第2章 流体输送机械
学习目的与要求
1、掌握离心泵的工作原理、结构及主要性能参数。
2、掌握离心泵特性曲线、管路特性曲线、工作点。
3、理解汽蚀现象成因，掌握离心泵最大安装高度计算。
4、了解往复泵和旋转泵结构。
5、了解风机结构和工作原理。
6、了解真空泵、真空技术及相关知识。
综合练习
一. 填空题
1．离心泵的主要部件有_________、_________和_________。
2．离心泵的泵壳制成螺壳状，其作用是_________。
3．离心泵特性曲线包括_________、_________和_________三条曲线。
4．离心泵特性曲线是在一定_________下，用常温_________为介质，通过实验测定得到的。
5．离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生_________现象。．
6．离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。
7．离心泵的扬程是指_________，它的单位是_________。
8．若离心泵人口处真空表读数为93.32 kPa，当地大气压强为101.33 kPa，则输送42℃水（饱和蒸气压为8.2 kPa）时，则泵内_________发生气蚀现象。
9．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_________。
10．若被输送液体的粘度增高，则离心泵的压头_________、流量_________、效率_________、轴功率_________。
答案：1. 叶轮 泵壳 轴封装置 2. 转能，即使部分动能转化为静压能 3.H-Q、N-Q 、η-Q 4．转速 水 5. 气缚 6. 气蚀
7. 泵对单位重量流体提供的有效能量 m 8. 会 9. 泵的特性曲线与管路曲线交点 10. 减小 减小 下降 增大
二、选择题
1．离心泵的扬程是指（ ）。
A．实际的升扬高度 B．泵的吸上高度
C．单位重量液体通过泵的能量 D．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高
2．离心泵的轴功率是（ ）。
A．在流量为零时最大 B．在压头最大时最大
C．在流量为零时最小 D．在工作点处最小
3．离心泵的效率η和流量Q 的关系为（ ）。
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
4．离心泵的轴功率N 和流量Q 关系为（ ）。
A．Q 增大，N 增大 B． Q增大，N 先增大后减小
C．Q 增大，N 减小． D．Q 增大，N 先减小后增大
5．离心泵气蚀余量△h 与流量Q 关系为（ ）。
A． Q增大, △h 增大 B． Q增大, △h 减小
c． Q增大, △h 不变 D．Q 增大, △h 先增大后减小
6．离心泵在一定管路系统下工作，压头与被输送液体密度无关的条件是（ ）。
A．z 2-z 1=0 B．Σh f =0
2u 2u 12-=022 C． D．P 2 – P1=0
7．离心泵停止操作时，宜（ ）。
A．先关出口阀后停电 B．先停电后关出口阀
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
8．离心泵的工作点是指（ ）。
A．与泵最高效率时对应的点 B．由泵的特性曲线所决定的点
C．由管路特性所决定的点 D．泵的特性曲线与管路特性的交点
9．往复泵适用于（ ）。，
A.大流量且要求流量均匀的场合 B.介质腐蚀性强的场合
C．流量较小、压头较高的场合 D投资较小的场合
10．在测定离心泵性能时，若将压强表装在调节阀后面，压强表读数p 2将（ ）。
A．随流量增大而减小 B．随流量增大而增大
C．随流量增大而基本不变 D．随流量增大而先增大后减小
答案：1. C 2. C 3. B 4. A 5. A 6. D 7. A 8. D 9. C 10. B
三、计算题
1．在一定转速下测定某离心泵的性能，吸入管与压出管的内径分别为70mm 和50mm 。当流量为30 m 3/h时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa 和215kPa ，两测压口间的垂直距离为0.4m ，轴功率为3.45kW 。试计算泵的压头与效率。 解： u 1=V s
4=d 12=2. 166 20. 785⨯0. 07=4. 246 0. 785⨯0. 052
