10.什么是气蚀现象？
答案：当泵入口压强低于被输送液体的饱和蒸汽压时，被吸入的流体在泵的入口处汽化，形成气泡混杂在液体中，由泵中心的低压区进入泵外缘高压区，由于气泡受压而迅速凝结，使流体内部出现局部真空，周围的液体则以极大的速度填补气泡凝结后出现的空间，可产生很大的冲击力，损害泵壳和叶轮，该现象是气蚀。
11.离心泵的特性曲线有哪几条？是在何条件下测定的？
答案：离心泵的特性曲线有扬程曲线，功率曲线，效率曲线。是在常温，常压下用水作实验测定的，如果用于输送其他流体则需要换算。
12.离心泵起动时，为什么要把出口阀门关闭？
答案：离心泵工作时，其轴功率Ne随着流量增大而增大，所以泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致于超负荷而受到损失，同时也避免出口管线的水力冲击。 13.采用多级压缩对生产工艺有何好处？ 答案：好处：（1）降低了排气温度； （2）减少了功耗；
（3）提高气缸容积利用率； （4）使压缩机的结构更为合理。 14.为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，将会使压缩机不能正常工作？
答案：当余隙系数一定时、压缩比愈高，余隙内的残余气体膨胀所占气缸的容积就愈多，使每次循环的吸气量减少，而当压缩比太大时（即容积系数为零时），残余气体膨胀已占满整个气缸，使压缩机根本无法吸入新鲜气体，也就无法正常正作了。 15.离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？
答案：离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置。
叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体、使液体的动能和静压能均得到提高。 泵壳具有汇集液体和将部分动能转为静压能的作用，轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏及外界大气漏入泵内。
16.离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？
答案：离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、 液体获得能量后，可将液体升扬到一定高
2
度△Z，而且还要用于静压头的增量△P/ρg和动压头的增量△u/2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。 五、计算题：
-1
1.水在管内流动，截面1处管内径为0.2m，流速为0.5m.s，由于水的压强产生水柱高1m; 截面2处管内径为0.1m 。若忽略水由1至2处的阻力损失，试计算截面1、2处产生的水柱高度差h为多少m? 【解】列1-1′、2-2′间列柏努利方程式:
22
Z1+u1/2g+p1/ρg =Z2+u2/2g+p2/ρg+hf ①
2222
p1-p2=ρg(u2/2g-u1/2g)=ρ(u2/2-u1/2)
222-1
u2/u1=d1/d2 u2=0.5×(0.2/0.1)=2m.s
222
u2代入① p1-p2=ρ(2-0.5/2)=1876N/m ∵p1-p2=ρgh ∴h=( p1-p2)/ρg
=1875/(1000×9.81)=0.191m
33
2.一输油管，原输送ρ1=900kg/m，μ1=135cp的油品，现改输送ρ2=880kg./m，μ2=125cp的另一油品。若两种油品在管内均为层流流动，且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降△pf 不变,流型为层流，则输送的油量有何变化?
22
【解】64/Re1（l/d）(u1/2)=64/Re2(l/d)(u2/2)
22
u1/(dρ1u1)u1=u2/(dρ2u2)u2 u1μ1/ρ1=u2μ2/ρ2
∴ u2/u1=μ1ρ2/μ2ρ1=1.35×880/(1.25×900)=1.056
输油量比原来增加5.6%
3.某流体在管内作层流流动，若体积流量不变，而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化？
2
【解】 根据伯氏方程：-△p=32uμl/d 以及：
22
(π/4)d1u1=(π/4)d2u2=Vs
已知：d2=2d1
2222
则：u1/u2=d2/d1=(2d1) /d1=4 即：u2=u1/4
2
原工况：-△p1=32u1μ1l1/d1
2
现工况：-△p2=32u2μ2l2/d2
∵μ2=μ1 l2=l1 u2=u1/4 d2=2d1 将上述各项代入并比较：
2
现/原:△p2/△p1=[32×(1/4)u1×μ2×l2/(2d1) ]/
2
[32×u1×μ1×l1/d1]=1/16
因摩擦而引起的压降只有原来的1/16
4.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4T/h,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。 【解】对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：
2
He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u/2g)
△Z=20m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m
2
u=Vs/0.785d
2
=38400/3600×0.785×0.1×960 =1.415m/s
-3
Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10=39.6<2000 λ=64/Re=64/39.6=1.616
2
He=20+1.616×(430/0.1)× (1.415/2×9.81)=729.2m
N=Q·He·ρg/η=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000)= 152.6kw
5.某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中,输液管为φ38×
2
2.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的Σhf=20.6u/2 [J/kg ],因扩大生产，须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少?
