化工原理題庫練習與解答

一、單選題單位體積流體所具有的（ )稱為流體的密度。 A質(zhì)量；B粘度；C位能;D動能.單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的（ )。 A密度;B粘度；C位能；D動能.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)分是（ ）. DA湍流流速＞層流流速; B流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C層流的雷諾數(shù)＜湍流的雷諾數(shù);D層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。氣體是（ ）的流體。 BA可移動;B可壓縮；C可流淌；D可測量。在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（ ）。 A確定壓力；B表壓力；C靜壓力；D真空度。以確定零壓作起點計算的壓力，稱為（ ）。 AA確定壓力;B表壓力；C靜壓力;D真空度.當被測流體的（ )大于外界大氣壓力時，所用的測壓儀表稱為壓力表。 A真空度；B表壓力；C相對壓力;D確定壓力.當被測流體的確定壓力（ )外界大氣壓力時，所用的測壓儀表稱為壓力表. A大于；B小于；C等于；D近似于。9．（ ）上的讀數(shù)表示被測流體的確定壓力比大氣壓力高出的數(shù)值,稱為表壓力。 AA壓力表；B真空表；C高度表;D速度表。被測流體的（ ）小于外界大氣壓力時，所用測壓儀表稱為真空表。 DA大氣壓；B表壓力；C相對壓力；D確定壓力。流體在園管內(nèi)流淌時，管中心流速最大，若為湍流時，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（ ）。BA。Um＝1/2Umax; B.Um＝0。8Umax； C。Um＝3/2Umax。從流體靜力學基本方程了解到U型管壓力計測量其壓強差是( ）。 A。與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細無關(guān)；BUC。與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U13。層流底層越?。?). CA。近壁面速度梯度越??； B。流淌阻力越??；C.流淌阻力越大; D。流體湍動程度越小。14.雙液體U形差壓計要求指示液的密度差（ ) CA。大； B。中等; C。小; D。越大越好。15。轉(zhuǎn)子流量計的主要特點是( )。 CA。恒截面、恒壓差； B.變截面、變壓差；C。恒流速、恒壓差; D.變流速、恒壓差。16。層流與湍流的本質(zhì)區(qū)分是:（ )。DA。湍流流速〉層流流速; B。流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C。層流的雷諾數(shù)〈湍流的雷諾數(shù);D。層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動.17。圓直管內(nèi)流淌流體，湍流時雷諾準數(shù)是（ ）。BA。Re≤2000； B.Re≥4000; C.Re=2000~4000.某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為200mmHg，當?shù)卮髿鈮簽?01kPa,則泵入口處的確定壓強為（ )。A74.3kPa; B.101kPa； C。127。6kPa。在穩(wěn)定流淌系統(tǒng)中水由粗管連續(xù)地流入細管若粗管直徑是細管的2倍則細管流速是粗管的（ )倍。CA。2； B。8; C。4。流體流淌時產(chǎn)生摩擦阻力的根本緣由是（ )。CA。流淌速度大于零;B.管邊不夠光滑； C。流體具有粘性。21.在相同條件下,縮小管徑，雷諾數(shù)( )。A增大； B。減??； C.不變.22。水在園形直管中作滯流流淌，流速不變，若管子直徑增大一倍,則阻力損失為原來的( ). AA.1/4； B。1/2； C。2倍。單位時間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（ )。 A流速；B流線；C流量；D流函數(shù)。單位時間內(nèi)流體在流淌方向上所流過的( )稱為流速. CA寬度;B高度；C距離；D直線。柏努利方程式中的（ )項表示單位質(zhì)量流體所具有的位能。 AAgz；B ；C ；Dw.e柏努利方程式中的 項表示單位質(zhì)量流體所具有的( ）。 BA位能;B動能;C靜壓能；D有效功。柏努利方程式中的（ )項表示單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。 CAgz；B ；C ；Dwe柏努利方程式中的（ )項表示單位質(zhì)量流體通過泵（或其他輸送設(shè)備)所獲得的能量，稱為有效功. DAgz;B ；C ；Dwe柏努利方程式中的（ ）項表示單位質(zhì)量流體因克服流淌阻力而損失的能量。 DAgz；B ;C ；D 。流體在直管中流淌，當( ）≤2000時，流體的流淌類型屬于層流。 AARe；BPr;CNu；DGr。流體在直管中流淌，當Re( ）4000時，流體的流淌類型屬于湍流。 BA＜；B≥；C≤；D≠。流體在直管中流淌，當2000＜（ ）＜4000時，流體的流淌類型屬于不穩(wěn)定的過渡區(qū)。 AARe;BPr;CNu;DGr.流體在管內(nèi)作（ )流淌時，其質(zhì)點沿管軸作有規(guī)章的平行運動。 A層流;B湍流；C過渡流；D漩渦流.流體在管內(nèi)作（ )流淌時，其質(zhì)點作不規(guī)章的雜亂運動。 A層流；B湍流；C過渡流;D漩渦流。流體在圓管內(nèi)( ）流淌時，平均速度是最大速度的一半。 A層流；B湍流;C過渡流；D漩渦流.對于（ ），當量直徑等于四倍的流通截面積除以潤濕周邊. BA圓形管；B非圓形管；C矩形管；D直管。二、填空題1。流體靜力學基本方程式

