粗糙度相等； D．管子的长度相等。B．完全不相同； C．有的相同，有的不同；

D．图形基本相似。

12．某设备上真空表读数为0.09MPa，若当地大气压强为0.1MPa，则设备内绝对压强为（）。B A．101.33 kPa；

B．10 kPa；

C．0.91 kPa；

D．90 kPa。13．层流与湍流的本质区别是（）。A A．层流无径向脉动，湍流有径向脉动；

B．湍流Re>层流Re； C．湍流流速大于层流流速；

D．速度分布不同。14．流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数λ正比于（）。(G为质量流速)D A．G2 ；

B．G ；

C．G-1 ；

D．G-2。15．当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说（）。C A．串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍；

B．串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍；

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； 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。

16．离心泵在一定的管路系统中工作，如被输送液体的密度发生变化（其余性质不变）则（）D A．任何情况下扬程与无关；

B．只有当Z2－Z1＝0时扬程与无关； C．只有当阻力损失为0时扬程与无关；

D．只有当P2－P1＝0时扬程与无关。17．离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。B A．Q增大，η增大；

B．Q增大，η先增大后减小； C．Q增大，η减小；

D．Q增大，η先减小后增大。18．判断流体流动类型的准数为（）。A A．Re数；

B．Nu数；

C．Pr数；

D．Fr数。19．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（）。C A．过渡型流动；

B．湍流流动；

C．层流流动；

D．静止状态。20．某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，当处于完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的。（）D A．4倍；

B．8倍；

C．16倍；

D．32倍。21．牛顿型流体在直管中呈层流时，摩擦因数不可能为下列哪个值。（）B A．0.055；

B．0.015；

C．0.035；

D．0.045。

22．有一台离心泵，当转速为n1时，所耗的轴功率为1.5 kW，排液量为20 m3·hr-1，当转速调到n2时，排液量降为18 m3·hr-1。若泵的效率不改变，此时泵所耗的功率为。（）C A．1.35 kW；

B．1.22 kW；

C．1.09 kW；

D．1.15 kW。

23。在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映（）。A A．A、B两截面间的压强差；

B．A、B两截面间的流动阻力； C．A、B两截面间动压头变化；

D．突然扩大或缩小的局部阻力。24．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。25．下列说法正确的是

（）D A．液体是不可压缩的，固称之为不可压缩流体 B．除实测外，流体的密度数据只能从有关手册中查取C．液体的相对密度是该液体与相同状况下纯水密度的比值 D．对气体和大多数液体而言，温度升高其密度下降 26．真空度与绝对压力的关系

（）C A．真空度越高, 绝对压力也越高 B．真空度相同, 绝对压力也相同

C．绝对压力低于大气压时,测压仪表上的读数为真空度 D．真空度为零时,绝对压力为1atm 27． 当地大气压为1atm，若某生产设备上真空表读数为10mmHg时（）D A.表压为102 kPa

B.表压为750mmHg

C.绝压为10mmHg

D.绝压为10.2mH2O

28． 关于黏性和黏度的叙述错误的是（）C A.静止的流体和流动的流体都具有黏性 B.黏度是衡量流体黏性大小的物理量 C.流体的黏度随温度的升高而减小

D.压力改变对液体黏度的影响很小，可以忽略，不很高的压力对气体黏度的影响也可以忽略 29．流体作稳定流动时（）。B A．任一截面处的流速相等

B任一截面处的流量相等 C．同一截面的密度随时间变化

D.质量流量不随位置和时间的变化 30．当管中的液体形成稳定流动时，已知d2=2d1，则（）。A A.u1=4u

2B.u2=4uC.u2=2u1

D.u1=2u2 31． 柏努利方程（）C A．为流体流动的总能量衡算式

B．既能用于流体的稳定流动，也能用于流体的不稳定流动 C．表示稳定流动时，流体在任一截面上各种机械能的总和为常数 D．能反映流体自然流动的方向 32．应用柏努利方程时，错误的是（）B A．单位必须统一

B．截面与基准水平面可任意取 C．液面很大时，流速可取为零

D．用压头表示能量的大小时，应说明是哪一种流体 33．下列说法正确的是（）D A．柏努利方程不能表示静止流体内部能量转化与守恒的规律 B．流体作用在单位面积上的压力，称为静压强 C．可以用液柱高度表示压力的大小

