化工原理題庫練習(xí)與解答

一、單選題1．單位體積流體所具有的（ ）稱為流體的密度。AA質(zhì)量；B粘度；C位能；D動(dòng)能。2．單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的（ ）。AA密度；B粘度；C位能；D動(dòng)能。3．層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是（A3．層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是（A湍流流速〉層流流速； BC層流的雷諾數(shù)v湍流的雷諾數(shù)；流道截面大的為湍流，截面小的為層流；D層流無徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。4．氣體是（ ）的流體。BA可移動(dòng)；B可壓縮；C可流動(dòng)；D可測量。TOC\o"1-5"\h\z5．在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（ ）。CA絕對(duì)壓力；B表壓力；C靜壓力；D真空度。6．以絕對(duì)零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓力，稱為（ ）。AA絕對(duì)壓力；B表壓力；C靜壓力；D真空度。7．當(dāng)被測流體的（ ）大于外界大氣壓力時(shí)，所用的測壓儀表稱為壓力表。 DA真空度；B表壓力；C相對(duì)壓力；D絕對(duì)壓力。8．當(dāng)被測流體的絕對(duì)壓力（ ）外界大氣壓力時(shí)，所用的測壓儀表稱為壓力表。 A稱為表壓力。AA大于；B小于；C等于；D稱為表壓力。A9．（ ）上的讀數(shù)表示被測流體的絕對(duì)壓力比大氣壓力高出的數(shù)值，A壓力表；B真空表；C高度表；D速度表。10．被測流體的（ ）小于外界大氣壓力時(shí)，所用測壓儀表稱為真空表。 DA大氣壓；B表壓力；C相對(duì)壓力；D絕對(duì)壓力。流體在園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管中心流速最大，若為湍流時(shí)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（）。BUm=1/2Umax; B.Um=0.8Umax; C.Um =3/2Umax。從流體靜力學(xué)基本方程了解到 U型管壓力計(jì)測量其壓強(qiáng)差是（）。A與指示液密度、液面高度有關(guān)，與 U形管粗細(xì)無關(guān);與指示液密度、液面高度無關(guān)，與 U形管粗細(xì)有關(guān);C.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與C.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)。層流底層越?。ǎ〢.近壁面速度梯度越小；B.流動(dòng)阻力越?。涣鲃?dòng)阻力越大；D.流體湍動(dòng)程度越小。雙液體U形差壓計(jì)要求指示液的密度差（）CA.大；B.中等；C.??；D.越大越好。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)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。層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：（）。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(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。圓直管內(nèi)流動(dòng)流體，湍流時(shí)雷諾準(zhǔn)數(shù)是（ ）。BRew2000;B.Re>4000;C.Re=2000 ?4000。200mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01kPa,200mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01kPa,則泵入口處的絕A.74.3kPaB.101kPa；C.127.6kPa 。A.74.3kPa19.在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，是粗管的（）倍。水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，19.在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，是粗管的（）倍。水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，C若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)管流速TOC\o"1-5"\h\z2；B.8 ；C.4 。流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是（ ）。CA.流動(dòng)速度大于零；B.管邊不夠光滑； C.流體具有粘性。在相同條件下，縮小管徑，雷諾數(shù)（ ）。AA.增大； B.減?。?C. 不變。水在園形直管中作滯流流動(dòng)，流速不變，若管子直徑增大一倍，則阻力損失為原來的）。A1/4 ；B.1/2 ； C.2 倍。）。C23．單位時(shí)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）。C）稱為流速。 C24.）稱為流速。 CC距離；D直線。AC距離；D直線。25.柏努利方程式中的）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的位能。uAgz；B-PCI"'；DWeo26.柏努利方程式中的已項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的（）。A位能；B動(dòng)能;靜壓能；D有效功。27.柏努利方程式中的）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。uAgz；B-；DWe。28.柏努利方程式中的能量，稱為有效功。28.柏努利方程式中的能量，稱為有效功。；DWe。）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體通過泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的Agz；B29.柏努利方程式中的）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體因克服流動(dòng)阻力而損失的能量。Agz；B流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)（ ）w2000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于層流。 AARe；BPr；CNu；DGr。流體在直管中流動(dòng)，當(dāng) Re（ ）4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于湍流。 BAv；B>；C<；D工。流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)2000v（ ）v4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于不穩(wěn)定的過渡區(qū)。AARe；BPr；CNu；DGr。流體在管內(nèi)作（ ）流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)。 AA層流；B湍流；C過渡流；D漩渦流。流體在管內(nèi)作（ ）流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)。 BA層流；B湍流；C過渡流；D漩渦流。

35?流體在圓管內(nèi)（A層流；）流動(dòng)時(shí)，平均速度是最大速度的一半。B湍流；C過渡流；D漩渦流。36.對(duì)于（A圓形管;當(dāng)量直徑等于四倍的流通截面積除以潤濕周邊。

C矩形管；D35?流體在圓管內(nèi)（A層流；）流動(dòng)時(shí)，平均速度是最大速度的一半。B湍流；C過渡流；D漩渦流。36.對(duì)于（A圓形管;當(dāng)量直徑等于四倍的流通截面積除以潤濕周邊。