p p2

g(z1

z)2pp gh或 02。定態(tài)流淌的柏努利方程式––––能量衡算式1u2gZ P 11u21kg

WegZ2

P u [J/kg]2 f[J/kg]單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度。雷諾準數(shù)的表達式為Re=dｕρ/μ。當密度ρ＝1000kg。m,粘度μ=1d=100mm1m.s在管中流淌時,其雷諾準數(shù)等于10,其流淌類型為湍流.5。當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時,測得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的確定壓強為 850 mmHg，真空度為 —100 mmHg。6。當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時，測得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的確定壓強為_113404 Pa，真空度為_—133402 Pa。70。879，其密度為_879kg/m3_,其比容為_0。00114m3/kg_。8.d=100mm,15。7kg。/s，其體積流量為_0.0157m3/s,平均流速為_2。0m/s.9。當20℃的甘油（ρ=1261kg/m3，μ=1499厘泊）在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流淌時,若流速為1。0m/s時,其雷諾準數(shù)Re為 84。1 ，其摩擦阻力系數(shù)λ為 0.761 .10。某長方形截面的通風管道，其截面尺寸為30×20mm，其當量直徑de為 24mm .測量流體流量的流量計主要有如下四種：_轉(zhuǎn)子流量計，孔板流量計，_文丘里流量計, 濕式氣體流量計_，測量管內(nèi)流體點的速度，則用_皮托管 。管出口的局部阻力系數(shù)等于 1.0 ,管入口的局部阻力系數(shù)等于 0.5 .13?；どa(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是＿質(zhì)量守恒定律＿,熱量衡算的理論基礎(chǔ)是＿能量守恒定律＿。14＿，動壓頭＿削減＿，靜壓頭＿增加＿。15_削減_.16。套管由φ57×2。5mm和φ25×2。5mm的鋼管組成,則環(huán)隙的流通截面積等于_1633mm2 ，潤濕周邊等于_242mm ，當量直徑等于_27mm_。17。流體在等徑管中作穩(wěn)定流淌，流體由于流淌而有摩擦阻力損失,流體的流速沿管長 不變 。18。液柱壓力計量是基于_流體靜力學 原理的測壓裝置,用U形管壓差計測壓時，當一端與大氣相通時,讀數(shù)R表示的是 表壓 或 真空度 。19.米糠油在管中作流淌若流量不變，管徑不變管長增加一倍,則摩擦阻力損失為原來的 2 倍。20。米糠油在管中作層流流淌,若流量不變，管長不變,管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的 1/16 倍。21.當Re為已知時,流體在圓形管內(nèi)呈層流時的摩擦系數(shù)λ= 64/Re_，在管內(nèi)呈湍流時，摩擦系數(shù)λ與 Re 、 ε/d 有關(guān)。22。液體的粘度隨溫度上升而 減小_,氣體的粘度隨溫度的上升而_增大_。23.某流體在圓形直管中作滯流流淌時,其速度分布是_拋物線 型曲線，其管中心最大流速為平均流速的 2倍 倍，摩擦系數(shù)λ與Re的關(guān)系為 λ＝64/Re_。24。牛頓型流體與非牛頓型流體的主要的區(qū)分是_牛頓型流體符合牛頓粘性定律 。25.穩(wěn)定流淌的定義是 流淌狀況不隨時間而變 。三、計算題80mm150mm,其環(huán)隙的當量直徑為多少？解：de=4× =4× =150–80=70mm流速的多少倍？解：V=uA,uA=uA，A= ，當d=2d時11 22 1 2u =u ，有 ， ，即1 2得u=4u2 1肯定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流淌，問因流淌阻力產(chǎn)生的能量損失為原來的多少倍？解：流淌阻力 ，設(shè)管徑轉(zhuǎn)變后 ,則依據(jù)uA=uA11 22可得u=4u，滯流時 , =2 1， ，∴某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13.3×103Pa,計算設(shè)備內(nèi)的確定壓強與表壓強。已知該地區(qū)大98.7×103Pa。解：確定壓強=大氣壓-真空度=98.7×103—13。3×103=85.4×103Pa表壓強=-真空度=-13.3×103Pa甲乙兩地的平均大氣壓強分別為85。3×103Pa101.33×103Pa，在甲地操作的真空精80×103Pa,在乙地操作時，若要求塔內(nèi)維持相同的確定壓強,真空表讀數(shù)應(yīng)為多少?解：在甲地確定壓強=大氣壓—真空度=85。3×103—80×103=5.3×103Pa在乙地真空度=大氣壓—確定壓強=101。33×103—5。3×103=96。03×103Pa在蘭州操作的苯乙烯真空精餾塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80×103Pa,在天津操作時，若要求塔853×103Pa，101.33×103Pa。解：在蘭州確定壓強=大氣壓—真空度=85。3×103—80×103=5.3×103Pa在天津真空度=大氣壓—確定壓強=101.33×103—5.3×103=96。03×103Pa某設(shè)備的進、出口壓強分別為1200mmHO（真空度）1。6kgf/cm2(表壓)。若當?shù)卮?760mmHg，求此設(shè)備進、出口的壓強差。（用SI）解：進口P（絕壓）=P(大氣壓）—P(真空度)1出口P（絕壓）=P（大氣壓)+P（表壓)2P（真空度）=1200mmHO=0。12kgf/cm21 2P（絕壓）-P[P）+P（表壓）］1 2 1 2=-（0。12+1.6)=-1。72kgf/cm2=—1.72×9。81×104=—1。687×105N/m225mm1.0m/s，求：（1）管中水的流淌類型；（2)管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度ρ=1000kg/m3，粘度μ=1cp）。解：（1）Re=duρ/μ=0.025×1×1000/0。001=25000＞4000流淌類型為湍流。（2)層流時,Re≤2000，流速最大時，Re=2000，即duρ/μ=2000∴u=2000μ/dρ=2000×0.001/（0。025×1000)=0。08m/s850kg/m38×10—3Pa·s14mm1m/s。計算:(1）雷諾準數(shù),并指出屬于何種流型；（2）若要使該流淌達到湍流，液體的流速至少應(yīng)為多少？解:（1）Re=duρ/μ=0.014×1×850/8×10—3=1487.5≤2000流淌類型為層流（2）湍流時，Re≥4000，流速最小時，Re=4000duρ/μ=4000∴u=4000μ/dρ=4000×0。008/（0。014×850）=2.69m/s用108×4mm的鋼管從水塔將水引至車間，管路長度150m(包括管件的當量長度）。118J/kg，此管路輸水量為若干m3/h？(管路摩擦系數(shù)可取0.021000kg/m3）解：能量損失 118J/kg∴u=2.8m/s流量 V=uA=2。8× 79。13m3/h用Φ168×9mm100km,60000kg/h，油管最大抗壓1。57×107Pa50890kg/m3181cp。假定輸油管水平放置,其局部阻力忽視不計。問：為完成上述輸油任務(wù),中途需設(shè)幾個加壓站?解：u=u，Z=Z1 2 1 2u=V/A=（60000/890）/（3600×0.785×0。152）=1.06m/sRe=duρ/μ=0.15×1。06×890/（181×10-3）=782層流λ=64/Re=64/782=0.0818ΔP=λ（l/d）（u2/2)ρ=0。0818×（105/0。15）×(1.062/2)×890=2.72×107Pan=2。72×107/（1。57×107）=1。73中途應(yīng)設(shè)一個加壓站在附圖所示的儲油罐中盛有密度為960kg/m3的9。6m，油面上方為常壓。760mm800mm14mm的鋼制螺釘緊固3923×106Pa,問:至少需要幾個螺釘？解：設(shè)通過孔蓋中心的水平面上液體的靜壓強為p，則p就是管內(nèi)液體作用與孔蓋上的平均壓強。由流體靜力學基本方程式知作用在孔蓋外側(cè)的是大氣壓強pa作用在孔蓋上的靜壓力為每個螺釘能承受的力為螺釘?shù)膫€數(shù)=3。76×104/6.04×103=6。23個7U題附圖所示。測得R=400mm，R=50mm,指示液1 2為水銀。為防止水銀蒸氣向空間集中,在右側(cè)的U管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水,其高度R3=50mm。求A、B解：UR下端為C,R下端為D2 1為PA≈PC,PB≈PD。PA≈PC=ρH2OgR3+ρHggR2=1000×9.81×0.05+13600×9。81×0。05=7161N/m2(表壓)PB≈PD=PA+ρHggR1=7161+13600×9。81×0。4=6。05×104N/m2(表壓）管路中氣體的表壓強p.壓差計中以油和水為指示液，其密度分別為920kg/m3及998kg/m3，U管中油、水交界面高度差R=300mm。兩擴大室D60mm,Ud6mm。（當管路內(nèi)氣體壓強等于大氣壓強時，兩擴大室液面平齊.）解：當管路內(nèi)的氣體壓強等于大氣壓強時，兩擴大室的液面平齊，則兩擴大室液面差ΔhR當壓差計讀數(shù)R=300mmm則管路中氣體的表壓強為p=(998—920）×9。81×0。3+920×9.81×0。003=257N/m2（表壓)用泵將水從水池送至高位槽.高位槽液面高于水50m20J/kg,流量36m3/h，高位槽與水池均為敞口。若泵的效率60％，求泵的軸功率.（1000kg/m3）解：設(shè)水池液面為1-1＇截面，高位槽液面為2—2＇，以水池液面為基準水平面，在兩截面間列柏努利方程式。u2 p

u2 p gz 1 1wgz 2 2 h1 2 e 2 2 fZ=0，Z=50m，u≈0,u0，P=P=0（表壓)，Σhf=20J/kg1 2 1 2 1 2∴we=9。81×50+20=510。5J/kg水的質(zhì)量流率ws=36×1000/3600=10kg/s有效功率 Ne=we·ws=510.5×10=5105W軸功率 N=5105/0。6=8508。3W2.5m/s管,此管以錐形管與另一

