化工原理題庫答案

.z.化工原理題庫第一章流體流動一、名詞解釋（每小題2分）31、法定計量單位：由國家以命令形式規(guī)定允許使用的計量單位。62、穩(wěn)定流動：流動系統(tǒng)中各截面上的流速、壓強、密度等各有關(guān)物理量僅隨位置變化不隨時間變化。63、不穩(wěn)定流動：流動系統(tǒng)中各截面上的流速、密度、壓強等隨位置及時間而變。64、流動邊界層：流體流過壁面時，如果流體潤濕壁面，則必然形成速度梯度很大的流體層叫流動邊界層。35、邊界層分離：流體在一定條件下脫離壁面的現(xiàn)象叫邊界層的分離。66、速度梯度：速度梯度，即在與流動方向垂直的方向上流體速度的變化率。37、牛頓黏性定律：68、當量長度：把流體流過*一管件或閥門的局部阻力折算成相當于流過一段與它直徑相同、長度為的直管阻力。所折算的直管長度稱為該管件或閥門的當量長度。69、因次分析法：用維數(shù)不多的無因次數(shù)群代替較多的變量，對一個復雜的物理現(xiàn)象可簡化實驗工作，該方法稱為因次分析法。310、相對粗糙度：ε/d—相對粗糙度。611、黏性：運動流體內(nèi)部產(chǎn)生的阻礙流體向前運動的特性。612、黏度：，—比例系數(shù)，流體的黏性愈大，其值愈大，所以稱為粘滯系數(shù)或動力。黏度，簡稱黏度。312、點速度：流通截面上*一點的速度，可直接測量m/S。313、絕壓：以絕對零壓作起點計算的壓強，稱為絕對壓強。314、表壓：表示被測流體的絕對壓強比大氣壓強高出的數(shù)值，稱為表壓強。315、真空度：真空度等于大氣壓強減去絕對壓強。二、單選擇題（每小題2分）31、*物體的質(zhì)量為1000kg，則其重量為______。BA1000NB9810NC9810kgfD1000/9.81kgf32、4℃水在SI制中密度為______；重度為______；在工程單位制中密度為______；重度為______。B；D；C；A1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4D9810N/m363、如圖所示，若液面恒定，忽略流動阻力損失，則放水管的出口速度U與______有關(guān)。AAHBH、dCdDPaEH、d、Pa34、用標準孔板流量計測量管中的流量，采用如圖所示三種裝置，兩測壓孔距離h相等，d1＝d2＝d3，各管流速相等。其讀數(shù)分別為R1，R2，R3。則______。（流體皆為水，指示液皆為汞）。DAR2＜R1＜R3BR1＜R2＝R3CR1＜R2＜R3DR1＝R2＝R3ER1＞R2＝R395、圖示所表示的R值大小反映______。AAＡ、Ｂ兩截面間壓差值BＡ－Ｂ截面間流動壓降損失CＡ、Ｂ兩截面間動壓頭變化D突然擴大或縮小流動損失66、一敞口容器，底部有一出水管（如圖示）。容器內(nèi)水面保持恒定，管內(nèi)水流動的速度頭為0.5m水柱。水由容器流入管內(nèi)，則2點的表壓p2=______A1.5mB1.0mC0.75mD0.5m37、如圖所示，用U形壓差計與管道A、B兩點相連。已知各圖中管徑、A、B間的管長L及管道中流體流量均相同，管內(nèi)流體均為20℃水，指示液均為汞，則______。AR1≠R2，R1=R2=R4BR1=R2=R3=R4CR1=R2R3R4DR1≠R2≠R3≠R468、如圖表明，管中的水處于______。CA靜止B向上流動C向下流動D不一定39、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流的雷諾數(shù)<湍流的雷諾數(shù)D流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動310、如圖，若水槽液位不變，在閥門打開后，①、②、③點的流體總機械能的關(guān)系為______。BA①=②=③B①=②>③C①>②=③D不能肯定311、一個工程大氣壓等于______Pa；______Kgf/cm2。B；GA1.013×105B9.81×104D35.6E0.33612、如圖所示，連接A、B兩截面間的壓差計的讀數(shù)R表示了______的大小。CAA、B間的壓頭損失HFabBA、B間的壓強差△PCA、B間的壓頭損失及動壓頭差之和DA、B間的動壓頭差(uA2－uB2)/2313、轉(zhuǎn)子流量計的主要特點是______。（從流道截面與壓差改變考慮）。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614、下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流量流經(jīng)管路，ab與cd兩段長度相等，管徑與管壁粗糙度相同，則：（1）U形壓差計讀數(shù)______。BAR1R2BR1=R2CR1R2（2）液體通過ab與cd段能量損失______。BAhfabhfcdBhfab=hfcd615、有一并聯(lián)管路，如圖所示，兩段管路的流量，流速、管徑、管長及流動阻力損失分別為v1，u1，d1，L1，Σhf1及v2，u2，d2，L2，Σhf2。若d1＝2d2，L1＝2L2（1）Σhf1/Σhf2＝______E；AA2B4C1/2D1/4E1（2）若兩段管路中流體均作滯流流時，u1/u2＝______A2B4C1/2D1/4E1316、一敞口容器,底部有一進水管（如圖示）。容器內(nèi)水面保持恒定，管內(nèi)水流動的速度頭為0.5m水柱。水由水管進入容器，則2點的表壓p2=______水柱。BA2.0mB1.5mC1.0mD0.75m317、孔板流量計的孔流系數(shù)Co，當Re數(shù)增大時，其值_______。BA總在增大B先減小，當Re數(shù)增大到一定值時，Co保持為*定值C總是減小D不能確定318、在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，粗糙管的摩擦系數(shù)λ數(shù)值_______。CA與光滑管一樣B只取決于ReC只取決于相對粗糙度D與粗糙度無關(guān)319、如圖，U形壓差計測得______。AAA、B間的阻力損失BA、B間的壓強差CA、B間的位頭差加阻力損失DA、B間位頭差620、下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流量流經(jīng)管路，ab與cd兩段長度相等，管徑與管壁粗糙度相同，則：（1）ab與cd兩段靜壓差______。CAPabPcdBPab=PcdCPabPcdD不定（2）R1值表示_______。CAab段的壓差值Bab段位能變化Cab段流動能量損失Dab段壓差值及流動能量損失321、氣體是_______的流體。BA可移動B可壓C可流動D可測量322、在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的_______。CA絕對壓強B表壓強C靜壓強D真空度323、以絕對零壓作起點計算的壓強，稱為_______。AA絕對壓強B表壓強C靜壓強D真空度324、真空表上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓強_______大氣壓強的讀數(shù)。