2023年化工原理題庫練習(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動能。3．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,而湍流有徑向脈動。4．氣體是（）的流體。BA可移動;Ｂ可壓縮;Ｃ可流動;D可測量。5.在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（）。CA絕對壓力;Ｂ表壓力;C靜壓力；D真空度。６．以絕對零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓力,稱為()。AＡ絕對壓力；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，所用的測壓儀表稱為壓力表。DA真空度；B表壓力；C相對壓力；D絕對壓力。8.當(dāng)被測流體的絕對壓力（)外界大氣壓力時,所用的測壓儀表稱為壓力表。ＡA大于;Ｂ小于；C等于;D近似于。9.（）上的讀數(shù)表達(dá)被測流體的絕對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。10．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絕對壓力。11．流體在園管內(nèi)流動時，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。1２.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（)。AA.與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)；B．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U形管粗細(xì)無關(guān)。13.層流底層越薄()。CA.近壁面速度梯度越小;B.流動阻力越??；C.流動阻力越大;D.流體湍動限度越小。14.雙液體U形差壓計(jì)規(guī)定指示液的密度差(）CA.大；Ｂ．中檔；C.小；Ｄ.越大越好。1５.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的重要特點(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。16.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,而湍流有徑向脈動。１7．圓直管內(nèi)流動流體，湍流時雷諾準(zhǔn)數(shù)是()。BA.Rｅ≤2023；B.Re≥4000；Ｃ．Ｒe＝２023~40００。１8．某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為２0０mmHg,本地大氣壓為１０１kPa,則泵入口處的絕對壓強(qiáng)為（）。AA.74.3kPａ;B.101kPa；Ｃ．1２7.６kPa。1９.在穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)管流速是粗管的（)倍。CＡ.2；Ｂ.8；C．４。20.流體流動時產(chǎn)生摩擦阻力的主線因素是（)。CA．流動速度大于零;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)()。AA.增大;B．減小;C.不變。2２．水在園形直管中作滯流流動,流速不變，若管子直徑增大一倍,則阻力損失為本來的（)。AＡ.１/４；Ｂ.1/2；Ｃ.２倍。２３．單位時間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（)。CA流速;B流線；Ｃ流量;Ｄ流函數(shù)。２4.單位時間內(nèi)流體在流動方向上所流過的（）稱為流速。CA寬度;Ｂ高度;Ｃ距離;Ｄ直線。25．柏努利方程式中的（)項(xiàng)表達(dá)單位質(zhì)量流體所具有的位能。AＡgz;B；Ｃ;Dwe。26．柏努利方程式中的項(xiàng)表達(dá)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。２7.柏努利方程式中的（)項(xiàng)表達(dá)單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。ＣAgｚ;B;C；Dwｅ。2８．柏努利方程式中的（）項(xiàng)表達(dá)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。29.柏努利方程式中的()項(xiàng)表達(dá)單位質(zhì)量流體因克服流動阻力而損失的能量。DＡgz；B；C；Ｄ。３0.流體在直管中流動，當(dāng)（)≤2023時,流體的流動類型屬于層流。AARe;BＰr;CNu;ＤGr。3１．流體在直管中流動，當(dāng)Rｅ（）4000時,流體的流動類型屬于湍流。BA<;B≥；Ｃ≤；D≠。32.流體在直管中流動,當(dāng)20２3＜(）<400０時，流體的流動類型屬于不穩(wěn)定的過渡區(qū)。AARe;BPr；CＮｕ；DGr。3３．流體在管內(nèi)作(）流動時,其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動。AA層流；B湍流；Ｃ過渡流;D漩渦流。34．流體在管內(nèi)作（）流動時，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動。ＢA層流；B湍流;C過渡流；Ｄ漩渦流。35．流體在圓管內(nèi)()流動時,平均速度是最大速度的一半。AA層流;B湍流；C過渡流；Ｄ漩渦流。３６．對于(）,當(dāng)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(xué)基本方程式或2.定態(tài)流動的柏努利方程式––––能量衡算式1ｋｇ流體:[Ｊ/kg］３.單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度。４.雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為_＿_(dá)__Rｅ=dｕρ/μ__＿_(dá)_。當(dāng)密度ρ＝1000kg．ｍ,粘度μ=1厘泊的水，在內(nèi)徑為d=100mm,以流速為1m．ｓ在管中流動時,其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于_＿10____,其流動類型為__湍流_＿。5.本地大氣壓為７5０mmHg時,測得某體系的表壓為10０mmHｇ,則該體系的絕對壓強(qiáng)為___８50__mmHg,真空度為__-100__ｍmHg。6.本地大氣壓為７50mmHg時,測得某體系的表壓為100ｍｍＨｇ,則該體系的絕對壓強(qiáng)為＿１13404__Pa,真空度為_－13３4０2__Ｐa。7.某物的比重為0．879,其密度為_８79ｋg/m３＿，其比容為＿０.００１14ｍ３/kg8.圓管中有常溫下的水流動,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/s９.