D．在静止、连通的流体中，处于同一水平面上各点的压力均相等 34．下列不属于U形压力计组成的是（）C A.U形玻璃管

B.指示液

C.连接测压点的胶管

D.读数标尺 35．关于U形管压差计的指示液，下列说法错误的是（）C A.指示液与被测流体不互溶。

B.指示液不能与被测流体发生化学反应。C.指示液的密度一定要比被测流体大 D.指示液最好带一些颜色，方便读数。36．下列说法错误的是（）B A．黏性是流体阻力产生的根本原因

B.静止的流体没有黏性 C.静止的流体没有阻力

D.流体的流动型态与黏度有关 37．下列说法正确的是（）B A．流体的流动型态有层流、过度流和湍流三种 B．湍流与滞流的本质区别是流体质点有无作径向运动 C．流体在管内流动时，湍流和滞流不可能同时存在 D．直管阻力与局部阻力均与流体的动能成正比例关系

38．某温度下，密度为1000kg/m³，粘度为1cP(1cP=1mPa·s)的水在内径为114mm的直流管内流动，流速为1m/s,则管内的流动类型为（）A A.湍流

B.过渡流

C.滞流

D.无法判断

39．流体在直管内作湍流流动时，若管径和长度都不变，且认为λ不变，若流速为原来的2倍，则阻力为原来的（）倍。D 11A.B.2C.2

D.4 40．不能减少流体阻力的措施是（）C A.减短管路，减少管件、阀门

B.放大管径

C.增大流速

D.加入某些药物，以减少旋涡 41．关于管路的压力标准与直径标准中正确的是（）B A.公称压力等于实际工作的最大压力

B.工作压力是实际工作的最高允许压力 C.公称直径等于实际管子的内径

D.一种公称直径的管子只有一种规格 42．用“Ф外径mm×壁厚mm”来表示其规格的是（）B A.铸铁管

B.钢管

C.铅管

D.水泥管 43．只用来改变管路直径的是（）C A.弯头

B.三通

C.内、外牙

D.丝堵 44．能用于输送有悬浮物质流体的是（）D A.旋塞

B.截止阀

C.节流阀

D.闸阀 45．能自动间歇排除冷凝液并阻止蒸汽排出的是（）D A.安全阀

B.减压阀

C.止回阀

D.疏水阀 46．小管路除外，对常拆的管路一般采用（）B A.螺纹连接

B.法兰连接

C.承插式连接

D.焊接 47．符合化工管路的布置原则的是（）A A．各种管线成列平行，尽量走直线

B．平行管路垂直排列时，冷的在上，热的在下 C．并列管路上的管件和阀门应集中安装 D．一般采用暗线安装 48．下列说法正确的是（）C A．离心泵能排出液体是由于泵轴带动叶轮转动时，将液体向上甩出 B．离心泵中导轮的作用就是为改变流体流动的方向

C．离心泵工作时，外加机械能转变为泵内液体的机械能，其中部分动能转变为静压能 D．填料密封比机械密封价格低，性能好 49．离心泵的扬程为（）D A．用泵将液体从低处送到高处的高度差 B．升扬高度和安装高度之差 C．泵对1kg液体做的功

D．液体在泵出口处和入口处的总压头差

50．离心泵上铭牌注明的性能参数是（）的性能。B A．实际使用时

B 高效区时

C 设计点时

D 轴功率最大时 51．离心泵中Y型泵为（）D

A 单级单吸清水泵

B 多级清水泵

C 耐腐蚀泵

D 油泵 52．下列说法正确的是（）D A．在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀” B．“气蚀”与“气缚”的现象相同，发生原因不同

C．调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行 D．允许安装高度可能比吸入液面低 53．下列说法正确的是（）

A．管路的扬程和流量取决于泵的扬程和流量 B．泵的设计点即泵在指定管路上的工作点 C．泵只能在工作点下工作C D．改变离心泵工作点的常用方法是改变转速 54．对离心泵错误的安装或操作方法是（）D A．吸入管直径大于泵的吸入口直径 B．启动前先向泵内灌满液体 C．启动时先将出口阀关闭