AA低于B等于C高于D近似于325、絕對壓強等于_______與表壓強之和。AA大氣壓強B表壓強C相對壓強D絕對壓強326、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)327、_______內(nèi)流體在流動方向上所流過的距離稱為流速。BA無限時間B單位時間C長時間D短時間328、柏努利方程式中的_______項表示單位質(zhì)量流體所具有的位能。AAgzBCDwe329、柏努利方程式中的項表示單位質(zhì)量流體因克服流動阻力而_______的能量。DA增加B擴大C需求D損失330、流體在直管中流動，當_______≤2000時，流體的流動類型屬于層流。AAReBPrCNuDGr331、流體在管內(nèi)作_______流動時，其質(zhì)點作不規(guī)則的雜亂運動。BA層流B湍流C過渡流D漩渦流332、流體在圓管內(nèi)_______流動時，最大速度是平均速度的二倍。AA層流B湍流C過渡流D漩渦流333、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直管三、填空題（每小題2分）31、當計算流體由粗管進入細管的流動局部阻力時，其公式中的流速應該用_______管中的速度。流體在管內(nèi)作湍流流動時（不是阻力平方區(qū)）其摩擦系數(shù)λ隨Re和_________而變。細管；e/d32、牛頓黏性定律的數(shù)學表達式為____________，牛頓黏性定律適用于_______型流體。τ=μdu/dy；牛頓33、在畢托管中，測壓孔正對水流方向的測壓管液位代表_______________________，流體流過測速管側(cè)壁小孔的測壓管液位代表_____________。動靜壓頭之和；靜壓頭34、穩(wěn)定流動中，點流速只與_________有關(guān)，而不穩(wěn)定流動中，點流速除與位置有關(guān)外，還與________有關(guān)。位置；時間65、列伯努利方程時選取的截面，期中的兩個必須具備的條件是_____，___________________________。連續(xù)；垂直流動方向或流體流線平行36、流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的_____倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，則阻力損失為原來的______倍。2；1/467、下圖表示流體在圓形直管進口段內(nèi)流動時邊界層發(fā)展的情況，圖中ab截面管中心a點的流速為us，b點的流速為u，圖示中所表示的符號意義是1為，2為______________，3為，us表示。滯流邊界層厚度；湍流邊界層厚度；滯流內(nèi)層；主流區(qū)流速38、在SI制中壓強的因次為_____________，功率的因次為____________速度梯度。MT-2L-1；MT-339、實際流體在管道內(nèi)流動時產(chǎn)生阻力的主要原因是____________。流體具有黏性310、如圖示并聯(lián)管路，流體由高位槽經(jīng)A、B兩路流出。當開大閥門A后，管路A中流速UA，O點壓強P0。增大；降低611、流體流動的連續(xù)性方程是：___________________________；適用于園形直管內(nèi)不可壓縮流體流動的連續(xù)性方程是：____________________________。u1A1ρ1=u2A2ρ2=常數(shù)；u1d12=u2d22312、流體在一段圓形水平直管中流動，測得平均流速為0.5m/s，壓強降為10Pa，Re為1000，問管中心處點速度為_________m/s，若平均流速增加為1m/s，則壓強降為________Pa。1m/s；20Pa613、LZB-40轉(zhuǎn)子流量計其轉(zhuǎn)子為不銹鋼（比重：7.92），刻度標值以水為基準，量程范圍為0.25~2.5m3/h，若用此轉(zhuǎn)子流量計來測量酒精（比重：0.8），則酒精的實際流量值要比刻度值______，測量酒精時，此流量計的最大流量值為_____________大；2.84614、如圖所示，液體在等徑傾斜管中穩(wěn)定流動，則閥的局部阻力系數(shù)ζ與壓差計讀數(shù)R的關(guān)系式為____________________________。915、如附圖所示，容器中盛有油（ρ=800kg/m3）。油上界面a2以上是空氣。U形管中指示液為水(ρ=1000kg/m3)，a1，a2，a3在同一水平面上，b1，b2，b3點也在同一高度上，h1=100mm，h2=200mm，則各點的表壓Pa1＝____________，Pa2＝____________，Pb1＝____________，Pb3＝____________。（表壓值以mm水柱表示）Pa1＝0；Pa2＝100mmH2O；Pb1＝300mmH2O；Pb3=340mmH2O316、流體動力黏度（簡稱為黏度）μ的SI單位為_____________。運動黏度ν的SI單位為____________。Pas或Ns/m2；m2/s617、邊長為0.4m的正方形通風管道，其潤濕周邊長為_________，當量直徑為_________。1.6m；0.4m618、米糠油在管中作層流流動，若流量不變，μ、L不變，管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的_______。1/16319、流體機械能衡算式如衡算基準以J/kg表示，則該方程可表示為，若用N/m2（Nm/m3）表示則可表示為。（無外加機械能）620、如圖所示，液體在等徑管中穩(wěn)定流動，則閥的局部阻力系數(shù)ζ與壓差計讀數(shù)R的關(guān)系式為。321、層流時,管內(nèi)平均流速是最大流速的________；湍流時，管內(nèi)平均流速約是最大流速的________。0.5；0.8622、如圖所示系統(tǒng)，其大管內(nèi)徑d1=45mm，液體在管內(nèi)流速為0.5m/s，小管內(nèi)徑d2=19mm，從1-1到2-2斷面的阻力損失為15J/kg，則2-2斷面處的流速為______m/s，是根據(jù)方程而得。2.8m/s；連續(xù)性323、空氣在內(nèi)徑一定的圓管中穩(wěn)定流動，若氣體質(zhì)量流量一定，當氣體溫度升高時，Re值將________。下降324、____________的流體稱為理想流體。無黏性325、*種油漆服從冪率方程τ=10（du/dy）-0.5，Pa。在剪切速率du/dy=11/s時的黏度為_______Pa.s；當du/dy=1001/s時其黏度為Pa.s。10；1326、并聯(lián)管路的特點是：（1）并聯(lián)各管段壓強降__________；（2）主管流量等于并聯(lián)的各管段___________。相等；流量之和627、LZB-40轉(zhuǎn)子流量計其轉(zhuǎn)子為不銹鋼（比重：7.92），刻度標值以水為基準，量程范圍為0.25~2.5m3/h，若上述轉(zhuǎn)子流量計改用形狀完全相同的鉛轉(zhuǎn)子（比重：10.67）代替原不銹鋼轉(zhuǎn)子，測量的流體仍為水，則實際流量值要比刻度值________，實際量程范圍為_____________m3/h.。