流體輸送模塊計(jì)算題答案

1、流體輸送模塊練習(xí)題答案計(jì)算題1.解：（1）水的流速：環(huán)隙面積A=（0.0892-0.0542）×3.14/4=0.0052 m2 水的流量V=5m3/h=0.0014m3/s 所以水的流速u=A/V=0.0052/0.0014=3.71 m/s （2）判斷水的流動(dòng)形態(tài)當(dāng)量直徑de=0.089-0.054=0.035m Re=（du）/µ=（0.035×3.71×1000）/0.001=129850 Re=1298504000,所以水的流動(dòng)形態(tài)為湍流。 2.解：根據(jù)題意，已知： 高度 Z2-Z1=12m；壓力P1=P2=P0；流速u1=u2=0總能量損失E

2、f=55 J/Kg根據(jù)柏努力方程： Z1g+ P1/+ u12/2+ W = Z2g+ P2/+ u22/2+Ef所以：W= (Z2-Z1 )g+ Ef=12×9.81+55 2分 =545.5 J/Kg質(zhì)量流量qm=10×1030/3600=1.111kg/s 1分有效功率P有=qmW=1.111×545.5 2分 =606 J/s (W)3. 解：（1）水的流速：環(huán)隙面積A=（0.0892-0.0542）×3.14/4=0.0052 m2 2分水的流量V=5m3/h=0.0014m3/s 1分所以水的流速u=A/V=0.0052/0.0014=3.7

3、1 m/s 4分（2）判斷水的流動(dòng)形態(tài)當(dāng)量直徑de=0.089-0.054=0.035m 3分Re=（du）/µ=（0.035×3.71×1000）/0.001=129850 3分Re=1298504000,所以水的流動(dòng)形態(tài)為湍流。 2分4. 解：根據(jù)題意，已知： 2分高度 Z2-Z1=30m；壓力P1=P2=P0；流速u1=u2=0總能量損失Ef=55 J/Kg根據(jù)柏努力方程： 3分 Z1g+ P1/+ u12/2+ W = Z2g+ P2/+ u22/2+Ef所以：W= (Z2-Z1 )g+ Ef=50×9.81+55 2分 =349.3 J/Kg質(zhì)

4、量流量qm=4×1000/3600=1.111kg/s 1分有效功率P有=qmW=1.111×545.5 2分 =383 J/s (W)9. 解：根據(jù)題意可知 P+（2.4 -1）水g = P0+（1.3 1）汞g 所以：P=1.013×105+（1.3 1）×13600×9.81-（2.4 -1）×1000×9.81 =1.276×105 Pa 如果以表壓表示，則 P=1.276×105 Pa-1.013×105 Pa=2.63×104Pa 5分10. 解：根據(jù)題意，已知： 高度 Z

5、2-Z1=50m；壓力P1=P2=P0；流速u1=u2=0總能量損失Ef=55 J/Kg根據(jù)柏努力方程： 3分 Z1g+ P1/+ u12/2+ W = Z2g+ P2/+ u22/2+Ef所以：W= (Z2-Z1 )g+ Ef=50×9.81+55 2分 =545.5 J/Kg質(zhì)量流量qm=4×1000/3600=1.111kg/s 1分有效功率P有=qmW=1.111×545.5 2分 =606 J/s (W)11. 解：已知：指示液密度指=1400Kg/m3 流體密度=1000Kg/m3 U型管壓差計(jì)讀數(shù)R=1500 m m=1.5m 3分 壓力差P=（指-

6、）gR 4分 =（1400-1000）×9.81×1.5 =5886Pa 3分12. 解：已知：水的流量V=3L/s=0.003 m3/s；密度=1000Kg/m3 黏度µ=1.5cP=1.5×10-3 Pa·s 2分 管徑d=27mm=0.027m （1）水的流速： 3分 =5.24m/s（2）判斷水在管中的流動(dòng)形態(tài) 雷諾數(shù) 3分 =9432 由于Re4000，所以是在管道中的流動(dòng)是湍流。 2分72. 解：已知：指示液密度指=13600Kg/m3 流體密度=1030Kg/m3 U型管壓差計(jì)讀數(shù)R=150 m m=0.15m 壓力差P=（指-）

