王志魁《化工原理》課后思考題參考答案

1、6 / 14第二章流體輸送機(jī)械2- 1流體輸送機(jī)械有何作用？ 答：提高流體的位能、靜壓能、流速，克服管路阻力。2- 2離心泵在啟動(dòng)前，為什么泵殼內(nèi)要灌滿液體？啟動(dòng)后，液體在泵內(nèi)是怎樣提高壓力的？泵入口的壓力 處于什么狀體？答：離心泵在啟動(dòng)前未充滿液體，則泵殼內(nèi)存在空氣。由于空氣的密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小。此 時(shí)，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)。雖啟動(dòng)離心泵，但不能輸送液體（氣縛）啟動(dòng)后泵軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片之間的液體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體沿著葉片間的 通道從葉輪中心進(jìn)口位置處被甩到葉輪外圍，以很高的速度流入泵殼，液體流到蝸形通道后，由于截面逐 漸擴(kuò)大，大部分動(dòng)

2、能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。泵入口處于一定的真空狀態(tài)（或負(fù)壓）2- 3離心泵的主要特性參數(shù)有哪些？其定義與單位是什么？1、 流量qv：單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送到液體體積，m3/s, m3/min, m 3/h.。2、 揚(yáng)程H :單位重量液體流經(jīng)泵所獲得的能量，J/N，m3、功率與效率：軸功率P:泵軸所需的功率?；螂妱?dòng)機(jī)傳給泵軸的功率。有效功率Pe： Pe qv gH效率 :P2- 4離心泵的特性曲線有幾條？其曲線的形狀是什么樣子？離心泵啟動(dòng)時(shí)，為什么要關(guān)閉出口閥門？ 答：1、離心泵的H、P、 與qv之間的關(guān)系曲線稱為特性曲線。共三條；2、離心泵的壓頭 H 般隨流量加大而下降離心泵的軸功率P在流量為零時(shí)為最小，隨

3、流量的增大而上升。與qv先增大，后減小。額定流量下泵的效率最高。該最高效率點(diǎn)稱為泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的值稱 為最佳工況參數(shù)。3、關(guān)閉出口閥，使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流減至最小，以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。2- 5什么是液體輸送機(jī)械的揚(yáng)程？離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系是怎樣測定的？液體的流量、泵的轉(zhuǎn)速、液 體的粘度對(duì)揚(yáng)程有何影響？答：1、單位重量液體流經(jīng)泵所獲得的能量2、在泵的進(jìn)、出口管路處分別安裝真空表和壓力表，在這兩處管路截面1、2間列伯努利方程得:H hopm&2 2U2 山2gHf3、離心泵的流量、壓頭均與液體密度無關(guān)，效率也不隨液體密度而改變，因而當(dāng)被輸送液體密度發(fā) 生變化時(shí)，H-Q與n -Q曲線基本不變，但泵的軸

4、功率與液體密度成正比。當(dāng)被輸送液體的粘度大于常溫 水的粘度時(shí)，泵內(nèi)液體的能量損失增大，導(dǎo)致泵的流量、揚(yáng)程減小，效率下降，但軸功率增加，泵的特性 曲線均發(fā)生變化。2- 6在測定離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系時(shí)，當(dāng)離心泵出口管路上的閥門開度增大后，泵出口壓力及進(jìn)口處 的液體壓力將如何變化？答：泵出口壓力變小，進(jìn)口處真空度增加2- 7離心泵操作系統(tǒng)的管路特性方程是怎樣推導(dǎo)的？它表示什么與什么之間的關(guān)系?答：當(dāng)離心泵安裝到特定的管路系統(tǒng)中操作時(shí),若貯槽與受液槽兩液面保持恒定，則泵對(duì)單位重量（1N）流體所做的凈功為He2u2g2f ,忽略亠 o2g令Ho得管路特性方程leH Ho2 u 2g82g11 e2,

5、2丁_ 孑 qv kqvkqj2-8管路特性方程H2H o kqv中的Ho與k的大小，受哪些因素影響?答：Ho與液面高度差和靜壓差有關(guān)。k與管路長度、管徑、摩擦系數(shù)及局部阻力系數(shù)有關(guān)。2- 9離心泵的工作點(diǎn)是怎樣確定的？流量的調(diào)節(jié)有哪幾種常用的方法？H Ho kq：和泵的特性方答：1、離心泵在管路中正常運(yùn)行時(shí)，泵所提供的流量和壓頭應(yīng)與管路系統(tǒng)所要求的數(shù)值一致。安裝于管 路中的離心泵必須同時(shí)滿足管路特性方程與泵的特性方程，即管路特性方程 程H =f（Q），聯(lián)解上述兩方程所得到兩特性曲線的交點(diǎn)，即離心泵的工作點(diǎn)。2、改變口閥開度（改變管路特性曲線）；改變泵的轉(zhuǎn)速（改變泵的特性曲線）；離心泵并聯(lián)操作

