《 流体输送原理及设备 》教学大纲
Liquid Transportation Theory and Equipment
适用专业：电气工程及自动化专业（楼宇智能化方向） 课程编号：04104700
前修课程：高等数学,大学物理,电工技术 学分：4 总学时：64
一、 课程性质、目的与要求
课程性质：专业基础课
课程目的：是使学生掌握流体流动的基本规律，柏努利方程应用，管路计算，流量测量及离心泵，通风机等流体输送设备的原理和计算，为进一步学习专业课程《建筑给排水》和《建筑灭火系统》打下基础。
教学要求：要求学生掌握流体流动的基本规律、流体静力学方程、柏努利方程、管路计算、离心泵的操作原理及应用、工作点及流量调节、安装高度、选用，离心式风机操作原理、构造、有关计算、选用等。
二、教学内容 理论总学时：64 学时
第一章：流体流动原理 30 学时
基本要求：
1． 流体静止的基本方程：
讲述密度、压力、流体的静力平衡、液柱压差计
2．流体流动的基本方程：
连续性方程，总能量方程，柏努利方程
3． 流体流动现象：
粘度，流动型态，管内流动分析，湍流特性，边界层概念
4． 管内流动的阻力损失：
层流时的摩擦损失，因次分析，湍流时的摩擦损失，非圆管内的摩擦损失，局部阻力损失
5. 管路计算:
简单管路，复杂管路
6. 流量测量
重点：流体流动基本方程
难点：管路计算
第二章：流体输送机械 14学时
基本要求：
1． 离心泵：
离心泵的操作原理、构造与类型、理论压头与实际压头、主要性能参数、特性曲线及应用、工作点及流量调节、安装高度、选用等内容
2. 其他类型泵
容积式泵，其他叶片式泵，各类泵在化工生产中的应用
3. 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵
离心式风机操作原理、构造、有关计算、选用
重点：离心泵的原理及应用、风机的原理和应用
难点：离心泵安装高度计算
第三章： 机械分离与固体流态化 10学时
基本要求：掌握沉降分离原理，了解沉降分离设备；掌握过滤原理，了解过滤设备
重点：沉降分离原理
难点：沉降分离原理
第六章 传热设备 10学时
基本要求：了解常规传热设备与新型传热设备
重点：传热设备的强化途径，新型传热设备
难点：传热设备的强化途径
三、课时分配
四、建议教材与教学参考书
五、教学形式与考核方式
1、教学形式：课堂理论教学、课堂讨论、习题课
2、考核方式：闭卷考试
制定人：吴 恩 （制定日期： 20## 年 7 月）
审定人：牟福元 （审定日期： 2009 年 7 月）
第二篇：第二章流体输送设备课外习题及答案 合工大 化工原理
第二章流体输送设备
一、问答题
（1）为什么离心泵在开车前要关闭出口阀门？
离心泵的特性是，流量越大，泵所需功率也越大。当流量为零时，功率最小，避免电机起动电流过大而烧坏电机，同时也避免出口管线的水力冲击。
（2）何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？
“气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。
“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许安装高度。
（3）为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？
由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵（正位移泵），压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体、管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。
（4）为什么往复泵在开泵前应将出口阀打开？
因往复泵属正位移泵（容积式泵），活塞在一定转速下作往复运动，需把吸入泵内的液体及时排出，否则会因液体的不可压缩性造成泵内压力急剧升高，而损坏泵体、电机。故往复泵开泵前应将出口阀打开，使液体及时排出。
（5）离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？
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度△Z，而且还要用于静压头的增量△P/ρg和动压头的增量△u2/2g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。
二、填空题
（1）某输水的水泵系统，经管路计算得，需泵提供的压头为He=19m水柱，输水量为0.0079m3/s，则泵的有效功率为________。
1472w
（2）若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头________，流量________，效率________，轴功率________。
减小 减小 下降 增大
（3）离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是________时的流量和扬程。
效率最高
（4）用离心泵在两敞口容器间输液，在同一管路中，若用离心泵输送ρ＝1200kg/m3的某液体(该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量________，扬程________，泵出口压力________，轴功率________。(变大,变小,不变,不确定)
不变 不变 变大 变大
三、选择题
（1）离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的( )
A. 包括内能在内的总能量 B. 机械能
C. 压能 D. 位能（即实际的升扬高度）
B.
（2）往复泵在操作中( )
A. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关
B. 允许的安装高度与流量无关
C. 流量与转速无关
D. 开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关
A.
（3）某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )
A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞
C.
（4）往复泵的流量调节常采用（ ）
A. 出口阀， B. 进口阀 C. 旁路阀
C
（5）用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（ ）。
A. 发生了气缚现象 B. 泵特性曲线变了
C. 管路特性曲线变了
C
四、计算题
（1）某离心泵输送280L/min的水时，其扬程为18m，效率为η=65%，必需气蚀余量 NPSHr = 4m，问：
1、该泵可否将密度为1000kg/m3，流量为15m3/h的水从敞口贮槽送到压力为0.3kgf/cm2 (表压）的设备内？已知吸入管路和压出管路（包知进出口阻力损失）的阻力损失分别为1m和4m，升扬高度为8m，
2、若当地大气压为10mH20，输送水温为20℃，如果该泵适用，试计算其安装高度（动压头可忽略不计）并估算该泵消耗的轴功率，
3、如果输送过程贮槽液面突然下降，该泵的扬程，流量有何变化？
（1）验证泵
已知qv=15m3/h=15×1000/60=250L/min< 280L/min
所需总压头：He=△Z＋△P/ρg＋△u2/2g＋ΣHf
=8＋0.3×9.81×104/1000×9.81＋0＋(1＋4)=16m<H=18m
故该泵合适。
（2）求Hg允许及N
即安装高度不高于3.76m
求轴功率N（kw）
N=qv He ρ/102η=15×16×998/(102×0.65×3600)=1kw
（3）若贮槽液面突然下降，因管路特性曲线对应的管路特性方程：
发生变化，△Z↑，而△P/ρg不变，H0↑曲线上移，故离心泵提供的扬程升高，流量减少。