在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失； u 2=
p 1p 1212+u 1+Z 1+H e =2+u 2+Z 2 ρg 2g ρg 2g
p 2-p 112+(u 2-u 12) +∆Z ρg 2g H e =
(215+40) ⨯103122+(4. 246-2. 116) +0. 4 =32⨯9. 8110⨯9. 81
=27.07m
P e =QH ρg = ∴η=⨯103⨯9. 81⨯27. 07=2. 213kW P e 2. 213⨯100%=⨯100%=64. 1% P 3. 45
2．用油泵从贮槽向反应器输送44℃的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa 。泵位于贮槽液面以下1.5m 处，吸入管路全部压头损失为1.6m 。44℃时异丁烷的密度为530kg/m3，饱和蒸汽压为638 kPa 。所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m ，问此泵能否正常操作？
解：泵允许的安装高度： Hg 允=P 0-P v -(NPSH ) 允-∑h f 吸入 ρg
（652-638）⨯103
-3. 5-1. 6 =530⨯9. 81
=-2. 4m
Hg 定>Hg y 允∴此泵安装不当，会发生气蚀现象。
3． 常压贮槽内装有某石油产品，在贮存条件下其密度为760 kg/m3。现将该油品送入反应釜中，输送管路为φ57×2mm ，由液面到设备入口的升扬高度为5m ，流量为15m 3/h。釜内压力为148kPa （表压），管路的压头损失为5m （不包括出口阻力）。试选择一台合适的油泵。
解： u =V s
4d 2==1. 89 20. 785⨯0. 053
在水槽液面1-1'与输送管内侧2-2'面间列柏努力方程，简化有：
H e =∆Z +∆P 12+u 2+∑h f ρg 2g
148⨯1031+⨯1. 982+5=30. 03m H e =5+760⨯9. 812⨯9. 81
3m 由Q=15H e =30. 03m
查油泵性能，选泵60Y-60B 其性能为；
流量：19. 8m
效率：55%
3压头38m 轴功率3. 75kW 允许的气蚀余量2. 6m
第2章 流体输送机械
学习目的与要求
1、掌握离心泵的工作原理、结构及主要性能参数。
2、掌握离心泵特性曲线、管路特性曲线、工作点。
3、理解汽蚀现象成因，掌握离心泵最大安装高度计算。
4、了解往复泵和旋转泵结构。
5、了解风机结构和工作原理。
6、了解真空泵、真空技术及相关知识。
综合练习
一. 填空题
1．离心泵的主要部件有_________、_________和_________。
2．离心泵的泵壳制成螺壳状，其作用是_________。
3．离心泵特性曲线包括_________、_________和_________三条曲线。
4．离心泵特性曲线是在一定_________下，用常温_________为介质，通过实验测定得到的。
5．离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生_________现象。．
6．离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。
7．离心泵的扬程是指_________，它的单位是_________。
8．若离心泵人口处真空表读数为93.32 kPa，当地大气压强为101.33 kPa，则输送42℃水（饱和蒸气压为8.2 kPa）时，则泵内_________发生气蚀现象。
9．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_________。
10．若被输送液体的粘度增高，则离心泵的压头_________、流量_________、效率_________、轴功率_________。
答案：1. 叶轮 泵壳 轴封装置 2. 转能，即使部分动能转化为静压能 3.H-Q、N-Q 、η-Q 4．转速 水 5. 气缚 6. 气蚀
7. 泵对单位重量流体提供的有效能量 m 8. 会 9. 泵的特性曲线与管路曲线交点 10. 减小 减小 下降 增大
二、选择题
1．离心泵的扬程是指（ ）。
A．实际的升扬高度 B．泵的吸上高度
C．单位重量液体通过泵的能量 D．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高
2．离心泵的轴功率是（ ）。
A．在流量为零时最大 B．在压头最大时最大