大；0.295～628、測流體流量時，隨著流體流量增加，孔板流量計兩側(cè)壓差值將_________，若改用轉(zhuǎn)子流量計測量，當流量增大時，轉(zhuǎn)子兩端壓差值將_________。增加；不變629、已知攪拌器功率P是攪拌槳直徑D、轉(zhuǎn)速N、流體密度ρ及黏度μ的函數(shù)，即P=f（D，N，ρ，μ），利用因次分析法處理，最終所得準數(shù)關(guān)系式中共有個準數(shù)。2330、壓強表上的讀數(shù)表示被測流體的__________比大氣壓強高出的數(shù)值，稱為表壓強。絕對壓強四、問答題（每小題2分）31、如何判斷一流體的流動類型"答：Re≤2000的流動稱為層流流動，Re＞4000的流動稱為湍流流動。32、層流與湍流是如何定義的？答：Re≤2000的流動稱為層流流動，Re＞4000的流動稱為湍流流動。63、簡述層流與湍流的區(qū)別。答：流體在管內(nèi)作層流流動時，其質(zhì)點沿管軸作有規(guī)則的平行運動，各質(zhì)點互不碰撞，互不混合。流體在管內(nèi)作湍流流動時，其質(zhì)點作不規(guī)則的雜亂運動，并相互碰撞，產(chǎn)生大大小小的漩渦。64、什么是"當量直徑”"答：對非圓形截面的通道，可以找到一個與圓形管直徑相當?shù)?直徑”來代替，此直徑即稱為"當量直徑”。35、當量直徑是如何計算的"答：當量直徑等于四倍的流通橫截面積除以潤濕周邊長。36、*液體分別在本題附圖所示的三根管道中穩(wěn)定流過，各管絕對粗糙度、管徑均相同，上游截面1-1’的壓強、流速也相等。問：在三種情況中，下游截面2-2’的流速是否相等？答：三種情況中，下游截面2-2’的流速相等。67、*液體分別在本題附圖所示的三根管道中穩(wěn)定流過，各管絕對粗糙度、管徑均相同，上游截面1-1’的壓強、流速也相等。問：在三種情況中，下游截面2-2’的壓強是否相等？如果不等，指出哪一種情況的數(shù)值最大，哪一種情況的數(shù)值最小？其理由何在？答：三種情況中，下游截面2-2’的壓強不相等，其中（a）的壓強最大，（c）的壓強最小。這是因為（c）管上不僅有一個閥門消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得靜壓強降低。68、活塞在汽缸中以0.2m/s速度移動，見附圖?；钊c汽缸之間的油膜厚度為0.1mm，求油膜的速度梯度是多少？答：6、漆刷以0.8m/s速度在平板表面移動，漆膜厚度為0.2mm，見附圖。問漆膜中形成的速度梯度為多少？答：9910、如圖，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接，在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動？為什么？答：時，水向低位槽流動。3五、判斷題（每小題1分）1、已知攪拌器功率P是攪拌槳直徑D、轉(zhuǎn)速N、流體密度ρ及黏度μ的函數(shù)，即利用因次分析法處理，最終所得準數(shù)關(guān)系式中共有3個準數(shù)。（）×2、*物體的質(zhì)量為1000kg，則其重量為9810N。（）√3、一敞口容器，底部有一出水管（如圖示）。容器內(nèi)水面保持恒定，管內(nèi)水流動的速度頭為0.5m水柱。水由容器流入管內(nèi)，則2點的表壓p2=0.75m水柱。（）√4、層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是湍流流速>層流流速。（）×5、一個工程大氣壓等于1.013×105Pa。（）×6、孔板流量計的孔流系數(shù)Co，當Re數(shù)增大時，其值先減小，當Re數(shù)增大到一定值時，Co保持為*定值。（）√7、流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的2倍。（）√8、流體在一段圓形水平直管中流動，測得平均流速為0.5m/s，Re為1000，問管中心處點速度為1m/s。（）√9、邊長為0.4m的正方形通風管道，當量直徑為0.6。（）×10、測流體流量時，隨著流體流量增加，孔板流量計兩側(cè)壓差值將增加。（）√六、計算題61、*牛頓型流體在圓、直、等徑管內(nèi)流動，在管截面上的速度分布可表達為：v=20y-200y2，式中：y—截面上任一點至管壁的徑向距離，m；v—該點的點流速，m/s。試求：（1）管半徑中點處的流速；（2）管壁處的剪應力。該流體的黏度為0.05Pas。5分解：（1）已知v=20y－200y2，則令，解得y=0.05m，即管半徑R=0.05m當=0.05/2=0.025m，V=20y－200y2=200.025－200(0.025)2=0.375m/s3分（2）=20(m/s)/m則w==0.05×20=1.0N/m22分62、水在水平管內(nèi)流動，截面1處管內(nèi)徑d1為0.2m，截面2處管內(nèi)徑d2為0.1m?，F(xiàn)測得水在*流量下截面1、2處產(chǎn)生的水柱高度差ｈ為0.20m，若忽略水由1至2處的阻力損失，試求水的流量m3/h。10分解：4分zi、pi均按管中心線取值，因z1=z2，u2=4u1得∴h==0.20∴u1=0.511m/s4分2分63、水從噴嘴口1-1截面垂直向上噴射至大氣。設(shè)在大氣中流束截面保持圓形。已知噴嘴內(nèi)直徑d1=25mm，現(xiàn)要求在高于噴嘴出口5m處水流的直徑d2為d1的1.2倍，試計算出噴嘴口的水流速u1。忽略阻力。5分解：令高于噴嘴出口5m處水流截面為2－2截面1－2截面間：p1=p2∵d2=1.2d1，u1d12=u2d22u2=3分由即u1=13.76m/s2分64、*廠如圖所示的輸液系統(tǒng)將*種料液由敞口高位槽A輸送至一敞口攪拌反應槽B中，輸液管規(guī)格為φ38×2.5mm，已知料液在管中的流速為um/s，系統(tǒng)的Σhf=20.6u2/2J/kg。因擴大生產(chǎn)，須再建一套同樣的系統(tǒng)，所用輸液管直徑不變，而要求的輸液量須增加30%，問新系統(tǒng)所設(shè)的高位槽的液面需要比原系統(tǒng)增高多少？10分解：∵u1≈0≈u2p1=p2于是gZ1=gZ2+Σhfg(Z1-Z2)=Σhf=20.64分u==2.39m/s2分Z1′=Z2+20.6=15.14m2分增高為：Z1′-Z1=15.14-11=4.14m2分65、用泵自貯油池向高位槽輸送礦物油，流量為38.4T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m，管路總長(包括局部阻力)430m，進出口阻力不計。管徑為φ1084mm，油的黏度為3430cP，密度為960kg/m3，泵的效率為50%，求泵的實際功率。10分解：2分層流=1.622分列兩截面柏方84分2分66、用離心泵經(jīng)φ57×3.5mm的鋼管，將敞口貯槽內(nèi)的有機溶液（密度為800kg/m3，黏度為20cP）輸送到反應器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應器內(nèi)的液面高度保持16m，見附圖。