6、；離心泵的串聯(lián)操作。2-10何謂離心泵的氣蝕現(xiàn)象？如何防止發(fā)生氣蝕？答：1、當(dāng)葉片入口附近的最低壓力等于或小于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體將在此處汽化或者是溶解在液體中的氣體析出并形成氣泡。含氣泡的液體進(jìn)入葉輪高壓區(qū)后，氣泡在高壓作用下急劇地縮小而破滅，氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占據(jù)的空間，造成沖擊和 振動(dòng)。金屬表面受到壓力大， 頻率高的沖擊而剝蝕以及氣泡內(nèi)夾帶的少量氧氣等活潑氣體對(duì)金屬表面的電 化學(xué)腐蝕等，使葉輪表面呈現(xiàn)海綿狀、魚鱗狀破壞。這種現(xiàn)象稱為汽蝕。2、為了避免氣蝕的發(fā)生，泵的安裝高度不能太高，可用泵規(guī)格表中給出的氣蝕余量對(duì)泵的安裝高度 加以限制

7、。2-11影響離心泵最大允許安裝高度的因素有哪些？答：最大允許安裝高度 HPoPvg gh f ；環(huán)境大氣壓，工作溫度下的液體飽和蒸氣壓，允許氣蝕余量，吸入管路的壓頭損失。2-12往復(fù)泵有沒有氣蝕現(xiàn)象？答：往復(fù)泵一樣有氣蝕問題，只是相對(duì)較小，但在實(shí)際使用中一樣需要滿足入口壓力要求。2-13往復(fù)泵的流量由什么決定？與管路情況是否有關(guān)？答：qv理 ASn；往復(fù)泵的流量由泵缸尺寸、活塞行程及往復(fù)頻率所決定，（即單位時(shí)間內(nèi)活塞掃過的體積）。與管路情況（幾乎）無關(guān)。2-14往復(fù)泵的揚(yáng)程（對(duì)液體提供壓頭）與什么有關(guān)？最大允許揚(yáng)程是由什么決定的？答：1、2、最大允許揚(yáng)程由泵的機(jī)械強(qiáng)度、密封性能及電動(dòng)機(jī)的功率

8、等決定。2-15何謂通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓？其單位是什么？如何計(jì)算？答：全風(fēng)壓：單位體積氣體流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得的總機(jī)械能。單位是Pa，PtgHPs2Ps12U222U12ps2ps1 - pd1pd 222U1U2Pd1,pd2222-16通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓與靜風(fēng)壓及動(dòng)風(fēng)壓有什么關(guān)系？答：全風(fēng)壓為靜風(fēng)壓和動(dòng)風(fēng)壓之和。RPs2 ps1 - pd1 pd2靜風(fēng)壓動(dòng)風(fēng)壓2-17為什么通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓與氣體密度有關(guān)？在選用通風(fēng)機(jī)之間，需要把操作條件下的全風(fēng)壓用密度換 算成標(biāo)定條件下的全風(fēng)壓。但為什么離心泵的壓頭 H與密度無關(guān)？答：因?yàn)橥L(fēng)機(jī)全壓 PtgH，所以和密度有關(guān)離心泵的理論壓力 H2U2g皿2 qtg D?

9、b23、影響因素由沉降公式Ut可以確定。dp、第三章沉降與分離3- 1固體顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)在層流層區(qū)（斯托克斯區(qū)）與湍流區(qū)（牛頓區(qū)）有何不同?24答：10-4 Re 2的區(qū)域稱為層流區(qū)或斯托克斯定律區(qū)。Res：- a n彳円湍流區(qū)或牛頓（Newt on ）定律區(qū)（500 Re2x105）-3- 2球形顆粒在流體中從靜止開始沉降，經(jīng)歷哪兩個(gè)階段？何謂固體顆粒在流體中的沉降速度？沉降速度 受哪些因素影響？答：1、加速階段和等速階段2、勻速階段中顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度ut稱為沉降速度重點(diǎn)掌握層流區(qū)utgd： p18及阻力系數(shù)有關(guān)。3- 3固體顆粒在流體中沉降，其雷諾數(shù)越大，流體粘度對(duì)

