化工原理课后思考题

第二章 流体输送机械

2-1 流体输送机械有何作用？

答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。

2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？

答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；

启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。

泵入口处于一定的真空状态（或负压）

2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？

1、流量q v : 单位时间内泵所输送到液体体积，m 3/s, m 3/min, m 3/h.。

2、扬程H ：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N ，m

3、功率与效率：

轴功率P ：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。

有效功率P e ：gH q v ρ=e P

效率η：p

P e =η 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？ 答：1、离心泵的H 、P 、η与q v 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条；

2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降

离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的增大而上升。

η与q v 先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。

3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。

2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？

答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量

2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得：

f V M H g

u u g P P h H ∑+-+-+=221220ρ 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与η-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。

2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？

答：泵出口压力变小，进口处真空度增加

2-7 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？

答：当离心泵安装到特定的管路系统中操作时，若贮槽与受液槽两液面保持恒定，则泵对单位重量(1N)流体所做的净功为∑+∆+∆+∆=f e H g u g P Z H 22ρ，忽略022

≈∆g

u 令g

P Z H ρ∆+∆=0， 22452282v v e e f kq q d d l l g g u d l l H =⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∑∑∑∑∑ξλπξλ 得管路特性方程20v kq H H +=

2-8 管路特性方程20v kq H H +=中的0H 与k 的大小，受哪些因素影响？

答：0H 与液面高度差和静压差有关。k 与管路长度、管径、摩擦系数及局部阻力系数有关。

2-9 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？

答：1、离心泵在管路中正常运行时，泵所提供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。安装于管

路中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程，即管路特性方程20v kq H H +=和泵的特性方

程 H =f(Q)，联解上述两方程所得到两特性曲线的交点，即离心泵的工作点。

2、改变口阀开度（改变管路特性曲线）；改变泵的转速（改变泵的特性曲线）；离心泵并联操作；离心泵的串联操作。

2-10 何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀？

答：1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，造成冲击和振动。金属表面受到压力大，频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等，使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。这种现象称为汽蚀。

2、为了避免气蚀的发生，泵的安装高度不能太高，可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。

2-11 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些？ 答：最大允许安装高度∑-∆--=f v H h g

p g p H ρρ0；环境大气压，工作温度下的液体饱和蒸气压，允许气蚀余量，吸入管路的压头损失。

2-12 往复泵有没有气蚀现象？

答：往复泵一样有气蚀问题，只是相对较小，但在实际使用中一样需要满足入口压力要求。

2-13 往复泵的流量由什么决定？与管路情况是否有关？

答： ASn q v =理；往复泵的流量由泵缸尺寸、活塞行程及往复频率所决定，(即单位时间内活塞扫过的体积)。与管路情况（几乎）无关。

2-14 往复泵的扬程（对液体提供压头）与什么有关？最大允许扬程是由什么决定的？

答：1、 2、最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定。

2-15 何谓通风机的全风压？其单位是什么？如何计算？

答：全风压：单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能。单位是Pa ，

()()2112212212-22d d s s s s t p p p p u u p p gH P +-=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+-==ρρρ

2,222

22

11u p u p d d ρρ==

2-16 通风机的全风压与静风压及动风压有什么关系？

答：全风压为静风压和动风压之和。()动风压

静风压2112-d d s s t p p p p P +-=

2-17 为什么通风机的全风压与气体密度有关？在选用通风机之间，需要把操作条件下的全风压用密度换算成标定条件下的全风压。但为什么离心泵的压头H 与密度无关？

答：因为通风机全压gH P t ρ=，所以和密度有关

离心泵的理论压力T Q b D g ctg u g u H 2

22222πβ-=