已知鋼管總長度（包括局部阻力當量長度）為25m，反應器內(nèi)的壓力恒定為4kgf/cm2（表壓），有機溶液輸送量為6m3/h，泵的效率為60%，試確定泵的軸功率。10解：層流2分2分列兩截面柏方2分4分2分67、40℃水由高位槽經(jīng)異徑收縮管向下流動，40℃水的密度為992kg/m3，飽和蒸汽壓pv=7.38kPa，當?shù)卮髿鈮簽?7kPa?，F(xiàn)擬d0取135mm，試問：當不計阻力損失，水在流經(jīng)收縮管時會不會汽化？解：管子出口流速u===14.0m/s2分∵14.0(0.15)2=u0(0.135)2∴u0=17.28m/s2分由水槽液面至收縮管處排伯努利方程：∴p0=17.0103Pa4分∵p0pv，故收縮管處不會發(fā)生水汽化2分68、如圖所示，水從槽底部沿內(nèi)徑為100mm的管子流出，槽中水位穩(wěn)定。閥門關(guān)閉時測得R=50cm，h=1.8m。求：（1）閥門全開時的流量（2）閥門全開時B處的表壓（閥全開時Le/d=15，入管口及出管口的阻力系數(shù)分別為0.5及1.0，設(shè)摩擦系數(shù)λ=0.018）15分解：閥關(guān)時：(ZA+1.8)×1000=0.5×13600ZA=5m2分（1）閥全開：對A-A和C-C截面外側(cè)列伯努利方程：取Zc=0(基準面)，4分解出：u=3.02m/s3分（2）對A-A到B-B截面列伯努利方程：4分pB=1.76×104N/m2（表）2分69、在圖示裝置中，水管直徑為Φ57×3.5mm。當閥門全閉時，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓，而在閥門開啟后，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？10分解：閥門全閉時，由P2=ρgH，即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1m。2分閥門開啟時，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4分Z1=H=3.1m，Z2=0，P1=0，P2=0.2×1.013×105Pa，u1≈0，Σhf/g=0.5mH2O代入上式.解得u2=3.24m/s2分2分610、如圖示常溫水由高位槽以1.5m/s流速流向低位槽，管路中裝有孔板流量計和一個截止閥，已知管道為φ573.5mm的鋼管，直管與局部阻力的當量長度（不包括截止閥）總和為60m，截止閥在*一開度時的局部阻力系數(shù)ζ為7.5。設(shè)系統(tǒng)為穩(wěn)定湍流，管路摩擦系數(shù)為0.026。求：（1）管路中的質(zhì)量流量及兩槽液面的位差△Z；（2）閥門前后的壓強差及汞柱壓差計的讀數(shù)R2。若將閥門關(guān)小，使流速減為原來的0.8倍，設(shè)系統(tǒng)仍為穩(wěn)定湍流，近似不變。問：（3）截止閥的阻力系數(shù)ζ變?yōu)槎嗌?（4）閥門前的壓強Pa如何變化"為什么"20分解：（1）1-1.2-2截面列伯努利方程5分（2）閥前后：∵p=(i)gR即8.438103=(13.61)1039.81R2∴R2=0.06826m=6mm5分（3）1-1.2-2截面列伯努利方程當u=0.8u=0.81.5=1.2m/s∴5分（4）因高位槽水位不變，流量減小，閥前管路阻力減小，必引起a點壓強pa增大。5分611、水塔供水系統(tǒng)如附圖所示。管路總長50m（不包括局部阻力當量長度），水塔內(nèi)水位高9.8m，管內(nèi)徑d=45mm，現(xiàn)測得流量V為12m3/h，摩擦系數(shù)λ可按0.02計，試計算所有局部阻力當量管長Le之值。10解：1-1.2-2截面列伯努利方程4分2分2分2分612、有一內(nèi)徑d＝50mm的管子，用孔板流量計測量水的流量，孔板內(nèi)孔直徑d0=25mm，U形壓差計的指示液為汞，孔流系數(shù)C0=0.62。當需測的最大水流量為18m3/h，問：U形壓差計最大讀數(shù)Ｒma*為多少？5解：期中3分m2分613、密度為103kg/m3、黏度為1cP的水，以10m3/h的流量在φ51×3mm的水平光滑管內(nèi)流過。在管內(nèi)*處p1=1.5at（表壓），若局部阻力不計，問距該處100m下游處p（Re=3000～1×105，=0.3164/Re0.25）10分解：2分2分1分列兩面的柏方3分(表)2分914、內(nèi)截面為1000mm×1200mm的矩形煙囪的高度為30m。平均摩爾質(zhì)量為30kg/kmol，平均溫度為400℃的煙道氣自下而上流動。煙囪下端維持49pa的真空度。在煙囪高度范圍內(nèi)大氣的密度可視為定值，大氣溫度為20℃，地面處的大氣壓強為101.33×103pa。流體流經(jīng)煙囪時的摩擦系數(shù)可取為0.05，試求煙道氣的流量為若干？解：煙囪底端為上游截面1—1’、頂端內(nèi)側(cè)為下游截面2—2’，并以截面1—1’為基準水平面。在兩截面間列柏式，即：式中：Z1=0，Z2=30m，u1≈u24分由于煙道氣壓強變化不大，煙道氣的密度可按1.033×105pa及400℃2分以表示大氣的密度，pa，1與pa，2分別表示煙囪底端與頂端大氣壓強，即：P1=pa，1—49Pa因煙囪頂端內(nèi)側(cè)壓強等于同高度處的大氣壓強，故p2=pa，2=pa，1—gZ22分標準狀況下空氣的密度為1.293kg/m3，所以1.0133×105Pa、20℃時的密度為2分于是p2=pa，1—1.2×9.81×30=pa，1—353Pa將以上各值代入柏式，解得2分2分其中2分煙道氣的流速為2分煙道氣的流量為2分615、已知輸水量為15m3/h，管徑53mm，總機械能損失為40J/kg，泵的效率0.6，求泵的軸功率。15分解：取池內(nèi)水面為截面1，作為基準面；輸水管出口為截面2，則有z1=0，z2=20m，p1=0，p2=500×103Pa，u1=0，2分2分3分代入數(shù)值，得We=738J/kg2分質(zhì)量流量：WS=(15/3600)(1000)=4.17kg/s2分有效功率：Ne=4.17×738=3080J/s=3.08kw2分泵的軸功率：2分916、*液體密度為800kg/m3，黏度為73cP，在連接兩常壓容器間的光滑管中流動，管徑300mm，總長為50m（包括全部局部阻力當量長度），兩容器液面差為3.2m（如圖示）。求：（1）管內(nèi)流量為多少？（2）若在連接管口裝一閥門，調(diào)節(jié)此閥的開度使流量減為原來的一半，閥的局部阻力系數(shù)是多少？按該管折算的當量長度又是多少？層流：λ=64/Re；湍流λ=0.316/Re0.2515分解：（1）在1-1，2-2兩截面間列柏努力方程，u1=u2=0，p1=p2=0，We=04分由，代入上式得u=3.513m/s2分驗證Re=0.3×3.513×800/0.073=11550﹥4000假設(shè)正確，V=A·u=893.95m3/h2（2）流量減半，流速減半，即u=1.7565m/sRe=5775符合伯拉修斯式列1-1，2-2間柏努力方程則3分4分917、右圖，有一直徑為Φ38×2.5mm，長為30m的水平直管段AB，在其中裝有孔徑為16.4mm的標準孔板流量計來測量流量，流量系數(shù)Co為0.63，流體流經(jīng)孔板的永久壓降(局部損失)為6×104Pa，AB段摩擦系數(shù)λ取為0.022，試計算：（1）流體流經(jīng)AB段的壓力差；（2）若泵的軸功率為800W，效率為62%，求AB管段消耗的功率為泵的有效功率的百分率，已知：操作條件下液體密度為870kg/m3，U管指示液為汞，其密度為13600kg/m3。