2025年大學(xué)二年級（過程裝備與控制工程）過程流體機(jī)械試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.下列關(guān)于過程流體機(jī)械的說法，錯誤的是（）A.是過程工業(yè)中實現(xiàn)各種過程的關(guān)鍵設(shè)備B.只包括流體輸送機(jī)械C.能實現(xiàn)流體的壓力、流量、溫度等參數(shù)的變化D.廣泛應(yīng)用于化工、石油、電力等行業(yè)答案：B2.離心泵的主要性能參數(shù)不包括（）A.流量B.揚(yáng)程C.效率D.軸功率E.容積效率答案：E3.離心泵啟動時，應(yīng)（）A.關(guān)閉出口閥門B.打開出口閥門C.半開出口閥門D.無所謂答案：A4.往復(fù)泵屬于（）A.容積式泵B.葉片泵C.流體作用泵D.離心泵答案：A5.往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)方法一般不采用（）A.旁路調(diào)節(jié)B.改變活塞行程C.改變泵的轉(zhuǎn)速D.調(diào)節(jié)出口閥門開度答案：D6.下列屬于離心壓縮機(jī)性能參數(shù)的是（）A.壓縮比B.吸氣量C.排氣量D.以上都是答案：D7.離心壓縮機(jī)的工作原理是基于（）A.離心力B.慣性力C.重力D.摩擦力答案：A8.多級離心壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)不包括（）A.提高壓縮比B.提高效率C.降低能耗D.結(jié)構(gòu)簡單答案：D9.軸流壓縮機(jī)的特點(diǎn)是（）A.流量大、壓力高B.流量大、壓力低C.流量小、壓力高D.流量小、壓力低答案：B10.通風(fēng)機(jī)屬于（）A.離心式壓縮機(jī)B.軸流式壓縮機(jī)C.流體輸送機(jī)械D.容積式泵答案：C11.離心通風(fēng)機(jī)的全壓包括（）A.靜壓和動壓B.只包括靜壓C.只包括動壓D.以上都不對答案：A12.真空泵的作用是（）A.輸送氣體B.提高氣體壓力C.降低系統(tǒng)壓力D.壓縮氣體答案：C13.下列不屬于容積式真空泵的是（）A.往復(fù)真空泵B.水環(huán)真空泵C.噴射真空泵D.旋片真空泵答案：C14.壓縮機(jī)的壓縮比是指（）A.排氣壓力與吸氣壓力之比B.吸氣壓力與排氣壓力之比C.排氣溫度與吸氣溫度之比D.吸氣溫度與排氣溫度之比答案：A15.離心泵的效率曲線通常是（）A.先上升后下降B.一直上升C.一直下降D.先下降后上升答案：A16.往復(fù)泵的流量與（）無關(guān)。A.泵的幾何尺寸B.泵的轉(zhuǎn)速C.排出壓力D.泵的類型答案：C17.離心壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象是指（）A.流量過大時的不穩(wěn)定工況B.流量過小時的不穩(wěn)定工況C.壓力過高時的不穩(wěn)定工況D.壓力過低時的不穩(wěn)定工況答案：B18.軸流通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角越大，其（）A.流量越大B.壓力越高C.效率越高D.以上都是答案：D19.水環(huán)真空泵工作時，水環(huán)起到（）作用。A.密封B.冷卻C.傳遞能量D.以上都是答案：D20.下列關(guān)于過程流體機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)說法錯誤的是（）A.定期檢查設(shè)備的運(yùn)行狀況B.及時更換磨損的零部件C.不需要進(jìn)行潤滑D.做好設(shè)備的清潔工作答案：C第II卷（非選擇題，共60分）一、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每空1分。請將答案填在題中的橫線上。1.過程流體機(jī)械按工作原理可分為容積式、______和流體作用泵三大類。答案：葉片式2.離心泵的主要部件包括葉輪、______、泵殼和軸封裝置等。答案：吸入室、壓出室3.離心壓縮機(jī)的級由______、擴(kuò)壓器、彎道、回流器和蝸殼等組成。答案：葉輪4.軸流通風(fēng)機(jī)的葉片形式有______和機(jī)翼型兩種。答案：平板型5.真空泵的極限真空度是指______。答案：泵所能達(dá)到的最低壓力二、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每題5分。簡要回答問題。1.簡述離心泵的工作原理。答案：離心泵工作時，葉輪在泵殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，葉片間的流體在離心力作用下被甩向葉輪外周，使流體獲得能量，壓力和速度提高，從泵的出口排出。同時，葉輪中心處形成低壓區(qū)，吸入池中的流體在壓差作用下被吸入葉輪中心，如此不斷循環(huán)，實現(xiàn)流體的輸送。2.離心壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)方法有哪些？答案：離心壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)方法有：改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，通過改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變其性能曲線；進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)，在進(jìn)口管道上安裝節(jié)流裝置改變進(jìn)口壓力來調(diào)節(jié)；出口節(jié)流調(diào)節(jié)，在出口管道上安裝節(jié)流裝置，但一般不常用，會增加能耗；旁路調(diào)節(jié)，將部分排出氣體返回進(jìn)口，改變有效流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；改變壓縮機(jī)的吸氣狀態(tài)調(diào)節(jié)等。