38×2。5mm38×3mm連。如附圖所示，在錐形管兩側(cè)A、B處各插入一垂直玻璃管以觀看兩截面的壓強。若水流經(jīng)A、B1.5J/kg,求兩玻璃管的水面差（以mm記），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對位置.（1000kg/m3）解：上游截面A-A＇,下游截面B—B＇，通過管子中心線作基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式.式中ZA=ZB=0,uA=2。5m/s,ΣhfA,B=1。5J/kg依據(jù)連續(xù)性方程式，對于不行壓縮流體有 m/s兩截面的壓強差為= =868。55N/m2即 mmHO2由于 ∴pB＞pA20。如圖所示,常溫的水在管道中流過，兩個串聯(lián)的U形管壓差計中的指示液均為水銀，密度為Hg,測壓 a bw,U形管的連通空氣管內(nèi)布滿空氣若測壓前兩U形管壓差計內(nèi)的水銀 w w液面均為同一高度,測壓后兩U形管壓差計的讀數(shù) h2R分別為 2R1

abpa

pb。

5Hg HgR R1 2R解:pR

p 1a 1

gh p，1 ，

p gh1 w 1

1 23 4p p1 2

p p ，2 3

gRHg 1

,p3

p p p ，4 4 5，

gRHg 2p p gh5 b w 5p pb

ghw

p gR4 Hg

ghw 5p pa b

p gR3 Hg

ghw

4

gRHg

ghw 5 Hg

Rgh2 w

ghw 5h h而1

Rh1h2,

h 2R2R

R R p pa b所以

Hg

RR1

ghw

g 12

ghw

g 22 Hg 1

R1gR2 2 w

R2

1 RRg2 w 1 2451451HgRw231awh2hb液為水銀，其密度為 ，其他管內(nèi)均布滿水，其密Hg度為w,U形管壓差計的讀數(shù)為R，兩測壓點間的位a 差為h，試求a、b兩測壓點間的壓力差p pa hpa

p gh1 w 1p p p1 2 3p3p4HggRp4p5p p gRghb 5 w w 2pa

p ghw 1

p

gRghw 1

p

gRghw 1papb

gRghHg w 1

gRghw w 2 gRHg gRHg

gRwgRw

1gh

h2 gRHg

Hg

gRghw w用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部,槽內(nèi)水位維持恒定,各部分相對位置如本題附圖所示。管路的直徑均為76×25mm24。66×103Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按 與 計算.由于管徑不變,故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強為98。07×103Pa（表壓）。求泵的有效功率。（水的密度取為1000kg/m3)解：（1)水在管內(nèi)的流速與流量設(shè)儲槽水面為上游截面1-1＇，真空表連接處為下游截面2-2＇，并以截面1—1＇為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。式中Z=0,Z=1。5m，p=0（表壓）,p=-24。66×1031 2 1 2

Pa（表壓）u≈0,1將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速u2m/s水的流量ws=uAρ= kg/s（2)泵的有效功率設(shè)儲槽水面為上游截面1—1＇,排水管與噴頭連接處為下游截面2-2＇，仍以截面1-1＇為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。u2 p

u2 p gz 1

gz 2 2 h h1 2

2 2

f1 f2式中Z1

=0,Z2

=14m,u1

≈0，u2

=2m/s,p1

=0（表壓）p=98.07×1032

Pa（表壓），將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得weJ/kg泵的有效功率Ne=we·ws=285.41×7。92=2260W在本題附圖所示的試驗裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U之間的壓強差。當水的流量為10800kg/h時，U管壓差計讀數(shù)R100mm為Φ60×3。5mmΦ42×3mm.計算:（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失;（2）與該能量損失相當?shù)膲簭娊禐槎嗌貾a？（水的密度取為1000kg/m3）解：（1)1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失1—1＇,下游的連接處為截面2—2＇，并通過管軸作基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式中Z=Z1 2

=0,u=w/Aρsm/sm/s∵ ，∴ J/kg將以上各數(shù)值代入柏努利方程式,解得J/kg(2）與該能量損失相當?shù)膲簭娊礜/m2在圖示裝置中,水管直徑為Φ57×3。5mm.當0。3大氣壓，而0.2設(shè)管路入口至壓力表處的壓頭損失為0。5mH2O，求水的流量為若干m3/h？解：閥門全閉時,由P=ρgH,H=0。3×1。013×105/(1000×9.81）=3。1m2即水槽液面距閥門中心線的高度為3。1m.閥門開啟時，以水槽液面為上游截面1-1＇，壓力表處為下游截面2—2＇，管路中心線為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式Z=H=3m，Z=0，P=0,P0。2×1。013×105Pa，u0，Σhf/g=0。5mHO1 2 1 2 1 2代入上式3。1=0。2×1。013×105/(1000×9。81）+ /（2×9。81)+0。5解得u=3。24m/s2Vh=（π/4）d2u×3600=22。9m3/h如圖所示，密度為850kg/m3的料液從高位槽送入塔中，高位槽內(nèi)的液面維持恒定.塔內(nèi)表壓強9。81×103Pa5m3/h。連接管直徑為38×2。5mm,料液在連接管內(nèi)流淌時的能量30J/kg（不包括出口的能量損失）.求：高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進料口高出多少?1-1＇，連接管出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2＇，并以截面1-1＇為基準水平面.在兩截面間列柏努利方程式。式中Z1=0，u1≈0, m/sp=0（表壓）,p1

=9。81×103

Pa（表壓）,Σhf=30J/kg將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得m4。37m。1200kg/m3的溶200mmg真空度），蒸發(fā)器進料口高于儲槽內(nèi)的液面15m，輸送管道的直徑為68×4mm20m3/h120求泵的有效功率。1—1＇2-21-1＇為基準水平面.在兩截面間列柏努利方程式.u2 p

u2 p gz 1 1wgz 2 2 h1 2 e 2 2 f式中Z=0，Z=15m，p=0（表壓）， Pa（表壓）1 2 1u≈0，1

m/s，Σhf=120J/kg將以上各項數(shù)值代入柏努利方程中weJ/kgwskg/sNe=we·ws=246。9×6.67=1647W附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中abcd以肯定流量流過管路，液體在流淌中溫度可視為不變。問：(1）液體通過abcd損失是否相等？(2)此兩管段的壓強差是否相等？寫出它們的表達式。解：（1)直管的能量損失管段ab與cd粘度相同,則雷諾數(shù)相同;又由于粗糙度相同，則摩擦系數(shù)相同，所以兩管段的能量損失相等。（2)兩管段的壓強差不相等。在兩管段上分別列柏努利方程式ab式中ua=ub,則cd式中uc=ud，Zc=Zd，則6m（本題附圖所示）A槽底600mm3000mBCCCDCE2500m250mm，若已知摩擦系0.04，試求A（忽視全部的局部阻力)解:在分支點C所在截面與FCD和CEhfCD

h

fCE

l u2d 2gdCD=dCE，故可推斷出uCD=uCEVBC=2VCD062u即4 BCu 2.88u

24

0.252uCDCD BC在兩水槽液面之間列機械能衡算方程：2pAuAz2

pF u 2FF

hg 2g

A g 2g F

fAF

（a)式中：pA=pF=0（表壓）,uA=uF≈0,zA-zF=6m， h lBC

u2 l u2BC CD CDfAF

d 2g d 2gBC CD3000 u2 2500(2.88u )20.04 BC0.04 BC0.6 2g 0.25 2g179.3u2BC將以上數(shù)據(jù)代入(a）式中,并整理解得uBC0.183m/s。 V 0.620.1830.0517m3/s186m3/hBC 42920℃水經(jīng)總管分別打人容器A、B176m3/h，總管直徑為Φ168x5mm，C1.97kgf/cm2(表），求泵供應(yīng)的壓頭及支管CA、CB（忽視總管內(nèi)的阻力）.VucVd2