C．在流量为零时最小 D．在工作点处最小
3．离心泵的效率η和流量Q 的关系为（ ）。
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
4．离心泵的轴功率N 和流量Q 关系为（ ）。
A．Q 增大，N 增大 B． Q增大，N 先增大后减小
C．Q 增大，N 减小． D．Q 增大，N 先减小后增大
5．离心泵气蚀余量△h 与流量Q 关系为（ ）。
A． Q增大, △h 增大 B． Q增大, △h 减小
c． Q增大, △h 不变 D．Q 增大, △h 先增大后减小
6．离心泵在一定管路系统下工作，压头与被输送液体密度无关的条件是（ ）。
A．z 2-z 1=0 B．Σh f =0
2u 2u 12-=022 C． D．P 2 – P1=0
7．离心泵停止操作时，宜（ ）。
A．先关出口阀后停电 B．先停电后关出口阀
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
8．离心泵的工作点是指（ ）。
A．与泵最高效率时对应的点 B．由泵的特性曲线所决定的点
C．由管路特性所决定的点 D．泵的特性曲线与管路特性的交点
9．往复泵适用于（ ）。，
A.大流量且要求流量均匀的场合 B.介质腐蚀性强的场合
C．流量较小、压头较高的场合 D投资较小的场合
10．在测定离心泵性能时，若将压强表装在调节阀后面，压强表读数p 2将（ ）。
A．随流量增大而减小 B．随流量增大而增大
C．随流量增大而基本不变 D．随流量增大而先增大后减小
答案：1. C 2. C 3. B 4. A 5. A 6. D 7. A 8. D 9. C 10. B
三、计算题
1．在一定转速下测定某离心泵的性能，吸入管与压出管的内径分别为70mm 和50mm 。当流量为30 m 3/h时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa 和215kPa ，两测压口间的垂直距离为0.4m ，轴功率为3.45kW 。试计算泵的压头与效率。 解： u 1=V s
4=d 12=2. 166 20. 785⨯0. 07=4. 246 0. 785⨯0. 052
在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失； u 2=
p 1p 1212+u 1+Z 1+H e =2+u 2+Z 2 ρg 2g ρg 2g
p 2-p 112+(u 2-u 12) +∆Z ρg 2g H e =
(215+40) ⨯103122+(4. 246-2. 116) +0. 4 =32⨯9. 8110⨯9. 81
=27.07m
P e =QH ρg = ∴η=⨯103⨯9. 81⨯27. 07=2. 213kW P e 2. 213⨯100%=⨯100%=64. 1% P 3. 45
2．用油泵从贮槽向反应器输送44℃的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa 。泵位于贮槽液面以下1.5m 处，吸入管路全部压头损失为1.6m 。44℃时异丁烷的密度为530kg/m3，饱和蒸汽压为638 kPa 。所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m ，问此泵能否正常操作？
解：泵允许的安装高度： Hg 允=P 0-P v -(NPSH ) 允-∑h f 吸入 ρg
（652-638）⨯103
-3. 5-1. 6 =530⨯9. 81
=-2. 4m
Hg 定>Hg y 允∴此泵安装不当，会发生气蚀现象。
3． 常压贮槽内装有某石油产品，在贮存条件下其密度为760 kg/m3。现将该油品送入反应釜中，输送管路为φ57×2mm ，由液面到设备入口的升扬高度为5m ，流量为15m 3/h。釜内压力为148kPa （表压），管路的压头损失为5m （不包括出口阻力）。试选择一台合适的油泵。
解： u =V s
4d 2==1. 89 20. 785⨯0. 053
在水槽液面1-1'与输送管内侧2-2'面间列柏努力方程，简化有：
H e =∆Z +∆P 12+u 2+∑h f ρg 2g
148⨯1031+⨯1. 982+5=30. 03m H e =5+760⨯9. 812⨯9. 81
3m 由Q=15H e =30. 03m
查油泵性能，选泵60Y-60B 其性能为；
流量：19. 8m
效率：55%
3压头38m 轴功率3. 75kW 允许的气蚀余量2. 6m