一、填空題(每空1分,本大題共31分)
1. 離心幫浦的基本部件包括幫浦殼 、 葉輪和軸封裝置。
2. 離心幫浦的基本效能引數有流量 、 壓頭 、 軸功率和效率 。
3. 按照機械結構的不同,離心幫浦的葉輪可分為開式 、 半閉式和閉式 ;如輸送含有固體顆粒的懸浮液,則應採用開式或半閉式葉輪。
4. 若離心幫浦輸送流體的黏度增加,則其流量降低 、壓頭降低、軸功率增大 、效率降低 。
5. 離心幫浦的效能曲線主要包括壓頭-流量曲線、 軸功率-流量曲線和效率-流量曲線。
6. 離心幫浦的特性曲線上有一最高效率點,該效率點稱為幫浦的設計點 ;離心幫浦的操作應盡可能在最高效率點附近的高效率區內進行。
7. 輸送氣體的機械根據其產生的壓力高低,可以分為通風機、 鼓風機 、 壓縮機和真空幫浦 。
8. 離心通風機的全風壓是指靜風壓和動風壓之和。
9. 離心幫浦的軸封裝置可分為機械密封和填料函密封兩種形式。
10. 離心幫浦按照葉輪的吸液方式可分為單吸幫浦和雙吸幫浦;按照葉輪的數目可分為
單級幫浦和多級幫浦
二、單項選擇題:(每空1分,本大題共5分)
在每小題列出的四個備選項中選出乙個正確答案的代號填寫在題後的括號內。
11. 為獲得較高的有效壓頭,離心幫浦葉輪一般所採用葉片的形式為( b )
a. 前彎葉片b. 後彎葉片
c. 徑向葉片d. 不確定
12. 若離心幫浦輸送流體的密度增加,則其軸功率的變化為( a )
a. 增加b. 減少
c. 不變d. 不確定
13. 隨著流量的增加,離心幫浦的氣蝕餘量( a )
a. 增加b. 減少
c. 不變d. 變化不確定
14. 下列幫浦中,不屬於正位移幫浦的是( d )
a. 計量幫浦b. 隔膜幫浦
c. 迴轉幫浦d. 漩渦幫浦
15. 往復壓縮機的理想壓縮迴圈應按照以下順序進行( a )
a. 吸氣-壓縮-排氣b. 壓縮-吸氣-排氣
c. 排氣-壓縮-吸氣d. 吸氣-排氣-壓縮
三、名詞解釋題:(每小題3分,本大題共12分)
16. 氣縛
若離心幫浦啟動時沒有向幫浦殼內灌滿要輸送的液體,由於空氣密度低,葉輪旋轉後產生的離心力小,葉輪中心區不足以形成吸入貯槽內液體的低壓,因而雖啟動離心幫浦液幫浦能輸送液體,這種現象稱為氣縛。
17. 氣蝕
當葉片入口附件液體的靜壓強等於或低於輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓時,液體將在該處部分汽化,產生氣泡。含氣泡的液體進入葉輪高壓區後,氣泡就急劇凝結或破裂。因氣泡的消失產生區域性真空,此時周圍的液體以極高的速度流向原氣泡佔據的空間,產生了極大的區域性衝擊力。
在這種巨大衝擊力的反覆作用下,導致幫浦殼和葉輪被損壞,這種現象稱為氣蝕。
18. 比例定律
離心幫浦轉速變化小於±20%時,幫浦的壓頭、流量及軸功率與轉速間近似關係為
上式稱為比例定律。
19. 切割定律
對同一型號的幫浦,可換用直徑較小的葉輪,此時幫浦的流量、壓頭與葉輪直徑之間的近似關係為
上式稱為「切割」定律,適用於葉輪直徑變化不大於10%的情況。
四、簡答題:(每小題5分,本大題共20分)
20. 離心幫浦的選擇的一般原則。
(1)確定輸送系統的流量和壓頭。
(2)確定幫浦的型別和型號。
(3)核算幫浦的軸功率。(答對1條2分,2條4分,3條5分)
21. 離心幫浦在安裝和操作中的主要注意事項。
(1)離心幫浦的安裝高度必須低於允許吸上高度,以避免出現氣蝕和吸不上液體的現象。
(2)離心幫浦在啟動前必須向幫浦內灌滿待輸送的液體,保證幫浦內和吸入管路內無空氣積存。
(3)離心幫浦應在出口閥關閉的條件下啟動,這樣啟動功率最小。停幫浦前,也應先關閉出口閥,以避免管路內液體倒流,使葉輪受衝擊而損壞。
(4)離心幫浦在運轉中應定時檢查和維修,注意幫浦軸液體洩漏、發熱等情況,保持幫浦的正常操作。
(答對1條2分,每增加1條加1分)
22. 離心幫浦和往復幫浦在操作上和特性上有哪些主要不同?