當(dāng)20℃的甘油(ρ=1261kg/m３,μ=1499厘泊）在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流動時，若流速為1.０m/s時，其雷諾準(zhǔn)數(shù)Rｅ為__84.1__,其摩擦阻力系數(shù)λ為＿＿0.76110．某長方形截面的通風(fēng)管道,其截面尺寸為３0×20mm,其當(dāng)量直徑ｄｅ為__24mｍ__。11.測量流體流量的流量計(jì)重要有如下四種:_轉(zhuǎn)子流量計(jì),孔板流量計(jì),_文丘里流量計(jì)，__濕式氣體流量計(jì)_,測量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度，則用_皮托管___。1２.管出口的局部阻力系數(shù)等于＿_(dá)1.0__,管入口的局部阻力系數(shù)等于__0.5__。13.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_。１４.流體體積流量一定期，有效截面擴(kuò)大，則流速減少＿，動壓頭＿減少_,靜壓頭＿增長_。15.抱負(fù)流體在變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動時,在管子直徑縮小的地方,其靜壓力_減少_。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__＿_(dá)_＿_(dá)，潤濕周邊等于_２42mm__,當(dāng)量直徑等于_2７mm_。17.流體在等徑管中作穩(wěn)定流動,流體由于流動而有摩擦阻力損失,流體的流速沿管長＿_(dá)不變__。18.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，當(dāng)一端與大氣相通時,讀數(shù)R表達(dá)的是_＿_(dá)表壓__＿或__真空度__。19．米糠油在管中作流動，若流量不變,管徑不變,管長增長一倍,則摩擦阻力損失為本來的_＿2__倍。２０.米糠油在管中作層流流動，若流量不變，管長不變,管徑增長一倍,則摩擦阻力損失為本來的＿_(dá)１/1６_＿倍。２1．當(dāng)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＿_(dá)、__＿ε／d__有關(guān)。22．液體的粘度隨溫度升高而＿_(dá)減小_,氣體的粘度隨溫度的升高而_增大_。23.某流體在圓形直管中作滯流流動時,其速度分布是＿拋物線＿_(dá)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重要的區(qū)別是＿牛頓型流體符合牛頓粘性定律__。2５.穩(wěn)定流動的定義是__流動狀況不隨時間而變__＿_(dá)。三、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？解：de=4×＝4×＝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u1=u2，有，,即得u２=4ｕ13.一定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動。若管長及液體物性不變，而管徑減至原有的一半，問因流動阻力產(chǎn)生的能量損失為本來的多少倍？解:流動阻力,設(shè)管徑改變后，則根據(jù)ｕ1A１=u2A2可得ｕ2=４u1，滯流時,=,，∴４．某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為1３.3×103Pａ，計(jì)算設(shè)備內(nèi)的絕對壓強(qiáng)與表壓強(qiáng)。已知該地區(qū)大氣壓強(qiáng)為98.7×103Pａ。解:絕對壓強(qiáng)=大氣壓—真空度＝98.7×103—１3.3×10３＝85.4×103Pa表壓強(qiáng)=—真空度=—13.3×103Pａ5.甲乙兩地的平均大氣壓強(qiáng)分別為85．３×１03Ｐa和１01.３3×103Pａ,在甲地操作的真空精餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為8０×１03Pａ，在乙地操作時，若規(guī)定塔內(nèi)維持相同的絕對壓強(qiáng),真空表讀數(shù)應(yīng)為多少?解：在甲地絕對壓強(qiáng)=大氣壓—真空度＝85.３×1０3—80×１０3=5.3×103Pa在乙地真空度=大氣壓—絕對壓強(qiáng)＝1０1.３３×103—5.3×103=９6．０3×103Pa6.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,若規(guī)定塔內(nèi)維持相同的絕對壓強(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85.3×10３Pa,天津地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為101.3３×103Pa。解:在蘭州絕對壓強(qiáng)=大氣壓—真空度=８5.3×10３—80×10３=5．3×10３Pa在天津真空度=大氣壓—絕對壓強(qiáng)＝10１.３3×10３—5.3×103＝９6．０３×１03Ｐa7.某設(shè)備的進(jìn)、出口壓強(qiáng)分別為1２00ｍmH2Ｏ（真空度)和1.６kgf/cｍ2(表壓）。若本地大氣壓為760mmＨg,求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差。（用SＩ制表達(dá))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）P１(真空度)＝１2０0mｍH2Ｏ=0.1２ｋgf/ｃｍ2P1(絕壓)-P2(絕壓)=-[P１（真空度）+P2（表壓）］＝-（0.12＋1.6）=－1．72kgf/cm2=-1.72×9.81×１０4＝-1．６8７×105N/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流動類型為湍流。（2）層流時,Re≤20２3，流速最大時，Ｒe=２023,即ｄuρ/μ=2０23∴u=2023μ／dρ=2023×0.００１/(0.０25×１000)=0.08m/ｓ12.密度為850ｋg/m3、粘度為8×１０-3Pａ·s的液體在內(nèi)徑為14mｍ的鋼管內(nèi)流動,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）若要使該流動達(dá)成湍流,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≤２023流動類型為層流(2)湍流時，Rｅ≥4０00,流速最小時，Re=40０0，即ｄuρ／μ=4００0∴ｕ＝4000μ/dρ=４000×0.00８／(0.0１4×850）=2.６９m/s1３．用10８×4mm的鋼管從水塔將水引至車間，管路長度1５0m（涉及管件的當(dāng)量長度)。若此管路的所有能量損失為118J／kg,此管路輸水量為若干m3／h？(管路摩擦系數(shù)可取為0．