C矩形管；D直管。）,立貝B非圓形管;填空題1.流體靜力學(xué)基本方程式P2Pl或2.定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式-P Po--能量衡算式g(zZ2)ghg乙P1kg流體：U1:WegZ2P2U22hf[J/kg]3?單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度。雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為 Re=dup/卩 。當(dāng)密度卩=1000kg.m,粘度卩=1厘泊的水，在內(nèi)徑為d=100mm以流速為1m.s在管中流動(dòng)時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于_匹__,其流動(dòng)類型為__湍流__。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?750mmHg時(shí),測得某體系的表壓為 100mmHg則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為 _850_mmHg,真空度為 -100mmHg當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?750mmHg時(shí)，測得某體系的表壓為 100mmHg則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為_113404__Pa,真空度為_-133402__Pa。3 3某物的比重為0.879,其密度為_879kg/m_,其比容為_0.00114m/kg_。圓管中有常溫下的水流動(dòng)，管內(nèi)徑d=100mm,測得其中的質(zhì)量流量為 15.7kg./s,其體積流量為_0.0157m3/s，平均流速為_2.0m/s。當(dāng)20C的甘油（p=1261kg/m3,卩=1499厘泊）在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若流速為1.0m/s時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為84.1,其摩擦阻力系數(shù)入為 0.761 。某長方形截面的通風(fēng)管道，其截面尺寸為30x20mm其當(dāng)量直徑de為__24mm__測量流體流量的流量計(jì)主要有如下四種 ：_轉(zhuǎn)子流量計(jì),孔板流量計(jì),_文丘里流量辻,—濕式氣體流量計(jì)，測量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度，貝U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 。化工生產(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.流體體積流量一定時(shí)，有效截面擴(kuò)大，則流速 減少—，動(dòng)壓頭—減少—，靜壓頭—增_加。理想流體在變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動(dòng)時(shí)， 在管子直徑縮小的地方， 其靜壓力_減少_2套管由$57x2.5mm和$25x2.5mm的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于 _1633mm ，潤濕周邊等于_242mm__,當(dāng)量直徑等于_27mm_流體在等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長 __不變。液柱壓力計(jì)量是基于_流體靜力學(xué)—原理的測壓裝置，用 U形管壓差計(jì)測壓時(shí)，當(dāng)一端與大氣相通時(shí)，讀數(shù) R表示的是 表壓 或—真空度__。米糠油在管中作流動(dòng)， 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。米糠油在管中作層流流動(dòng)，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。當(dāng)Re為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)入 =64/Re，在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)入與 Re_、 /d=有關(guān)。液體的粘度隨溫度升高而 減小，氣體的粘度隨溫度的升高而 增大。某流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)， 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)入與Re的關(guān)系為 入=64/Re。牛頓型流體與非牛頓型流體的主要的區(qū)別是 牛頓型流體符合牛頓粘性定律 。穩(wěn)定流動(dòng)的定義是 流動(dòng)狀況不隨時(shí)間而變 二、計(jì)算題1.一套管換熱器的內(nèi)管外徑為80mm,外管內(nèi)徑為150mm,其環(huán)隙的當(dāng)量直徑為多少1.一套管換熱器的內(nèi)管外徑為流通截面積 中丫解：de=4x丄-」一=4x、■■■ =150 -80=70mm2?某液體在一管路中穩(wěn)定流過，若將管子直徑減小一半，而流量不變，則液體的流速為原流速的多少倍？解：V=uA，u1A1=u2A2，A= !，當(dāng)d1=2d2時(shí)u1 ■'=U2 ■'，有U；—II,U - ，即'1'：.-::得u2=4u13?—定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)。若管長及液體物性不變，而管徑減至原有的一半，問因流動(dòng)阻力產(chǎn)生的能量損失為原來的多少倍?Ehf=h 乩=蟲解：流動(dòng)阻力 -，設(shè)管徑改變后-，則根據(jù)uA=u2A九_(tái)64首4u可得u2=4u1，滯流時(shí) 1- ,32p.1出upd2:=』-■“ 32H1 十 孟ji1Ehfq w Ehf2 則 d2p玄-164?某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為 13.3x103Pa,計(jì)算設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)與表壓強(qiáng)。已知該地區(qū)大氣壓強(qiáng)為98.7x103Pa。解：絕對(duì)壓強(qiáng)=大氣壓一真空度=98.7x103—13.3x103=85.4x103Pa表壓強(qiáng)=—真空度=—13.3x103Pa甲乙兩地的平均大氣壓強(qiáng)分別為85.3x103Pa和101.33x103Pa,在甲地操作的真空精餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為 80x103Pa,在乙地操作時(shí)，若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)，真空表讀數(shù)應(yīng)為多少？解：在甲地 絕對(duì)壓強(qiáng)=大氣壓—真空度=85.3x103—80x103=5.3x103Pa333在乙地真空度=大氣壓一絕對(duì)壓強(qiáng)=101.33X10—5.3X10=96.03X10Pa在蘭州操作的苯乙烯真空精餾塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為 80X103Pa,在天津操作時(shí)，若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)，真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？蘭州地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為85.3X103Pa,天津地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為 101.33X103Pa。解：在蘭州絕對(duì)壓強(qiáng)=大氣壓—真空度=85.3X103—80X103=5.3X103Pa3 3 3在天津真空度=大氣壓—絕對(duì)壓強(qiáng)=101.33X103—5.3X103=96.03X103Pa某設(shè)備的進(jìn)、出口壓強(qiáng)分別為 1200mmH>（真空度）和1.6kgf/cm2（表壓）。若當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60mmHg,求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差。（用SI制表示）解：進(jìn)口P1（絕壓）=P（大氣壓）-P（真空度）出口P2（絕壓）=P（大氣壓）+P（表壓）真空度）=1200mmH2O=0.12kgf/cm絕壓）-P2（絕壓）=-[P1（真空度）+P2（表壓）]=-1.720.12+1.6）=-1.72kgf/cm4 5 2X9.81X104=-1.687X105N/m211.有一內(nèi)徑為25mm的水管，如管中水的流速為1.0m/s,求：1）管中水的流動(dòng)類型；（2）管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度p3=1000kg/m,粘度口=1cp）。解：（1）Re=dup/卩=0.025X1X1000/0.001=25000 >4000流動(dòng)類型為湍流。（2）層流時(shí)，Re<2000，流速最大時(shí)，Re=2000，即dup/卩=2000???u=2000卩/dP=2000X0.001/(0.025X1000)=0.08m/s密度為850kg/m3、粘度為8X10-3Pa?s的液體在內(nèi)徑為14mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，液體的流速為1m/s。計(jì)算：（1）雷諾準(zhǔn)數(shù)，并指出屬于何種流型；（ 2）若要使該流動(dòng)達(dá)到湍流，液體的流速至少應(yīng)為多少？3解：（1）Re=dup/卩=0.014X1X850/8X10-=1487.5 <2000流動(dòng)類型為層流（2）湍流時(shí)，Re>4000，流速最小時(shí)，Re=4000，即dup/卩=4000?u=4000卩/dp=4000X0.008/（0.014X850）=2.69m/s用尋108X4mm的鋼管從水塔將水引至車間， 管路長度150m（包括管件的當(dāng)量長度）若此管路的全部能量損失為 118J/kg，此管路輸水量為若干 m/h?（管路摩擦系數(shù)可取為0.02，水的密度取為1000kg/m3）Shf=11—=解：能量損失 --118J/kg118x2x01

