青島科技大學(xué)化工原理歷年真題及內(nèi)部資料資料

1、第一章 流體流動(dòng)一 基本概念1、連續(xù)性方程2、液體和氣體混合物密度求取3、離心泵特性曲線的測(cè)定 二、核心公式 第一章、流體流動(dòng)與流體輸送機(jī)械（ 1）流體靜力學(xué)基本方程（例 1 9 ）U 型管壓差計(jì)（2）柏努利方程的應(yīng)用（例114 ）（3）范寧公式（4）離心泵的安裝高度（例2-5 ）問(wèn)答題1（ 7 分）離心泵的特性曲線是如何測(cè)定的？其特性曲線主要由哪幾條曲線構(gòu)成 ?答:離心泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速和常壓的清水為工質(zhì)做實(shí)驗(yàn)測(cè)得的.主要曲線有 :H-Q,N-Q, -Q三條曲線 ,在曲線中要注明泵型號(hào)、轉(zhuǎn)速 .2（ 8 分）試說(shuō)明層流和湍流的主要區(qū)別。答:1. 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式不同 ,層流只有軸向的

2、運(yùn)動(dòng) ,沒(méi)有徑向的脈動(dòng) ,而湍流質(zhì)點(diǎn)是雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng) , 兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都存在 . 2. 流體流動(dòng)速度分 布不同 : 層流為拋物線形式 , 而湍流則是嚴(yán)格的拋物線 ,它的速度分布線前端基本是平直的 . 3. 運(yùn)動(dòng)的d受u力情況不同 :層流主要是內(nèi)摩擦力 , 服從牛頓 粘性定律 , 而湍流由湍流應(yīng)力和內(nèi)摩擦力共同作用, 可以仿造牛頓粘性定律寫(xiě)為 : （ e）3 離心泵啟動(dòng)前，為什么要先灌滿(mǎn)水？與離心泵安裝高度有關(guān)的性能指標(biāo)有那些？dy選擇輸送管路的管徑時(shí)，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度應(yīng)考慮那些因素？如何選擇？ 離心泵的實(shí)驗(yàn)中，泵啟動(dòng)前與關(guān)閉時(shí)注意什么問(wèn)題，為什么？流量調(diào)節(jié)采用什么方法，其優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？ 搞清

3、楚離心泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度、允許吸上高度和安裝高度各組概念的區(qū)別和聯(lián)系。（ 6 分）（ 1）揚(yáng)程又稱(chēng)壓頭，是泵對(duì) 1N液體所提供的有效能 J/N ；而升揚(yáng)高度指泵上、下游兩液面的垂直高度，它只是揚(yáng)程中位能差一項(xiàng)。（ 2）允許吸上高度 Hg是指上游貯槽液面與泵吸入口之間允許達(dá)到的最大垂直距離。 為保證泵的正?？煽窟\(yùn)行，泵的實(shí)際安裝高度要比Hg再降低（ 0.5 1.0 ）什么是汽蝕余量？4567m。答：為了防止離心泵汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，在離心泵的入口處液體的靜壓頭與動(dòng)壓頭之和（p12u11 ）必須大于操作溫度下液體的飽和蒸汽壓頭 2gpv ）某一最小值，此最小值即為離心泵的允許汽蝕余量，即 gNSPHp

4、12u122gpvNSPH 為離心泵的允許汽蝕余量） ab 段：hf abhfcd流體過(guò) ab和 cd 兩段的能量損失相同(3 分 )gzapa 12ua2gzb pb12 ubhfab8何謂氣縛現(xiàn)象？如何防止？答：離心泵只能空轉(zhuǎn)而不能輸送液體的現(xiàn)象。離心泵啟動(dòng)前應(yīng)灌滿(mǎn)液體。12. 什么是“氣縛”現(xiàn)象？什么是“氣蝕”現(xiàn)象？13. 什么是離心泵的工作點(diǎn)？如何調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)？ 四計(jì)算題1、本題附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中ab 和 cd 兩段的長(zhǎng)度、直徑及粗糙度均相同。某液體以一定流量流過(guò)管路，液體在流動(dòng)過(guò)程中溫度可視為不變。問(wèn)：（1）液體通過(guò) ab 和 cd 兩管段的能量損失是否相等

5、？ （2）此兩管段的壓強(qiáng)差是否相等？并寫(xiě)出它們的表達(dá)式；（ 3）兩 U管壓差計(jì)的指示液相同，壓差計(jì)的讀數(shù)是否相等？（10 分）解：（）由 h fL u2，管路相同，則 d,u 相同， L 相同，d2f(Re, /d) ， 相同，ubCd 段；（pa pb ）hfab g z）gzc pc 21uc2 gzd pd2ud hfcd（pc pd ）hfcd）由（） （），壓強(qiáng)差不相等） ab間壓差： pa pb0gR 1gR1gh）與（） hfab gh0gR1gR1ghz h hfab gR1 （ 0 ） （）Cd 間壓差： pc pd0gR 2gR2 （）（）與（）0gR2gR2hf cd所以