7、gR =（13600-1030）×9.81×0.15 =18497Pa 解：已知：流量V=2.25L/s=0.00225 m3/s；密度=1030Kg/m3 黏度µ=2.12cP=2.12×10-3 Pa·s 管徑d=27mm=0.027m （1）水的流速： =3.93m/s（2）判斷水在管中的流動(dòng)形態(tài) 雷諾數(shù) =51553 由于Re4000，所以是在管道中的流動(dòng)是湍流。 89. u1/u2=d12/d22,u2=d12u1/d22=(200/100)2*0.5=2m/s qv=(/4)d12*u1=0.0157m3/s=56.52m3/h q

8、m=6.7*104kg/h90. 分別以低位槽和高位槽的液面作為1-1和2-2截面，1-1截面位置為基準(zhǔn)水平面列柏努力方程gz1+u12/2+p1/+we=gz2+u22/2+p2/+h損z1=o,z2=20m,p1=p2=0(表壓)，u10,u20, h損=390J/kg.we=20*9.8+390=586J/kg . pe=we*qm=5.8*103 J/kg .92. 解：設(shè)水封管必須插入水下的深度為h，m，才能維持設(shè)備內(nèi)的壓力不超過規(guī)定值，則水封管口所在水平面處的表壓力為80mmHg，于是： 故液封的高度應(yīng)為：      &#

9、160;       93. 解：在水槽液面1-1與塔內(nèi)水管與噴頭連接處2-2之間應(yīng)用柏努利方程，并以1-1截面為基準(zhǔn)水平面，得： 式中 Z10，Z220m； p1300kPa3.00×105Pa，p22250kPa2.25×105Pa；Ef49J/kg；1000kg/m3；u10 將數(shù)據(jù)代入柏努利方程式，得      W2797J/kg； 水泵的有效功率為    NeWqV=2797×15

10、15;1000/360011654W11.654kW 4、 問答題1.原因：當(dāng)泵入口處的壓力降低到與操作溫度下液體的飽和蒸汽壓相等甚至更小時(shí)，葉輪進(jìn)口處的液體中就會(huì)汽化出現(xiàn)汽泡。泵入口處的壓力p1操作溫度下液體的飽和蒸汽壓pv 現(xiàn)象：除發(fā)出噪音外，同時(shí)還會(huì)使泵的流量，揚(yáng)程和效率都明顯下降 危害：，泵的使用壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)使泵不能正常工作 防止：對(duì)離心泵的幾何安裝高度必須進(jìn)行限制小于最大允許安裝高度 2.答：開車：罐泵關(guān)出口閥開電機(jī)開出口閥 停車：關(guān)出口閥關(guān)電機(jī) 3.答： 顆粒大?。毫６却髣t速度大； 顆粒與流體的密度差：密度差大則速度大；流體的黏度：黏度大則速度小；顆粒的形狀：不同的形狀速度不同

11、；顆粒的數(shù)量：顆粒越多則速度越小。7.答：當(dāng)一個(gè)泵安裝在一定的管路系統(tǒng)中工作時(shí)，實(shí)際流量，不僅與離心泵本身的特性有關(guān)，而且還取決于管路的工作特性，也即是在輸送液體過程中，泵和管路必須是互相配合的，即：離心泵的流量調(diào)節(jié)方法有兩種：（1）.調(diào)節(jié)管路特性曲線如：調(diào)節(jié)出口閥的開度、改變管徑、管長(zhǎng)等 （2）.調(diào)節(jié)離心泵特性曲線如：改變轉(zhuǎn)數(shù)、葉輪直徑等 8.答：流體輸送管路系統(tǒng)包括：流體輸送機(jī)械、（泵、壓縮機(jī)等） 管道、管件 閥門、流量計(jì)等 21. 答：由于離心泵葉輪中心處的高度真空,使液體氣化,而葉輪外圍又處于高壓狀態(tài),使氣化的液體又迅速冷凝,液體的快速氣化和快速冷凝對(duì)葉輪產(chǎn)生了腐蝕. 292. 答：在