118x2x01

C.OCxlJO?u=2.8m/s-LJx3600=流量V=uA=2.8X■ 79.13m3/h用①168X9mm的鋼管輸送原油。管線總長 100km,油量為60000kg/h，油管最大抗壓能力為1.57X107Pa。已知50C時(shí)油的密度為890kg/m3,粘度為181cp。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)。問：為完成上述輸油任務(wù)，中途需設(shè)幾個(gè)加壓站？解: U解: U1=u2,乙=Z2,Re=dup/卩=0.15x1.06x890/(181x10-3)=782層流入=64/Re=64/782=0.0818△P=入(l/d)(u2/2)p=0.0818x(105/0.15)x(1.062/2)x890=2.72x107Pan=2.72x107/(1.57x107)=1.73中途應(yīng)設(shè)一個(gè)加壓站在附圖所示的儲(chǔ)油罐中盛有密度為 960kg/m3的油品。油面高于罐底9.6m，油面上方為常壓。在罐側(cè)壁的下部有一直徑為 760mm圓孔，其中心距罐底800mm,孔蓋用14mm的鋼制螺釘緊固。若螺釘材料的工作應(yīng)力取為 39.23x106Pa,問：至少需要幾個(gè)螺釘？解：設(shè)通過孔蓋中心的水平面上液體的靜壓強(qiáng)為p，則p就是管內(nèi)液體作用與孔蓋上的平均壓強(qiáng)。由流體靜力學(xué)基本方程式知p-pa4pgh作用在孔蓋外側(cè)的是大氣壓強(qiáng) Pa，故孔蓋內(nèi)外兩側(cè)所受壓強(qiáng)差為^P=^-P1=Pi+PSh-p1L=pghAp-360x9.81(9.6-0.8)■8.29x10*N/irf作用在孔蓋上的靜壓力為nd1 jn 1 .F=ApK——-S.29A10+k-^0.762=376xlO*N4 4

每個(gè)螺釘能承受的力為400x9.81xlO*x-xC0141=6.04xltt3W4螺釘?shù)膫€(gè)數(shù)=3.76X104/6.04X103=6.23 個(gè)即至少需要7個(gè)螺釘。某流化床反應(yīng)器上裝有兩個(gè) U管壓差計(jì)，如本題附圖所示。測得Ri=400mm，R?=50mm，指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，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兩處的表壓強(qiáng)。解：U管壓差計(jì)連接管中是氣體，其密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水銀及水的密度，由氣柱高度所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差可以忽略。設(shè)F?下端為C點(diǎn)，R下端為D點(diǎn)，因此可認(rèn)為PA~PC,PB^PC。Pa~Pc=pH2OgR3+pHggR2=1000X9.81X0.05+13600X9.81X0.052、”=7161N/m（表壓）Pb~Pd=Pa+pHggR1=7161+13600X9.81X0.4=6.05X104N/m2（表壓）17?根據(jù)本題附圖所示的微差壓差計(jì)的讀數(shù)， 計(jì)算管路中氣體的表壓強(qiáng)p。壓差計(jì)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(kuò)大室的內(nèi)徑D均為60mm,U管內(nèi)徑d為6mm（當(dāng)管路

內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室液面平齊。）解：當(dāng)管路內(nèi)的氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室的液面平齊，則兩擴(kuò)大室液面差△h與微差壓差計(jì)讀數(shù)R的關(guān)系為當(dāng)壓差計(jì)讀數(shù)R=300mm時(shí)，兩擴(kuò)大室液面差為一=C3W丿O.C03止h=R則管路中氣體的表壓強(qiáng)為2、”p=（998-920）X9.81X0.3+920X9.81X0.003=257N/m（表壓）18.用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m管路全部能量損失為20J/kg，流量為36m/h，高位槽與水池均為敞口。若泵的效率為60%求泵的軸功率。（水的密度取為 1000kg/m3）解：設(shè)水池液面為1-1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(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式。gz12U12P1gzgz12U12P1gz22U22P2hfZ1=0,Z2=50m,U1~0,U2~0,P1=P2=0（表壓），工hf=20J/kg/?we=9.81X50+20=510.5J/kg水的質(zhì)量流率ws=36X1000/3600=10kg/s軸功率N=5105/0.6=8508.3W19.水以2.5m/s的流速流經(jīng)自38X2.5mm的水平管,此管以錐形管與另如附圖所示，在錐形管兩側(cè)A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強(qiáng)。若水流經(jīng) AB兩截口38X3mm的水平管相連。面間的能量損失為1.5J/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(duì)位置。3（水的密度取為1000kg/m）解：上游截面A-A/，下游截面解：上游截面A-A/利方程式。式中ZA=ZB=0,uA=2.5m/s，工hfA,B=1.5J/kg根據(jù)連續(xù)性方程式，對(duì)于不可壓縮流體1^3m/s兩截面的壓強(qiáng)差為-1JX10002丿=868.55N/m即］、“ 'mm2O由于上一一山二pB>pAp5 Hg9Rp5 Hg9R2PaPbo解： PiPawghi,PaPiwghi口 P2,P2 P3 HggRiP3P4 P4數(shù)分別為 Ri、R2，試求a、b兩點(diǎn)間的壓力差20.如圖所示，常溫的水在管道中流過，兩個(gè)串聯(lián)的 U形管壓差計(jì)中的指示液均為水銀， 密度為Hg,測壓連接管內(nèi)充滿常溫的水，密度為 w,兩U形管的連通管內(nèi)充滿空氣。若測壓前兩U形管壓差計(jì)內(nèi)的水銀液面均為同一高度， 測壓后兩U形管壓差計(jì)的讀P5Pbwgh5PbP5wgh5P4HggR2wgh5PaPbP3 HggRiwghiP4 HggR2wgh5HggRiR2wghiwgh5hih5R2PaPbHggRi R2wgh所以HggR1 R2wghwg號(hào)wgRiR2HgRiR2g21.在如圖所示的測壓差裝置中， u形管壓差計(jì)中的指示液為水銀，其密度為 Hg，其他管內(nèi)均充滿水，其密度為w，U形管壓差計(jì)的讀數(shù)為 R，兩測壓點(diǎn)間的位差為h，試求a、b兩測壓點(diǎn)間的壓力差PaPbo解：由Pa PiwghiPiP2P3PbP5wgR wgh2所以PaP3wgh1P4 HggR wgh1P5HggRwgh1所以PaPbHggR wgh1 wgR wgh?HggRwgRwgmh?HggRwgRwghHggRwgRhHgwgRwgh取為1000kg/m3）解：（1）水在管內(nèi)的流速與流量設(shè)儲(chǔ)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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。2p 2p3式中Z1=0,Z2=1.5m,P1=0（表壓），P2=-24.66X10Pa（表壓）EhF]=2u將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速 U2^10009.81x13^10009.81x13丿 m/s.071JxlOOO=793水的流量ws=uAp= - kg/s（2）泵的有效功率設(shè)儲(chǔ)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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。gz12U12P1gzgz12U12P1gz22U22P2hf1hf2式中Z1=0,Z2=14m,U1比0,U2=2m/s,p1=0（表壓）p2=98.07x103Pa（表壓），丄--廠| ；''將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得0511711we ■： ■■■+''-I?’’■:■.J/kg泵的有效功率Ne=we?ws=285.41x7.92=2260W在本題附圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U管壓差計(jì)，以測量兩截面之間的壓強(qiáng)差。當(dāng)水的流量為 10800kg/h時(shí)，U管壓差計(jì)讀數(shù)R為100mm粗、細(xì)管的直徑分別為①60X3.5mm與①42x3mm計(jì)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(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降為多少 Pa?（水的密度取為1000kg/m3）解：（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失設(shè)導(dǎo)管在上游的連接處為截面 1-1/,下游的連接處為截面2-2/,并通過管軸作基準(zhǔn)水平面。式中Z1=Z2=0,u=Ws式中Z1=Z2=0,u=Ws/Ap3600x-xO.0362xlOOO=295m/s\o"CurrentDocument"10300 ,- =1.36Jl j3^00x-xOX532xlOOO\o"CurrentDocument"4 m/s卩i一円二ggiKdi=o_9幻???」 J/kg將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得汰?引十遲竺1“⑷2 J/kg（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降廠-:…?— ■I'N/m2在圖示裝置中，水管直徑為① 57X3.5mm當(dāng)閥門全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為 0.3大氣壓,而在