6、，hfcd gR2 （ 0 ） （）由（）（）， R1 R 2壓差計(jì)讀數(shù)相同2、（20 分） 在管路系統(tǒng)中裝有離心泵， 如圖。管路的管徑均為 80mm，吸入管直管長(zhǎng)度為 6m，壓出管直管長(zhǎng)度為 13m，兩段管路的摩擦系數(shù)均為 0.03 ， 壓出管裝有閥門(mén)，其阻力系數(shù)為 =6.4 ，管路兩端水面高度差為10m,泵進(jìn)口高于水面 2m，管內(nèi)流量為 0.012m3/s 。試求：（ 1）泵的揚(yáng)程？（ 2）泵進(jìn)口處斷面上的壓強(qiáng)為多少？（標(biāo)準(zhǔn)彎頭的局部阻力系數(shù) =0.75 ，入口的局部阻力系數(shù) =0.5 ，大氣壓強(qiáng)為 760mm,高位槽液面維持不變）1）選截面 1-1 、 2-2 如圖，以 1-1 面為基準(zhǔn)

7、z1=0 z2 =10mu1=0u 2=0p1=0（ 表壓 ）p2=0（ 表壓 ）列柏努利方程z12 u1p12gHe gz22u12gH e=10+H fHfu2Vsl 入 l出2g0.0123.14 0.06242 9.81d240.03 6 130.062g0.5 1 0.75 3 6.418mHe=10+18=28m(2) 取 3-3 截面 z3=2m, u 3=u=Vss 4.25m / s d24入 u32d 入 2在 1-1 ,3-3 間列柏努利方程2p3 u3 0= 3 gz3 3 32p3 gz3 23入1000 9.81 24.25264.2520.030.75 0.50.

8、062=-62970Pa( 表壓 )絕對(duì)壓強(qiáng)P3=P3+P 0=-62970+1.0133x10 5=38360Pa解：（ 1） u吸4Qd124 12 10 30.0822.39m/ su壓d12d22u吸20.082 2.390.064.24m/ s3 在圖示管路中裝有離心泵，吸入管直徑d1=80mm，長(zhǎng) L1=6m, 阻力系數(shù) 1=0.02，壓出管直徑 d2=60mm，長(zhǎng) L2=13m ，阻力系數(shù)2 =0.03 。在管路A、B、E、F、G 處的局部阻力系數(shù)分別為A =0.5, B=0.75, E=6.4, F=0.75, G=1，管路兩端水面高度差H=10m ，泵進(jìn)口高于水面 2m ，管

9、內(nèi)流量為 12 10-3m 3/s，試求： i. ii.每千克流體需從離心泵獲得多少機(jī)械能？ 泵進(jìn)、出口斷面的壓強(qiáng) PC和 PD各為多少？在 1 1和 2 2 之間we22p2 p1 u2 u12g(z2 z1)hf ,1 222p2 p1 0 ， u22 u12 02g(z2 z1) gH9.81 10 98.1J /kg2u吸吸 ( 22l2d2l1hf,1 2 ( 1 1 AB)d162.392(0.02 0.5 0.75)0.08 2 139.5J /kg2 壓 E F G) 壓2(0.03 13 6.4 0.75 1) 4.240.06 2所以we 98.1 139.5 237.6J

10、 /kg10 分）2）在 1 1 和 C C 之間pcpaa gzc2u吸h f,1 c51.013 1059.81 210002.392262.392(0.02 0.5 0.75)0.08 271J /kgpc47.1 10 4Pa在斷面D D和2 2之間pDg(z2zD )hf ,D 22u壓1.013 1059.8 8 (0.031000136.4 0.75 10.061) 4.242302.5J/kg5pD 3.02 10 Pa10 分）4 如本題附圖所示。每小時(shí)有 mm，粗管內(nèi)徑 d2=240mm， 圖中 22面比 11面高 H2=300 mm，11面與 22面間有軟管與水銀壓 差計(jì)

11、相連，其上指示劑讀數(shù)12 104Kg 水在傾斜放置的變徑管內(nèi)從下向上作定態(tài)流動(dòng)。已知細(xì)管內(nèi)徑R=20 mm，求 2 2 面與 1 1面間的摩擦阻力。注：水密度： 1000 Kg/ m 3，指示劑密度： 13600 Kg/ m 3， g=9.81m/s 2在 1-2 截面間列柏努利方程：gz1 p12221gz22 22hf,1 2 Wsu11A14Ws2 4.25m/ s ，u2 u1(d1)2 0.737m / s ，1d2d1=100Z1 Z20.3m對(duì) u 型管壓差計(jì)，mn 面為等壓面， pmpn ，即p1gH1 p2g(H2 H1 R) 汞 gRp1 p2gH2 ( 汞 )gR 100

12、0 9.81 0.3 (13600 1000) 9.81 0.02 5415pa22u1 u2由式得hf,1 2 g(z1 z2) u1 2u2p1 p2代入數(shù)值得22hf,120.3 9.81 4.252 0.7372 51400105 11.2J/kg5 用泵將貯液池中常溫下的水送到吸收塔頂，貯液池水面維持恒定，各部分相對(duì)位置如圖所示。輸水管直徑為763mm，排水管出口噴頭連接處的壓強(qiáng)為 6.15104Pa（表壓），送水量為 34.5m3/h，水流經(jīng)全部管道（不包括噴頭）的能量損失為160J/Kg ，泵效率為 75% ，求泵的有效功率軸功率 . 注：水密度： 1000 Kg/ m 3， g