D．停车时先停电机，再关闭出口阀 55．对于往复泵，下列说法错误的是（）D A．有自吸作用，安装高度没有限制

B．实际流量只与单位时间内活塞扫过的面积有关 C．理论上扬程与流量无关，可以达到无限大

D．启动前必须先用液体灌满泵体，并将出口阀门关闭

56．依靠离心力对液体做功，但不能用改变出口阀开度来调节流量的是（）

A.离心泵

B.往复泵

C.旋涡泵

D.旋转泵C 57． 具有扬程高、流量小的特点，适用于高粘度液体输送的是（）B

A.往复泵

B.旋涡泵

C.旋转泵

D.流体作用泵 58． 一般离心泵比往复泵（）A A.扬程高

B.流量小

C.效率高

D.能输送腐蚀性液体 59．对于往复压缩机，下列说法正确的是（）D A．工作过程与往复泵相同

B．每一工作周期吸入气体的体积就是气缸中工作室的容量 C．排气量就是指单位时间从排出口排出的气体的体积 D．实际排气量小于理论排气量

60． 在①孔板流量计；②文丘里流量计；③转子流量计中，利用测量流体两个截面的压力差的方法来获得流量的是（）D A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③61．最简单，但测量精度最低的是（）A A.孔板流量计

B.文丘里流量计

C.转子流量计

D.无法确定 62．关于转子流量计的叙述错误的是（）B A．流量越大,转子的位置越高

B．转子上、下方的压力不随流量的变化而变化

C．安装时必须保证垂直

D．测量不同流体时，刻度需校正

三、判断题（对打√，错打Х）

1．流体的比重是密度的倒数。

（）Х 2．压力的单位也可用流体的液柱高度来表示。

（）√ 3．国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm。

（）Х 4．流体的流速是指单位时间流体质点流过的距离，化工计算中一般用管路截面上的平均流速，通过体积流量除以流通截面积得到。

（）√

5．流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量，粘度越大的流体，同样的流速下阻力损失越大。

（）√

6．流体的粘度是流体的动力学性质，静止时粘度为0。

（）Х 7．U形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度。

（）Х 8．压差一定时，U形管压差计的读数R与U形管的长、短无关。

（）√ 9．单管压差计的管端应接高压端。

（）√ 10．示液管一端与贮槽底部相连，一端与大气相通，这样示液管中的液位高度一定与贮槽中的液位高度相等。

（）√ 11．化工生产中常用液封来控制液体的出口压力。

（）Х 12．用连续沉降槽分离不互溶物系，分界面应维持恒定。

（）√ 13．柏努利方程是流体的机械能衡算式，不包括能量损失。

（）Х 14．柏努利方程中每一项的单位都是一致的，为焦耳，即j。

（）Х 15．估算流体输送过程中所需的动力主要工具就是柏努利方程。

（）√ 16．流体的流动型态有三种，即层流、过渡流和湍流。

（）Х 17．雷诺数Re是一个描述流体流动型态的无因次数群，只要各参数用同一单位制的数值代入，其计算结果都是一样的。

（）√ 18．Redu，所以，当管路中流量不变时，管径增大Re也增大。

（）Х

19．当量直径等于4倍的水力半径。

（）√20．粘性是产生流体阻力的根本原因。

（）√ 21．表示流体阻力的物理量可用hf，单位为m液柱；压力降p，单位为pa。

（）√ 22．摩擦系数随Re的增大而增大。

（）Х 23．管路中流体呈层流流动时，其摩擦系数6（）√ Re24．对于管长相等的并联管路，管径越大，流速也越大。

（）√ 25．对于管长相等的并联管路，管径越大，流量也越大。

（）√ 26．孔板流量计测量流量时，应垂直安装在管路中。

（）Х

27．孔板流量计测得的流量由“U形管压差计”读数计算而得，与孔口直径的大小无关。

（）Х

28．孔板流量计工作时孔流系数C0应在常数范围内。

（）√ 29．转子流量计应垂直安装在管路中，流体自上而下流过流量计。

（）Х 30.转子流量计也称等压降、等流速流量计。

（）√ 31.转子流量计的流量值可直接通过流量计上的刻度读得。

（）Х 32.截止阀安装时要主意流体的流动方向。

（）√ 33.球阀可用来调节流体的流量。

（）Х 34.小管路除外，一般对于常拆管路应采用法兰连接。