02,水的密度取為1000kg/ｍ３)解:能量損失11８J／kｇ∴u＝2.８m/ｓ流量V=uA=2.8×７９.1３m3／h14.用Φ１68×9mm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1.5７×107Pａ。已知50℃時油的密度為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:為完畢上述輸油任務(wù),半途需設(shè)幾個加壓站解:u1=u2,Z1=Z2，u=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半途應(yīng)設(shè)一個加壓站15.在附圖所示的儲油罐中盛有密度為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39．23×106Pａ，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(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個即至少需要7個螺釘。16.某流化床反映器上裝有兩個Ｕ管壓差計(jì)，如本題附圖所示。測得R1=400mm，R2=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)Ｒ2下端為Ｃ點(diǎn)，R1下端為D點(diǎn),因此可認(rèn)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）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,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,兩擴(kuò)大室的液面平齊，則兩擴(kuò)大室液面差Δｈ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，兩擴(kuò)大室液面差為ｍ則管路中氣體的表壓強(qiáng)為p=（９98-920）×9.8１×0.３+92０×9.8１×0．003＝257N／m２(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，管路所有能量損失為20J/ｋg,流量為36m３/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'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。Ｚ1=0，Ｚ2=5０m，u1≈０，u2≈０,Ｐ１=P2＝0（表壓)，Σhｆ=２0J/kg∴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=8508.３W１9．水以2.5m/ｓ的流速流經(jīng)3８×2.5mｍ的水平管,此管以錐形管與另一38×3mm的水平管相連。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測兩截面的壓強(qiáng)。若水流經(jīng)A、B兩截面間的能量損失為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位置。（水的密度取為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(zhǔn)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根據(jù)連續(xù)性方程式,對于不可壓縮流體有ｍ/s兩截面的壓強(qiáng)差為==868．55N／ｍ2即mmH2O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(jì)中的指示液均為水銀，密度為rHg,測壓連接管內(nèi)充滿常溫的水，密度為rw,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)的讀數(shù)分別為R1、R2,試求a、ｂ兩點(diǎn)間的壓力差。解:，，,,而，所以２１.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ｒHg,其他管內(nèi)均充滿水,其密度為ｒｗ，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。解：由所以所以２2．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76×2.５ｍm。在操作條件下,泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×10３Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管(不涉及噴頭）的能量損失可分別按與計(jì)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(qiáng)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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。式中Z1＝0,Ｚ2=1.5m，p1=０(表壓），p2=-24.６6×103Pa(表壓）u1≈0，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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。式中Z1=0，Ｚ２=14m，u１≈0,ｕ２＝２m/s，ｐ1＝０(表壓)p2＝98.０７×103Pａ(表壓)，將上列數(shù)值代入柏努利方程式,解得weJ/kgwe泵的有效功率Ne=wｅ·wｓ=２85．41×7.92=２2６0W23．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,Ｕ管壓差計(jì)讀數(shù)R為1０0mm。粗、細(xì)管的直徑分別為Φ60×３.5mm與Φ4２×3mm。計(jì)算:（1)１ｋg水流經(jīng)兩截面間的能量損失；(２)與該能量損失相稱的壓強(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。在兩截面間列柏努利方程式中Z1＝Ｚ2=０,u=ｗs／Aρｍ/sm/s∵，∴J／kｇ將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得Ｊ/ｋg（２）與該能量損失相稱的壓強(qiáng)降N/ｍ２２4.在圖示裝置中，水管直徑為Φ57×3.5mm。當(dāng)閥門全閉時,壓力表讀數(shù)為０.3大氣壓，而在閥門啟動后，壓力表讀數(shù)降至0．2大氣壓。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P2=ρgH，Ｈ＝0．3×1.013×１05/(10０0×９．８1)=3．1m即水槽液面距閥門中心線的高度為３.1ｍ。