13、=9.81m/s 21取水槽液面為 1-1 截面，噴頭連接處為 2-2 截面，水槽液面為基準(zhǔn)面在 1-2 截面間列柏努利方程：p1gz1122u12 we gz2 p2 u22 hf ,1 2 u1 0,z1 0, z2 24 2 26m4p1 0Pa ( 表 壓 ) ， p2 6.15 10 Pa ( 表 壓 ) ，hf,1 2 160J /kgu22d434.53600 4 0.072 2.49m / s由 式，得we g(z2z1)22 p2 p1 u22 u122hf ,1 24 we 9.81 26 6.115000102.49 160 479.7 J /kgNe We Ws We

14、Vs 479.7 1000 34.5 4.6KW36002NeNNNe4.6 6.13kw0.756（ 10 分）用 3B33 型水泵從一敞口水槽中將水送到它處，槽內(nèi)液面維持恒定。輸水量為求該泵在輸送 65 水時(shí)的安裝位置。已知 3B33 型水泵的允許吸上真空度為3m，泵工作地點(diǎn)的104 Pa，密度為 980.5 Kg/ m 3，允許吸上真空度校正公式為：Hs=Hs +（Ha-10）-（Pv/ （ 9.81 解：50.4m3/h，吸入管路阻力為 1.2m，吸入管內(nèi)徑為 80mm ， Ha 約為 10m ，65水的飽和蒸汽壓 Pv=2.554 103） -0.24） 1000/ pv1000H

15、s H S (H a 10) ( v 3 0.24)s S a 9.81 1032.554 10410003 10 10 ( 3 0.24) 0.65m9.81 103980.5(3 分 )Vsd2450.42.79m/ s36000.08242 分）u22.792Hg Hs Hf,0 1 0.65 1.2 0.95mg s 2g f ,0 1 2 9.81所以泵的安裝位置應(yīng)比水槽液面至少低0.95m。（2 分）7如本題附圖所示。每小時(shí)有12104Kg 水在傾斜放置的變徑管內(nèi)從下向上作定態(tài)流動(dòng)。已知細(xì)管內(nèi)徑2面比 1 1面高 H2=300 mm，11面與 2 2面間有軟管與水銀壓差計(jì)相連，其上

16、指示劑讀數(shù)為 11.2J/Kg ，求 R。注：水密度： 1000 Kg/ m 3，指示劑密度： 13600 Kg/ m 3， g=9.81m/s 20.95m。3 分）d1=100 mm，粗管內(nèi)徑 d2=240mm， 圖中 2R，2 2面與 1 1面間的摩擦阻力為1在 1-2 截面間列柏努利方程：22gz1 p1 u21gz2 p2 u22hf,1 2 Ws4Ws，d1 2u12 4.25 m / s ， u2 u1( ) 0.737m / sA1d1d2代入式得p1 p2 g(z2 z1) u2 u1hf,1 2 9.81 0.3 0.737 4.246 11.2 5.4J /kg2 1 2

17、f ,1 22對(duì) u 型管壓差計(jì)， mn 面為等壓面， pmpn ，即p1gH1 p2g(H2 H1 R) 汞 gRR ( p1 p2 gH2)(5.4 9.81 0.3) 1000 0.02m2 ( 汞 )g (13600 1000) 9.81即 R=20mm8用離心泵將密度為 1200kg/m 3的液體由敞口貯槽 A送至高位槽 B。已知離心泵吸入管路上各種阻力之和hf,a =10 J/kg 、輸出管路上各種阻力之和hf,b =30 J/kg 。兩槽液面維持恒定，其間垂直距離為20m,每小時(shí)液體的輸送量為30m3。若離心泵效率為 0.65 ，試求：（ 3 ） 泵的揚(yáng)程為多少？（ 4 ） 求泵

18、的軸功率為多少？1. （1）選截面 1-1 、 2-2 如圖，以1-1 面為基準(zhǔn)面z1=0u1=0z2 =20mu 2=0p1=0( 表壓 )p2=0( 表壓 )列柏努利方程2pg1He z22u122gp2gHeZ Hf ZHf aHfb 20 10 30 24.1 mH2 O9.81NNeNWe WsH e g Ws 24.1 9.81 12000.65 3600303634W 3.634kW五、計(jì)算題（ 20 分）如本題附圖所示的輸水系統(tǒng)，管路直徑為 80 2mm ，當(dāng)流量為 36m3 /h 時(shí)，吸入管路的能量損失為 6 J/Kg ，排出管的壓頭損失為 0.8m ，壓強(qiáng)表讀數(shù)為 245