（）√ 35.水平平行管路垂直排列时，冷的在上，热的在下。

（）Х 36.输送盐酸，一般用塑料管。

（）√ 37.离心泵上铭牌注明的性能参数是轴功率最大时的参数。

（）Х 38.离心泵的扬程为用泵将液体从低处送到高处的高度差。

（）Х 39.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”。

（）Х 40.旋涡泵具有扬程高、流量小的特点，适用于高粘度液体输送。

（）√ 41.往复泵理论上扬程与流量无关，可以达到无限大。

（）√ 42.往复压缩机每一工作周期吸入气体的体积就是气缸中工作室的容量。

（）Х

四、简答题

1.什么是化工单元操作？

答：在化工生产过程中，遵循相同的物理学定律，所用设备相，所起作用相同的操作。2.国际单位制中指定哪几个基本物理量及其单位？答：长度m，质量kg，时间s，温度K，物质的量mol，电流强度A，光强度Cd。3.混合液体的密度是根据什么原则来计算的？ 答：根据混合前后总体积不变的原则来计算的。4.压力单位为什么可用液位高度来表示？

答：用液柱高度表示压力单位时，该液柱底部单位面积上的力与所表示的压力相等，所以可以用液柱高度来作为压力单位。

5.看图回答如下问题：①阀门关闭时，两个测压点上的读数哪个大？②阀门打开时，两测压点上读数哪个大？流量哪个大？流速哪个大？

答：① 一样大；② B点大，一样大，A点大。

6.管路上安装测量液体压力的压力表时，为什么要将其测压口与管子内表面相切？

答：因为在管壁处流速等于零，所以此处压力才是该截面上的真正静压力，因此，安装压力表时要将其测压口与管子内表面相切。

7.理想流体在图示的水平管段中流动，问；①体积流量VA和VB哪个大？②流速uA和uB哪个大？③静压头pAp和B哪个大？分别说出为什么？ gg

答：① 一样大，根据稳定流动的连续性方程usAusB，由于水的密度相等，所以两截面上的体积流量一样大；② 流速A点大，还是根据稳定流动的连续性方程usAusB，因为SASB，所以uAuB；③

22uAuBpp所以AB。2g2gggpB大，根据理想流体的柏努利方程式（略），水平zAzB、g8.静止的流体有粘度吗？温度对流体粘度影响如何？试分析之？

答：有，但没有表现；液体的粘度随温度的升高而降低，气体的粘度随温度的升高而升高，因为温度升高，液体的分子间距增大，分子之间的作用力减小，粘度降低，而对于气体，分子之间的作用是靠碰撞进行的，温度越高，碰撞机会越多，所以粘度增大。

9.流体的流动型态有哪两种？如何来判断流体的流动型态？影响流动型态的因素有哪些？ 答：流体的流动型态有层流和湍流；用Re来判定，Re小于等于2000为层流，Re大于4000为湍流；影响流动型态的因素主要有管径、流速及流体的密度和粘度。10.非圆形管路当量直径的概念与表达式？

答：当量直径等于4倍的水力半径，表达式为：de4流通截面

润湿周边11.流体在直管中作层流流动，流量不变时，管径增大一倍，流体阻力发生什么样的变化？（写出运算过程）

答：阻力减小16倍。根据阻力计算式：hfd64qvd24qvd2l4d2g得h1，所以

fd42hf2hf1d1d211 2164412.流体在管路中作层流流动时，其流速分布情况如何（定性画出分布曲线）？写出平均流速与最大流速之间的关系式？

答：流体在管路中作层流流动时，管道截面上流速分布为抛物线（曲线略），u13.试述减小流体阻力的途径？

答：缩短直管长度、减少不必要的管件，适当放大管径，加入一些添加剂以减小流体粘度，减小

1umax 2管路的相对粗糙度。

14.化工生产中常用的管子类型有哪些？ 答：钢管，铸铁管，有色金属管，非金属管。15.表示管子规格的方法有哪几种？ 答：公称直径Dg法,mn法。16.常用的管件有哪几类？

答：调节流量的，改变流动方向的，改变管径的，连接管路的，管路封口的。17.常见的阀门类型有哪些？

答： 球阀，闸阀，截上阀，蝶阀，安全阀等。18.管子的连接方式有哪些方法？

答：法兰连接，螺纹连接，焊接，承插式连接 19.管子规格mn表示的意义？

答：一般用来表示钢管的管子规格，φ指直径，m 指外径，n 指管子的壁厚。20.孔板流量计的主要构件有哪些？简述孔板流量计的使用方法？

答：主要有孔板、压差计组成；孔板流量计通过管法兰安装在水平管段中，根据压差计上的读数计算出管路中流体的流量。或者通过压力变送器转变成电讯号由仪表显示流量。21.转子流量计为什么被称为等压降、等流速流量计？