閥門啟動時,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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式Z1＝H＝３ｍ，Z2＝0,P1=0,P2=0．2×1.０1３×1０5Pａ，u1≈0，Σhf/g=0．5mH2O代入上式3.１=0.2×1.013×１０５／（1０00×9.81)＋/(２×９.81）+0.５解得u2=３.24m／ｓＶh=(π/４)ｄ2u×360０=22．９m32５.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9.81×103Pa，進(jìn)料量為5m3/h。連接管直徑為3８×2.５mｍ，料液在連接管內(nèi)流動時的能量損失為３０J/ｋg(不涉及出口的能量損失)。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。式中Z1=0,u1≈0,m/ｓp1＝0(表壓),ｐ2＝9．８１×１０3Ｐa（表壓)，Σｈf=30J/ｋg將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得m高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高4.37m。26.如圖所示,用泵將儲槽中密度為1200kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)。儲槽內(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)料口高于儲槽內(nèi)的液面15ｍ,輸送管道的直徑為68×4mm,送料量為２0ｍ３/h，溶液流徑所有管道的能量損失為12０J/kg,求泵的有效功率。解：以儲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。式中Z1=0，Ｚ2=15ｍ,p１＝０（表壓)，Pa（表壓）u1≈0,ｍ／s，Σhｆ=120Ｊ/kg將以上各項(xiàng)數(shù)值代入柏努利方程中weJ/ｋgwewskg/swsＮe=we·wｓ＝246.9×６.67=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aｂ管段式中ｕa＝uｂ,則cd管段式中uc＝ud,Zc=Zd,則2８.有兩個液面高度相差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)解：在分支點(diǎn)C所在截面與F水槽液面之間分別列支路CＤ和CＥ的機(jī)械能衡算式可擬定：由于dCＤ=dCE,故可判斷出ｕCD=uCEVBC=2VＣD即在兩水槽液面之間列機(jī)械能衡算方程：(a）式中:pＡ＝ｐF＝0(表壓），uA＝uＦ≈０,ｚＡ-zF=6m,將以上數(shù)據(jù)代入(a）式中，并整理解得.２9．如本題附圖所示用泵將20℃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Φ168x5mｍ解：(１)總管流速在圖示的O-O與C-C截面之間列機(jī)械能衡算方程：式中：（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:式中:，故支路ＣA的阻力為液柱同理液柱流體輸送設(shè)備一章習(xí)題及答案一、選擇題1、離心泵開動以前必須充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.安頓回流支路,改變循環(huán)量的大小;D.車削離心泵的葉輪。3、離心泵的揚(yáng)程,是指單位重量流體通過泵后獲得的()。BA.涉及內(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D．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,他對故障因素作出了對的判斷，排除了故障，你認(rèn)為以下也許的因素中，哪一個是真正的因素()。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)氣憤蝕現(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、1m３A.全風(fēng)壓;B．靜風(fēng)壓;C.揚(yáng)程。1０、往復(fù)泵在啟動之前，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，泵提供的流量減少了，其因素是()。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)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.安頓回流支路,改變循環(huán)量的大小；Ｄ.車削離心泵的葉輪。16、往復(fù)泵的_＿_(dá)__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_＿_(dá)_＿_(dá)＿_(dá)_。3728w2、離心泵的重要部件有如下三部分:___＿＿_(dá),___＿_(dá),____＿_(dá)_。泵殼;葉輪;泵軸3、調(diào)節(jié)泵流量的方法有：__＿＿_(dá)＿_(dá)____,_＿_(dá)______＿_(dá),_＿＿_(dá)_______＿。改變閥門的開度；改變泵的轉(zhuǎn)速;車削葉輪外徑4、泵起動時，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的因素是__＿＿_(dá)＿_(dá)_＿_(dá)＿_(dá)____＿＿_(dá)__＿＿_(dá)＿＿_(dá)__＿。減少起動功率,保護(hù)電機(jī),防止超負(fù)荷而受到損傷;同時也避免出口管線水力沖擊5、離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵___＿＿_(dá)管路上,關(guān)小出口閥門后,真空表的讀數(shù)___＿_(dá)_，壓力表的讀數(shù)____＿_(dá)。出口；減小;增大6、離心泵的工作點(diǎn)是＿_(dá)__＿＿曲線與_＿_(dá)__＿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_＿＿_(dá)__,其物理意義是______。M；泵提供應(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(yáng)程＿_(dá)＿_(dá)__，流量_______,軸功率______,效率________。越?。辉叫?；越大；越小9、離心泵輸送的液體密度變大,則其揚(yáng)程____＿＿＿_(dá)_,流量＿_(dá)＿＿_(dá)___，效率＿_(dá)_______,軸功率__＿_(dá)＿＿＿_(dá)_。不變；不變；不變;變大10、通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓是指____＿＿_(dá)_＿的氣體通過風(fēng)機(jī)所獲得的能量,單位常用＿_(dá)＿＿_(dá)＿_(dá)__；習(xí)慣上以___＿_(dá)__＿_(dá)單位表達(dá)。