17636000.7850.1582

2.49m/s解）總管流速 4 o在圖示的O-OC-CpOH CppO

u2u2C

(z

z)he g 2g C O

OC

p 1.9798100193257Pa,uCO C

0,uC

2.49m/s,z zC

0fOC（2)求支路阻力C—C和A-Ap u2C C

pA u 2AA

hg 2g

C g 2g A

fCAC A C 式中:pCPA193257Pa,u 2.49m/s,u 0,z z 16m，故支路CA的阻C A C

193257

2.492

164.0mCA 10009.81 29.81 液柱同理hf

CpB

u2u2C

(z

z)pCB g 2g C Bp(1.971)981002.492082.0m10009.81 29.81 液柱流體輸送設(shè)備一章習題及答案一、選擇題1、離心泵開動以前必需布滿液體是為了防止發(fā)生( 。AA。氣縛現(xiàn)象； B。汽蝕現(xiàn)象;C。汽化現(xiàn)象； D。氣消滅象。2、離心泵最常用的調(diào)整方法是( ）.BA。轉(zhuǎn)變吸入管路中閥門開度；B.轉(zhuǎn)變壓出管路中閥門的開度；C。安置回流支路，轉(zhuǎn)變循環(huán)量的大小；D。車削離心泵的葉輪.3、離心泵的揚程,是指單位重量流體經(jīng)過泵后獲得的（ )。BA.包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量；B。機械能;C。壓能；D。位能(即實際的升揚高度。4、離心泵的揚程是( 。DA.實際的升揚高度；B。泵的吸液高度；C.液體出泵和進泵的壓差換算成液柱高度D.單位重量液體出泵和進泵的機械能差值。5、某同學進行離心泵特性曲線測定試驗，啟動泵后，出水管不出水，泵進口處真空計指示真空度很高,他對故障緣由作出了正確推斷，排解了故障，你認為以下可能的緣由中，哪一個是真正的緣由（）.CA.水溫太高；B。真空計壞了;C.吸入管路堵塞;D。排出管路堵塞.6、為避開發(fā)生氣蝕現(xiàn)象應(yīng)使離心泵內(nèi)的最低壓（A )輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。A。大于;B。小于；C。等于.7、流量調(diào)整，離心泵常用（ ）,往復泵常用( 。A;CA。出口閥 B。進口閥 C.旁路閥8、欲送潤滑油到高壓壓縮機的氣缸中，應(yīng)接受( )。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)接受（。C;AA。離心泵；B.往復泵；C。齒輪泵。9、1m3氣體經(jīng)風機所獲得能量，稱為（ 。AA。全風壓；B。靜風壓；C.揚程。10、往復泵在啟動之前，必需將出口閥( 。AA。打開；B。關(guān)閉；C。半開。11、用離心泵從河中抽水，當河面水位下降時，泵供應(yīng)的流量削減了,其緣由是（ 。CA.發(fā)生了氣縛現(xiàn)象；B.泵特性曲線變了；C。管路特性曲線變了。12、離心泵啟動前 ，是為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生.DA灌水;B放氣;C灌油；D灌泵.13、離心泵裝置中 的濾網(wǎng)可以阻攔液體中的固體顆粒被吸入而堵塞管道和泵殼.AA.吸入管路;B。排出管路；C.調(diào)整管路；D。分支管路。14、為提高離心泵的經(jīng)濟指標，宜接受 葉片。BA前彎;B后彎;C垂直；D水平.15、離心泵最常用的調(diào)整方法是( 。BAB.轉(zhuǎn)變排出管路中閥門開度；C。安置回流支路，轉(zhuǎn)變循環(huán)量的大??；D.車削離心泵的葉輪。16、往復泵的 調(diào)整是接受回路調(diào)整裝置。CA.容積;B。體積；C.流量；D。流速。二、填空題1、某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計算得,需泵供應(yīng)的壓頭為H=19m20kg·s—1，則泵的有效功率為 .3728w2、離心泵的主要部件有如下三部分: , ， .泵殼；葉輪；泵軸3、調(diào)整泵流量的方法有: , , 。轉(zhuǎn)變閥門的開度;轉(zhuǎn)變泵的轉(zhuǎn)速；車削葉輪外徑4泵起動時先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的緣由是 .降低起動功率，愛護電機，防止超負荷而受到損傷;同時也避開出口管線水力沖擊5離心泵的流量調(diào)整閥安裝在離心泵 管路上,關(guān)小出口閥門后真空表的讀數(shù) ,壓力表的讀數(shù) 。出口;減??；增大6、離心泵的工作點是 曲線與 曲線的交點。離心泵特性；管路特性7、泵的揚程的單位是 ，其物理意義是 。M；泵供應(yīng)應(yīng)單位重量流體的能量8離心泵輸送的液體粘度越大其揚程 ,流量 軸功率 效率 。越??；越??；越大；越小9、離心泵輸送的液體密度變大，則其揚程 ，流量 ，效率 ，軸功率 .不變；不變；不變；變大10、通風機的全風壓是指 的氣體通過風機所獲得的能量,單位常用 ；習慣上以 單位表示。單位體積;Pa；mmHO211、水環(huán)真空泵可以造成的最大真空度為85％，即真空泵能達到的最低壓力（絕壓）是 mmHg。11412、啟動往復泵時灌泵。不需要13、齒輪泵的流量 而揚程 。較小;較高14、石油化工廠常用的壓縮機主要有 和 兩大類.往復式;離心式15、往復泵常用 的方法來調(diào)整流量.回路調(diào)整16、往復泵適用于。流量較小,揚程較高的場合三、計算題12—1202.5atm的塔內(nèi),管徑為φ108×4mm100m（包括局部阻力的當量長度,管的進、出口當量長度也包括在內(nèi)）.已知:565m3·h—1,11000kg·m-3,0024,計算并回答:（）水在管內(nèi)流淌時的流淌形態(tài)（）管路所需要的壓頭和功率；2—1解：已知：d=108—2×4=100mm=0.1mA=（π/4）d2=3。14×(1/4）×0。12=0。785×10—2ml+Σle=100m qv =56。5m3/h∴u=q/A=56。5/(3600×0.785×10—2)=2m/sμ=1cp=10-3Pa·S ρ=1000kg。m-3，λ=0.024⑴∵Re=duρ/μ=0。1×2×1000/10—3=2×105>4000∴水在管內(nèi)流淌呈湍流11-11—12—2面間列柏努利方程：11Z1+（u1

2/2g)+（p/ρg）+H22=Z2+（u2/2g)+(p/ρg）+ΣHf22∵Z1=0，u1=0, p=0(表壓), Z2=18m，u2=0p2/ρg=2.5×9。81×104/（1000×9.81）=25mHfλ[(lΣle)/u2/2g)=0.02×(100/1[2（29。8］=4.9m∴H=18+25+4。9=47.9mNe=Hqvρg=47.9×1000×9。81×56。5/3600=7。4kw210m高的塔中，塔頂壓強（表壓）0.06Mpa.全部輸送管均為57mm3。5mm無縫鋼管.管長50m（包括局部阻力的當量長度)。堿液的密度=1200kg/m3=2mPa·s0.3mm。試求:流淌處于阻力平方區(qū)時的管路特性曲線；30m3/h時的He

和Pe解:（1）在阻力平方區(qū)，=f（/d)/d=0。006，查圖得：=0.033管路特性方程： P (表) 8l 2qH H q

g2d5

0.06106 80.03350 212009.81 9.813.1420.052q154.4105q 2（2）q=30m3/h時，vH 154.4105q 2154.4105( 30 )245.6J/N3600P H q g 45.6

303600

12009.814.5103W3、接受IS80—65—12560℃熱水。最終槽內(nèi)液面將降到泵人口以下2。4m.60m3/h下的（NPSH）r3。98m,60℃水的飽和蒸汽壓Pv為19.92kpa解：