答：因为转子流量计的玻璃管是带锥度的，在流量发生变化时，转子的位置也相应随之改变，但不管转子停留在什么位置，转子上下的压差力等于转子的净重力，转子周围的环隙流量相等，因此转子流量计被称为等压降、等流速流量计。22.简述转子流量计的使用方法？

答：转子流量计应安装在垂直管段中，根据转子停留的位置，在玻璃管刻度上直接读出流量；读数读转子的最大截面处，一般为转子的顶部；当被测流体的密度与试验流体（液体为20℃的清水）的密度相差较大时，需进行刻度较正。23.流体的输送方法有哪几种？ 答：动力输送，压力输送，真空抽取。

24.流体输送机械按结构和操作方式分可分为哪几类？ 答：离心式，往复式，旋转式，流体作用式。25.离心式输送机械的作用原理？答：借助于高速旋转的叶轮施加于流体离心力，使流体获得较高的动能，在泵壳的作用下，部分动能转化为静压能排出泵外，而叶轮旋转中心随流体抛出后形成负压而吸入流体。26.往复式输送机械的作用原理？

答：利用活塞在泵缸中作往复运动时工作容积的变化来吸入和排出流体的。27.旋转式输送机械的作用原理？

答：利用泵壳中旋转的转子，或者造成工作容积的变化来输送流体、或者直接推进流体。28.流体作用式输送机械的作用原理？

答：利用流体在流动过程中造成的局部高压或低压来输送流体的。29.离心泵的主要构件有哪些？

答：主要有叶轮、泵壳以及底阀、轴封、密封环等辅助装置组成。30.离心泵的主要性能参数及其意义？ 答：流量Q——泵在单位时间内输出的 31.离心泵串、并联操作的目的是什么？

答：串联操作主要为了提高压头；并联操作主要是为了增大流量。32.离心泵调节流量的方法有哪几种？如何调节？分别用于什么情况？

答：主要有两种：一是改变管路特性曲线，即调节离心泵出口阀开度，称为节流调节法，一般生产中改变流量大小都用此法；二是改变泵的特性曲线，即改变泵内叶轮直径或改变泵的转速，一般用于需长期变更流量的场合。

33.图示离心泵操作装置中，有哪些错误？请指出并说时原因。

答：① 吸入管路上不应装阀门，② 安装高度过高，③ 吸入管路直径不能小于出口管路直径，以 13 上三点都有可能造成气蚀现象；④ 无底阀，不能灌泵，会形成气缚现象。

34.为什么往复泵的瞬时流量是不均匀的？为保证生产中的均匀供料的需要，通常可采用哪些措施？

答：因为往复泵在工作过程中，随着活塞的往复运动，吸液和排液是交替进行的，所以往复泵的瞬时流量是不均匀的。为保证生产中均匀供料的需要，通常可采用多动泵加稳压罐等。35.往复压缩机与往复泵在结构上比较主要有哪些区别？在P-V图上定性画出往复压缩机的四个工作循环，并标出各阶段名称。

答:往复压缩机与往复泵在结构上比较主要有以下三方面的区别：① 阀门要求更灵敏、更轻巧；② 余隙控制更严格；③ 气缸上就设冷却装置。

36.定性画出离心泵的特性曲线，并标出每条线的名称？ 答：

37.什么是离心泵的气缚现象，试分析引起原因？ 答：现象：泵空转，吸不上流体。

原因：泵内有空气。一是没灌泵或没灌满；二是可能轴封不严密。38.什么是离心泵的气蚀现象，试分析引起原因？

答：现象：泵振动大，噪音大，流量与扬程下降，泵壳和叶轮金属离子被剥落。

原因：叶轮旋转中心负压太大。一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高。

39.多级压缩有何优点？试画出三级压缩的一般流程？

答：①可达到较高的终压；② 可设节间冷却器，使过程接近于等温过程，省功； ③压缩机气缸容积逐级减小、强度逐级增强，使压缩机结构更合理。

40.什么是正位移泵，正位移泵调节流量有何特点？

答：依靠泵工作容积的变化来吸入和压出流体的泵称为正位移泵；正位移泵的流量调节是借助于旁路来调节的。

五、计算题

1.苯和甲苯的混合蒸气可视为理想气体，其中含苯0.60（体积分数）。试求30℃、10210Pa绝对压强下该混合蒸气的平均密度? 解：M均3xMii0.6780.49283.6kg/kmol