單位體積；Pa；mmH2Ｏ11、水環(huán)真空泵可以導(dǎo)致的最大真空度為8５％，即真空泵能達(dá)成的最低壓力（絕壓）是_____＿_(dá)__mｍHg。114１２、啟動往復(fù)泵時灌泵。不需要1３、齒輪泵的流量_____而揚(yáng)程______。較??；較高1４、石油化工廠常用的壓縮機(jī)重要有_____和＿_(dá)_____兩大類。往復(fù)式；離心式１５、往復(fù)泵常用___＿_(dá)的方法來調(diào)節(jié)流量?；芈氛{(diào)節(jié)16、往復(fù)泵合用于。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20℃的水由敞口水池送到一壓力為２.5ａt(yī)m的塔內(nèi),管徑為φ１0８×4mm管路全長1０0ｍ(涉及局部阻力的當(dāng)量長度,管的進(jìn)、出口當(dāng)量長度也涉及在內(nèi))。已知:水的流量為5６.５ｍ3·ｈ-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(1)水在管內(nèi)流動時的流動形態(tài)；(２)管路所需要的壓頭和功率；圖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=１00mｑｖ=56．5ｍ３／h∴u=q/A=56.5／(36００×0.785×１0-2)=2m／ｓμ＝1cｐ=1０-3Pa·Sρ=1000kg.m-3,λ=0.０24⑴∵Rｅ=ｄuρ/μ=0．1×2×1０00/1０-３=2×10５＞4000∴水在管內(nèi)流動呈湍流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/ρg)+H=Z２＋（u2２/2g)+(ｐ２／ρg)+ΣHf∵Z1=０,u１=0,ｐ=0(表壓),Z2=18ｍ,u２=０ｐ2／ρg=２.5×9.8１×1０４／(1000×９.8１)=2５mΣＨf=λ[(ｌ+Σle)/d](u2/２g)=0．0２4×（1０0／0.１)×[22/(2×9．81）]=4.9m∴H=18+25+4．9＝47.９mＮe=Ｈqvρg=47．9×1０00×9．8１×5６.5/３６0０=7．4kw2、擬用泵將堿液由敞口堿液槽大入位差為１０m高的塔中，塔頂壓強(qiáng)（表壓）為0．０6Ｍpa.所有輸送管均為f57mm′３．５ｍm無縫鋼管。管長５０m（涉及局部阻力的當(dāng)量長度）。堿液的密度r=１20０ｋg/ｍ3,粘度為m=２mPa·s。管路粗糙度為0.3mm。試求:（1)流動處在阻力平方區(qū)時的管路特性曲線;(2)流量為30m3/h時的He和Ｐｅ解：（1）在阻力平方區(qū),l=f(ｅ/d）e/d＝0.006,查圖得：l=0.０3３管路特性方程：（2)qv＝３0m33、采用IS8０-６5-１２５水泵從一敞口水槽輸送60℃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，６0℃水的飽和蒸汽壓Ｐv為19．92kpａ、ρ為9８３．2kｇ／m3解：∴該泵不能正常工作。說明安裝高度偏高。4、擬用一臺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時溶液的飽和蒸汽壓為５.87kＰa，密度為800kg/m3解:其中[Ｚ２］為為負(fù)值，表白在高原安裝該泵時要使其入口位于液面以下,才干保證正常操作。同時考慮實(shí)際操作的波動一般還應(yīng)給予適當(dāng)?shù)脑Ａ?比如安裝高度再減少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,規(guī)定送水量為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。試擬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：即管路所需壓頭為23.２m。查課本附錄9，選IS-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池面與容器的高度不變,求水進(jìn)入容器時的溫度。10m210m2200114m圖2-2解：(１)水的內(nèi)能增長值如圖2－２,以０－０'面為基準(zhǔn)面，列1-1’.2-2’截面間的柏努利方程式，以表壓計(jì)。式中——截面１，2水的內(nèi)能,J／Kg;? Ｑ——加熱器加入的熱量，J/Ｋg。已知 ? 將其代入上式，整理得 傳熱速率:?可寫成泵對水加入的能量: 水的內(nèi)能增長值：(2)水溫取水的比熱容為,則水進(jìn)入容器時的溫度為???沉降與過濾一章習(xí)題及答案一、選擇題1、一密度為7800kg／m3的小鋼球在相對密度為1.２的某液體中的自由沉降速度為在20℃水中沉降速度的1／4000，則此溶液的粘度為4000mＰａ·s；4０mPa·s；33.8２Ｐa·s;3382ｍPa·ｓ2、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30μm的粒子,現(xiàn)氣體解決量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為。ＤA.;B。；Ｃ。；D。3、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)簡樸,流體阻力小，分離效率高,但體積龐大；結(jié)構(gòu)簡樸，分離效率高,但流體阻力大,體積龐大；結(jié)構(gòu)簡樸,分離效率高,體積小，但流體阻力大;結(jié)構(gòu)簡樸,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?zé)o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6、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時,臨界粒徑這一術(shù)語是指。C旋風(fēng)分離器效率最高時的旋風(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)分離器可以所有分離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(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(直徑范圍)粒子分離效率之和；Ｄ.所有顆粒中被分離下來的部分所占的質(zhì)量分率８、對標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下述說法哪一個是對的的。CA．尺寸大，則解決量大,但壓降也大；B.尺寸大，則分離效率高，且壓降??；C.尺寸小,則解決量小,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,如濾餅不可壓縮,介質(zhì)阻力可忽略,當(dāng)操作壓差增長1倍,則過濾速率為本來的。BA.1倍;B.2倍;C.