19、KPa， 吸入管軸線到 U 型管汞面的垂直距離為 h=0.5m ，吸入和排出管路的管徑相同， 壓強(qiáng)表距吸入管路距離可忽略能量損失，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為 98.1KPa ，水的密度 取 1000kg/m 3 。試計(jì)算：1、泵的升揚(yáng)高度 Z 與揚(yáng)程；2、泵的軸功率（ =70% ）3、泵吸入口壓差計(jì)讀數(shù) R五.解:20分）1 以 0-0,1-1 列柏努利方程式gz0p0 12u02 We gz1 p112u1hf0 12 1 f0 1式中 :Z0=0 , Z1=Z,P0=P1, U0=U 1We=gz+6+0.8= 6.8+ gz(1)4 分）以 0-0,2-2 列柏努利方程式gz p0gz01u02 W

20、e gz2p212u222hf0 2式中 :Z0=0 ,U0=0p0We3p0 245 103 5g 01u222We 5g 245 122u22(2)4 分）3 80 2mm ,V 36m /h36m3/s u 2.2m/s3600代入 (2)式: We 5g 245 122.22 6 302.47J / Kg代入 (1) 式: 302.476.8 ZgZ=30.14 m2. NHe We g302.47 30.83m9.814 分）Ne HQ gWe36Q g 302.47 1000 g360070%4.3KW3. 以 0-0,3-3 列柏努利方程式gz02up 1 2We gz3 p3

21、12u32hf0 3式中 : Z0=0 ,P3gh 0 gRP0p0 4.5gp0gh 0gR122.22 6 0 4.5ggh 0 gR1 2.22 624 分）由 h=0.5 mR=0.35 m4分）9某水泵在 2900 轉(zhuǎn) /分轉(zhuǎn)速下，測(cè)得流量為10m3/h。軸功率為 1.05 KW ，泵的入口真空表讀數(shù)為21.3 KPa ，出口壓強(qiáng)表讀數(shù)為 170 KPa，真空表與壓強(qiáng)表垂直距離為 0.3m 。試求該泵的有效功率及效率。吸入和排出管路的管徑相同，水的密度取1000kg/m 3 。He Z1p1 p2g330.3 170 1033 21.3 103 19.8m3103 9.815分）Ne

22、He Q1021019.8 10003600 0.54KW1023 分）Ne 0.540.5131.0510一套管換熱器， 內(nèi)管與外管均為光滑管， 時(shí)=992kg/m3, =65.6 10-5 Pas, 1. 環(huán)隙當(dāng)量直徑 de、水流過(guò)套管環(huán)隙的 2. 水通過(guò)套管環(huán)隙每米管長(zhǎng)的壓降。解： 1套管外管內(nèi)徑為22(d1 d2 ) 4(d1 d2)2 分）直徑分別為 302.5mm與 563mm。平均溫度為 40的水以 10m3/h 的流量流過(guò)套管環(huán)隙， =0.3164/ Re0.25 計(jì)算：d1，內(nèi)管外徑為 d2水在 40 Re 及 。d1 d2 0.05 0.03 5 10 3m(2 分 )1

23、分）2 分）de 4 H 0.02m水流過(guò)環(huán)隙流通面積：A(d12 d22)(0.052 0.032 ) 1.26 10 3 m24410u 3 2.2m/s3600 1.26 10 3Reude992 2.2 0.0265.6 10 56.65 104（ 1 分）2分）0.31640.25Re0.250.3164(6.65 104) 0.250.022 分）u2d2pfu2de20.02 992 2.220.02 22400 pa5分）80*10 3Pa，現(xiàn)擬用 65Y-60B 型油泵將油品以 15m3/h 的流量送往表11 常壓貯槽內(nèi)盛有石油產(chǎn)品，密度為760Kg/m3，在貯存條件下的飽和

24、蒸氣壓強(qiáng)為壓為 177*10 3Pa的設(shè)備內(nèi)。貯槽液面維持恒定，設(shè)備的油品入口比貯槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部壓頭損失分別為1m和 4m。試問(wèn)泵是一液面維持恒定的敞口高位水槽A，其中的水流經(jīng)喉徑為14mm的文丘里管，B 槽中盛有堿液（密度為 1400Kg/m3），高度如圖所示。輸水管規(guī)格為57 3mm，自 A 至文丘里管 M處管路總長(zhǎng)（包括所有局部阻力）為 20m，摩擦系數(shù)為 0.025 ，試確定：31 當(dāng)水流量為 8m3/h 時(shí)，由 A 至 M處阻力損失。2 文丘里管喉管 M處真空度為多少 mmHg?3 堿槽中堿液被吸上的高度 h?三、（ 20 分）B1.管內(nèi)流速：836000.7

25、85d0.785 0.05121.09m / s1 分）則 hf ,AMlle u 2d20.025200.0511.09225.82J / Kg4 分）揚(yáng)程 38 m否合用。 65Y-60B 型油泵性能如下：流量 : 19.8 m 3/h效率 55% 軸功率 3.75 KW允許氣蝕余量 2.6 m解：在貯槽液面 1-1 和輸送管出口外側(cè)截面 2-2 間列柏努利方程式，并以截面 1-1 為基準(zhǔn)平面。 22Z1p1u1He Z2p2 u2 H f （2 分）1 g 2g 2 g 2g f式中： Z1=0Z2=5m u1=u2=0 p1=0（表壓） p2 =177*10 3Pa （表壓）Hf=1+