12、開車時(shí)：離心泵是縣關(guān)閉出口閥，而往復(fù)泵必須先打開出口閥；離心泵的流量可通過出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，往復(fù)泵的流量只能通過旁路來調(diào)節(jié)。314. 答：當(dāng)泵的安裝高度ZS過大，達(dá)到極限時(shí)，泵的 入口處真空度較大，HS達(dá)到最大，PS降低到與輸送溫度此案的 飽和蒸汽壓PV相等時(shí)，進(jìn)入泵的液體大量汽化流體中的氣泡占據(jù)空間，進(jìn)入葉輪高壓區(qū)，又迅速凝成液體，造成幾百個(gè)，甚至幾千個(gè)大氣壓的局部壓力，產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，葉輪局部材料可能產(chǎn)生疲勞，從點(diǎn)蝕到嚴(yán)重的蜂窩狀，葉輪受到損壞，Q.H 顯著，下降嚴(yán)重時(shí)，泵不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至損壞。316. 答：清水泵、雜質(zhì)泵、油泵、腐蝕泵。318. 答：1選擇合適的 管路途徑，盡量縮短管道的

13、長(zhǎng)度，減少直管阻力.2合理設(shè)計(jì)管路，盡量減少管件閥門，減少局部阻力。3適當(dāng)?shù)姆糯蠊軓剑龃蠊苈方孛娣e，在保證流量的 前提下，減少流速，減少阻力。4可以在流體內(nèi)添加潤(rùn)滑劑，減少摩擦，食品工業(yè)上一般不用 319. 答：系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓低于1atm時(shí)的狀態(tài)稱為真空。真空泵是將氣體從低于1atm的 狀態(tài)下壓縮提壓到某一壓強(qiáng)，而從設(shè)備或系統(tǒng)中抽出氣體，使設(shè)備或系統(tǒng)的絕對(duì)壓強(qiáng)低于外界大氣壓強(qiáng)320. 答：泵的流量qv、壓頭（揚(yáng)程）H、轉(zhuǎn)速n、軸功率P和效率五、判斷題1.U型管壓差計(jì)也可用密度小于物料密度的液體作指示液。 （ ） 2.在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，管路中任一截面流體的質(zhì)量流量是相等的。 （ ）3.對(duì)于穩(wěn)定

14、流動(dòng)系統(tǒng)，管路中任一截面的流體的流量相等。 （ ）4在任何流體內(nèi)部的任意一點(diǎn)上，各個(gè)方向上的靜壓強(qiáng)相等。 （ ）6.某水管路中水的質(zhì)量流量是25kg/s。 （ ）7.在連續(xù)流體中，位置越高壓強(qiáng)越小。 （ ）8.往復(fù)泵的流量絕對(duì)不能由其出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。 （ ）9.在管道內(nèi)部的任意一截面上，各個(gè)點(diǎn)上的靜壓強(qiáng)相等。 （ ）10.水在4時(shí)的密度是1.0。 （ ）13. 某水管路中水的流量是25kg/s。 （ ）14.U型管壓差計(jì)必需用密度大于物料密度的液體作指示液。 （ ）15. 往復(fù)泵的流量也可由其出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。 （ ）125.往復(fù)泵的流量一般可由其出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。×128.在穩(wěn)定流動(dòng)系

15、統(tǒng)中，根據(jù)連續(xù)性方程式，管路中任一截面的流體的流量是相等的。 （ ）135.輸送韌性和可壓縮性物料時(shí)，可以采用齒式或葉片式螺旋輸送機(jī)。136.衛(wèi)生離心泵的吸入口位置只要低于貯罐口，開機(jī)時(shí)就可將罐內(nèi)料液吸出。137.螺桿泵的轉(zhuǎn)動(dòng)件是用食用級(jí)橡膠制造的。×138.螺桿泵、齒輪泵和離心泵只要改變旋轉(zhuǎn)方向就可以改變輸送方向。×139.螺桿泵的輸出壓頭與螺桿的長(zhǎng)度有關(guān)。185.雖然濕式往復(fù)式真空泵可以抽水汽，但在食品工業(yè)中使用不多。186.用于蒸汽噴射泵的蒸汽壓力較高，且要求壓力穩(wěn)定。六、選擇題1.下列不屬于離心沉降的設(shè)備是 （ C）A 高速管式離心機(jī)；B 旋液分離器；C 三足式離心