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減少濾液粘度,減少流動阻力；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、下面哪一個是轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的特點(diǎn)。BA．面積大，解決量大;B．面積小,解決量大；C.壓差小，解決量小;D.壓差大，面積?。?、以下說法是對的的。ＢＡ.過濾速率與A（過濾面積)成正比;Ｂ.過濾速率與A2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,同一過濾時刻所得濾液量。C增大至本來的2倍;B.增大至本來的4倍；Ｃ.增大至本來的倍；D．增大至本來的1.5倍15、過濾推動力一般是指。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，則在同樣的時間里所得濾液量將（忽略介質(zhì)阻力）。A A．增大至本來的倍; ?Ｂ．增大至本來的２倍;C．增大至本來的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3600ｍ3/ｈ，沉降室長、寬、高尺寸為=５，則其沉降速度為。0.06７５、在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增長一倍,氣流速度。減少一倍６、若降塵室的高度增長,則沉降時間,氣流速度,生產(chǎn)能力。增長;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?，F(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所有沉降下來，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)顆粒與流體的相對運(yùn)動屬層流時,其分離因數(shù)為。579、選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其重要尺寸的根據(jù)是；;。氣體解決量,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,Ve為過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積(濾液體積為Vｅ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Δt／Δq=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)揮攔截顆粒作用的重要是而不是。濾餅層；過濾介質(zhì)１4、對恒壓過濾,當(dāng)過濾面積增大一倍時,如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為本來的倍。四1５、用板框式過濾機(jī)進(jìn)行恒壓過濾操作，隨著過濾時間的增長,濾液量，生產(chǎn)能力。增長；不變１6、對恒壓過濾,介質(zhì)阻力可以忽略時，過濾量增大一倍，則過濾速率為本來的。一半三、計(jì)算題1、某一鍋爐房的煙氣沉降室，長、寬、高分別為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2m。煙氣溫度為１50℃,沉降室煙氣流量1２50０ｍ3標(biāo)準(zhǔn))/h，試核算沿降室能否沉降35μm以上的塵粒。已知ρ塵粒=1600kｇ/m3,ρ煙氣=1.2９kg/m，μ煙氣=0.0２25cｐ解:設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進(jìn)行，Re<1，且因ρ塵粒>>ρ煙氣,故斯托克斯公式可簡化為:ｕ0=d塵粒2ρ塵粒ｇ/1８μ煙氣=(3５×１0-6)２×1６00×9．81/（18×２.25×1０－5)=0.047４ｍ/s檢查:Ｒe=d塵粒u０ρ煙氣/μ煙氣=3５×10-６×０.047４×１.2９/（2．25×1０－５)=0.0９5<1故采用計(jì)算式對的，則３5ｍｍ以上粒子的沉降時間為：θ沉降=２/0．047４=4２.2ｓ又，煙氣流速u＝［(12５0０/(4×６×3６0０))×［（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停留＞θ沉降∴３5mm以上塵?？稍谠撌页两?、相對密度7.9，直徑２.5ｍm的鋼球，在某粘稠油品(相對密度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：μ油品=ｄ鋼球2(ρ鋼球－ρ油品)ｇ/（18u鋼球)＝(0.０0２5)2×（7900-９0０）×9.81/(18×0.005)=4．77Pa?s驗(yàn)算：Ｒｅ=d鋼球u鋼球ρ油品／μ油品＝0.002５×0．0０5×90０／4.77=2．36×１０-3<1假設(shè)對的３、直徑為30的球形顆粒,于大氣壓及２0℃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.20℃的水：,氣體的密度為1.2kｇ/m3(有效重量指重力減浮力)解:∵∴解得:設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流，則在水中沉降速度:校核：＜1假設(shè)對的．則此顆粒在氣體中的沉降速度為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,礦塵密度,爐氣密度,粘度0.03５ｍ，現(xiàn)要除去爐氣中10以上的顆粒，試求:為完畢上述任務(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?若取消隔板，為完畢任務(wù)該降塵室的最大解決量為多少?解:（1）設(shè)沉降區(qū)為滯流,則由于則假設(shè)對的由降塵室的分離條件,有(2）=6052.3(3）可見加隔板可提高生產(chǎn)能力，但隔板間距不能過小，過小會影響出灰和干擾沉降。5、一降塵室，長５，寬3，高4,內(nèi)部用隔板提成20層,用來除去煙氣中以上的顆粒。已知煙氣密度為0．6，粘度為0.０3,塵粒密度為4３00,試求可解決的煙氣量。解：設(shè)沉降區(qū)為層流,則驗(yàn)算故假設(shè)對的總解決量為6、一降塵室長5m,寬3ｍ，高4m，內(nèi)部用隔板提成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36000，氣體密度，粘度。塵粒密度，試求理論上能10０％除去的最小顆粒直徑。解：降塵室總面積生產(chǎn)能力的計(jì)算式為注意式中u0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=驗(yàn)算Re0=＝故假設(shè)對的７、在20２.7kPa(2aｔm)操作壓力下用板框過濾機(jī)解決某物料，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)，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計(jì)算:若規(guī)定每周期獲0.６m３的濾餅,需多大過濾面積？若選用板框長′寬的規(guī)格為，則框數(shù)及框厚分別為多少?