2025年大学二年级（过程装备与控制工程）过程流体机械试题及答案.doc

2025年大学二年级（过程装备与控制工程）过程流体机械试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 过程流体机械中，离心泵的工作原理主要基于以下哪种理论？
A. 牛顿第二定律
B. 伯努利方程
C. 阿基米德原理
D. 欧姆定律

2. 以下哪种部件不属于往复泵的主要组成部分？
A. 泵缸
B. 活塞
C. 叶轮
D. 吸入阀和排出阀

3. 离心压缩机的压缩比与以下哪个因素关系最为密切？
A. 叶轮直径
B. 转速
C. 气体密度
D. 级数

4. 对于轴流泵，其流量与扬程的关系通常是？
A. 流量增大，扬程增大
B. 流量增大，扬程减小
C. 流量与扬程无关
D. 流量减小，扬程增大

5. 容积式压缩机压缩气体的过程是通过改变气体的什么来实现的？
A. 温度
B. 压力
C. 体积
D. 流速

6. 以下哪种泵适用于输送高粘度液体？
A. 离心泵
B. 往复泵
C. 齿轮泵
D. 轴流泵

7. 离心通风机的全压主要包括？
A. 静压和动压
B. 静压和位压
C. 动压和位压
D. 仅静压

8. 螺杆压缩机属于哪种类型的压缩机？
A. 容积式
B. 速度式
C. 离心式
D. 轴流式

9. 过程流体机械中，泵的效率主要包括机械效率、容积效率和？
A. 水力效率
B. 传热效率
C. 压缩效率
D. 流动效率

10. 多级离心泵的串联主要是为了提高？
A. 流量
B. 扬程
C. 效率
D. 功率

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每空2分。请将正确答案填写在相应位置。

1. 离心泵的主要性能参数有流量、扬程、功率、效率和______。
2. 往复泵的流量调节方法主要有旁路调节、改变活塞行程和______。
3. 离心压缩机的级由叶轮、扩压器、弯道、回流器及______组成。
4. 轴流泵按叶片调节方式可分为固定叶片轴流泵、半调节轴流泵和______。
5. 容积式泵的流量与泵的转速成______。

三、简答题（共20分）
答题要求：简要回答以下问题，内容应准确、清晰。

1. 简述离心泵的工作原理。（10分）
2. 说明离心压缩机的喘振现象及其危害。（10分）

四、分析题（共20分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题，并进行简要分析。

材料：某化工厂使用一台离心泵输送一种腐蚀性较强的化工原料。在运行过程中，发现泵的流量逐渐下降，扬程也有所降低，且泵体出现异常振动和噪声。经检查，发现叶轮有明显的腐蚀现象。

问题：
1. 请分析导致泵性能下降的原因。（10分）
2. 针对这种情况，应采取哪些措施来解决？（10分）

五、设计题（共20分）
答题要求：根据给定的条件，设计一个简单的过程流体机械系统。

条件：某车间需要将一种常温常压下的液体从储槽输送到高位容器，流量要求为50m³/h，扬程要求为30m。现可供选择的泵有离心泵和往复泵。

要求：
1. 说明选择哪种泵更合适，并阐述理由。（10分）
2. 简单描述该泵的选型及配套的管道、阀门等组成部分的设计思路。（10分）

答案：
一、选择题
1. B
2. C
3. D
4. B
5.C
6.C
7.A
8.A
9.A
10.B

二、填空题
1. 转速
2. 改变泵的转速
3. 蜗壳
4.全调节轴流泵
5.正比

三、简答题
1. 离心泵的工作原理是依靠叶轮高速旋转，使叶轮中心处形成低压区，液体在外界压力作用下进入叶轮中心。叶轮带动液体高速旋转，使液体获得离心力，从而提高液体的动能和静压能。液体从叶轮流出后，进入蜗壳或导叶，在其中将部分动能转化为静压能，然后从泵的出口排出。
2. 离心压缩机的喘振现象是指当压缩机的流量减小到某一数值时，压缩机的出口压力突然下降，气体倒流，使压缩机的流量突然增大，随后出口压力又升高，气体又被压出，如此周而复始，使压缩机产生强烈振动和噪声。喘振会损坏压缩机的部件，降低压缩机的效率，影响整个系统的稳定运行。

四、分析题
1. 导致泵性能下降的原因主要是化工原料具有腐蚀性，叶轮受到腐蚀，导致叶轮尺寸改变、表面粗糙度增加等，从而使泵的流量和扬程下降，同时引起泵体振动和噪声。
2. 解决措施：首先应更换耐腐蚀的叶轮材料，如选用不锈钢等材质的叶轮。其次，对输送管道和泵体进行防腐处理，如涂覆防腐涂层等。还可以考虑在泵的进口处设置过滤装置，防止杂质进入泵内加剧腐蚀。另外，定期对泵进行维护检查，及时发现和处理腐蚀问题。

五、设计题
1. 选择离心泵更合适。理由：往复泵适用于输送高粘度、小流量、高压力的液体，而本题中液体为常温常压，流量要求较大，离心泵更能满足这种大流量的输送要求，且结构相对简单，维护方便。
2. 选型：根据流量50m³/h和扬程30m，选择合适型号的离心泵。管道设计应根据泵的进出口管径进行匹配，选择合适的管材，确保管道连接牢固且密封良好。阀门方面，应在进出口管道上设置截止阀用于控制流量和检修时切断流体，还可设置调节阀来精确调节流量。同时，要考虑管道的支撑和固定，防止泵运行时产生振动对管道造成影响。