26、4=5m760kg /m3（1 分）將已知數(shù)據(jù)代入上式中：177 * 103He 5 5 33.7m（ 3 分）760 * 9.81He H 38m（1 分）3而 Qe 15m /h Q=19.8m 3/h( 2 分)1分）故： 65Y-60B 型油泵合用2以 A 槽液面為 1-1 截面， M 截面為 2-2 截面， M 所在水平面為基準(zhǔn)面，列 BE. （ 2 分）2 p1u12gz11 1 2gz2 22p2 u22hhf ,1 223分）u2VS20.785dm2836000.785 0.014214.4m/s1 分）代入上式，得u214.42p1 p2 ( gz12hf ,1 2 ) 1

27、000 ( 9.81 85.82) (4分)231020Pa 232.7mmHg3由靜力學(xué)基本方程得：pmgh pah pa pmg31020 2.26m1400 9.815分）12用 IS65-50-160 型離心泵由敞口容器輸送液體，流量為1.013 105Pa，若此泵安裝在距離液面以上3m 的位置，此泵在輸送 20 C21m3/h，允許汽蝕余量為 2.5m。離心泵吸入管的總阻力損失為0.847m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榈乃?pv=2.33 103Pa， =1000kg/m 3）時(shí)，此安裝高度是否合適？解：吸入管阻力損失為H f ,0 1 0.847m允許安裝高度為2.33 10 0.847 2.

28、5 6.74m1000 9.81Hgp0pvHf,0 1 NPSH 1.013 105g g gf ,0 1 1000 9.815分）6.74m 3m5 分）所以， 3m 的安裝高度合適。13在離心泵的性能參數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，泵的吸入管內(nèi)徑為100mm，20條件下，以清水為介質(zhì)測(cè)得數(shù)據(jù)：流量空度為 60kPa 時(shí)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，試求氣蝕余量（NPSH） C和允許吸上真空度 HS。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?98.1kPa，15L/s ，測(cè)得在此流量下泵入口真20水的飽和蒸汽壓為2.238kPa。解：（ 1）氣蝕余量 （NPSH） C：流速14Qd124*15*10 33.14 * 0.121.91m / s2分

29、）由公式： (NPSH) Cp1 pv2u122g2 分）p1 p ap真空度 98.1 60 38 .1kPa2分）32( NPSH ) C2分）(38.1 2.238)*103 1.9123.84m1000* 9.81 2*9.81iii. 允許吸上真空度 H S/pa p1Hs60*1036.12m1000* 9.81(2 分)一、（20 分，08 考研）用離心泵將20水從水池送至敞口高位槽中，流程如附圖所示。兩槽液面高度差為 12 m，輸送管為573.5 mm 部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度） 。管路摩擦系數(shù)取為的鋼管，吸入管路總長(zhǎng)為20 m，壓出管路總長(zhǎng)為 155 m （均包括所有局0.02，水密

30、度為 1000 kg/m 3。操作條件下此離心泵的特性方程為 H=607.91106Q2（單位： Hm，Qm3 /s），泵的軸功率為0.49kW 。試求：（ 1）管路中水的流量， m3/h；（2）泵效率；（3）泵入口處真空表的讀數(shù)，kPa。20 分 05 考研 ） 如圖所示，用泵將水從貯槽送至敞口高位槽，兩槽液面均恒定不變，輸送管路尺寸為安裝有真空表和壓力表，真空表安裝位置離貯槽的水面高度H1 為 4.8m，壓力表安裝位置離貯槽的水面高度為時(shí)，進(jìn)水管道全部阻力損失為 1.96J/kg 水的密度 為 1000kg/m 3，試求： 兩槽液面的高度 H為多少？70%，1）2）泵所需要的實(shí)際功率為多少

31、3），出水管道全部阻力損失為 4.9J/kg （均包括局部阻力） ，壓力表讀數(shù)為kW？2？真空表的讀數(shù)為多少 kgf/cm一、（20 分， 06考研）水槽中水經(jīng)管道可以從C、 D兩支管同時(shí)放出，水槽液面維持恒定，83 3.5mm，泵的進(jìn)出口管道分別H2 為 5m。當(dāng)輸水量為 36m3/h2.452 105Pa，泵的效率為AB 間所有的局部阻力） ，管內(nèi)徑為 41mm 。BC 段長(zhǎng) 6m，當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)該段局部阻力總和的當(dāng)量長(zhǎng)度為9m（包括出口阻力損失） ；BD 段長(zhǎng) 9m，當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)該段局部阻力總和的當(dāng)量長(zhǎng)度為15m（包括出口阻力損失） ， BC和 BD 段管道內(nèi)徑均為 25mm 。如圖所示。

32、試求： （1）當(dāng) D 管閥門(mén)關(guān)閉而 C 管閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的流量； （ 2）當(dāng) C、AB 段管長(zhǎng)為 6m（忽略H20的水（密度為 1000kg/m 3，黏度為1.0100m 。R。4分）D 兩管閥門(mén)都全開(kāi)時(shí)各自的流量和總流量。設(shè)管內(nèi)摩擦系數(shù)均可取 0.03 不變。其余數(shù)據(jù)見(jiàn)圖。二、（10 分， 06考研）在一管路系統(tǒng)中，用一臺(tái)離心泵將密度為1000kg/m 3 的清水從敞口地面水池輸送到高位密封儲(chǔ)槽（其表壓為 9.81 104 Pa），兩端液面的位差 z=10m ，管路總長(zhǎng) L=50m （包括所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度） 管內(nèi)徑均為 40mm，摩擦因數(shù) =0.02 。試求： （1）該管路的特性曲線方程。