pM均RT10283.63.385kg/m3

8.31427330答：略

2.常温下苯的密度为879kg/m，甲苯的密度为866kg/m，试求浓度为40%（质量）苯、甲苯溶液的平均密谋？ 答：

331XW11XW220.40.6 0.00114887986615 则871.15kg/m答：略

3.湿式气柜是一个用钢板制成的钟形圆筒，下端浸入水中以贮存压强略大于大气压的气体，如图。已知钟总质量为10吨，内径为9m，若忽略钟罩的浮力，求：①气柜内压强为多少时，才能将钟罩顶起？②钟罩内外的水位差为多少m？③贮气量增加时（钟罩已顶起），气体的压强是否会增加？为什么？

试题3附图

F101039.811542.8pa(表压)答略 解：① p2A94② hp水g1542.80.16m答略

10009.81③ 贮气量增加时，气体的压强不再增加，因为根据钟罩的受力平衡，钟罩内外的压差力应等于钟罩的净重力（忽略浮力时就等于钟罩的重力），所以气体的压强不再增加。

4.在本题附图所示的贮油罐中，盛有密度为960kg/m的油品，油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。在罐壁下部有一直径为0.76m的人孔，其中心距罐底0.8m，孔盖用14mm的钢制螺钉固定。若螺钉材料的工作应力取400kgf/cm。问至少用多少根螺钉？ 解：孔盖上受到的由内向外的压力：

23FpAhgA9.60.89609.81每颗螺钉能承受的力：

40.76237576.8N

f400所以得： 41.429.816037.5Nn37576.86.22个 答：至少要8个螺钉。

6037.5

试题4附图 试题5附图

5.在如图所示的虹吸管路中，管径不变，并忽略阻力损失，当地大气压为101.3kpa，求：①虹吸管中水的流速？②2-2截面处的压强？

解：① 取1-1和3-3截面，并以3-3截面为基准水平面。

2p1u12p2u2 z1z2g2gg2gz11m z20 p10 p20 u10 u2?

代入上式求得u22g4.43m/s

② 取1-1和2-2截面，并以1-1截面为基准水平面。

2p1u12p2u2 z1z2g2gg2gz10 z20.5m p10 p2? u10 u24.43m/s代入上式得：p21.5mH2o14.7kpa（表压）

6．本题图为管壳式换热气示意图，热、冷溶液在其中交换热量。已知换热器外壳内径为600mm，其中装有269根φ25mm×2.5mm的列管束。每小时有5×10kg冷流体在管束外流过，已知该冷流体的平均密度为810kg/m,粘度为1.91×10Pa·s。试求冷流体在管束外流过的流型。

试题6附图 试题7附图

解：de4 u0.6422690.025251040.62690.0250.0262m26.2mm

0.114m/s

810360040.622690.0252 Redeu0.02620.1148101266.7 31.9110答：流体的流动型态为层流。

7.合成氨工业的碳化工段操作中，采用本题图所示的喷射泵制浓氨水。喷射泵主体为Φ57mm×3mm的管子渐收缩成内径为13mm的喷嘴。每小时将1×104kg的稀氨水连续送入，流至喷嘴处，因流速加大而压力降低将由中部送入的氨气吸入制成浓氨水。稀氨水性质与水近似，可取其密度为1000kg/m3。稀氨水进口管上压强表读数为1.52×105Pa,由压强表至喷嘴内侧的总摩擦阻力为2J/kg。试求稀氨水在喷嘴内侧的压强。解：如图 取1-1和2-2截面，2p1u12p2u2z1z2hf

g2gg2gz10 z20p11.52105pa p2?

100000.051u11.36m/s u21.3620.93m/s 20.013360010000.05142hf0.204m

9.812p21.521051.36220.932代入上式求得0.2046.943m液柱

g10009.812g2g则：p26.94310009.8168115pa（表压）答：略。

8.用内径为300mm的钢管输入20℃的水，为测取管内水的流量，采用了如图所示的装置。在2m长的一段主管上并联一根总长为10m（包括所有局部阻力的当量长度）、公称直径为2英寸的普通水煤气管，其上装有转子流量计，示值为2.72m/h。求主管中水的流量？（已知：主0.018