15分解：3分（1）由A、B兩點列柏努力方程5分（2）AB段消耗的功率：4分則3分618、一敞口高位水槽A中水流經(jīng)一喉徑為14mm的文丘里管，將濃堿液槽B中的堿液（密謀為1400kg/）抽吸入管內(nèi)混合成稀堿液送入C槽，各部分標高如附圖所示；輸水管規(guī)格為φ57×3mm，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(nèi)）為20m，摩擦系數(shù)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(nèi)（說明判斷依據(jù)）。如果能被吸入，吸入量的大小與哪些因素有關(guān)？15分解：主管道文丘里喉部M處3分在高位水槽上面與M處界面間的列柏努利方程得：分（2）h堿堿＝水h水h水＝1.5×1400/1000＝2.1m(<3.6m)故濃堿液能被吸入管內(nèi)。3分在B槽液面與M處水平截面間的列柏努利方程得：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(guān)，而且與吸入管的管路情況（管徑、管長、粗糙度等）有關(guān)。4分第二章流體輸送機械3一、名詞解釋（每題2分）1、泵流量：泵單位時間輸送液體體積量。2、壓頭：流體輸送設(shè)備為單位重量流體所提供的能量。3、效率：有效功率與軸功率的比值。4、軸功率：電機為泵軸所提供的功率。5、理論壓頭：具有無限多葉片的離心泵為單位重量理想流體所提供的能量。6、氣縛現(xiàn)象：因為泵中存在氣體而導致吸不上液體的現(xiàn)象。7、離心泵特性曲線：在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵主要性能參數(shù)與流量關(guān)系的曲線。8、最佳工作點：效率最高時所對應的工作點。9、氣蝕現(xiàn)象：泵入口的壓力低于所輸送液體同溫度的飽和蒸汽壓力，液體汽化，產(chǎn)生對泵損害或吸不上液體。10、安裝高度：泵正常工作時，泵入口到液面的垂直距離。11、允許吸上真空度：泵吸入口允許的最低真空度。12、氣蝕余量：泵入口的動壓頭和靜壓頭高于液體飽和蒸汽壓頭的數(shù)值。13、泵的工作點：管路特性曲線與泵的特性曲線的交點。14、風壓：風機為單位體積的流體所提供的能量。15、風量：風機單位時間所輸送的氣體量，并以進口狀態(tài)計。二、單選擇題（每題2分）61、用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，若離心泵在正常操作范圍內(nèi)工作，開大出口閥門將導致_______。AＡ送水量增加，整個管路阻力損失減少Ｂ送水量增加，整個管路阻力損失增大Ｃ送水量增加，泵的軸功率不變Ｄ送水量增加，泵的軸功率下降32、以下不是離心式通風機的性能參數(shù)_______。BＡ風量Ｂ?lián)P程Ｃ效率Ｄ靜風壓63、往復泵適用于_______。CＡ大流量且流量要求特別均勻的場合Ｂ介質(zhì)腐蝕性特別強的場合Ｃ流量較小，揚程較高的場合Ｄ投資較小的場合64、離心通風機的全風壓等于_______。DＡ靜風壓加通風機出口的動壓Ｂ離心通風機出口與進口間的壓差Ｃ離心通風機出口的壓力Ｄ動風壓加靜風壓65、以下型號的泵不是水泵_______。CＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型36、離心泵的調(diào)節(jié)閥_______。BＡ只能安在進口管路上Ｂ只能安在出口管路上Ｃ安裝在進口管路和出口管路上均可Ｄ只能安在旁路上37、離心泵的揚程，是指單位重量流體經(jīng)過泵后以下能量的增加值_______。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）68、流體經(jīng)過泵后，壓力增大pN/m2，則單位重量流體壓能的增加為_______。CApBp/Cp/gDp/239、離心泵的下列部件是用來將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗躝______。CA泵殼和葉輪B葉輪C泵殼D葉輪和導輪310、離心泵停車時要_______。AＡ先關(guān)出口閥后斷電Ｂ先斷電后關(guān)出口閥Ｃ先關(guān)出口閥先斷電均可Ｄ單級式的先斷電，多級式的先關(guān)出口閥611、離心通風機的銘牌上標明的全風壓為100mmH2O意思是_______。DA輸任何條件的氣體介質(zhì)全風壓都達100mmH2OB輸送空氣時不論流量多少，全風壓都可達100mmH2OC輸送任何氣體介質(zhì)當效率最高時，全風壓為100mmH2OD輸送20℃，101325Pa空氣，在效率最高時，全風壓為100mmH2612、離心泵的允許吸上真空高度與以下因素無關(guān)_______。DＡ當?shù)卮髿鈮毫Γ螺斔鸵后w的溫度Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的長度613、如以h允表示汽蝕余量時，p1允表示泵入口處允許的最低壓力，pv為操作溫度下液體的飽和蒸汽壓，u1為泵進口處的液速，則_______。BAp1允=pv+h允Bp1允/g=pv/g+h允－u12/2gCp1允/g=pv/g+h允Dp1允/g=pv/g+h允＋u12/2g614、以下種類的泵具有自吸能力_______。AＡ往復泵Ｂ齒輪泵與漩渦泵Ｃ離心泵Ｄ旋轉(zhuǎn)泵與漩渦泵615、如圖示，列1—1與2—2截面的伯努利方程，為：He＝z＋p/g＋(u2/2g)＋Hf1-2，則hf1-2為_______。A泵的容積損失，水力損失及機械損失之和B泵的容積損失與水力損失之和C泵的水力損失D測壓點1至泵進口，以及泵出口至測壓點2間的阻力損失316、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617、*同學進行離心泵特性曲線測定實驗，啟動泵后，出水管不出水，泵進口處真空計指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認為以下可能的原因中，哪一個是真正的原因_______。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618、由閥門全開的條件算出在要求流量為V時所需揚程為He/。在離心泵的性能曲線上查得與V對應的揚程為He，HeHe/，在流量為V時泵的效率為，則泵的軸功率N為_______。BAVHe/g/1000kwBVHeg/1000kw919、用離心通風機將空氣輸入加熱器中，由20℃加熱至140℃。該通風機安于加熱器前，或加熱器后，則_______Ａ輸送的流量不變Ｂ需要的全風壓不變Ｃ需要的全風壓不變，但流量要變Ｄ輸送的流量和需要的全風壓都要變320、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?。