解:（1）所以A===２８.43ｍ(2）A=所以=14.2取15個所以==０.04應(yīng)注意每個框的兩側(cè)都有濾布,故計(jì)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(jī)有５個框，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m3/(m2.h）?(2)若操作壓強(qiáng)增長一倍,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=Kτ過濾面積 A＝5×0.22×2＝0.４m2單位過濾面積上的濾液量 q=Ｖ／A＝8０×10－３/０．4＝0.２m3/m２過濾常數(shù)? K＝q２/τ=0．22/２=0．02m2/h過濾終了時的速率(dq/ｄτ）Ｅ=K／2q＝0.02/（2×０.２)=0．05m/ｈ洗滌速率(dq/dτ)Ｗ=0.5(ｄq／dτ)Ｅ=0.５×0.0５＝0.025m/h(2）Δp’＝２Δp時的生產(chǎn)能力因?yàn)V餅不可壓縮,所以K’=KΔp’/Δp=２Ｋ=2×0.02=0．04m２/h因在原板框壓濾機(jī)過濾,懸浮液濃度未變,則當(dāng)５個板框充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τ=ｑ’2／Ｋ’＝q2/Ｋ=０．２2／0.04＝1h生產(chǎn)能力Q=V’/(τ+τw＋τD)=０．08/(1+0.5+０.5)=0.０４m3濾液/h９、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1ｍ2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小時可得總濾液量為若干m３.解:當(dāng)時，q1=0.１９7m３/m2時,q２=0．197＋0.09=0.２87m3/m2代入恒壓過濾方程時可得:聯(lián)立解得:由此\當(dāng)過濾1小時后,可得濾液量：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(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)一周需時1ｍｉn，操作真空度為4．9ＫPa(500mmHg）,每小時可得濾液６０,濾餅厚度為12ｍm，新工況下規(guī)定生產(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：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)=0所以設(shè)浸沒度為,轉(zhuǎn)速為n(r／min)則轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所需時間為,其中轉(zhuǎn)筒整個面積浸入濾槽即過濾時間為所以故Q=60nV=60A所以由題知S=０及故(2）設(shè)濾餅的厚度為,則有所以選擇題: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(shí)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可用來表達(dá)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)從減少最大熱阻著手；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?；舴颍唬?、普郎克；答案:B3、在擬定換熱介質(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)生對流的因素；B、流體的流動狀況;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動的空氣加熱至指定溫度，若需進(jìn)一步提高空氣出口溫度,擬將加熱管管徑增長一倍(管長、流動狀態(tài)及其他條件均不變），你認(rèn)為此措施是:A、不可行的；Ｂ、可行的；Ｃ、也許行,也也許不行;D、視具體情況而定；答案：A解：因素是：流量不變當(dāng)管徑增大時,a.,b.d增大時，α增大，綜合以上結(jié)果，，管徑增長，下降根據(jù)對于該系統(tǒng)∴即∵則∴?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：，即物性一定期，。根據(jù)連續(xù)性方程，流量不變時，，所以管徑變化,管內(nèi)流速也發(fā)生變化。管間用飽和水蒸氣加熱,熱阻小，可以忽略不計(jì),總熱阻近似等于管內(nèi)傳熱熱阻，即6、對下述幾組換熱介質(zhì)，通常在列管式換熱器中K值從大到小對的的排列順序應(yīng)是(）。A、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、為了在某固定空間導(dǎo)致充足的自然對流,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；對的的結(jié)論應(yīng)當(dāng)是(）。Ａ、這兩種說法都對;C、第一種說法對,第二種說法錯;Ｂ、這兩種說法都不對;D、第二種說法對，第一種說法錯;答案：B8、下述各種情況下對流傳熱系數(shù)由大到小的對的順序應(yīng)當(dāng)是（）。A、③＞④>①>②；C、③>④>②＞①;Ｂ、④>③>②>①;D、③>②＞④>①;空氣流速為30m/S時的ａ;水的流速為1.5m／s時的ａ;蒸汽滴狀冷凝時的a；水沸騰時的a;答案：C９、傳熱過程中當(dāng)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:Ｂ10、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷諾數(shù)，此時對流傳熱系數(shù)為。若將水的流量減半，其對流傳熱系數(shù)(）。A、>(1/2)；B、＜（1/2）；C、=(1/2);D、無法確認(rèn)；答案：Ｂ分析:水的流量減半后，按流(公式計(jì)算,但本例中流型已變成渡流,此時。又，∴11、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、熱射線和可見光同樣,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)于下面兩種說法的對的結(jié)論應(yīng)是（)。