3。支0.030）

试题8附图 试题9附图 解：根据hf主hf支得：

22u支2.722u主100.343m/s 其中u支0.0180.0320.32g0.0532g36000.0534解得：u主2.35m/s所以：V主2.35答：略 40.320.17m3/s599.16m3/h

9.如图所示的水冷却装置中，处理量为60 m3/h，输入管路的内径为100mm的钢管，喷头入口处的压强不低于0.5at（表压），管路计算总长度（包括所有局部阻力的当量长度）为100m，摩擦系数0.025。求泵的功率？（992kg/m3）

解：取热水槽液面为1-1截面，冷水槽液面为2-2截面，并以2-2截面为基准水平面。

2p1u12p2u2z1Hz2hf

g2gg2g z13m z20

p10 p20.5at49050pa

u10 u26036000.1242.12m/s

1002.122 hf0.0255.73m

0.12g490502.1225.7337.96m 代入求得：H10009.8129.81则：NHgWs7.969.81答：略

10.每小时将2×10kg的溶液用泵从反应器输送至高位槽。反应器上方保持200mmHg的真空度，高位槽液面为大气压。管道为Φ76×4的钢管，总长为50m。管线上有两个全开的闸阀，ξ=0.17；一个孔板流量计，ξ=4；5个标准弯头，ξ=0.75。反应器液面与管道出口的垂直距离为15m。若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。（已知：溶液的密度为1073kg/m,粘度为0.63cp，管路中λ=0.03）。

4609921291W1.3kW 3600 20

试题10附图

解：取反应器液面为1-1截面，高位槽液面为2-2截面，并以1-1截面为基准水平面。

2p1u12p2u2z1Hz2hf

g2gg2g z10 z215m

p120013326600pa p20

u10 u2210436000.0682107341.43m/s

2501.43 hf0.030.17240.7550.53.2m

0.0682g266001.432153.2320.86m 代入求得：H10739.8129.81则：NHgWs20.869.81轴功率为：N轴答：略

11.本题附图所示，用玻璃虹吸管将硫酸从贮槽中吸出，硫酸的液面恒定不变，液面距虹吸管出口的垂直距离为0.4m，求硫酸在出口内侧的流速。

200001137W 360011371624W 0.7 21

试题11附图

解： 取酸槽液面为1-1和虹吸管出口处为2-2截面，并以2-2截面为基准水平面。

2p1u12p2u2 z1z2g2gg2gz10.4m z20 p10 p20 u10 u2?

代入上式求得u20.42g2.8m/s 答：略

12.用泵将湖水经内径为100mm的钢管输送到岸上A槽内，如本题图中所示，湖面与A 槽液面间的垂直距离为3m，出口管高于液面1m。输水量为60m/h。有人建议将输水管插入槽Ａ的液面中，如图中虚线所示，从泵的输出功率角度看，用计算结果说明哪种方案合理。数据：摩擦系数λ＝０.02，包括一切局部阻力在内的管子总长度Σl+Σle=50m,湖水密度ρ＝１０００kg/m,泵的效率η＝0.8,管子出口埋在液面下后设总长度变为Σl+Σle=51.5m。

22

试题12附图 试题13附图 解：①取湖水面为1-1截面，管路出口为2-2截面（A槽上面），并以1-1截面为基准水平面。

2p1u12p2u2z1Hz2hf

g2gg2g z10 z24m

p10 p20

u10 u26036000.1242.12m/s

502.122 hf0.020.023m

0.12g2.1220.0234.252m 代入求得：H429.81则：NHgWs4.2529.81轴功率为：N轴601000695.21W

3600695.21869W 0.8②取湖水面为1-1截面，A槽水面为2-2截面，并以1-1截面为基准水平面。

2p1u12p2u2z1Hz2hf

g2gg2g z10 z23m

p10 p20

u10 u20

51.52.122 hf0.020.0234m

0.12g代入求得：H30.02343.0234m 则：NHgWs3.02349.81轴功率为：N轴601000494.33W

3600494.33617.9W 0.83答:将出口管插入A槽液体内能节约输送机械的功耗。

13.粘度为３０cＰ、密度为９００kg/m的液体，自开口槽Ａ经Φ４５mm×2.5mm管道流至开口槽B，两槽液面恒定。如本题图所示，系统中两压力表分别指示压强为88.3×10Pa及44.15×10Pa。将阀们调至1/4开度，流量为3.34 m/h，两侧压点间阀们前、后管长分别为50m及20m（包括一切局部摩擦阻力的当量长度）。试求阀们开度为1/4时的当量长度。摩擦系数计算式为