能囅麟x心泵的葉輪621、當管路性能曲線寫為H=A+BV2時_______。BAA只包括單位重量流體需增加的位能BA包括單位重量流體需增加的位能與靜壓能之和CBV2代表管路系統(tǒng)的局部阻力損失DBV2代表單位重量流體增加的動能622、往復泵沒有以下缺點_______。CＡ流量不均勻Ｂ流量不大Ｃ沒有自吸能力Ｄ不宜輸送懸浮液623、有兩種說法（1）往復泵啟動不需要灌水；（2）往復泵的流量隨揚程增大而減小，則_______。CA兩種說法都對B兩種說法都不對C說法（1）對，說法（2）不對D說法（2）對，說法（1）不對624、離心泵效率最高的點稱為_______。CＡ工作點Ｂ操作點Ｃ設(shè)計點Ｄ計算點325、泵的效率不包括_______。CＡ水力效率Ｂ機械效率Ｃ原動機效率Ｄ容積效率626、一臺離心泵在管路系統(tǒng)中工作，當閥門全開時，相應的管路性能曲線可寫為H=A+BV2，且B≈0（即動能增加值，阻力損失兩項之和與位能增加值、壓能增加值兩項之和相較甚?。敱玫霓D(zhuǎn)速增大10%，如閥門仍全開，則實際操作中_______。BＡ揚程增大21%，流量增大10%Ｂ?lián)P程大致不變，流量增大10%以上Ｃ揚程減小，流量增大21%Ｄ流量不變，揚程增大21%327、理論上推導表明，揚程一般_______。BA與流量無關(guān)B與流量成直線關(guān)系C可寫為He/=A+BV2，且B0DdHe/dV0628、離心泵在n=n1時的特性曲線（H1～V1關(guān)系）與n=n2時的特性曲線（H2～V2關(guān)系）對應點的關(guān)系是_______。BAV1=V2H2=H1（n2/n1）2BV2=V1（n2/n1）H2=H1（n2/n1）2CH2=H1V2=V1（n1/n2）DV2=V1（n2/n1）H2=H1（n2/n1）629、當離心泵內(nèi)充滿空氣時，將發(fā)生氣縛現(xiàn)象，這是因為_______。BＡ氣體的黏度太?。職怏w的密度太?。脷怏w比液體更容易起漩渦Ｄ氣體破壞了液體的連續(xù)性330、離心泵漏入大量空氣后將發(fā)生_______。BＡ汽化現(xiàn)象Ｂ氣縛現(xiàn)象Ｃ汽蝕現(xiàn)象Ｄ氣浮現(xiàn)象631、離心泵的調(diào)節(jié)閥開大時，則_______。BＡ吸入管路的阻力損失不變Ｂ泵出口的壓力減?。帽萌肟谔幷婵斩葴p小Ｄ泵工作點的揚程升高三、填空題（每題2分）31、離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發(fā)生現(xiàn)象。氣蝕32、離心通風機的全風壓是指。動風壓和靜風壓之和63、單級往復泵的理論流量計算式為。V=Asn34、離心泵常采用調(diào)節(jié)流量，往復泵常采用調(diào)節(jié)流量。出口閥門；旁路閥門65、寫出有外加能量時，以單位體積流體為基準的實際流體伯努利方程式各項的單位均為_______________。；N/m2或Pa36、離心泵的工作點是曲線與曲線的交點。管路特性；泵特性67、離心通風機全風壓的單位是，其物理意義是。N/m2；風機提供給每m3氣體的能量68、離心泵的允許吸上真空高度的數(shù)值于允許的安裝高度的數(shù)值（大，?。４?9、用離心泵將一個低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改為輸送ρ=1100kg/m3但其他物性與水相同的溶液，則流量，揚程，功率。（增大，不變，減小，不能確定）不變；不變；增大610、（1）離心泵的軸封裝置主要有兩種：ａ；ｂ。（2）管路特性曲線的一般表達式是。（1）填料密封；機械密封（2）He=A+BV2611、若被輸送的流體黏度增高，則離心泵的揚程，流量，效率，軸功。減小；減?。幌陆?；增大612、往復泵主要適用于、的場合。小流量；高揚程613、離心泵葉輪按有無蓋板可分為，，。敞式；半敞式；閉式（或開式；半開式；閉式）314、離心泵按葉輪串聯(lián)的多少可分為和。單級；多級615、離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：V=0.05m3/s時，He=20m；管路特性為V=0.05m3/s時，He=18m，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的揚程值=m616、離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：V=0.05m3/s時，He=20m；管路特性為V=0.05m3/s時，He=18m，則用閥調(diào)節(jié)到該流量下，有效功率Ne＝kW四、問答題（每題3分）31、啟動離心泵前及停泵前應做哪些工作"答：啟動離心泵前應灌泵、關(guān)閉泵的出口閥門，停泵前也應關(guān)閉泵的出口閥門。32、啟動離心泵前為什么要灌泵？答：為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。33、啟動離心泵前為什么要關(guān)閉泵的出口閥門？答：為了減小啟動電流，以保護電機。34、停泵前為什么要關(guān)閉泵的出口閥門？答：防止高壓液體倒流，對泵造成損害。35、啟動離心泵前如果不灌泵會發(fā)生什么現(xiàn)象？答：會發(fā)生氣縛現(xiàn)象。36、若離心泵的實際安裝高度大于允許安裝高度會發(fā)生什么現(xiàn)象？答：會發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。37、如何防止氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生"答：離心泵的實際安裝高度小于計算的允許安裝高度就可以防止氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。38、啟動往復泵時是否需要灌泵？啟動往復泵時能否關(guān)閉出口閥門？往復泵的流量調(diào)節(jié)能否采用出口閥門調(diào)節(jié)？答：不需要，不能，不能。69、什么是離心泵的工作點？試用圖說明之。答：泵的工作點是泵的特性曲線Ｈe－V與管路特性曲線He′－V的交點，如圖中的D點。610、何謂泵的揚程？何謂泵的升揚高度？答：泵的揚程：單位重量流體從泵獲得的機械能。泵的升揚高度：泵的實際吸上高度與排出高度之和。611、離心泵發(fā)生"汽蝕”的主要原因是什么？答：原因是葉輪進口處的壓力降至被輸送液體的飽和蒸汽壓，引起部分液體沸騰汽化。612、下列兩圖為離心泵的兩種安裝方式，用以輸送熱水，在熱水的溫度下飽和蒸汽壓pV=0.4kgf/cm2，大氣壓可取為10mH2O，兩種安裝方式中，管路特性視為相同，請回答：兩種安裝方式是否有一種能將水送到高位槽"為什么"答：由安裝高度的計算式：Hg,ma*=(Pa-Pv)/ρg-△h，允-∑Hf，吸=10-4-△h，允-∑Hf,吸<6m而實際安裝高度Hg均大于允許的最大安裝高度，故兩種安裝方式均不可能將水送到高位槽。313、為什么離心泵的殼體要做成蝸殼形？答：使部分動能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，減少能量損失。