1）物體的相應(yīng)位置擬定后,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;C、第一種說法對,第二種說法不對；兩種說法都不對;D、第二種說法對，第一種說法不對；答案：C13、冷熱水通過間壁換熱器換熱,熱水進(jìn)口溫度為９０°C，出口溫度為5０°Ｃ，冷水進(jìn)口溫度為15°Ｃ，出口溫度為５3°C,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，得1４、某套管換熱器由?1０8×4mm和?55×2.5ｍm鋼管組成,流體在環(huán)隙間流動，其當(dāng)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(jìn)口溫度一定期,為使氣體溫度降到最低應(yīng)采用的流程為（）氣體走管外,氣體并聯(lián)逆流操作；氣體走管內(nèi)，氣體并聯(lián)逆流操作;氣體走管內(nèi),串聯(lián)逆流操作;氣體走管外，串聯(lián)逆流操作;答案:D１6、對在蒸汽-空氣間壁換熱過程中,為強(qiáng)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、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,增長冷凝面積并及時導(dǎo)走冷凝液；答案:A17、判斷下面關(guān)于系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定傳熱時的說法哪一個是錯誤的，錯誤的是(）通過一定傳熱面的傳熱速率不隨時間變化,為一定值；系統(tǒng)中任一點(diǎn)的溫度維持恒定;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;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。一定流量下且做湍流流動的空氣由內(nèi)管流過,溫度可升至指定溫度?，F(xiàn)將空氣流量增長一倍，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本來的(）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)當(dāng)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填空題1、對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)自上而下流動同時被加熱時，其對流傳熱系數(shù)比用普通準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式計(jì)算的結(jié)果要。答案：大分析：流體被加熱時,自然對流的方向是自下而上,恰與流體流動的方向相反，引起湍動加劇。4、金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大都隨其純度的增長而,隨其溫度的升高而。答案：增大；減小5、在工程計(jì)算中,對兩側(cè)溫度分別為ｔ1,t2的固體,通常采用平均導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行熱傳導(dǎo)計(jì)算。平均導(dǎo)熱系數(shù)的兩種表達(dá)方法是或。答案；；6、對流傳熱的熱阻重要集中在，因此,是強(qiáng)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７、在、、、這4個物性參數(shù)中，若值大,對流傳熱系數(shù)就增大;若值大,對流傳熱系數(shù)就減小。答案：、、;8、黑體的表面溫度從300℃升至６00℃,其輻射能力增大到本來的倍.答案:5．３9分析:斯蒂芬-波爾茲曼定律表白黑體的輻射能力與絕對溫度的4次方成正比，而非攝氏溫度,即=5.39。9、流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制湍流流動,若傳熱推動力增大1倍，則對流傳熱速率增大倍。答案：１１0、由核狀沸騰轉(zhuǎn)變?yōu)槟罘序v時的溫度差稱為。這時單位時間、單位面積所傳遞的熱量稱為。答案:臨界溫度差;臨界熱負(fù)荷11、解決量為４40ｋg/ｈ的有機(jī)溶液在某換熱器中預(yù)熱。運(yùn)轉(zhuǎn)一周期后，該溶液在管內(nèi)生成積垢,使換熱器總熱阻增長了10%。若維持冷、熱介質(zhì)出口溫度不變,則該溶劑的解決量變?yōu)椤４鸢?４00ｋg/ｈ分析：設(shè)Q==1．1故Ｑ＝=40０ｋｇ／h1２、苯在內(nèi)徑為20ｍm的圓形直管中作湍流流動，對流傳熱系數(shù)為127０W/（·℃）。假如流量和物性不變，改用內(nèi)徑為30mm的圓管,其對流傳熱系數(shù)將變?yōu)閃／(·℃）。答案：612分析:=0.０２3=0.023∝=＝=0．４８2=0.4８２=０.4８21270=６12W/(·℃）13、熱油和水在一套管換熱器中換熱,水由２0℃升至75℃。若冷流體為最小值流體,傳熱效率0.65，則油的入口溫度為。答案：１04℃分析:ε=＝0.65＝１04℃14、在計(jì)算換熱器的平均傳熱推動力時，若兩端的推動力相差不大于２倍，則其算術(shù)平均值與對數(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，這往往是由于的緣故。答案：傳熱管表面有污垢積存16、流體橫向流過管束作湍流流動時,在管外加有折流板的情況下,。可見對流傳熱系數(shù)與當(dāng)量直徑的__＿_(dá)____＿_(dá)成反比。答案：０.４5次方17、對大空間的自然對流,通常取加熱（或冷卻)表面的為特性尺寸。答案:垂直高度18、用套管換熱器加熱內(nèi)管的空氣,蒸汽在管間冷凝?，F(xiàn)欲通過實(shí)驗(yàn)方法測定蒸汽和空氣的給熱系數(shù),需用的重要儀器有。答案：熱電偶溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、流量計(jì)１9、柴油在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制滯流流動,給熱系數(shù)可用下式計(jì)算:。若流量和物性不變，將管內(nèi)徑減半后仍為滯流,則管內(nèi)對流傳熱系數(shù)變?yōu)楸緛淼谋?。答案?分析：知故知20、傳熱效率隨傳熱單元數(shù)的增長而,但最后趨于一定值。答案：增大計(jì)算題1、某流體通過內(nèi)徑為100mm圓管時的流傳熱系數(shù)為120Ｗ/（m2·℃),流體流動的雷諾數(shù)Ｒe=1．２×１05，此時的對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式為。今擬改用周長與圓管相同、高與寬之比為1:3的矩形扁管,而保持流速不變,試問對流傳熱系數(shù)有何變化?解：由對流傳熱系數(shù)的計(jì)算公式:?當(dāng)物性不變時∵u不變，?∴ 求扁管的當(dāng)量直徑ｄe： 設(shè)a、b,分別為矩形截面的寬與長 由題意解之??∴??設(shè)分別為圓管與扁管的對流傳熱系數(shù),則∴=1.11＝1.11100=1１1W/(℃)對流傳熱系數(shù)由本來的1０0W/(m2·℃)，增至現(xiàn)在的11１W/（m2·℃）。分析:由以上的計(jì)算可以看出,由于矩形扁管的當(dāng)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),一般都具有高效的特點(diǎn)。2、一立式換熱器規(guī)格如下:管長3m，管數(shù)30根，管徑為φ2５×2．５mｍ,管程為１?，F(xiàn)擬選用此換熱器冷凝、冷卻CS２飽和蒸氣，使之從飽和溫度46℃降至1０℃，走管外,其流量W＝0.07kg/s,其冷凝潛熱為356kJ/kg，比熱容為1．05ｋW/(kg℃)。水