管路入口至壓力表處的壓頭損失為 0.5mH2O,求水的流量為若干卅巾?解:閥門全閉時(shí)，由 P2=pgH,H=0.3x1.013x105/(1000x9.81)=3.1m即水槽液面距閥門中心線的咼度為 3.1m。閥門開啟時(shí)，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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式斗肚+亙也+H+電+2gPg 2gpgg5Zi=H=3m,Z=0,Pi=0,P2=0.2x1.013x10Pa,ui?0,2hf/g=0.5mH2O代入上式3.1=0.2x1.013x105/(1000x9.81)+_/(2X9.81)+0.5解得u2=3.24m/sVh =(n/4)d2ux3600=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(qiáng)為9.81x103Pa，進(jìn)料量為5m3/h。連接管直徑為口38x2.5mm，料液在連接管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能量損失為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(jìn)料口高出多少？解：以高位槽液面為上游截面 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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。

LA式中Zi=0LA式中Zi=0,ui~0,36Wx-xO.033=Ij62m/s、. 3 、.pi=0（表壓），p2=9.81x10Pa（表壓），工hf=30J/kg將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得2 350高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高 4.37m。3如圖所示，用泵將儲(chǔ)槽中密度為1200kg/m的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)。儲(chǔ)槽內(nèi)液面維持恒定， 其上方與大氣相同。蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓強(qiáng)為200mmHg真空度），蒸發(fā)器進(jìn)料口高于儲(chǔ)槽內(nèi)的液面15m,輸送管道的直徑為①68x4mm送料量為20m/h，溶液流徑全部管道的能量損失為120J/kg,求泵的有效功率。解：以儲(chǔ)槽的液面為上游截面 1-1/,管路出口內(nèi)側(cè)為下游截面 2-2/,并以截面1-1/為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。22U1 P1 U2 P2 .gz1 - 一 We gz2 -一 hf22P]=-351x101300=-26（570式中Z1=0,Z2=15m,p1=0（表壓），… r匸 Pa（表壓）2Q 卡u3= =137m/s，工hf=120m/s，工hf=120J/kgU 1~0, "將以上各項(xiàng)數(shù)值代入柏努利方程中we=1X9引we=1X9引266701200J/kgws20xl2OO=V-p= 3600ws20xl2OO=V-p= 3600kg/sNe=we?ws=246.9X6.67=1647W27?附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中ab和cd兩段的長度、直徑及粗糙度均相同。某液體以一定流量流過管路，液體在流動(dòng)中溫度可視為不變。問：（1）液體通過ab和cd兩管段的能量損失是否相等？（2）此兩管段的壓強(qiáng)差是否相等？寫出它們的表達(dá)式。解：（1）直管的能量損失管段ab與cd中，長度、直徑均相同；流量不變則流速相同；溫度不變，密度相同,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(qiáng)差不相等。在兩管段上分別列柏努利方程式gZ*+—+—=希+寸卜一ab管段 ，式中ua=ub，則宀=「： -

cd管段咲丄9?*'式中uc=ud,Zc=Zd，^Ul: '丄=28.有兩個(gè)液面高度相差6m的貯槽，其底部彼此用管道連接（本題附圖所示）。 A槽底面出口連接一根直徑為600mm長為3000m的管道BC,在接點(diǎn)C管路分為兩支管分別與下槽相通，支路CD和CE的長度皆為2500m直徑均為250mm若已知摩擦系數(shù)值均為0.04，試求A槽向下槽的流量為多少？（忽略所有的局部阻力）UCD 2.88uBC在兩水槽液面之間列機(jī)械能衡算方程:22Pa UA Pf UF .Za Zf hfAfg2g g2g （a）式中：pA=pF=0（表壓），uA=uF~0,zA-zF=6m,0.042ubc0.042ubcleD2uCDg--2g30002uBC0.042500~（2.88ub-）20.62g0.25g2gIbcdBC2179.3ubc將以上數(shù)據(jù)代入（a）式中，并整理解得uBC0.183m/sVBC 0.620.1830.0517m3/s186m3/h429.如本題附圖所示用泵將 20C水經(jīng)總管分別打人容器 A、B內(nèi)，總管流量為176m3/h，總管直徑為①168x5mm,C點(diǎn)處壓力為1.97kgf/cm2（表），求泵供給的壓頭及支管 CACB的阻力（忽略總管內(nèi)的阻力）。

Uc解：（1）總管流速p產(chǎn)lkgf/en1762.2 36000.7850.158訂。2.49m/s在圖示的0-0與C-C截面之間列機(jī)械能衡算方程:HePc Pog22UcUo2g(ZcZo) hoc式中:PcPo1.9798100 193257Uc解：（1）總管流速p產(chǎn)lkgf/en1762.2 36000.7850.158訂。2.49m/s在圖示的0-0與C-C截面之間列機(jī)械能衡算方程:HePc Pog22UcUo2g(ZcZo) hoc式中:PcPo1.9798100 193257Pa,uO0,uC2.49m/s,ZCZO2m,hfO（2）求支路阻力在C-C和A-A截面之間列機(jī)械能衡算方程:2Pc UczcPag2g2UAZahfCA式中:pCPA193257Pa,uC2.49m/s,uA0,ZcZa 16m，故支路CA的阻力為hfCA19325710009.81 29.81遲16 4.0m液柱同理hfCBpC pB22UcUb2g(ZcZb)(1.971)9810010009.8122.49 0°829.812.0m液柱流體輸送設(shè)備一章習(xí)題及答案一、選擇題1、離心泵開動(dòng)以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生 （）A. 氣縛現(xiàn)象； B. 汽蝕現(xiàn)象；C.汽化現(xiàn)象；D.氣浮現(xiàn)象。2、離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是（）。BA.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)量的大??；D.車削離心泵的葉輪。3、離心泵的揚(yáng)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(jī)械能；C.壓能；D.位能（即實(shí)際的升揚(yáng)高度）。4、 離心泵的揚(yáng)程是（）。DA.實(shí)際的升揚(yáng)高度；B.泵的吸液高度；C.液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成液柱高度單位重量液體出泵和進(jìn)泵的機(jī)械能差值。5、 某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空計(jì)指示真空度很高，他對(duì)故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認(rèn)為以下可能的原因中，哪一個(gè)是真正的原因（） 。CA.水溫太高；B.真空計(jì)壞了；C.吸入管路堵塞；D.排出管路堵塞。6、 為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)使離心泵內(nèi)的最低壓力（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)節(jié)，離心泵常用（ ），往復(fù)泵常用（）。