614、為什么調(diào)節(jié)流量的閥門一般不裝在泵的吸入管路上？答：為了保證泵在實際操作中不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，要盡量減小吸入管的阻力。這就要求吸上管路短而直且無調(diào)節(jié)閥門，以使∑Hf，吸盡量小。因此，調(diào)節(jié)流量的閥門一般不裝在吸入管路上，而裝在出口管路上。五、計算題（每題10分）31、以離心泵把水由儲罐A輸至儲罐B，B內(nèi)液位比A內(nèi)液位高1.2m，管子內(nèi)徑80mm，pA=-0.2kgf/cm2，pB=0.25kgf/cm2（均為表壓），１min輸送500kg水。AB間管線總長5m（包括局部阻力），摩擦系數(shù)0.02，軸功率0.77kw，求泵的效率。10分解：2分2分3分3分62、生產(chǎn)要求以18m3/h流量將飽和溫度的液體從低位容器Ａ輸至高位容器Ｂ內(nèi)。液體密度960kg/m3，黏度與水相近。兩液位高度差21m，壓力表讀數(shù)：pA=0.2at,pB=1.2at。排出管長50m、吸入管長20m（均包括局部阻力），管內(nèi)徑50mm，摩擦系數(shù)0.023?，F(xiàn)庫存一臺泵，銘牌標明：揚程44m，流量20m3/h，此泵是否能用？若此泵能用，該泵在18m3/h時的允許氣蝕余量為2.3m，現(xiàn)擬將泵安裝在容器A內(nèi)液位以下9m解：5分可見，管路要求V=18m3/h,He′=42.1m,而該泵最高效率時：V=20m3/h,He=44m,管路要求的（V，He5分故可正常工作。93、如圖所示的輸水系統(tǒng)，輸水量為36m3/h，輸水管路均為φ80×2mm的鋼管，已知：吸入管路的阻力損失為2J/Kg，壓出管路的壓頭損失為0.5mH2O柱，壓出管路上壓力表的讀數(shù)為2.5Kgf/cm2試求：（1）水泵的升揚高度；（2）水泵的軸功率N軸(kW)，設(shè)泵的效率η=70%；（3）若泵的允許吸上高度[Hs]=6.5m，水溫為20℃，校核此系統(tǒng)的安裝高度是否合適"當時當?shù)卮髿鈮簽?atm；ρ水=1000Kg/m3。10解：4分4分2分34、*廠準備用離心泵將20℃的清水以40m3/h的流量由敞口的儲水池送到*吸收塔的塔頂。已知塔內(nèi)的表壓強為1.0kgf/cm2，塔頂水入口距水池水面的垂直距離為6m，吸入管和排出管的壓頭損失分別為1m和3m，管路內(nèi)的動壓頭忽略不計。當?shù)氐拇髿鈮簽?0.33（m水柱），水的密度為1000[kg/m3現(xiàn)倉庫內(nèi)存有三臺離心泵，其型號和銘牌上標有的性能參數(shù)如下，從中選一臺比較合適的以作上述送水之用。10分型號流量(m3/h)揚程(m)允許吸入真空高度(m)3B57A50387.03B3345326.03B1938205.0解：4分4分根據(jù)流量，壓頭，選3B33較合適。2分65、*型號的離心泵，在一定的轉(zhuǎn)速下，在輸送范圍內(nèi)，其揚程與流量的關(guān)系可用He=18-6×105v2（He單位為m，V單位為m3/s）來表示。用該泵從貯槽將水送至高位槽。兩槽均為敝口，兩水面高度差3m且水面維持恒定。管路系統(tǒng)的總長為20m（包括所有局部阻力的當量長度），管徑為φ46×3mm，摩擦系數(shù)可取為0.02。試計算：（1）輸水量m3/h;（2）若泵的效率為65%，水的密度為1000Kg/m3，求離心泵軸功率kW？10分解：（1）7分（2）3分36、現(xiàn)有一臺離心泵，允許吸上真空度，用來輸送20C的清水，已知流量為20m3/h，吸入管內(nèi)徑為50mm，吸入管的全部阻力損失為，當?shù)卮髿鈮簽?0mH2O。試計算此泵的允許安裝高度為多少米？10分解：5分5分67、欲用離心泵將20℃水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，兩液面均保持不變，液面高差為18m，泵的吸入口在水池液面上方2m處。泵的吸入管路全部阻力為1mH2O柱，出口管的全部阻力為3mH2O，泵的效率為0.6，（1）求泵的軸功率；（2）若已知泵的允許吸上真空高度為6m，問上述安裝高度是否合適？（動壓力可忽略）。水的密度可取1000kg/m3。解：如圖在1-1，2-2截面間列柏努力方程，以1-1截面為水平基準面3分2分5分＜安裝高度合適68、用泵將苯和甲苯的混合物送到精餾塔，精餾塔操作壓強為0.5at，原料槽壓強為0.1at。管路總長為20m（包括全部局部阻力的當量長度），管路直徑為50mm，摩擦系數(shù)為0.02，密度為800kg/m3。離心泵的特性曲線可表示為He=20-1.12×105V2，式中V以m3/s表示。試求原料輸送量及泵的理論或有效功率為多少？10分解：與聯(lián)立解出：V=5.67×10-3m35分39、用3B33型泵從敞口容器將水送到別處，流率為55m3/h，查得該流量下的允許吸上真空度為3m。吸入管壓頭損失為1m，忽略液體在吸入管的動壓頭。當?shù)卮髿鈮?36mmHg（1）3B33的B指的是什么；（2）輸送20?C水時，泵的安裝高度？10分解：（1）B指的是清水泵3分根據(jù)2分因為當?shù)卮髿鈮?36mmHg約為10mH2O，因此=3-1=2m5分610、用安裝在液面上方2米的泵輸送流量為12m3/h的20℃水，泵的出口處壓力表讀數(shù)1.9at（表），泵入口處真空表讀數(shù)140mmHg，軸功率1.20kw，電動機轉(zhuǎn)數(shù)2900轉(zhuǎn)/分，真空表與壓力表距離0.7m,求：（1）泵的壓頭H；（2）泵的安裝高度是否合適？10分解：（1）列真空表與壓力表間柏努力方程，以真空表處管中心為水平基。5分管徑相同，，則：（2）=6-0-1=5m5分實際安裝高度為2m＜5m，安裝高度合適。第三章機械分離3一、名詞解釋（每題2分）1、非均相混合物：物系組成不同，分布不均勻，組分之間有相界面。2、斯托克斯式：3、球形度：非球形粒子體積相同的球形顆粒的面積與球形顆?？偯娣e的比值。4、離心分離因數(shù)：離心加速度與重力加速度的比值。5、臨界直徑dc：離心分離器分離顆粒最小直徑。6、過濾：利用多孔性介質(zhì)使懸浮液中液固得到分離的操作。7、過濾速率：單位時間所產(chǎn)生的濾液量。8、過濾周期：間歇過濾中過濾、洗滌、拆裝、清理完成一次過濾所用時間。9、過濾機生產(chǎn)能力：過濾機單位時間產(chǎn)生濾液體積。10、浸沒度：轉(zhuǎn)筒過濾機浸沒角度與圓周角比值。二、單選擇題（每題2分）61、自由沉降的意思是_______。DＡ顆粒在沉降過程中受到的流體阻力可忽略不計Ｂ顆粒開始的降落速度為零，沒有附加一個初始速度Ｃ顆粒在降落的方向上只受重力作用，沒有離心力等的作用Ｄ顆粒間不發(fā)生碰撞或接觸的情況下的沉降過程62、顆粒的沉降速度不是指_______。BＡ等速運動段的顆粒降落的速度Ｂ加速運動段任一時刻顆粒的降落速度Ｃ加速運動段結(jié)束時顆粒的降落速度Ｄ凈重力（重力減去浮力）與流體阻力平衡時顆粒的降落速度63、對于恒壓過濾_______。