33、（2） 若離心泵的特性曲線方程為2H 40 222Q （式中， H 為壓頭，單位為 m；Q 為流量，單位為 m3/min ），求該管路的輸送量（單位為m3/min ）。一、（ 10 分， 07 考研）如附圖所示，利用虹吸管將池中的某一液體引出。兩敞口容器水面的垂直距離為 3m，管段 AB 長(zhǎng) 4m ，管段 BC 長(zhǎng) 12m（兩段長(zhǎng)度皆包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），管路直徑為 30mm，測(cè)得此時(shí)的直管阻力系數(shù)為 0.024，操作狀況下該液體的飽和蒸汽壓為 47.38 kPa，密度為 971.8 kg/m 3，黏度為 35.65 104 Pa?s。試求：（ 1）管路中液體的流量； （ 2）若要保證管路

34、中不發(fā)生汽化現(xiàn)象，則管路頂點(diǎn)的最大安裝高度為多少？（ 3）由于某種原因高度差 H 發(fā)生了變化，導(dǎo)致液體以 1m/s 的流速在管內(nèi)層流流動(dòng)。如果流體物性保持不變，確定 H 值的大小。二、（20 分， 07考研）如附圖所示，用泵將20河水打入洗滌塔中經(jīng)噴嘴噴出，噴淋下來(lái)后流入廢水池。已知管道尺寸為 114 4mm，流量為 85m 3/h，泵的吸入和壓出管路總長(zhǎng)分別為5m 和 35m（包括管路中所有局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度 ），管內(nèi)摩擦因子 =0.023 ，水從塔中流入廢水池的摩擦損失為8 J/kg，水的密度為 1000 kg/m 3。試求：（1）洗滌塔內(nèi)的壓強(qiáng)； （2）泵的有效功率； （ 3）若需將進(jìn)入

35、塔的河水流量增加20%，泵對(duì)單位質(zhì)量流體所作的有效功及其它條件均不變，則洗滌塔頂噴嘴的高度應(yīng)如何調(diào)整？一、（ 20分， 09 考研）如附圖所示，用離心泵將蓄水池中57 3.5mm 的光滑鋼管，直管長(zhǎng)度與所有局部阻 A 點(diǎn)處裝有一 U 形管壓差計(jì)，管中指示液為汞（密度 A 點(diǎn)的管長(zhǎng)（包括所有局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）為10-3Pa.s）送到敞口高位槽中。管路為力當(dāng)量長(zhǎng)度之和為 250m 。在管路的為 13600kg/m 3 ），并且從蓄水池面到 過(guò)渡流和湍流時(shí)的摩擦系數(shù)可近似用0.3164/Re 0.25 計(jì)算。管路中水的流量為 7.42m3/h。試求：（ 1）每公斤水通過(guò)泵所獲得的凈功； （ 2）A

36、點(diǎn)的壓強(qiáng)；（3）U 形管壓差計(jì)的讀數(shù)一、（ 20 分）解：（ 1）（ 8分）以低位槽水面為 11截面，高位槽水面為 2-2截面，列柏努利方程：22Weg z2 z1p2p1u2u1hf1 2截面1 1 處： u1=0，截面 2 2處： u2=0 ，為計(jì)算Re=du其中，需首先計(jì)算/p1 =0 （表壓）， z1=0p2=0（表壓）， z2=5mRe：d=57-3.5 2=50mm=0.05mVs7.42/3600usd241.05m/ s3.14 20.0524所以Re=0.05 1.05 1000/10 -3=525004000 ，0.25 0.250.3164/Re 0.25=0.3164/

37、52500 0.25 =0.021 （2分）llef1 2d0.021250 1.05 20.05 257.88 J/kg所以We 9.81 5 57.88 106.93 J/kg （2分）2）（ 6分）（ 2）在 A 點(diǎn)和高位槽液面間列柏努利方程：2 pA u A gzAA2gz22p2u2hfA 22 fA 22分）因?yàn)?z2-zA=1.0m，uA=1.05m/s ，u20，p2=0（表壓），2所以pA2u2AhfA 2250 1001.052 J/kg （2分）0.021 34.73J/kg （2分）2 0.05 2000 9.81 1.0 1.05 34.73 43988.75 Pa（

38、表壓）（ 2分）23）（ 6分）根據(jù)靜力學(xué)基本方程：pA g h RpoHg gR （4分）因?yàn)閜A=4.40 104 Pa， 1000kg/m 3，h=1.5m，Hg=13600kg/m3，po=0（表壓），所以pAgh 4.40 104 1000 9.81 1.5 （2 分）R A 0.475m （ 2 分）Hg g 13600 1000 9.81二、（ 20 分）解：（ 1）（8分）從已知條件看，不能從冷熱流體的熱量衡算中求出t2，可考慮聯(lián)合熱量衡算方程和傳熱速率方程來(lái)求取聯(lián)立冷流體的熱量衡算方程和傳熱速率方程：Q Wccpc t2 t1KS tm （ 2分）tmT t1 T t2所以W