A；CA.出口閥B.進(jìn)口閥C.旁路閥8、欲送潤滑油到高壓壓縮機(jī)的氣缸中，應(yīng)采用（ ）。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)采用（）。C；AA.離心泵；B.往復(fù)泵；C.齒輪泵。9、1m3氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)所獲得能量，稱為（ ）。AA.全風(fēng)壓；B.靜風(fēng)壓；C.揚(yáng)程。10、往復(fù)泵在啟動(dòng)之前，必須將出口閥（ ）。AA.打開；B.關(guān)閉；C.半開。11、用離心泵從河中抽水，當(dāng)河面水位下降時(shí)，泵提供的流量減少了，其原因是（ ）。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(dòng)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)節(jié)管路；D.分支管路。14、為提高離心泵的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，宜采用 葉片。BA前彎；B后彎；C垂直；D水平。15、離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是（ ）。BA.改變吸入管路中閥門開度；B.改變排出管路中閥門開度；C.安置回流支路，改變循環(huán)量的大??；D.車削離心泵的葉輪。16、往復(fù)泵的 調(diào)節(jié)是采用回路調(diào)節(jié)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(jì)算得,需泵提供的壓頭為H=19m水柱，輸水量為20kg?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)節(jié)泵流量的方法有： , , 。改變閥門的開度；改變泵的轉(zhuǎn)速；車削葉輪外徑4、泵起動(dòng)時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是 。降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，防止超負(fù)荷而受到損傷；同時(shí)也避免出口管線水力沖擊TOC\o"1-5"\h\z5、離心泵的流量調(diào)節(jié)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；減小；增大6、離心泵的工作點(diǎn)是 曲線與 曲線的交點(diǎn)。離心泵特性；管路特性7、泵的揚(yáng)程的單位是 ，其物理意義是 。M;泵提供給單位重量流體的能量8、離心泵輸送的液體粘度越大， 其揚(yáng)程 ,流量 ,軸功率 ,效率 。越小；越小；越大；越小9、離心泵輸送的液體密度變大，則其揚(yáng)程 ，流量 ，效率 ，軸功率 。不變；不變；不變；變大10、通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓是指 的氣體通過風(fēng)機(jī)所獲得的能量， 單位常用 ；習(xí)慣上以 單位表示。單位體積； Pa;mmW11、水環(huán)真空泵可以造成的最大真空度為 85%,即真空泵能達(dá)到的最低壓力（絕壓）是 mmHg11412、啟動(dòng)往復(fù)泵時(shí) 灌泵。不需要13、齒輪泵的流量 而揚(yáng)程 。較?。惠^高14、石油化工廠常用的壓縮機(jī)主要有 和 兩大類。往復(fù)式；離心式15、往復(fù)泵常用 的方法來調(diào)節(jié)流量?；芈氛{(diào)節(jié)16、往復(fù)泵適用于 。流量較小，揚(yáng)程較高的場合三、 計(jì)算題1、如圖2-1用離心泵將20C的水由敞口水池送到一壓力為2.5atm的塔內(nèi)，管徑為$108X4mm管路全長100m（包括局部阻力的當(dāng)量長度，管的進(jìn)、出口當(dāng)量長度也包括在內(nèi)）。已知：水的流量為56.5m3h-1,水的粘度為1厘泊，密度為1000kg-m"3,管路摩擦系數(shù)可取為0.024,計(jì)算并回答：（1）水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)形態(tài)； （2）管路所需要的壓頭和功率；解：已知：d=108-2x4=100mm=0.1m22-2A=(n/4)d2=3.14x(1/4)x0.12=0.785x102m1+工le=100m qv=56.5m3/h-2???u=q/A=56.5/(3600x0.785x102)=2m/s卩=1cp=10-3Pa?Sp=1000kg.m-3,入=0.024⑴■/Re=dup/(!=0.1x2x1000/10-3=2x105>4000?水在管內(nèi)流動(dòng)呈湍流⑵以1-1面為水平基準(zhǔn)面，在1-1與2-2面間列柏努利方程：Z1+(u12/2g)+(p1/pg)+H=Z2+(u22/2g)+(p2/pg)+工HftZ1=0,u1=0,p=0(表壓),Z2=18m, u2=0p2/pg=2.5x9.81x104/(1000x9.81)=25m工Hf=入[(l+工le)/d](u2/2g)=0.024x(100/0.1)x[22/(2x9.81)]=4.9m?H=18+25+4.9=47.9mNe=Hqvpg=47.9x1000x9.81x56.5/3600=7.4kw0.06Mpa.。堿液的2、擬用泵將堿液由敞口堿液槽大入位差為 10m0.06Mpa.。堿液的全部輸送管均為57mm3.5mm無縫鋼管。管長50m(包括局部阻力的當(dāng)量長度密度=1200kg/m3,粘度為=2mPas。管路粗糙度為0.3mm。試求：流動(dòng)處于阻力平方區(qū)時(shí)的管路特性曲線；流量為30m3/h時(shí)的He和Pe。解：(1)在阻力平方區(qū)， =f(/d)/d=/d=0.006，查圖得:=0.033管路特性方程:P.f(表)g6TOC\o"1-5"\h\z…0.06 10 8 0.033 50 210 2 ?qi''\o"CurrentDocument"1200 9.81 9.81 3.14 0.055 2154.410q3(2)qv=30m/h時(shí),5 2H蘭15 4.4 105qj2154.4105(竺)5 2H蘭15 4.4 105qj2360036001200 9.81 4.5 103w3、采用IS80-65-125水泵從一敞口水槽輸送60C熱水。最后槽內(nèi)液面將降到泵人口以下2.4m。已知該泵在額定流量 60m3/h下的（NPSH）r為3.98m，60C水的飽和蒸汽壓Pv為19.92kpa、p為983.2kg/m3,泵吸入管路的阻力損失為 3.0m，問該泵能否正常工作。解：???該泵不能正常工作。Hg,允許=P0PvNPSHr Hf01gg1.01310519.921033.983.01.46m2.4m983.29.81983.29.81說明安裝冋度偏冋。4、擬用一臺(tái)IS65-50-160A型離心泵將20oC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 50mm,送液量為20m3/h,估計(jì)此時(shí)吸入管的阻力損失為3m液柱，求大氣壓分別為101.3kPa的平原和51.4kPa的高原地帶泵的允許安裝高度，查得上述流量下泵的允許汽蝕余量為 3.3m,20oC時(shí)溶液的飽和蒸汽壓為5.87kPa,密度為800kg/m3。解：Z1101.35.871038009.81Z1101.35.871038009.8133.35.86mZ2351.45.871038009.8133.30.5m0.5m,變其中［乙］為為負(fù)值，表明在高原安裝該泵時(shí)要使其入口位于液面以下，才能保證正常操作。同時(shí)考慮實(shí)際操作的波動(dòng)一般還應(yīng)給予適當(dāng)?shù)脑Ａ?，比如安裝高度再降低成0.5m,變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(qiáng)（表壓）為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：p“ 0.0310H zH/164.1 23.2mg10009.81即管路所需壓頭為g23.2m。q用q護(hù)40103340m/h查課本附錄9，選IS-80-65000型合適。6、用泵將5C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,力口熱器的傳熱速率為11.6W，管路的散熱率為2.09kw,泵的有效功率為1.2kw。設(shè)池面與容器的高度不變，求水進(jìn)入容器時(shí)的溫度。分析：本系統(tǒng)對(duì)水提供能量的來源有二： 泵和加熱器。泵所提供的能量除使水的機(jī)械能增加外，其余部分則因克服流動(dòng)阻力而轉(zhuǎn)化為熱能。 這部分熱能和加熱器加入的熱能， 一部分散失到環(huán)境中，一部分被水吸收轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使水溫升高。如果設(shè)法求出水的內(nèi)能增加值，該問題就迎刃而解。圖2-2

