流體力學與傳熱12A(附參考答案)

1、誠信應考,考試作弊將帶來嚴重后果!華南理工大學期末考試?流體力學與傳熱?試卷考前須知：1.考前請將密封線內填寫清楚；2.所有答案請直接答在試卷上(或答題紙上)；3考試形式：閉卷；4.本試卷共六大題，總分值 100分，考試時間120分鐘。題號-一一二二三三四五六總分分數201015201520100得分評卷人一、填空選擇題：20分，每題2分1、流體在圓形管道中作完全湍流流動，如果只將流速增加一倍，阻力損失為原來的 4倍；如果只將管徑增加一倍而流速不變，那么阻力損失為原來的1/2 倍。2、 離心泵的特性曲線通常包括H-Q曲線、_N-Q和 n -Q 曲線等。3、 氣體的粘度隨溫度升高而增加，水的粘度

2、隨溫度升高而降低 。4、 測量流體體積流量的流量計有轉子流量計、孔板流量計 和渦輪流量計。)題 答 不 內 線 封 密5、 (1)離心泵最常用的調節(jié)方法是_B(A) 改變吸入管路中閥門開度(B) 改變壓出管路中閥門的開度(C) 安置回流支路，改變循環(huán)時的大小(D) 車削離心泵的葉輪2漩渦泵常用的調節(jié)方法是B(A) 改變吸入管路中閥門開度(B) 安置回流支流，改變循環(huán)量的大小(C) 改變壓出管路中閥門的開度(D) 改變電源的電壓。6、沉降操作是指在某種 _力場中利用分散相和連續(xù)相之間的 密度差異,使之發(fā)生相對運動而實現別離的操作過程。7、最常見的間歇式過濾機有板框過濾機和葉濾機連續(xù)式過濾機有 真

3、空轉筒過濾機 。殼程流動，加熱器頂部8、在一臥式加熱器中，利用水蒸汽冷凝來加熱某種液體，應讓加熱蒸汽在設置排氣閥是為了排放不凝氣，防止殼程a值大輻度下降。9、 1為了減少室外設備的熱損失，保溫層外所包的一層金屬皮應該是A外表光滑，顏色較淺;C外表粗糙，顏色較淺B外表粗糙，顏色較深100 C，空氣進口溫度為2某一套管換熱器用管間飽和蒸汽加熱管內空氣，設飽和蒸汽溫度為20 C，出口溫度為80 C，問此套管換熱器內管壁溫應是_C_OA接近空氣平均溫度B接近飽和蒸汽和空氣的平均溫度C接近飽和蒸汽溫度10、舉出三種間壁式換熱器套管 、夾套換熱器、 蛇管換熱器二、問答題：每題5分，共10分1. 離心泵發(fā)生

4、“汽蝕的主要原因是什么？離心泵工作時，在葉輪中心區(qū)域產生真空形成低壓而將液體吸上。如果形成的低壓很低，那么離心泵的 吸上能力越強，表現為吸上高度越高。但是，真空區(qū)壓強太低，以致于低于體的飽和蒸汽壓，那么被吸 上的液體在真空區(qū)發(fā)生大量汽化產生氣泡。含氣泡的液體擠入高壓區(qū)后急劇凝結或破裂。因氣泡的消失產生局部真空，周圍的液體就以極高的速度流向氣泡中心，瞬間產生了極大的局部沖擊力，造成對 葉輪和泵殼的沖擊，使材料手到破壞。把泵內氣泡的形成和破裂而使葉輪材料受到破壞的過程，稱為 氣蝕現象。汽蝕是由于液體在一定的溫度下到達了它的汽化壓力，可見和輸送介質，工況有密切的關系 造成汽蝕的主要原因有：1. 進口

5、管路阻力過大或者管路過細；2 .輸送介質溫度過高；3 流量過大，也就是說出口閥門開的太大；4.安裝高度過高，影響泵的吸液量；5 選型問題，包括泵的選型，泵材質的選型等.解決方法：1 .清理進口管路的異物使進口暢通，或者增加管徑的大?。? .降低輸送介質的溫度；3 .減小流量；4.降低安裝高度；2、保溫瓶在設計和使用過程中采取了哪些防止熱損失的措施？保溫瓶瓶膽設計成玻璃夾層結構夾層因空氣被抽岀接近真空，可防止對流散熱損失.其次,瓶膽夾層內兩外表均鍍有銀，鋁等低黑度涂層，增加了輻射傳熱熱阻大幅度降低了輻射。三、15分一敞口高位水槽 A中水流經一喉徑為 15mm的文丘里管，將濃堿液槽 B中的堿液密度

6、 為1400 kg/m3抽吸入管內混合成稀堿液送入 C槽， 各局部標高如附圖所示；輸水管規(guī)格為 旳7X 3mm, 自A至文丘里喉部M處管路總長包括所有局部阻 力損失的當量長度在內為 20m，摩擦系數可取0.025。(1) 當水流量為8m3/h時，試計算文丘里喉部 M 處的真空度為多少mmHg ；(2) 判斷槽的濃堿液能否被抽吸入文丘里內定 量計算說明判斷依據。(3) 如果不能被吸入，可采取那些措施？舉兩 種方法解1:主管道U VS/A(36000.0510.109 m / s(1)文丘里喉部 M 處 U2 VS/A?(8/3600 )/(/4)0.015212.58 m/s在高位水槽上面與M處