滞流： λ=64/Re 光滑管湍流： λ=0.3164/Re解：管路中流体的流速为：

0.25

333u3.3436000.04240.74m/s

0.040.74900888 属于层流 3301064640.072 则：Re888Re由两侧压点间的柏努利方程式得：

70le0.742 p1p288.344.15103hf0.072g9009.810.0429.81解得：le29.54m

14.某离心泵输送清水流量为16.8m3/h时，压头为18m。试判断该泵是否可以将密度为1060kg/m3、流量为15m3/h的溶液从常压贮槽内输送到压强为3×104pa(表压)的设备中？已知输送管路直径为φ73mm×4mm、长度为124m（包括所有局部阻力的当量长度）。贮槽及设备的两液面恒定，其间的垂直距离为8.5m。管路中液体流动时摩擦系数可取为0.03。解：当流量为15m3/h时，管路中流体的流速为：

u1536000.065241.26m/s

由柏努利方程式得：300001.2621241.262H8.50.0316.1m小于18m 10609.8129.810.06529.81答：可以满足现生产要求。

15.在海拔1000m的高原上，使用一离心清水泵吸水，已知该泵吸入管路中的全部损失压头与动压头之和为6m H2O柱。今拟将该泵安装于水面之上3m处，问：此泵能否正常操作？该处夏季水温为20℃。20℃时，p=2338.59pa，海拔1000m时，大气压为9.16m H2O柱。解：当泵吸入口处的压力小于或等于被输送流体的饱和蒸汽压时，泵肯定会发生气蚀现象。所以：zmax0p大p0gu29.169806.42338.59hf62.9m3m 2g10009.81答：此泵不能操作。

16.某离心泵用高压下20℃清水进行测定实验。在转速为2900r/min下测得泵的流量为15m3/h泵出口处压强表读数为1.5×103Pa，泵入口处真空表读数为2.5×104Pa，轴功率为2.45kw。两测压口间垂直距离为0.4m，泵的吸入管和排出管的直径相同，试求该泵的效率，并列出泵在该效率下的性能。

解：在两侧压点间列柏努利方程式，并忽略阻力得： H0.41500250003.1m

10009.81Ne3.19.81261000219.6W 3600219.6100%9% 2450答：在此流量下，泵的效率为9%。在此效率下泵的性能为流量Q=15m3/h，扬程H=3.1m 轴功率N=2.45kW，效率为9%。

17.某离心泵在转速为1450r/min下测得流量胃65m3/h,压头为30m，若将转速调至1200r/min，试估算此时泵的流量和压头。解：根据式qv1n1得：流量不变； qv2n22n2n1HHH根据式1得：21H2n2n1答：略。

12003020.55m 145022 25 18.在离心泵性能实验中，当泵入口处真空表读数为56kpa时，恰好出现气蚀现象，试求在操作条件下的气蚀余量Δh和允许吸上真空度H，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。

p1u12p0101300560002238解：① h04.4m

g2gg10009.8110009.81② HSp大p入g560005.71m

10009.8119.用离心泵将20℃清水输送到某设备中，已知吸入管路的压头损失和动压头之和为2.5 m，贮水槽液面与泵吸入口中心线间的垂直距离为2m，操作条件下泵的允许吸上真空度为5.5m，试求：① 真空表读数；pa ？② 该泵可否安全运行？ 解：① p真Hsg5.510009.8154000pa54kpa

② z大p大p入gu210130054000hf012.52.32m2m 2g10009.81答：该泵可以安全运行。

20.用离心泵将敞口贮水池内水送到常压高位槽，两槽液面位差8m，液面保持恒定。特定管路的压头损失可表示为Hf=0.6×106Qe2(Qe单位为m3/s)，在特定的转速下泵的特性方程为：H=24-0.4×106Q2(Q单位为m3/s)。试求该条件下水的流量。解：联立解管路特性曲线方程和泵的特性曲线议程，即：

H80.6106Q2 H240.4106Q2

得：Q0.004m/s14.4m/h

21.某输送清水的管路系统，要求流量为90m3/h、压头为32m，试选择一台合适的离心泵，并列出该泵的性能。

解：选IS100-80-160的清水泵。其性能参数为： 33Q100m3/h

H32m

h4m

78%

N11.2kW