ρ為983。2kg/m33.0m，問該泵能否正常工作.、∴該泵不能正常工作。p p H ＝0 vNPSH Hg，允許

g

r f011.013105

19.92103

3.983.01.46m2.4m983.29.81 983.29.81說明安裝高度偏高。4、擬用一臺IS65-50—160A20oC的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生產(chǎn)使用，溶液罐上方連通大氣。已知吸入管內(nèi)徑為50mm20m3/h，估量此時吸入管的阻3m101。3kPa51。4kPa的高原地帶泵的允許安320C時溶液的飽和蒸汽壓為587800kg/m3.解: Z 33.35.86m1 8009.81 Z 33.30.5m2 8009.81其中［Z]為為負值,表明在高原安裝該泵時要使其入口位于液面以下，才能保證正常2操作。同時考慮實際操作的波動一般還應(yīng)賜予適當?shù)脑Ａ浚热绨惭b高度再降低0.5m，變成—1m.5、今選用IS型水泵將水從低位水池向高位槽送水，要求送水量為40t/h，槽內(nèi)壓強（表壓）0。03Mpa，槽內(nèi)水面離低位水池水面16m，管路總阻力為4。1J/N。試確定選用哪一種類型為宜?解：在槽內(nèi)水面和低位水池水面之間列柏努利方程:H z

g

H

0.0310610009.81

4.123.2m23。2m。q 40103q

40 3/q 1000 m h9IS—80—65-160型合適。6、用泵將5℃的水從水池吸上，經(jīng)換熱器預(yù)熱后打入某容器.已知泵的流量為1000kg/h,加11。6W2。09kw1.2kw。設(shè)池面與容器的高度不變,求水進入容器時的溫度。分析：本系統(tǒng)對水供應(yīng)能量的來源有二：泵和加熱器.泵所供應(yīng)的能量除使水的機械能分散失到環(huán)境中，一部分被水吸取轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使水溫上升.假如設(shè)法求出水的內(nèi)能增加值，該問題就迎刃而解。2 2’10m0 0’4m1 1’圖2-2解:（1）水的內(nèi)能增加值如圖2—2,以0—0'面為基準面，列1-1’.2—2'截面間的柏努利方程式，以表壓計。2 p u2Z g

p1u1

h QU

gZ

2 2 U1 2

1 2 2 2式中U1,U2——截面１,２水的內(nèi)能，J/Kg；Q—-加熱器加入的熱量，J/Kg.已知u

u op p12 1 1

0Z1

4mZ2

10m將其代入上式，整理得U2U1g(Z1Z2)h Q可寫成

9.511033600Q 3.42104J/kg1000h泵對水加入的能量:

1.210336001000

4.32104

J/kg水的內(nèi)能增加值:U9.81(410)4.321033.421043.84104J/kg38.4kJ/kg(２）水溫取水的比熱容為4.19kJ/(kgC)，則水進入容器時的溫度為3.84104t5 14.2C4.19103沉降與過濾一章習題及答案一、選擇題17800kg/m31220℃1/4000，則此溶液的粘度為（設(shè)沉降區(qū)為層流。DA 4000mPa·s；

40mPa·s;C

33.82Pa·s;D 3382mPa·s2230μm的粒子,現(xiàn)氣體1D2A230m;B。1/23m;C.30m；D。3、降塵室的生產(chǎn)力量取決于.B

30mA．沉降面積和降塵室高度;B．沉降面積和能100％除去的最小顆粒的沉降速度；C．降塵室長度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；D．降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點是。D結(jié)構(gòu)簡潔，流體阻力小,分別效率高，但體積浩大;結(jié)構(gòu)簡潔，分別效率高，但流體阻力大，體積浩大；結(jié)構(gòu)簡潔，分別效率高，體積小，但流體阻力大；結(jié)構(gòu)簡潔,流體阻力小，但體積浩大，分別效率低5、在降塵室中,塵粒的沉降速度與下列因素無關(guān).CA．顆粒的幾何尺寸 B．顆粒與流體的密度C．流體的水平流速；D．顆粒的外形6、在爭辯旋風分別器分別性能時，臨界粒徑這一術(shù)語是指.CA.BC.旋風分別器能夠全部分別出來的最小顆粒的直徑；D。能保持滯流流型時的最大顆粒直徑7、旋風分別器的總的分別效率是指。DAB.C同粒級(直徑范圍）粒子分別效率之和;D。全部顆粒中被分別下來的部分所占的質(zhì)量分率8、對標準旋風分別器系列，下述說法哪一個是正確的.CA．尺寸大，則處理量大，但壓降也大；B．尺寸大,則分別效率高,且壓降?。籆．尺寸小,則處理量小，分別效率高;D．尺寸小，則分別效率差，且壓降大。91B2A。1倍; B.2倍;C. 倍；D.1/2倍210、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì).BA.顆粒均勻、松軟、可壓縮;B.顆粒均勻、堅硬、不行壓縮;C.粒度分布廣、堅硬、不行壓縮；D。顆粒均勻、可壓縮、易變形11、助濾劑的作用是。B降低濾液粘度,削減流淌阻力；形成疏松餅層,使濾液得以暢流;掛念介質(zhì)攔截固體顆粒;使得濾餅密實并具有肯定的剛性12、下面哪一個是轉(zhuǎn)筒真空過濾機的特點。BA．面積大，處理量大；B．面積小，處理量大；C．壓差小，處理量小;D．壓差大，面積小13、以下說法是正確的.BA.A(過濾面積）成正比;B.A2成正比;C。過濾速率與濾液D。過濾速率與濾布阻力成反比14、恒壓過濾，如介質(zhì)阻力不計，過濾壓差增大一倍時,同一過濾時刻所得濾液量。CA.增大至原來的2B.4C。增大至原來的1。515、過濾推動力一般是指.B

倍;D。增大A．過濾介質(zhì)兩邊的壓差；B.過濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過濾層兩邊的壓差;C.濾餅兩面的壓差；D.液體進出過濾機的壓差16、恒壓板框過濾機，當操作壓差增大1倍時，則在同樣的時間里所得濾液量將(忽視介質(zhì)阻力)。AA．增大至原來的2倍; B．增大至原來的2倍；Ｃ．增大至原來的4倍； D．不變二、填空題1、一球形石英顆粒,分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降，若系統(tǒng)溫度上升,則其在水中的沉降速度將，在空氣中的沉降速度將。下降，增大2、在滯流（層流)區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的次方成正比。23、降塵室的生產(chǎn)力量與降塵室的和（)有關(guān)。長度寬度4、已知某沉降室在操作條件下的氣體流率為3600m3/h，沉降室長、寬、高尺寸為LbH=532,則其沉降速度為m/s。0。0675、在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍,氣流速度.削減一倍6、若降塵室的高度增加，則沉降時間，氣流速度，生產(chǎn)力量。增加;下降；不變78m，4m1.5m140。1m?，F(xiàn)顆粒最小直12m，0.02m/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來，則含塵氣體的m/s.1。68、在旋風分別器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m15m/s.當顆粒與流體K的相對運動屬層流時，其分別因數(shù)C為。57910、通常,非均相物系的離心沉降是在旋風分別器中進行,懸浮物系一般可在旋液分別器或沉降離心機中進行。氣固；液固11qV/A，qV/A，V（濾e e e液體積為V時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力)，在恒壓過濾時,測得eΔ/Δq=3740q+200則過濾常數(shù)K=（ 。0。00053512、實現(xiàn)過濾操作的外力可以是、或。重力；壓強差;慣性離心力13、在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是而不是.濾餅層;過濾介質(zhì)14、對恒壓過濾,當過濾面積增大一倍時，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的倍。四15不變16.二分之一三、計算題1、某一鍋爐房的煙氣沉降室,11×6×4m,沿沉降室高度的中間加一層隔板,故塵粒在沉降室內(nèi)的降落高度為2m15012500m3標準）/h35μm以上的塵粒。已知ρ=1600kg/m3,ρ=1.29kg/m，μ=0。0225cp塵粒 煙氣 煙氣解：設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進行,Re＜1，且因ρ