3.簡述往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)方法及特點(diǎn)。答案：往復(fù)泵流量調(diào)節(jié)方法有：旁路調(diào)節(jié)，通過旁路管道將部分液體返回吸入池，調(diào)節(jié)較為簡便，但增加能耗；改變活塞行程調(diào)節(jié)，可通過機(jī)械裝置改變活塞行程來調(diào)節(jié)流量，較為精確；改變泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，改變轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)流量，但一般很少采用，因改變轉(zhuǎn)速設(shè)備復(fù)雜。特點(diǎn)是流量調(diào)節(jié)相對復(fù)雜，不像離心泵可簡單調(diào)節(jié)出口閥門開度。4.軸流通風(fēng)機(jī)的工作原理是什么？答案：軸流通風(fēng)機(jī)工作時，葉輪上的葉片推動流體軸向流動。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片對流體施加軸向力，使流體獲得能量，壓力和速度增加，沿軸向排出。流體在葉輪中流動時，其速度和壓力不斷變化，葉輪進(jìn)口處流體速度低、壓力低，葉輪出口處流體速度高、壓力高，從而實現(xiàn)通風(fēng)換氣等功能。三、論述題（共15分）答題要求：本大題共1小題。論述過程流體機(jī)械在化工生產(chǎn)中的重要性。過程流體機(jī)械在化工生產(chǎn)中具有極其重要的地位。首先，它是實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中各種流體輸送、增壓、減壓、流量調(diào)節(jié)等操作的關(guān)鍵設(shè)備。例如在化工反應(yīng)中，需要通過泵將原料輸送到反應(yīng)器中，保證反應(yīng)的順利進(jìn)行；通過壓縮機(jī)提高氣體壓力，使氣體能夠在管道中順暢流動并參與反應(yīng)。其次，過程流體機(jī)械的性能直接影響化工生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。高效的流體輸送和處理設(shè)備可以提高生產(chǎn)速度，降低能耗，保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。再者，它關(guān)系到化工生產(chǎn)的安全性?？煽康脑O(shè)備運(yùn)行可以避免因流體輸送異常等引發(fā)的安全事故，保障生產(chǎn)環(huán)境和人員安全。總之，過程流體機(jī)械是化工生產(chǎn)不可或缺的重要組成部分，對化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。四、案例分析題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每題5分。閱讀以下案例，回答問題。某化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中，一臺離心泵出現(xiàn)了流量不足的問題。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，葉輪有磨損現(xiàn)象，泵的進(jìn)口管道有堵塞情況。1.請分析葉輪磨損對離心泵流量的影響。答案：葉輪磨損會導(dǎo)致葉片的形狀和尺寸發(fā)生變化，使葉片對流體的做功能力下降。流體獲得的能量減少，從而導(dǎo)致離心泵的流量不足。磨損后的葉輪可能無法有效地將流體甩向葉輪外周，使得從泵出口排出的流體量減少。2.進(jìn)口管道堵塞對離心泵運(yùn)行有何危害？答案：進(jìn)口管道堵塞會使離心泵進(jìn)口處的壓力降低，導(dǎo)致泵內(nèi)流體的吸入量不足。泵內(nèi)可能會出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，影響泵的正常運(yùn)行。長期堵塞還可能導(dǎo)致泵的部件損壞，如葉輪、泵殼等，縮短泵的使用壽命。同時，由于進(jìn)口流量不足，泵的工作效率下降，能耗增加。3.針對該離心泵出現(xiàn)的問題，應(yīng)采取哪些解決措施？答案：對于葉輪磨損，應(yīng)及時更換新的葉輪，確保葉輪的性能良好。對于進(jìn)口管道堵塞，要清理堵塞物，檢查管道是否有破損等其他問題。同時，要加強(qiáng)對離心泵的日常維護(hù)保養(yǎng)，定期檢查葉輪、管道等部件，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。還可以考慮安裝過濾裝置等，防止雜質(zhì)進(jìn)入管道導(dǎo)致堵塞。五、計算題（共10分）答題要求：本大題共1小題。請寫出計算過程和答案。某離心泵將密度為1000kg/m3的液體從低位槽輸送到高位槽，兩槽液位差為10m，流量為10m3/h。已知泵的效率為70%，軸功率為2kW。求該泵的揚(yáng)程。（g取10m/s2）答案：1.首先計算有效功率：-質(zhì)量流量\(m=\rhoQ=1000kg/m3×10m3/h=10000kg/h=\frac{10000}{3600}kg/s=\frac{25}{9}kg/s\)。-有效功率\(P_e=mgh=\frac{25}{9}kg/s×10m/s2×10m=\frac{2500}{9}W\)。2.然后根據(jù)泵的效率計算軸功率與有效功率的關(guān)系：-已知泵的效率\(\eta=70\%=0.7\)，軸功率\(P=2kW=2000W\)。-由\(\eta=\frac{P_e}{P}\)可得\(P_e=\etaP=0.7×2000W=1400W\)。3.最后計算揚(yáng)程\(H\)：-由\(P_e=mg