10、沉降速度的影響如何? 答：粘度越大沉降速度越小。3- 4固體顆粒在流體中沉降，其沉降速度在層流層區(qū)（斯托克斯區(qū)）和湍流區(qū)（牛頓區(qū)）與顆粒直徑的關(guān)系有何不同?答：沉降速度在層流層區(qū)（斯托克斯區(qū)）Utgd： p18，與顆粒粒徑的平方成正比;在湍流區(qū)（牛頓區(qū)）Ut3.03g p d p，與顆粒粒徑的平方根成正比。3- 5某微小顆粒在水中按斯托克斯定律沉降，試問在 有何不同？50C水中的沉降速度與在 20C水中的沉降速度比較,答：按照沉降速度在層流層區(qū)（斯托克斯區(qū)）utgd： p18，液體溫度升高，粘度降低，密度降低,所以沉降速度增加。3- 6球形顆粒于靜止流體中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作

11、用？其沉降速度受哪些因素影響 答：重力，浮力，阻力；沉降速度受dp、p、及阻力系數(shù)有關(guān)3- 7利用重力降塵室分離含塵氣體中的顆粒，其分離條件是什么?L huut3- 8何謂臨界粒徑d pc ?何謂臨界沉降速度 Ute ?答：臨界粒徑：能100%除去的最小粒徑；臨界沉降速度Uteq vsWL3-9用重力降塵室分離含塵氣體中的塵粒,當(dāng)臨界粒徑dpc與臨界沉降速度Ute為一定值時(shí)，含塵氣體的體積流量與降塵室的底面積及高度有什么關(guān)系?答：成正比3-10當(dāng)含塵氣體的體積流量qvs 定時(shí)，臨界粒徑dpc及臨界沉降速度Ute與降塵室的底面積WL有什么關(guān)系。答：成反比3-11如果已知含塵氣體中的臨界沉降速度U

12、te，如何計(jì)算多層隔板式降塵室的氣體處理量qvs ?答：qvsn 1 WLu te3-12何謂離心分離因數(shù)？提高離心分離因數(shù)的途徑有哪些?答：離心分離因數(shù)：同一顆粒所受到離心力與重力之比Ke3-13離心沉降與重力沉降有何不同？答：在一定的條件下，重力沉降速度是一定的，而離心沉降速度隨著顆粒在半徑方向上的位置不同而變化。3-14對(duì)于旋風(fēng)分離器，提高離心分離因數(shù)的有效方法是什么？3-15要提高過濾速率，可以采取哪些措施?答：過濾速率方程dVdA Pr V Ve / A3-16恒壓過濾方程式中，操作方式的影響表現(xiàn)在哪里?答：V2 2VVe KA2q2 2qqe K3-17恒壓過濾的過濾常數(shù)K與哪些因

13、素有關(guān)?第四章傳熱4- 1根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，有哪三種基本傳熱方式？他們的傳熱機(jī)理有何不同？ 答：根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，熱的傳遞有三種基本方式：熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱和輻射傳熱。熱傳導(dǎo)（簡稱導(dǎo)熱）：熱量不依靠宏觀混合運(yùn)動(dòng)而從物體中的高溫區(qū)向低溫區(qū)移動(dòng)的過程。在固體、 液體和氣體中都可以發(fā)生。對(duì)流傳熱：由流體內(nèi)部各部分質(zhì)點(diǎn)發(fā)生宏觀運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞過程，只能發(fā)生在有流體流動(dòng)的場合。熱輻射：因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞?？梢栽谕耆婵盏牡胤絺鬟f而無需任何介質(zhì)。plx4- 2傅立葉定律 QA中的負(fù)號(hào)表示什么意思？d答：熱量傳遞的方向沿著溫度梯度下降的方向。4- 3固體、液體、氣體三者的熱導(dǎo)率比較，哪個(gè)大，哪個(gè)小？答：一般固體 液體氣體4- 4純金屬與其合計(jì)比較，熱導(dǎo)率哪個(gè)大？答：純金屬大于合金4- 5非金屬的保溫材料的熱導(dǎo)率為什么與密度有關(guān)？ 答：密度小，則所含的空氣越多，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)低于固體。4- 6在厚度相同的兩層平壁中的熱傳導(dǎo)，有一層的溫度差較大，另一層較小。哪一層熱阻大。 答：溫差大的熱阻大，熱導(dǎo)率低。4- 7在平壁熱傳導(dǎo)中，可以計(jì)算平壁總面積A的導(dǎo)熱速率 Q,也