16、機(jī)；D 旋風(fēng)分離器。2.某設(shè)備真空度是100mmHg，則其絕對(duì)壓力為 （C ）A600mmHg； B860mmHg；C660mmHg； D100mmHg3.某氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為1kg/m3，則在546K、2atm下的密度為（A ）A1kg/ m3 . B.2kg/m3 C. 0.5kg/ m3. D.4kg/ m34.某流體在管路中流動(dòng)，Re=30000，則其流動(dòng)型態(tài)是 （B ）A過渡流； B. 湍流 ； C. 層流95.某設(shè)備表壓是100mmHg，則其絕對(duì)壓力為 （ B ）A100mmHg； B860mmHg；C660mmHg； D600mmHg96.某氣體在546K、2atm下的密度

17、為1kg/m3，則在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為（C ）A0.5kg/ m3 . B.2kg/m3 C.1kg/ m3. D.4kg/ m397.如果外界大氣壓是105Pa，某設(shè)備真空度是20KPa，則其絕對(duì)壓力為 （ B ）A120KPa； B80KPa；C20KPa； D8000Pa117.設(shè)備內(nèi)絕壓為300mmHg，其真空度為（A）mmHg（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg）。A、450；    B、1050；    C、460；    D、-450 118.液體的溫度升高粘度（B）；

18、氣體的溫度升高粘度增大。A、不變；     B、減??；    C、增大；    D、不定 119.對(duì)不可壓縮流體，當(dāng)體積流量一定時(shí)，流速與管徑的2次方成反比；若體積流量不變，管徑減小一倍，管內(nèi)流體流速為原來的(A )倍。A、4；    B、5；    C、2；    D、1.75120.流體的流量不變，將管徑增加一倍，則雷諾數(shù)為原來的( A) 倍。A、1/2

19、；    B、2；    C、4；    D、1/4121.當(dāng)氣體壓強(qiáng)增加一倍時(shí)，此時(shí)氣體的密度為原來的( B) 倍。A、 1倍；    B、 2倍；    C、 4倍；    D、 8倍122.流體在圓形管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，管中心處的流體質(zhì)點(diǎn)流速為管內(nèi)平均流速的(C ) 倍。A、1/2；    B、1；  &

20、#160; C、2；    D、2.5123.流體的流動(dòng)類型有（ B ）。A、自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流；    B、層流和湍流；C、層流、湍流和過渡流；    D、溝流和壁流 124.離心泵銘牌上所標(biāo)明的揚(yáng)程是（ B）。A、流量為零時(shí)的揚(yáng)程；     B、效率最高時(shí)的揚(yáng)程；C、功率最大時(shí)的揚(yáng)程；     D、功率最小時(shí)的揚(yáng)程 125.離心泵的揚(yáng)程指的是（C ）液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。A、1k

21、g；     B、1m3；     C、1N；     D、1L 126.選用離心泵時(shí)，一般以泵的效率不低于最高效率的（B ）為合理。A、75%；     B、92%；     C、85%；     D、98% 132.穩(wěn)態(tài)流動(dòng)中，流速只與 有關(guān)，而不穩(wěn)態(tài)流動(dòng)中，流速除與 有關(guān)，還與 有關(guān)。（ A ）（A）位置，位置，時(shí)間； （B）時(shí)間，時(shí)間，位置；（C）位置，時(shí)間，位置； （D）時(shí)間，位置，時(shí)間， 134.某離心泵分別輸送密度為及的兩流體，已知兩者體積流量相等，=1.2，則_。（ C ）（A）揚(yáng)程H1=H2，軸功率N2=1.2N1 （B）揚(yáng)程H1=1.2H2，軸功率N2=N1（C）揚(yáng)程H1=H2，軸功率N1=1.2N2 （D）揚(yáng)程H2=1.2H1，軸功率N2=1.2N1 135.流體在圓形直管中流動(dòng)時(shí)，若流動(dòng)已進(jìn)入完全湍流區(qū)(阻力平方區(qū))，則摩擦系數(shù)與Re的關(guān)系為：（ C ）。 A. Re增加，增