【解】∵u1≈0≈u2 p1=p2 于是gZ1=gZ2+Σhf
2
g(Z1-Z2)=Σhf =20.6u/2
20.50.5
u=[2g(Z-Z2)/20.6] =(2×9.81×6/20.6) =2.39m/s
2
Z1′=Z2+20.6u′/2g
=5+20.6(1.3×2.39) /(2×9.81) =15.14m
增高为：Z1′-Z1=15.14-11=4.14m
42
6.用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×10N/m,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下,泵对水作的功为317.7 J/kg，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管
33
尺寸为 φ108×4mm,水的密度为1000kg/m。求输水量为多少m/h。
2
2
【解】Z1g+(p1/ρ)+(u1/2)+W=Z2g+(p2/ρ)+(u2/2)+Σhf1-2 已知数据：
2
Z1=0；P1(表)=0；u1≈0； W=317.7[J/kg]；
423
Z2=20[m]；p2=9.807×10[N/m](表)； ρ=1000[kg/m] 简化上式：
2
W=Z2g+(p2/ρ)+(u2/2)+Σhf1-2
22
又Σhf1-2=λlu2/2d=9.9u2
422
∴317.7=9.81×20+9.807×10/1000+u2/2+9.9u2
2
10.4u2=23.43 ∴u2=1.5[m/s]
223
V=(π/4)D×u×3600=0.785×0.1 ×1.5×3600=42.41[m/h]
3
7.如图所示，D=100mm, d=50mm,H=150mm,ρ气体=1.2kg/m。当R=25mm时,将水从水池中吸入水平管中间,此时V气体为多大？ (阻力可忽略)
2
【解】选1-1、2-2截面与基准面0-0，如图所示。 在两截面之间列柏方程并简化得到：
22
(p1/ρ)+(u1/2)=(p2/ρ)+(u2/2) (1)
2
由已知数据：p1=0.025×13600×9.81=3335N./m
2
p2=-0.15×1000×9.81=-1472N/m
2
u2=(100/50) u1=4u1
2
代入(1)可得：15u1=2(p1-p2)/ρ=8012
u1=23.11m./s Vs=(π/4)Du1=0.1814m/s
3
或V=653m/h
3
8.用离心泵经φ57×3.5mm的钢管, 将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为800kg/m,粘度为20cp)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当
23
量长度) 为25m，反应器内的压力恒定为4kgf/cm (表压) ,有机溶液输送量为6 m/h,试确定泵提供的压头。
23
【解】取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面：
2
gZ1+(u1/2) +(p1/ρ)+W
2
=gZ2+(u2/2)(p2/ρ)+Σhf1-2
22
W=(Z2-Z1)g+[(u2-u1)/2]+[(p2-p1)/ρ]+Σhf1-2 Σhf1-2 =λ[(l+le )/d](u2/2)
2
u=(6/3600)/[(π/4)×0.05]=0.8488m/s u1≈u2≈0 Z1=0
-3