ρ

，故斯托克斯公式可簡化為：u0=d2ρ

g/18μ煙氣

塵粒 煙氣=(35×10-6)2×1600×9.81/(18×2。25×10—5)=0。0474m/s檢驗：Re=d uρ/μ塵粒0 煙氣 煙氣=35×10-6×0.0474×1.29/(2。25×10-5)=0.095＜1故接受計算式正確,35mm以上粒子的沉降時間為:θ=2/0。0474=42。2s沉降又，煙氣流速u=［(12500/(×360）×273+150)/273]=0.224m/s煙氣在沉降室內(nèi)停留時間：θ停留

=11/0.224=49。1s即θ＞θ停留 沉降∴35mm以上塵?？稍谠撌页两?7。92。5mm的鋼球，在某粘稠油品（0。9）5mm/s的速度勻速沉降.試求該油品的粘度。解：設(shè)沉降以滯流狀態(tài)進行，則:μ=d 2（ρ—ρ)g/（18u ）油品 鋼球 鋼球 油品 鋼球=(0。0025）2×（7900—900）×9。81/（18×0。005)=4.77Pa?s驗算:Re=d u ρ/μ鋼球 鋼球 油品 油品=0。0025×0。005×900/4。77=2.36×10-3＜1 假設(shè)正確330m20℃下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度881.6體中的沉降速度。201CP1000kg/m31。2kg/m3（有效重量指重力減浮力）解:∵

( 水

( ( 氣)g( 1.2)g( 1000)g∴

1.6

2665kg/m3s設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流,則在水中沉降速度:sd2(u

)g (30106)2(26651000)9.811 8.17104m/s01 181R

du01

18103301068.1710410000.0245e1校核:

103 ＜1假設(shè)正確。則此顆粒在氣體中的沉降速度為u 88u 880.02452.16m/s02 0146m3m，20100mm，用以除去爐氣中的礦塵,礦塵密度s 3000kg/m3,爐氣密度0.5kg/m30.035mPas10m以度s上的顆粒，試求：為完成上述任務(wù)，可允許的最大氣流速度為多少?每小時最多可送入爐氣若干?d2d2( )gu解：(1）設(shè)沉降區(qū)為滯流，則

18由于

則(10106)230009.814.67 /u0 180.035103 mmsRe0

0101064.671030.56.671041du 0.035103du

假設(shè)正確由降塵室的分別條件,有 L

4.61036

0.28 /u u0

H 0.1 ms（2)V 20Au 20634.671033600=6052。3m3/h（3）

V Au0634.671033600302.6m

3/h可見加隔板可提高生產(chǎn)力量,但隔板間距不能過小，過小會影響出灰和干擾沉降。55m3m4m2075m以06kg/m3003mPas4300kg/m3，試求可處理的煙氣量。s解：d75106ms

4300kg/m30.6kg/m30.03103Pasd2d2( )g18u (75106)2(43000.6)9.810.44 /180.03103 msRe 驗算

751060.440.6du0.03103du

1

故假設(shè)正確總處理量為

q

A200.4453132m3/s6、一降塵室長5m，寬3m,高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000m3/h，氣體密度0.9kg/m3，粘度s0.03mPas。塵粒密度 4300kg/m3，試求理論上能100％除去的最小顆粒直徑.sq Au解:降塵室總面積A2053q Au生產(chǎn)力量的計算式為留意式中u為能100％除去的最小顆粒的沉降速度,而A0q 36000/36000.033 /q 解出 u A 300 ms設(shè)沉降區(qū)為層流，則有ud 2 ( )gud18u(18u()g0d

180.03103180.031030.033(43000.9)9.81du pdu p驗算Re= 0

2.061050.0330.9= 0.03103

0.021故假設(shè)正確7、在202。7kPa(2atm）操作壓力下用板框過濾機處理某物料，操作周期為3h，其中過濾1。5h，濾餅不需洗滌.已知每獲1m3濾液得濾餅0。05m3，操作條件下過濾常數(shù)3.3105m2/s，介質(zhì)阻力可忽視,濾餅不行壓縮.試計算:0.6m3的濾餅，需多大過濾面積?若選用板框長寬的規(guī)格為1m1m，則框數(shù)及框厚分別為多少?0.6解:（1）

V0.05

12m3

Ve0所以 V2

KA23.3103.31051.53600KK(2）A=n211 n

=28。43m2所以 2 2 =14。2取15個q n11qq所以

0.6=15=0.04m應(yīng)留意每個框的兩側(cè)都有濾布，故計算面積時要在n個框面積的基礎(chǔ)上再乘以2.8、一小型板框壓濾機有50。2m,在300kPa（表壓）下恒壓過濾2h,濾餅布滿濾框，且得濾液80L，每次洗滌與裝卸時間各為0。5h。若濾餅不行壓縮，且過濾介質(zhì)阻力可忽視不計。求：(1）洗滌速率為多少m3/(m2。h）？（2)若操作壓強增加一倍,其它條件不變,過濾機的生產(chǎn)力量為多少？解：(1)洗滌速率因過濾介質(zhì)阻力可忽視不計，即q2=Kτ過濾面積 =5×0.×2=0.42單位過濾面積上的濾液量q=V/=8103/。4=0.2過濾常數(shù) K==0./2=0.022/h過濾終了時的速率（dq/dτ）K/2q=0.02/(2×0。2)=0.05m/hE洗滌速率 05=0。025m/hW E時的生產(chǎn)力量因濾餅不行壓縮，所以K'=KΔp’/Δp=2K=2×0。02=0.04m2/h5個板框布滿濾餅時所得濾液量仍為V’=0。08m3，故此時所用的過濾時間為τq’2/K’=q2/K=0。22/0。04=1hQ=V’/（τ+ττ）=0.08/（1+0。5+0.5）=0。04m3濾液/hw D91atm201m2過濾面積上得到0.197m3200。09m31m3.解:當120min時, q1

=0.197m3/m2240min時，q2

=0。197+0.09=0.287m3/m2代入恒壓過濾方程時可得:0.1972.2q 0.197K200.28722q 0.287K40q 2qeq 2

0.0222m3/m2,K2.38103.m2

/min 由此

(0.0222)22.38103

0.207

min1

(q0.0222)2

2.38103(600.207)解得： q=0。356m3/m2 即每m2過濾面積過濾1小時后可得濾液為0。356m310、一轉(zhuǎn)筒真空過濾機，其直徑和長度均為1m，用來過濾某懸浮液。原工況下每轉(zhuǎn)一1min49KPa（500mmHg)60m312mm，新工況下要求生產(chǎn)力量提高1倍，操作真空度提高至6.37kPa650mmH，已知濾餅不行壓縮，介質(zhì)阻力可忽視。試求：（1）新工況過濾機的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少?（2)新工況所生成的濾餅厚度為多少？解1)Ve=0 所

2KA2設(shè)浸沒度為，轉(zhuǎn)速為n（r/min)60(s)