(1)離心幫浦啟動時需灌幫浦,往復幫浦啟動時無需灌幫浦。
(2)離心幫浦的流量和管路特性相關,往復幫浦的流量和管路特性無關。
(3)離心幫浦吸入和排出液體是連續的,單動往復幫浦吸入和排出液體是不連續的。
(4)離心幫浦可採用出口閥調節流量,往復幫浦需用旁路調節流量。
(答對1條2分,每增加1條加1分)
23. 常用的離心幫浦流量調節方法有哪些?
(1)採用改變出口閥的開度來調節幫浦的流量。
(2)採用改變幫浦的轉速來調節幫浦的流量。
(3)採用幫浦的串並聯來調節幫浦的流量。
(答對1條2分,2條4分,3條5分)
五、計算題:(本大題共32分)
24. 用離心幫浦將清水從貯槽a輸送到敞口高位槽,兩槽液面維持恆定,高位槽液面較貯槽液面高10 m。貯槽內液面上方的壓強為100 kpa(表壓)。
各處管路直徑均為ф108 mm×4 mm,管長為100 m(包括所有區域性阻力的當量長度),流動摩擦係數λ均為0.02。幫浦的特性方程為(h,m;q,m3/s),水的密度為1000 kg/m3,重力加速度取為10 m/s2。
(24分)
試求:(1)幫浦的工作點。
(2)若採用上述兩台相同的幫浦併聯,此時幫浦的工作點。
(3)若仍使用單台幫浦,但將高位槽變為密閉,其內液面上的壓強保持在100 kpa,則此時幫浦的工作點。
(4)若仍採用單台幫浦,高位槽為敞口,但將幫浦的出口閥門的開度調小,使管路流量較(1)下降20%,則此時的管路特性方程。
假設上述情況流動均以達到阻力平方區。
解:(1)取貯槽液面作為上游截面,高位槽液面作為下游截面,在兩者之間列伯努利方程,得
(2分)
(1分)
(2分)
所以,管路特性方程為
(2分)
幫浦的特性方程為
將管路特性方程和幫浦的特性方程聯立得
,(3分)
(2)兩台幫浦併聯的特性方程為
(2分)
管路特性方程不變,將管路特性方程和幫浦的特性方程聯立得
,(2分)
(3)管路特性方程
(2分)
幫浦的特性方程不變,將管路特性方程和幫浦的特性方程聯立得
,(2分)
(4)(1分)
(2分)
由 (2分)
得, 所以管路特性方程為
(1分)
25. 用離心幫浦將清水從敞口貯槽a輸送到高位槽,流量為36 m3/h。幫浦的吸入口距貯槽液面的高度為1.
0 m。幫浦的吸入管路直徑為ф108 mm×4 mm,管長為100 m(包括所有區域性阻力的當量長度),流動摩擦係數λ均為0.02。
幫浦的必需氣蝕餘量(npsh)r =3.0 m。當地大氣壓為100 kpa,輸送溫度下水的飽和蒸汽壓為20 kpa。
試求幫浦的合理安裝高度,重力加速度取為10 m/s2,水的密度按照1000 kg/m3計算。(8分)
解:(1)m/s(2分)
(2分)
(3分)
(1分)
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