7、界面間的列柏努利方程得:2 2P2/ g (Zi Z2) (U22/2g)(1/d)(u2/2g)12.582270.025(20/0.051) (1.092 /2g)2g1.66mH2。122mmHg(真空度)h堿 堿= 水h水 h水=1.5為400/1000= mH2O(>mH2O)真空度故濃堿液不能被吸入管內。在 B槽液面與M處水平截面間的列柏努利方程得:2Pa/( g) h u /(2g) P?/( g) hf吸(Pa P2)/( g) h u2/(2g) hf吸可見吸入量的大小不僅與 M處的真空度、B槽液面與M處的位差有關，而且與吸入管的 管路情況管徑、管長、粗糙度等有關，應增

8、加 M點的真空度，可減少B與M的位 差，增加水的流量，減少 A與M的位差。四、20分用泵將20C水從敞口貯槽送至表壓為 2X 105Pa 的密閉容器，兩槽液面均恒定不變，各局部相對位置如下列圖。輸送管路尺寸為108 x 4mm的無縫鋼管，吸入管長為20m，排出管長為 100m各段管長均包括所有局部阻力的當量長 度。當閥門為3/4開度時，真空表讀數為30000Pa，兩測壓口的垂直距離為，忽略兩測壓口之間的阻力，摩擦系數可取為。試求：(1) 閥門3/4開度時管路的流量(m3/h);(2) 壓強表讀數Pa；泵的壓頭m；(4)假設離心泵運行一年后發(fā)現有氣縛現象，試分析其原因。解：1閥門3/4開度時管路

9、的流量(m3/h)；其中,Z02U。Z1U1P12ghf,。1hf,0 111此0.02壘丄d 2g0.1 2 9.810.204u12,在貯槽液面0-0 '與真空表所在截面1-1 '間列柏努利方程。 以0-0 '截面為基準水平面，有：代入上式，得：u 1=m/s， Q= 一 d 2u230.14 .1116 m / h44(2)壓強表讀數Pa；z0=0， Uo=0, p 0=0表壓z 1=2m, p 1=-30000Pa表壓在壓力表所在截面 2-2 '與容器液面3-3 '間列柏努利方程。仍以0-0 '截面為基準水平面，有:2U2P2gZ32U3

10、P3g2ghf,2 32.5主2gP21000 g10 0105 1000_g0.021004.1229.81解得，p2=433270Pa表壓3泵的壓頭m；在真空表與壓力表所在截面間列柏努利方程,可得,H也z1先產Hf0.5433270300001000 9.8148.7m假設離心泵運行一年后發(fā)現有氣縛現象,原因是進口管有泄露。五、10分有一降塵室，長6m，寬3m，共20層，每層100mm，用以除去爐氣中的礦塵，礦塵密度3000kg/m3，爐氣密度0.5kg/m3，粘度0.035m Pa s，現要除去爐氣中 10 m以上的顆粒，試求：1為完成上述任務，可允許的最大氣流速度為多少？2每小時最多可

11、送入爐氣假設干？3假設取消隔板，為完成任務該降塵室的最大處理量為多少?解：1設沉降區(qū)為滯流，那么Utd2( s )g18因為Ut(10 10 6)2 3000 9.81180.035 10 34.67mm/ sdut10 10 6 4.67 100.03510 3056.67 10 41假設正確由降塵室的別離條件，有3L 4.6 106UtH0.10.28m/s3V 20Aut20 64.67 103 3600 m3 / hV Aut4.67 10 35600 302.6m3/h可見加隔板可提高生產能力，但隔板間距不能過小，過小會影響出灰和干擾沉降。六、20分一立式換熱器規(guī)格如下：管長3m,管

12、數30根，管徑為 $ 25 2.5 mm，管程為1?，F擬 選用此換熱器將 CS2飽和蒸氣冷凝為飽和液體，其飽和溫度為 46 C ,走管外，其流量 W=kg/s,其冷凝潛熱為350kJ/kg，比熱容為1kW/(kg C )。水走管內，且與 CS2呈逆流流動。冷卻水進出口溫 度為10 C和30C ?；趽Q熱管外外表的總傳熱系數分別為K, 200w/ m2 C,其與管內的冷卻水的流速0.8次方成正比。1所需要的冷卻水的用量2此換熱器是否合用？3現將換熱器有單管程改為雙管程，定量計算換熱器是否合用？(4) 通過上述計算你得出什么結論？解：1以管子外外表為基準計算已有換熱器的傳熱面積：A n d0L 30 3.14 0.025 37.07m2(1)求所需的傳熱面積冷凝段的傳熱量Q W r0.135035kW平均溫差冷卻水用量WQ350.42kg / sCPc t2t14.183010平均溫差4646C3010Ctm1361624.66 C