該問題就迎刃而解。圖2-2解:(1)水的內(nèi)能增加值如圖2-2，以0-0'面為基準(zhǔn)面，列1-1'-2'截面間的柏努利方程式，以表壓計(jì)。2Z1gP1U1P22Uru2式中U1，U2——截面1,2水的內(nèi)能,J/KgQ――2Z1gP1U1P22Uru2式中U1，U2——截面1,2水的內(nèi)能,J/KgQ――加熱器加入的熱量,J/Kg。已知U1U2P1P24m10m將其代入上式,整理得g(Z1Z2)傳熱速率:11.62.099.51kW3Q9.5110Q可寫成360010003.42410J/kgh泵對(duì)水加入的能量：1.2103360010004.32104J/kg水的內(nèi)能增加值:U9.81(410)4.32103 3.42104U9.81(410)4.32103 3.42104 3.84104J/kg38.4kJ/kg(2)水溫取水的比熱容為4.19kJ/(kgC)，則水進(jìn)入容器時(shí)的溫度為5 14.2C4.1910沉降與過濾一章習(xí)題及答案一、選擇題TOC\o"1-5"\h\z1、一密度為7800kg/m3的小鋼球在相對(duì)密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在 20C水中沉降速度的1/4000,則此溶液的粘度為 (設(shè)沉降區(qū)為層流)。DD3382mPa?s30卩m的粒子，現(xiàn)氣A4000mPa?s;B40mPa?s；D3382mPa?s30卩m的粒子，現(xiàn)氣2、 含塵氣體在降塵室內(nèi)按斯托克斯定律進(jìn)行沉降。理論上能完全除去體處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為 _A230m.b。1/23m.c。30m.D。血30m3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于 。BA.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(diǎn)是 。D結(jié)構(gòu)簡單，流體阻力小，分離效率高，但體積龐大；結(jié)構(gòu)簡單，分離效率高，但流體阻力大，體積龐大；結(jié)構(gòu)簡單，分離效率高，體積小，但流體阻力大；結(jié)構(gòu)簡單，流體阻力小，但體積龐大，分離效率低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.顆粒的形狀TOC\o"1-5"\h\z6、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，臨界粒徑這一術(shù)語是指 。CA.旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑 ；B.旋風(fēng)分離器允許的最小直徑；C.旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來的最小顆粒的直徑 ；D.能保持滯流流型時(shí)的最大顆粒直徑7、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指 。DA.顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率 ；B.顆粒群中最小粒子的分離效率；C.不同粒級(jí)（直徑范圍）粒子分離效率之和；D.全部顆粒中被分離下來的部分所占的質(zhì)量分率8、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下述說法哪一個(gè)是正確的 。CA.尺寸大，則處理量大，但壓降也大； B.尺寸大，則分離效率高，且壓降小;C.尺寸小，則處理量小，分離效率高； D.尺寸小，則分離效率差，且壓降大。9、恒壓過濾時(shí)， 如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略，當(dāng)操作壓差增加 1倍，則過濾速率為原來的 。BA.1倍；B.2倍；C.2倍；d.1/2倍10、助濾劑應(yīng)具有以下性質(zhì) 。BA.顆粒均勻、柔軟、可壓縮；B.顆粒均勻、堅(jiān)硬、不可壓縮；C.粒度分布廣、堅(jiān)硬、不可壓縮；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，減少流動(dòng)阻力；形成疏松餅層，使濾液得以暢流；幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；使得濾餅密實(shí)并具有一定的剛性12、下面哪一個(gè)是轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的特點(diǎn) 。BA.面積大，處理量大； B.面積小，處理量大； C.壓差小，處理量?。籇.壓差大，面積小13、以下說法是正確的 。B2A.過濾速率與A（過濾面積）成正比；B.過濾速率與A成正比；C.過濾速率與濾液體積成正比；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(jì)，過濾壓差增大一倍時(shí)， 同一過濾時(shí)刻所得濾液量 CA.增大至原來的2倍;B.增大至原來的4倍;C.增大至原來的-’：倍；D.增大至原來的1.5倍15、過濾推動(dòng)力一般是指 。BA.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(jìn)出過濾機(jī)的壓差16、恒壓板框過濾機(jī)，當(dāng)操作壓差增大1倍時(shí)，則在同樣的時(shí)間里所得濾液量將（忽略介質(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)溫度升高，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)能力與降塵室的 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 3600卅巾，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(shí)，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度 。減少一倍6、若降塵室的高度增加，則沉降時(shí)間 ，氣流速度 ，生產(chǎn)能力—。增加；下降；不變7、 一降塵室長8m寬4m高1.5m，中間裝有14塊隔板，隔板間距為0.1m。現(xiàn)顆粒最小直徑為12m,其沉降速度為0.02m/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來， 則含塵氣體的最大流速不能超過 m/s。1.68、在旋風(fēng)分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為 0.4m,切向速度為15m/s。當(dāng)顆粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬層流時(shí)，其分離因數(shù) Kc為 。579、選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其主要尺寸的根據(jù)是 ; ; 。氣體處理量，分離效率，允許壓降10、通常， 非均相物系的離心沉降是在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行， 懸浮物系一般可在旋液分離器或沉降離心機(jī)中進(jìn)行。氣固；液固11、已知q為單位過濾面積所得濾液體積 V/A,qe為Ve/A,V為過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積 （濾液體積為Ve時(shí)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(shí)，測得△/△q=3740q+200則過濾常數(shù)K= （ ）。0.00053512、實(shí)現(xiàn)過濾操作的外力可以是 、 或 。重力；壓強(qiáng)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(duì)恒壓過濾，當(dāng)過濾面積增大一倍時(shí)，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的 倍。四15、 用板框式過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾操作，隨著過濾時(shí)間的增加，濾液量 ，生產(chǎn)能力 。增加；不變16、對(duì)恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時(shí)，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的 。二分之一三、計(jì)算題1、某一鍋爐房的煙氣沉降室，長、寬、高分別為 11X6X4m,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 2m。煙氣溫度為150C，沉降室煙氣流量12500m 直徑為 直徑為30m的球形顆粒，于大氣壓及20C下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度的88倍，又知此顆粒在此氣體中的有效重量為水中有效重量的 1.6倍。試求此顆粒在此氣體中的沉降速度.標(biāo)準(zhǔn))/h,試核算沿降室能否沉降 35卩m以上的塵粒。已知p塵粒=1600kg/m3,p煙氣=1.29kg/m，□煙氣=0.0225cp解：設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進(jìn)行， Rev1，且因p塵粒＞＞p煙氣，故斯托克斯公式可簡化為：u0=d塵粒2p塵粒g/183煙氣=(35X10-6)2X1600X9.81/(18X2.25X10-5)=0.0474m/s檢驗(yàn)：Re=d塵粒uop煙氣/卩煙氣=35X10-6X0.0474X1.29/(2.25X10-5)=0.095v1故采用計(jì)算式正確，則35mm以上粒子的沉降時(shí)間為：0沉降=2/0.0474=42.2s又，煙氣流速u=[(12500/(4X6X3600))X[(273+150)/273]=0.224m/s煙氣在沉降室內(nèi)停留時(shí)間：0 停留=11/0.224=49.1s即0停留＞0沉降/?35mm以上塵?？