60(s)則轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所需時間為n ,其中轉(zhuǎn)筒整個面積浸入濾槽即過濾時間為nK60nK60nKKnKn2 2Q60K60Kn所以Q=60nV=60A所以

m /h Q1111n2n1K (2)214.9(2)23.1r/min1 1由題知S=0及Kp 故(2)設(shè)濾餅的厚度為，則有

K 1 6.37 12n260A22n160An1m3餅/h 所以

2

2n1n2

3.1（一）1、關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說法中錯誤的是(）A、傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實際是個平均值；B、總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同而異;C、總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強弱，與冷、熱流體的物性無關(guān)；D、要提高K值,應(yīng)從降低最大熱阻著手;答案：C2、揭示了物體輻射力量與吸效率之間關(guān)系的定律是（）.A、斯蒂芬—波爾茲曼定律； C、折射；B、克?；舴颍?D、普郎克;答案：B3、在確定換熱介質(zhì)的流程時，通常走管程的有（，走殼程的有（。Ａ、高壓流體；Ｂ、蒸汽；Ｃ、易結(jié)垢的流體；Ｄ、腐蝕性流體；Ｅ、粘度大的流體；Ｆ、被冷卻的流體；答案：Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、Ｆ4、影響對流傳熱系數(shù)的因素有( ).A、產(chǎn)生對流的緣由；B、流體的流淌狀況；C、流體的物性；D、流體有無相變;E、壁面的幾何因素；答案：A、B、C、D、E5、某套管換熱器,管間用飽和水蒸氣將湍流流淌的空氣加熱至指定溫度，若需進一步提高空管長、流淌狀態(tài)及其他條件均不變，你認為此措施是:A、不行行的；B、可行的；C、可能行，也可能不行；D、視具體狀況而定;答案：A解：緣由是：流量不變d2u常數(shù)當管徑增大時，a。ul/d2，u0.8/d0.2b.d增大時,α增大，d

1/d1.8綜合以上結(jié)果，A1/d1.8，管徑增加，A依據(jù)mcp

1 mKAtm

t2tTln A ln A 1K∴

Tt2mc p

11lnTt1即Tt即2Tt1ln1∵A則

Tt2

∴t2u本題在于機敏應(yīng)用管內(nèi)強制湍流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)閱歷關(guān)聯(lián)式：N 0.023Re0.8Prn，即物性肯定時，u0.8/d0.2。u依據(jù)連續(xù)性方程，流量不變時，變化。

V 4

，所以管徑變化，管內(nèi)流速也發(fā)生管間用飽和水蒸氣加熱，熱阻小，可以忽視不計，總熱阻近似等于管內(nèi)傳熱熱阻,即K6、對下述幾組換熱介質(zhì)，通常在列管式換熱器中KA、②>④〉③>①;B、③〉④>②>①；C、③〉②〉①〉④;D、②〉③〉④〉①；冷流體熱流體①水氣體②水沸騰水蒸氣冷凝③水水④水輕油答案：D7、為了在某固定空間造成充分的自然對流，有下面兩種說法：①加熱器應(yīng)置于該空間的上部；②冷凝器應(yīng)置于該空間的下部;正確的結(jié)論應(yīng)當是（ )。A、這兩種說法都對; C、第一種說法對，其次種說法錯;B、這兩種說法都不對；D、其次種說法對，第一種說法錯；答案:B8、下述各種狀況下對流傳熱系數(shù)由大到小的正確挨次應(yīng)當是( 。A、③>④>①〉②； C、③〉④〉②>①；B、④>③〉②〉①; D、③>②>④〉①；30m/S時的a；1。5m/s時的a；③蒸汽滴狀冷凝時的a；④水沸騰時的a;答案：C9、傳熱過程中當兩側(cè)流體的對流傳熱系數(shù)都較大時，影響傳熱過程的將是（ 。A、管避熱阻； B、污垢熱阻；C、管內(nèi)對流傳熱熱阻； D、管外對流傳熱熱阻；答案:B10Re.若將水的流量減半，其對流傳熱系數(shù)'( ).A〉(1/2）0.8； B（1/2)0.8；C、=(1/2）0.8; D、無法確認；答案:B

1.2104，此時對流傳熱系數(shù)為（Re

104公式計算，'

(1/2)0.8但本例中流型已16105＜1 變成渡流R 5103)，此時'

。又

Re0.8

'＜12e，∴e11、關(guān)于輻射傳熱,下述幾種說法中錯誤的是（ 。A、除真空和大多數(shù)固體外，熱射線可完全透過；B、熱輻射和光輻射的本質(zhì)完全相同，不同的僅僅是波長的范圍；C、熱射線和可見光一樣,都聽從折射定律；D、物體的溫度不變，其放射的輻射能也不變；答案:A12、關(guān)于下面兩種說法的正確結(jié)論應(yīng)是（ 。1）物體的相應(yīng)位置確定后，系統(tǒng)的黑度只與表面黑度有關(guān)；2)通過轉(zhuǎn)變表面黑度的方法不能強化或消減輻射過程.A、這兩種說法都對； C、第一種說法對，其次種說法不對；B、兩種說法都不對； D、其次種說法對,第一種說法不對；答案：C1390C，出口溫度為50C，冷水進口溫度為15C,出口溫度為53C，冷熱水的流量相同且假定冷熱水的物性為相同,則熱損失占傳熱量的（ ）.A、5%； B、6％; C、7%； D、8％;答案：A解：由

Q Wc h h ph

T Q2，c

Wc c pc

t2Q Qh

1

2

t 90505315 40381 0.05Q TT 9050 40得 h 1 214、某套管換熱器由?108×4mm?55×2。5mm鋼管組成，流體在環(huán)隙間流淌，其當量直徑為(）mm.A、53; B、45; C、50; D、58;答案：B15、有兩臺同樣的管殼式換熱器，擬作氣體冷卻器用.在氣、液流量及進口溫度肯定時，為使氣體溫度降到最低應(yīng)接受的流程為（)A、氣體走管外,氣體并聯(lián)逆流操作;BCD答案:D16、對在蒸汽-空氣間壁換熱過程中，為強化傳熱，下列方案中（）在工程上是可行的：A、提高空氣流速;B、提高蒸汽流速；C、接受過熱蒸汽以提高蒸汽溫度；D、在蒸汽一側(cè)管壁上加裝翅片，增加冷凝面積并準時導走冷凝液;答案：A17、推斷下面關(guān)于系統(tǒng)進行穩(wěn)定傳熱時的說法哪一個是錯誤的,錯誤的是（）AB、系統(tǒng)中任一點的溫度維持恒定；C、總的傳熱速率等于通過垂直于熱流方向的各層傳熱面的傳熱速率之和；D答案:C18、在常壓水蒸氣冷凝加熱空氣，空氣平均溫度為20℃,則壁溫約為（)A、20℃； B、100℃； C、60℃; D、49。7℃。答案:B19、有一套管換熱器,長10m,管間用飽和水蒸氣作加熱劑?？隙髁肯虑易鐾牧髁魈实目諝庥蓛?nèi)管流過,溫度可升至指定溫度?，F(xiàn)將空氣流量增加一倍，并近似認為加熱面壁溫不變，要使空氣出口溫度仍保持原指定溫度，則套管換熱器的長度為原來的(）A、2倍； B、1.75倍; C、1.15倍； D、2。30倍；答案：Ｃ20、為了削減室外設(shè)備的熱損失，保溫層外所包的一層金屬皮應(yīng)當是（）Ａ、表面光滑，顏色較淺; Ｂ、表面粗糙,顏色較深；Ｃ、表面粗糙，顏色較淺； Ｄ、表面光滑，顏色較深;答案：Ａ（二）1的合并考慮，并命名為給熱。答案：熱傳導；對流傳熱2、給熱是以和的差作為傳熱推動力來考慮問題的。答案:流體的平均溫度；壁面溫度3、流體在垂直管內(nèi)自上而下流淌同時被加熱時，其對流傳熱系數(shù)比用一般準數(shù)關(guān)聯(lián)式計算的結(jié)果要.答案：大4、金屬的導熱系數(shù)大都隨其純度的增加而，隨其溫度的上升而.答案：增大；減小5tt1 2平均導熱系數(shù)的兩種表示方法是或。

tt

122 1 2答案; 2 ;6、對流傳熱的熱阻主要集中在，因此，是強化對流傳熱的重要途徑。答案:滯流內(nèi)層；減薄湍流內(nèi)層的厚度c7、在、、 、 p這4個物性參數(shù)中，若值大，對流傳熱系數(shù)c