Re=duρ/μ=0.05×0.8488×800/ (2 0×10) =1697.6<2000 则λ=64/Re=64/1697.6=0.0377
2
Σhf1-2 =0.0377×(25/0.05)×(0.8488/2)=6.7904J/kg 故W=16×9.81+4×98100/800+6.79=654J/kg
9.图示为水泵进水管的装置。管子尺寸为φ57×3.5mm；管的下端位于储水池水面下2m，并装有底阀及
2
滤网，该处之局部阻力压头损失为12ｕ/（2ｇ）；截面2－2处的真空度为4m水柱；由1－1至2－2
23
截面的沿程压头损失为9ｕ/（2ｇ）。试求：（1）进水管的流量为多少m/h；（2）进水口1－1处的表压
2
为若干N/m？
【解】列水面与2－2截面列柏努利方程：
22
（1）Z1＋ｕ1/2ｇ＋P1/ρｇ＝Z2＋ｕ2/2ｇ＋P2/ρｇ＋∑Hf Z1＝0，ｕ1＝0，P1＝0，Z2＝3m，P2/ρｇ＝－4mH2O
2222
∑Hf＝12ｕ/2ｇ＋9ｕ/2ｇ＝21ｕ/2ｇ＝21ｕ2/2ｇ
222
21ｕ2/2ｇ＋ｕ2/2ｇ＝22ｕ2/2ｇ＝4－3＝1m
∴ｕ2＝（2×9.81/22）＝0.94m/s
23
∴V＝3600×0.785（0.05）×0.94＝6.64m/h （2）进水口1－1处的表压P
3—3截面为大槽距水面2m深处的大槽截面，3-3及1-1截面间的柏努利方程式 Z3=Z1=0 p3/ρg=2 p1/ρg
2
U3≈0 u1=0.94m/s Hf=12u/2g
22
2=p1/1000g+0.94/2g+12×0.94/2g
3
p1=13.88×10 Pa=13.88KPa=1.415m
10. 15℃水在内径为10mm的钢管内流动，流速为0.15 m/s，试问：（1）该流动类型是层流还是湍流？
223
（2）如上游压强为7kgf/cm，流经多长管子，流体的压强降至3 kgf/cm？（15℃水的密度为999.1kg/m，粘度为1.14cp.） 【解】（1）Re＝dｕρ/μ
-3
＝0.010×0.15×999.1/（1.14×10） ＝1314＜2000 该流体作层流流动 （2）根据泊谡叶方程式
2
ΔP＝32μｌｕ/d
2
∴ｌ＝ΔPd/（32μｕ）
42-3
＝（7－3）×9.81×10×0.01/（32×1.14×10×0.15） ＝7171m
11.水从蓄水箱，经过一水管流出，如附图所示。假如，Z1＝12m，Z2＝Z3＝6.5m，d2＝20 mm，d3＝10mm， 水流经d2管段的阻力损失为2m H2O，流经d1mH2O，求：（1）管嘴出口处的流速ｕ（2）接近管口2－2截面处的流速ｕ2及压强P2； 3；
0.5
【解】（1）列1－1与3－3截面柏努利方程式
2
Z1＋P1/ρｇ＋ｕ1/2ｇ
2
＝Z3＋P3/ρｇ＋ｕ3/2ｇ＋ｈf1-3 ｕ1＝0，P1＝P3＝0（表压）
2
∴12－6.5＝ｕ3/2ｇ＋（2＋1）
解得 ｕ3＝√（2.5×2×9.81）＝7 m/s
22
（2）ｕ2＝ｕ3（d3/d2）＝7×（10/20） ＝1.75m/s
由1－1与2－2截面列柏努利方程式可得
2
P2/ρｇ＝（Z1－Z2）－ｕ2/2ｇ－ｈf1-2
2
＝（12－6.5）－1.75/（2×9.81）－2 ＝3.344 m水柱（表压） ∴ P2＝3.344×1000×9.81＝32804
12.喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度ｌ＝0.5m，其两端的直径d1＝40mm，d2＝20mm，竖直装置。
2
若把表压为9.807kN/m的水引入喷嘴，而喷嘴的阻力损失为1.5mH2O，如不计空气阻力，试求喷出的流