稍谠撌页两?、相對(duì)密度7.9，直徑2.5mm的鋼球，在某粘稠油品(相對(duì)密度 0.9)中以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(jìn)行，則：3油品=d鋼球2(p鋼球-p油品)g/(18u鋼球)=(0.0025)2X(7900-900)X9.81/(18X0.005)=4.77Pa?s驗(yàn)算：Re=d鋼球u鋼球p油品/3油品=0.0025X005900/4.77=2.36X10-3v1 假設(shè)正確20C的水：氣體的密度為(丁氣)g1.6(:1.2)g1000)g20C的水：氣體的密度為(丁氣)g1.6(:1.2)g1000)g1.6s 2665kg/m3水)g解得：設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流d2（s1）g181Uoi,則在水中沉降速度：(30106)2(26651000)9.8131810301068.1710410008.17104m/sdU01Re1校核：假設(shè)正確.則此顆粒在氣體中的沉降速度為880.0245 2.16m/s1030.0245v1U02 88u0131CP1000kg/m31.2kg/m3（有效重量指重力減浮力）4、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3 3密度s3000kg/m，爐氣密度0.5kg/m，粘度0.035mPas，現(xiàn)要除去爐氣中10m以上的顆粒，試求：（1） 為完成上述任務(wù)，可允許的最大氣流速度為多少？（2） 每小時(shí)最多可送入爐氣若干？（3） 若取消隔板，為完成任務(wù)該降塵室的最大處理量為多少？UQ解：（UQ解：（1）設(shè)沉降區(qū)為滯流，則d2(；)g18因?yàn)?s 則Re0(10106)230009.81 4.67mm/sduRe0(10106)230009.81 4.67mm/sdu03180.03510101064.671030.530.035106.67101假設(shè)正確L4.61036___,uu0-0.28m/s0H0.1(2)V 20Au0206334?6710 3600=6052.3(3)V Au0633 34.671033600302.6m3/h由降塵室的分離條件，有可見加隔板可提高生產(chǎn)能力，但隔板間距不能過小，過小會(huì)影響出灰和干擾沉降。m3/h5、一降塵室，長5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來除去煙氣中75m以上的顆粒。已知煙氣密度為0.6kg/m，粘度為0.03mPas，塵粒密度為4300kg/m，試求可處理的煙氣量。

驗(yàn)算30.6kg/m設(shè)沉降區(qū)為層流，則d2(y)guu18(75106)2(4300驗(yàn)算30.6kg/m設(shè)沉降區(qū)為層流，則d2(y)guu18(75106)2(43000.6)9.810.03100.44m/s3180.03103duq751060.440.6Re 3 0.660.03103總處理量為3、Pas故假設(shè)正確qynuqA200.44 53132m3/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 °.9kg/m，粘3度0.03mPas。塵粒密度s4300kg/m，試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑。2解：降塵室總面積 A2053300m生產(chǎn)能力的計(jì)算式為 q「Au注意式中u。為能100%除去的最小顆粒的沉降速度，而 A應(yīng)為總沉降面積。解出設(shè)沉降區(qū)為層流，則有d帀】（3 ）g18型00型。0.033m/s300ddmi18u0-()g180.031030.033 2.06(4300 0.9)9.81510m5dmnu0P 2.0610 0.°33°.9 002驗(yàn)算Re,=u= 0.03103故假設(shè)正確7、在202.7kPa（2atm）操作壓力下用板框過濾機(jī)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 1m濾液得濾餅0.05m,操作條件下過濾常數(shù)3.3105m2/s，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計(jì)算：（1） 若要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過濾面積？（2） 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？解:(1)所以0.6 312m解:(1)所以0.6 312m0.0522V2KA2Ve0A=⑵A=12了君=J3.31051.53600=28.43m228.43所以2 所以2 =14.2取15個(gè)n=15=0.04mn=15=0.04mn個(gè)框面積的基礎(chǔ)上再乘以n個(gè)框面積的基礎(chǔ)上再乘以應(yīng)注意每個(gè)框的兩側(cè)都有濾布，故計(jì)算面積時(shí)要在8、一小型板框壓濾機(jī)有 5個(gè)框，長寬各為0.2m,在300kPa(表壓)下恒壓過濾2h，濾餅充滿濾框，且得濾液 80L,每次洗滌與裝卸時(shí)間各為 0.5h。若濾餅不可壓縮，且過濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。求： (1)洗滌速率為多少朋/(m.h)?(2)若操作壓強(qiáng)增加一倍，其它條件不變，過濾機(jī)的生產(chǎn)能力為多少？解：(1)洗滌速率因過濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，即q2=KT2 2過濾面積 A=5X0.2X2=0.4m單位過濾面積上的濾液量 q=V/A=80X10-3/0.4=0.2m3/m2過濾常數(shù) K=q2/t=0.22/2=0.02m2/h過濾終了時(shí)的速率 (dq/dt)e=&2q=0.02/(2X0.2)=0.05m/h洗滌速率 (dq/dt)w=0.5(dq/dt)e=0.5x0.05=0.025m/h(2)Ap'=2Ap時(shí)的生產(chǎn)能力2因?yàn)V餅不可壓縮，所以K'=KAp'/Ap=2K=2X0.02=0.04m/h因在原板框壓濾機(jī)過濾， 懸浮液濃度未變，則當(dāng)5個(gè)板框充滿濾餅時(shí)所得濾液量仍為 V=0.08m3,故此時(shí)所用的過濾時(shí)間為22“"2t=q/K=q/K=0.2/0.04=1h3生產(chǎn)能力Q=V/(t+tw+td)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04m 濾液/h29、在一板框過濾機(jī)上過濾某種懸浮液，在1atm表壓下20分鐘在每1m過濾面積上得到0.197m3的濾液，再過濾20分鐘又得濾液0.09m3。試求共過濾1小時(shí)可得總濾液量為若3干m.3 2聯(lián)立解得：qe0.0222m/m,K3 2聯(lián)立解得：qe0.0222m/m,K3 22.3810.m/min由此2(0.0222)K2.38100.207min解：當(dāng)1 20min時(shí)，q1=0.197m3/m22 40min時(shí),q2=0.197+0.09=0.287m 3/m2代入恒壓過濾方程時(shí)可得20.197 2qg0.197K2020.287 2qF0.287K402 3當(dāng)過濾1小時(shí)后,可得濾液量:（q°.°222） 2.3810（6° °.2°7）解得：q=0.356m 3/m2即每卅過濾面積過濾1小時(shí)后可得濾液為0.356m310、一轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)，其直徑和長度均為 1m,用來過濾某懸浮液。原工況下每轉(zhuǎn)一3周需時(shí)1min,操作真空度為4.9KPa（500mmHg）每小時(shí)可得濾液60m，濾餅厚度為12mm新工況下要求生產(chǎn)能力提高 1倍，操作真空度提高至6.37kPa（650mmHg）,已知濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略。試求：（1） 新工況過濾機(jī)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 所以v2ka2設(shè)浸沒度為，轉(zhuǎn)速為n（r/min）則轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為其中轉(zhuǎn)筒整個(gè)面積浸入濾槽即過濾時(shí)間為60(s)故Q=60nV=60A 60Knm3/h由題知S=0及K則轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為其中轉(zhuǎn)筒整個(gè)面積浸入濾槽即過濾時(shí)間為60(s)故Q=60nV=60A 60Knm3/h由題知S=0及KQi所以Q1m*)2鈴1)23.1r/min（2）設(shè)濾餅的厚度為，則有n260A22n160Anm3餅/h所以2n11 2片7.7mm3.1n2（一）選擇題：1、 關(guān)于傳熱系數(shù)K下述說法中錯(cuò)誤的是（ ）A、 傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實(shí)際是個(gè)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(qiáng)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、揭示了物體輻射能力與吸效率之間關(guān)系的定律是（ ）。