就增大；若值大, c答案：、p、;8300℃升至600℃，其輻射力量增大到原來的倍.5。39分析:斯蒂芬—波爾茲曼定律表明黑體的輻射力量與確定溫度的4次方成正比，而非攝氏6002734300273溫度，即 =5。39。9、流體在圓形直管內(nèi)作強制湍流流淌，若傳熱推動力增大1倍,則對流傳熱速率增大倍。答案:110為。答案：臨界溫度差；臨界熱負荷11、處理量為440kg/h的有機溶液在某換熱器中預(yù)熱。運轉(zhuǎn)一周期后,該溶液在管內(nèi)生成積垢，使換熱器總熱阻增加了10％。若維持冷、熱介質(zhì)出口溫度不變，則該溶劑的處理量變?yōu)?答案：400kg/h1K'Q K 1'分析：設(shè)Q=KAtmQ'

K'Atm

Q' K'

K =1.1Q440故 Q'=1.1 1.1=400kg/h12、苯在內(nèi)徑為20mm1270W/(m2·℃）.假如流30mmＷ／（m2·℃。答案：612分析： =0。023d

Re0.8Pnr 0.8 W / Sd S d2 4

Prn =0。023d∝d1(12)0.8=d1.8 301.8 20 =0。482=0。482=0。4821270=612W/（m2·℃）1320℃升至75℃。若冷流體為最小值流體，傳熱0。65，則油的入口溫度為。答案：104℃7520T201分析:ε= =0。65 T1=104℃142與對數(shù)平均值相差不大于。答案:4％15、換熱器在使用一段時間后,傳熱速率會下降很多,這往往是由于的原因。答案：傳熱管表面有污垢積存16N 0.36Ru

0.55P1/3(r

W)0.14?？梢妼α鱾鳠嵯禂?shù)與當量直徑的 成反比。答案：0。4517、對大空間的自然對流，通常取加熱(或冷卻)表面的為特征尺寸.答案：垂直高度18熱系數(shù),需用的主要儀器有.答案：熱電偶溫度計、水銀溫度計、流量計19N 1.86R

1/3P1/3(

d i)1/3( )0.14u e

L W 內(nèi)對流傳熱系數(shù)變?yōu)樵瓉淼谋?答案：2 1/3 WdS

/ d2 d 4 i 由1.86

P1/3(

i)1/3( )0.14d i

L W 分析:

知d11/31/3d1' 1(2)12

故'

220、傳熱效率隨傳熱單元數(shù)的增加而,但最終趨于肯定值。答案：增大（三）1100mm圓管時的流傳熱系數(shù)為120Wm℃,流體流淌的雷諾數(shù)Re=。2×105，此時的對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式為Nu0.023Re0.8Pr0.4.1：3傳熱系數(shù)有何變化?du0.8解：由對流傳熱系數(shù)的計算公式：

0.023d

Pr0.4當物性不變時u0.8d0.2求扁管的當量直徑de:

∵u不變,∴d0.2a、b,分別為矩形截面的寬與長a1由題意b 32(ab)dad

b3d解之 8 82d

4ab

8 8 3d33.140.0050.0295m2(ab)∴

d 16 162設(shè)、分別為圓管與扁管的對流傳熱系數(shù)，則a' d 0.05a(de

)0.2(0.0295

)0.2

∴'=1.11=1.11100=111W/（m2℃)100W/(m2·℃）,111W/(m2·℃）.分析：由以上的計算可以看出,由于矩形扁管的當量直徑小于同周長圓的直徑，其對流傳熱系數(shù)大于后者.因此用非圓形管道制成的換熱器如最近開發(fā)的螺旋扁管換熱器都具有高效的特點。23m，30φ25×2。5mm1.現(xiàn)擬選CS2

飽和蒸氣,使之從飽和溫度46℃降至10W=0。07kg/s356kJ/kg1.05kW/(kgCS2

呈逆流流動.冷卻水進出口溫度為5℃和30℃.已知冷凝和冷卻段基于換熱管外表面的總傳熱系數(shù)分別為K=200W/（m2·℃）和K=100W/（m2·℃)。問此換熱器是否合用？1 2分析：推斷一臺換熱器是否合用,一般可以接受比較傳熱速率或傳熱面積的方法，本例接受后一種方法:分別計算已有換熱器面積和所需換熱器面積A

AAAΔt、Δt

為前提。因此，解決該題1 2 1 2 m1 m2的重點在于求出冷凝、冷卻段交界處的冷卻水溫度,即冷卻水離開冷卻段的溫度t。）以管子外表面為基準計算已有換熱器的傳熱面積：AndL303.140.02537.07m20（2）求所需的傳熱面積①冷凝段與冷卻段的傳熱量QWr0.0735624.9kWQ W2

c Ph

T0.071.0546102065kW2

水 CS2②兩段的平均溫差

24.92.6527.5kW

K CS2 冷1總傳熱量： 1 2 凝1冷卻水用量 段KW QK

27.5 0.263kg/sc C pc 2

t 2 冷1 卻冷卻水離開冷卻段的溫度Q

2.65 段tt1

2WCC

0.2634.18

7.4 水℃CS冷凝段的平均溫差 24646℃30 7.4

t m1 ln38.6

16.416 38.6

℃ 16 ℃冷卻段的平均溫差4646℃7.4 5

t 38.65m2

16.438.6 5℃ 5③所需傳熱面積Q

24.9103冷凝段

A 11 Kt1 m1

25.7

4.84m2A Q2

2.65103 冷卻段

2 Kt2

10016.4AAA1

4.841.616.45m2AA，即已有傳熱面積大于所需傳熱面積,所以此換熱器合用。3、將流量為2200kg/h的空氣在蒸汽預(yù)熱器內(nèi)從20℃加熱到80℃.空氣在管內(nèi)作湍流流淌,116℃的飽和蒸汽在管外冷凝。現(xiàn)因工況變動需將空氣的流量增加20％，而空氣的進、數(shù)不作變化。分析:由傳熱基本方程QKAtm著眼考慮：空氣流量增加20％而進出口溫度不變，Q20%。由于蒸汽的冷凝系數(shù)遠大于空氣的對流傳熱系數(shù)，所以總傳熱系數(shù)K的要求,故可以轉(zhuǎn)變的只有ΔtmA.K

蒸汽

空氣,又管壁較薄可忽視其熱阻空氣 0.023空氣

Red

0.8

0.023

d

Ws/d2

P0.4r4 C

W0.8A在物性不變的前提下

空氣 1 d1.8 (a)QKAtm

ndLtm由題意，nQC

W0.8t LA m將（a)式代入: 2 d0.8 （b)a(b)二式中C1、C2均為比例系數(shù)。設(shè)“2”分別代表工況轉(zhuǎn)變前后的狀況，由）式：Q W2

0.8 0.8tL 2 1 mL 22 2Q W

Ld t1

A1

1 2 m1L d 0.8tm1.20.8m

2 1L 1

t2m1Q2Q1已知：

1。2‘ln

t1100t1100t2（b）比較（a)（b）二式得t t2 1Ktm

2ln100t1100t12K’將已知數(shù)據(jù)代入增加冷凝量為

ln10030100‘2‘2

1483(3530)0.0604290967.5234.1C2W‘

‘

WC ‘tc pc 2 1