39、ccpc t2 t1整理上式得：lnT t1T t2KSlnT t1T t2lnT t1T t2lnKST t2 Wccpc其中：111 do i diKST t1Wc cpceT t21W/(m 2. )745.761 1 2541.1 104 1000 20S=doLn=3.14 0.025332=7.536m 2W CCpc =12500/3600 4.18 103=14513.9W/ KS/(W c Cpc )=745.8 7.536/14513.9=0.387( 2 分)非均相分離2分）（1）重力沉降 滯流區(qū)的沉降公式、降塵室的沉降條件、在降塵室中設(shè)置水平隔板（例（2）離心沉降 旋風(fēng)

40、分離器的壓強(qiáng)降、旋風(fēng)分離器的臨界粒徑、沉降流型校核（離心沉降速度、層流） 旋風(fēng)分離器的操作原理33）、流型校核、降塵室的生產(chǎn)能力、多個(gè)旋風(fēng)分離器的并聯(lián)（例 3 5）三、簡(jiǎn)答題（ 10 分）含塵氣體通過(guò)降塵室后，固體顆粒濃度降低。若其它條件不變，且顆粒沉降處在層流區(qū)，試分析氣體的溫度升高時(shí)出口氣 體的含塵量如何變化？顆粒在層流區(qū)的沉降速度計(jì)算式為 utd 2( s )g18而氣體的黏度隨溫度的升高而增大，所以u(píng)t 會(huì)減小5 分）含塵氣體通過(guò)沉降室，顆粒得到分離的必需條件為Hut對(duì)于臨界最小沉降速度，由于氣體黏度的增大，最小捕集顆粒直徑增大，使得出口氣體的含塵量增大（ 臨界粒徑分析顆粒的自由沉降過(guò)

41、程10 分）一種測(cè)定粘度的儀器由一鋼球及玻璃筒組成。測(cè)試時(shí)筒內(nèi)充被測(cè)液體，記錄鋼球下落一定距離的時(shí)間，球的直徑為 6mm，下落距離為 20cm，測(cè)試一種糖漿時(shí)記下的時(shí)間間隔為 7.32 秒，此糖漿的密度為 1300 kg/m3，鋼球的密度為 7900 kg/m3， 求此糖漿的粘度。七、計(jì)算題（ 10分）擬采用降塵室除去常壓爐氣中的球形塵粒。降塵室的寬和長(zhǎng)分別為2m和6m,氣體處理量為 1標(biāo) m3/s，爐氣溫度為 427，相應(yīng)的密度 =0.5kg/m3，粘度=3.410-5Pa.s，固體密度 S=400kg/m3操作條件下，規(guī)定氣體速度不大于 0.5m/s， 試求：1降塵室的總高度 H ， m

42、；2 理論上能完全分離下來(lái)的最小顆粒尺寸。七、（ 10分） 解： 1）降塵室的總高度 HVS V0 273 t 1 273 427 2.564m3 / s5 分）23、3、273273(1)H VS bu2.564 2.564m2 0.5(1)2）理論上能完全出去的最小顆粒尺寸 用試差法由 ut 求 dmin。Vs 2.5640.214m/sbl 2 6ut2）dmin18 ut18 3.4 10 5 0.214sg5.78 10 5 m4000 0.5 9.8072）假設(shè)沉降在斯托克斯區(qū)ut d2 s g18240 106 2 4000 0.5 9.807 0.103m/s18 3.4 10

43、 5(1)Retdut5.78 10 5 0.214 0.5 0.182 13.14 10 5（2）核算沉降流型 ,原假設(shè)正確，最小粒徑為 5.78*10-5m。1）二、（10分）某廠爐氣中含有最小直徑為 10m 的塵粒，塵粒的密度為 4000kg/m3，爐氣溫度為 700K。在此溫度下，氣體黏度為3.4 10-5Pa.s，密度為 0.5kg/m3。現(xiàn)要求爐氣處理量為 8000kg/h。采用多層降塵室除塵粒，若降塵室中的隔板已選定長(zhǎng)度為5m，寬為 3m，且降塵室總高不超過(guò) 4.8m。試計(jì)算降塵室中隔板間的距離。二、（10分， 05 考研）一種測(cè)定粘度的儀器由一鋼球及玻璃筒組成。測(cè)試時(shí)筒內(nèi)充被測(cè)