A、斯蒂芬-波爾茲曼定律； C、折射；B、克?；舴?； D、普郎克；答案：B3、 在確定換熱介質(zhì)的流程時(shí)，通常走管程的有（ ），走殼程的有（）。A、高壓流體；E、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;E、E、F4、 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素有（ ）。A、 產(chǎn)生對(duì)流的原因；B、 流體的流動(dòng)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、E提高，你認(rèn)為此5提高，你認(rèn)為此A、 不可行的；B、 可行的；C、 可能行，也可能不行；D、 視具體情況而定；答案：A2解：原因是：流量不變dU當(dāng)管徑增大時(shí)，綜合以上結(jié)果,tlul/d2,d增大時(shí)，a2解：原因是：流量不變dU當(dāng)管徑增大時(shí)，綜合以上結(jié)果,tlul/d2,d增大時(shí)，a1.8A1/d ,KAAtm常數(shù)0.8/d0.2 1/d1.8d增大，管徑增加,A下降對(duì)于該系統(tǒng)mcpKAtm上2匕□Tt2,Tt1lnTt2Tt1ln則Tt2本題在于靈活應(yīng)用管內(nèi)強(qiáng)制湍流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:即物性一定時(shí)， u0.8本題在于靈活應(yīng)用管內(nèi)強(qiáng)制湍流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:即物性一定時(shí)， u0.8/d0.2。Nu0.8n0.023RePr根據(jù)連續(xù)性方程，流量不變時(shí)，變化。管間用飽和水蒸氣加熱，熱阻小,KV d2u4可以忽略不計(jì),常數(shù)根據(jù)連續(xù)性方程，流量不變時(shí)，變化。管間用飽和水蒸氣加熱，熱阻小,KV d2u4可以忽略不計(jì),常數(shù)，所以管徑變化，管內(nèi)流速也發(fā)生總熱阻近似等于管內(nèi)傳熱熱阻，即6、對(duì)下述幾組換熱介質(zhì),A、 ②〉④>③>①；B、 ③'④〉②>①；C、 ③〉②>①>④；D、 ②〉③>④>①；冷流體水水沸騰水水答案：D通常在列管式換熱器中熱流體氣體水蒸氣冷凝水輕油K值從大到小正確的排列順序應(yīng)是7、 為了在某固定空間造成充分的自然對(duì)流，有下面兩種說法：加熱器應(yīng)置于該空間的上部；冷凝器應(yīng)置于該空間的下部；正確的結(jié)論應(yīng)該是（ ）。A、這兩種說法都對(duì)；C、第一種說法對(duì)，第二種說法錯(cuò)；B這兩種說法都不對(duì)；D、第二種說法對(duì)，第一種說法錯(cuò)；答案：B8、下述各種情況下對(duì)流傳熱系數(shù)由大到小的正確順序應(yīng)該是（ ）。A、③〉④＞②；C、③〉④'②〉①；B④〉③邊＞①； D、③〉②'④〉①；空氣流速為30m/S時(shí)的a；水的流速為1.5m/s時(shí)的a；蒸汽滴狀冷凝時(shí)的a；水沸騰時(shí)的a；答案：C9、 傳熱過程中當(dāng)兩側(cè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)都較大時(shí)，影響傳熱過程的將是（A、管避熱阻； B 、污垢熱阻；C管內(nèi)對(duì)流傳熱熱阻； D、管外對(duì)流傳熱熱阻；答案：B10、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽， 水走管程，其雷諾數(shù)Re。若將水的流量減半，0.8；0.8；A>(1/2)C=(1/2)答案：10、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽， 水走管程，其雷諾數(shù)Re。若將水的流量減半，0.8；0.8；A>(1/2)C=(1/2)答案：B其對(duì)流傳熱系數(shù)0.8、＜（1/2）、無法確認(rèn);分析：水的流量減半后，按流（Re1.2 1°4,此時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)為3變成渡流Re510），此時(shí)10）公式計(jì)算，6105v(1/2)0.8但本例中流型已1。又'<1211、關(guān)于輻射傳熱，下述幾種說法中錯(cuò)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，都服從折射定律；D物體的溫度不變，其發(fā)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） 通過改變表面黑度的方法不能強(qiáng)化或消減輻射過程。A、這兩種說法都對(duì)； C、第一種說法對(duì)，第二種說法不對(duì);B、兩種說法都不對(duì)； D、第二種說法對(duì)，第一種說法不對(duì);答案：C13、冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進(jìn)口溫度為13、冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進(jìn)口溫度為90C,出口溫度為50C,冷水進(jìn)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A、5% B、6%C、7%D、8%答案：A解：由 QhWhCphT1 T2Qc^VcCpct1t2QhQcT1 T2 t2t190505315 4038 005得 QhT1 T290504014、某套管換熱器由？108X4mm和？55X2.5mm鋼管組成,流體在環(huán)隙間流動(dòng)，其當(dāng)量直徑為（ ）mm。A、53;B、45;C、50;D、58;）。傳熱量的（答案：B15、有兩臺(tái)同樣的管殼式換熱器，擬作氣體冷卻器用。在氣、液流量及進(jìn)口溫度一定時(shí)，為使氣體溫度降到最低應(yīng)采用的流程為（ ）A氣體走管外，氣體并聯(lián)逆流操作；B氣體走管內(nèi)，氣體并聯(lián)逆流操作；C氣體走管內(nèi)，串聯(lián)逆流操作；D氣體走管外，串聯(lián)逆流操作；答案：D）在工程上是可行的:16、對(duì)在蒸汽-空氣間壁換熱過程中，為強(qiáng)化傳熱，下列方案中（A、提高空氣流速；）在工程上是可行的:B提高蒸汽流速；C采用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，增加冷凝面積并及時(shí)導(dǎo)走冷凝液；答案：A17、判斷下面關(guān)于系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定傳熱時(shí)的說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的是（ ）A、 通過一定傳熱面的傳熱速率不隨時(shí)間變化，為一定值；B、 系統(tǒng)中任一點(diǎn)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、 系統(tǒng)中任一傳熱面上的熱通量在過程中不變；答案：C18、在常壓水蒸氣冷凝加熱空氣，空氣平均溫度為 20C，則壁溫約為（ ）A、20C; B、100C; C、60C; D、49.7C。答案：B19、有一套管換熱器，長10m，管間用飽和水蒸氣作加熱劑。一定流量下且做湍流流動(dòng)的空氣由內(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(rèn)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、為了減少室外設(shè)備的熱損失，保溫層外所包的一層金屬皮應(yīng)該是（ ）A、表面光滑，顏色較淺； E、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）填空題1對(duì)流傳熱總是概括地著眼于壁面和流體主體之間的熱傳遞，也就是將邊界層的 和邊界層外的 合并考慮，并命名為給熱。答案：熱傳導(dǎo)；對(duì)流傳熱2、給熱是以 和 的差作為傳熱推動(dòng)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)自上而下流動(dòng)同時(shí)被加熱時(shí)，其對(duì)流傳熱系數(shù)比用普通準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式計(jì)算TOC\o"1-5"\h\z的結(jié)果要 。答案：大分析：流體被加熱時(shí)，自然對(duì)流的方向是自下而上，恰與流體流動(dòng)的方向相反，弓I起湍動(dòng)加劇。4、金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大都隨其純度的增加而 ，隨其溫度的升高而 。答案：增大；減小5、 在工程計(jì)算中，對(duì)兩側(cè)溫度分別為ti,t2的固體