44、液體，記錄鋼球下落一定距離的時(shí)間，球的直徑為 6mm，下落距離為 200mm，測(cè)試一種糖漿時(shí)記下的時(shí)間間隔為 7.32 秒，此糖漿的密度為 1300 kg/m 3，鋼球的密度為 7900 kg/m 3，求此糖漿的粘度是多少厘泊。傳熱概念：1、傳熱的三種基本方式2、如何測(cè)定及如何提高對(duì)流傳熱的總傳熱系數(shù) 4、如何強(qiáng)化傳熱 計(jì)算公式（1）（2）（3）（4）實(shí)驗(yàn)題（ 10 ） 利用過(guò)熱蒸汽進(jìn)行傳熱實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，若運(yùn)行一段時(shí)間后，傳熱膜系數(shù)下降，可能的原因是什么？如何解決？ 蒸汽冷凝傳熱時(shí)，為什么要排放不凝性氣體？?jī)?nèi)管壁溫接近于哪一側(cè)流體的溫度？ 為了提高換熱器的總傳熱系數(shù)K ，應(yīng)提高空氣側(cè)，還是水側(cè)

45、的和 S？為什么？熱量衡算（有相變、無(wú)相變） K 的計(jì)算、平均溫度差、總傳熱速率方程、傳熱面積的計(jì)算（判別是否合用） 流體在圓形管內(nèi)作強(qiáng)制湍流流動(dòng)時(shí) 計(jì)算式（公式、條件） ，粘度 對(duì) 的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè) K （ 例 4 9） 換熱器操作型問(wèn)題（求流體出口溫度，例410）12.3. 換熱器中冷熱流體的流動(dòng)方向有幾種，當(dāng)選擇流向時(shí)應(yīng)如何考慮？ 4闡述液體沸騰曲線的基本形狀，一般沸騰應(yīng)處于什么狀態(tài)才能達(dá)到較好的換熱效果？1 、（4 分）換熱器中冷熱流體的流動(dòng)方向有：逆流，并流，折流和錯(cuò)流。（ 1 分）當(dāng)采用逆流時(shí)，在傳熱量和總換熱系數(shù)一定的情況下，換熱器的傳熱面積較小，另外，采用逆流還可以節(jié)省加熱介質(zhì)或

46、冷卻介質(zhì)的用量。通 換熱器盡可能采用逆流操作。（1 分）當(dāng)某些特殊工藝要求時(shí)，對(duì)流體的溫度有所限制，如冷流體被加熱時(shí)不能超過(guò)某一溫度，或熱流體被冷卻時(shí)不能低于某一溫度時(shí)，可采用并 （ 1 分）采用折流或錯(cuò)流時(shí)，主要是為了滿(mǎn)足換熱器的結(jié)構(gòu)要求，或提高總傳熱系數(shù)。、（ 6 分）液體沸騰曲線主要包括自然對(duì)流、泡狀沸騰和膜狀沸騰。 一般沸騰應(yīng)處于泡狀沸騰狀態(tài)才能達(dá)到較好的效果，此時(shí)傳熱系數(shù)和熱通量都較大?；殷w的定義及特點(diǎn) 設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置要求既可以測(cè)量總傳熱系數(shù)， 計(jì)算題 （ 60 分）（ 20 分）在一列管式換熱器內(nèi)用水冷卻苯。苯走管程，流量為1.5kg/s ，由 80oC 被冷卻至 30oC。冷卻

47、水在殼程內(nèi)呈湍流流動(dòng)，且與苯逆流流動(dòng)，其進(jìn)口溫度為 20oC，出口溫度為 50oC。已估算出苯側(cè)和水側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為900W/（m2K）、1700W/（m2K）；苯的平均比熱為 1.9kJ/（kg.K） 。若列管為 252.5mm的鋼管，長(zhǎng) 3 米，其導(dǎo)熱系數(shù)為 45W/（m2K） ，并忽略污垢熱阻及換熱器的熱損失，試求： （1）所需換熱器的列管數(shù)為多少？（2）若其它條件不變，冷卻水的流量變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，換熱器的列管數(shù)又為多少？常，流。56、又可同時(shí)測(cè)量對(duì)流傳熱系數(shù)，2. 解： Q KS tm Kn d0 L tm（1分）3分）（ 3 分）標(biāo)注儀表、 儀器名稱(chēng)。 并簡(jiǎn)要說(shuō)明試驗(yàn)步驟， 需

48、要測(cè)量那些參數(shù)。 ？其中， Q WhCph（T1 T2） =1.5 1.9 103 （ 80-30） =142.5（ kW ）（3 分）（2分）1 d0 b d0 didm2.5 10 3 25900 20 45 22.52511700=490.5W/（m 2K） （3 分）tmln t1t230 10 C=18.2（ C ）30ln10（3 分）故n142.5 103Kd0 L tm367.7 （根）3.14 490.5 25 10 3 3 18.2（2 分） 0.82 ）若其它條件不變，冷卻水的流量變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則 0 2 1700 2959.87 W/（m2K）(2分)同理可得，=559.1 W/(m 2.K)b d0 10dm 0(3 分)nKd0L tm59.4 （根）(2 分)2、（ 20 分）由 200 冷卻至 100，水走管內(nèi)，油走管間。已知水和機(jī)油的質(zhì)量流量分別為 和 2.0kJ/（kg K） ，水側(cè)和油側(cè)的對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為 及污垢熱阻：（1）（2）四。計(jì)算題： .解： （ 1 ） QWhCph TWCCpc t K0A 0 tm用一傳熱面積為 3m2（以外表面積為準(zhǔn)） ，由 25 2.5mm 管子組成的單程