DA濾液體積增大一倍則過濾時間增大為原來的倍B濾液體積增大一倍則過濾時間增大至原來的2倍C濾液體積增大一倍則過濾時間增大至原來的4倍D當介質(zhì)阻力不計時,濾液體積增大一倍,則過濾時間增大至原來的4倍64、恒壓過濾時，如介質(zhì)阻力不計，濾餅不可壓縮，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35、以下過濾機是連續(xù)式過濾機_______。CＡ箱式葉濾機Ｂ真空葉濾機Ｃ回轉(zhuǎn)真空過濾機Ｄ板框壓濾機36、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液體進出過濾機的壓差37、回轉(zhuǎn)真空過濾機中是以下部件使過濾室在不同部位時，能自動地進行相應的不同操作：______。DＡ轉(zhuǎn)鼓本身Ｂ隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動盤Ｃ與轉(zhuǎn)動盤緊密接觸的固定盤Ｄ分配頭38、非球形顆粒的當量直徑的一種是等體積球徑，它的表達式為______。BAdp＝6V/A此處V為非球形顆粒的體積，A為非球形顆粒的表面積Bdp＝(6V/)1/3Cdp＝(4V/)1/2Ddp＝(kV/)1/3（k為系數(shù)與非球形顆粒的形狀有關(guān)）39、在討論旋風分離器分離性能時，分割直徑這一術(shù)語是指________。CＡ旋風分離器效率最高時的旋風分離器的直徑Ｂ旋風分離器允許的最小直徑Ｃ旋風分離器能夠50%分離出來的顆粒的直徑Ｄ能保持滯流流型時的最大顆粒直徑310、在離心沉降中球形顆粒的沉降速度________。AＡ只與dp，p，，uT，r，μ有關(guān)Ｂ只與dp，p，uT，r有關(guān)Ｃ只與dp，p，uT，r，g有關(guān)Ｄ只與dp，p，uT，r，k有關(guān)（題中uT氣體的圓周速度，r旋轉(zhuǎn)半徑，k分離因數(shù)）311、降塵室沒有以下優(yōu)點________。AＡ分離效率高Ｂ阻力?。媒Y(jié)構(gòu)簡單Ｄ易于操作312、降塵室的生產(chǎn)能力________。AＡ只與沉降面積A和顆粒沉降速度uT有關(guān)Ｂ與A，uT及降塵室高度H有關(guān)Ｃ只與沉降面積A有關(guān)Ｄ只與uT和H有關(guān)613、回轉(zhuǎn)真空過濾機的過濾介質(zhì)阻力可略去不計，其生產(chǎn)能力為5m3/h（濾液）。現(xiàn)將轉(zhuǎn)速度降低一半，其他條件不變，則其生產(chǎn)能力應為________。A5m3/hB2.5m3/hC10m3614、要除去氣體中含有的5μ～50μ的粒子。除塵效率小于75％，宜選用。BA除塵氣道B旋風分離器C離心機D電除塵器615、等壓過濾的濾液累積量q與過濾時間τ的關(guān)系為_________。B616、過濾基本方程是基于_________推導出來的。DA濾液在過濾介質(zhì)中呈湍流流動B濾液在過濾介質(zhì)中呈層流流動C濾液在濾渣中呈湍流流動D濾液在濾渣中呈層流流動317、一般而言，旋風分離器長、徑比大及出入口截面小時，其效率，阻力。AA高B低C大D小618、在板框過濾機中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計，過濾時間增加一倍時，其過濾速率為原來的________。CA2倍B1/2倍C1/倍D4倍319、在長為Lm，高為Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為uTm/s，氣體通過降塵室的水平流速為um/s，則顆粒能在降塵室內(nèi)分離的條件是：。DAL/u＜H/uLBL/uT＜H/uCL/uT≥H/uDL/u≥H/uT620、粒子沉降受到的流體阻力________。DＡ恒與沉降速度的平方成正比Ｂ與顆粒的表面積成正比Ｃ與顆粒的直徑成正比Ｄ在滯流區(qū)與沉降速度的一次方成正比321、板框壓濾機中，最終的濾液流率是洗滌液流率的_______。（ΔpE=Δpw，μ=μw）CＡ一倍Ｂ一半Ｃ四倍Ｄ四分之一622、球形度（形狀系數(shù)）恒小于或等于1，此值越小，顆粒的形狀離球形越遠，球形度的定義式可寫為______。BA=Vp/V，V為非球形粒子的體積，Vp球形粒子的體積B=Ap/A，A為非球形粒子的表面積，Ap與非球形粒子體積相同的球形粒子的表面積C=ap/a，a為非球形粒子的比表面積，ap為球形粒子的比表面積D=6ap/(d)323、"在一般過濾操作中，實際上起到主要介質(zhì)作用的是濾餅層而不是過濾介質(zhì)本身”，"濾渣就是濾餅”則_______。AＡ這兩種說法都對Ｂ兩種說法都不對Ｃ只有第一種說法正確Ｄ只有第二種說法正確624、旋風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全部顆粒中被分離下來的部分所占的質(zhì)量分率325、降塵室的生產(chǎn)能力由________決定。CA降塵室的高度和長度B降塵室的高度C降塵室的底面積D降塵室的體積626、在板框過濾機中，如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力不計，黏度增加一倍時，對同一q值，過濾速率為原來的_________。BA2倍B1/2倍C1/倍D4倍327、回轉(zhuǎn)真空過濾機洗滌速率與最終過濾速率之比為。AAlB1/2328、以下說法是正確的。BA過濾速率與S(過濾面積)成正比B過濾速率與S2成正比C濾速率與濾液體積成正比D過濾速率與濾布阻力成反比329、板框壓濾機中。BA框有兩種不同的構(gòu)造B板有兩種不同的構(gòu)造C框和板都有兩種不同的構(gòu)造D板和框都只有一種構(gòu)造330、助濾劑應具有以下性質(zhì)。BA顆粒均勻、柔軟、可壓縮B顆粒均勻、堅硬、不可壓縮C粒度分布廣、堅硬、不可壓縮D顆粒均勻、可壓縮、易變形三、填空題（每題2分）31、一球形石英顆粒，在空氣中按斯托克斯定律沉降，若空氣溫度由20℃升至5032、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的和有關(guān)。長度；寬度33、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的無關(guān)。高度34、在除去*粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，則沉降時間。增加一倍35、在除去*粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度。減少一倍36、在除去*粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，生產(chǎn)能力。不變37、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。238、在湍流區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的次方成正比。1/239、在過濾的大部分時間中，起到了主要過濾介質(zhì)的作用。濾餅310、過濾介質(zhì)阻力忽略不計，濾餅不可壓縮，則恒速過濾過程中濾液體積由Vl增多至V2=2Vl時，則操作壓差由ΔPl增大至ΔP2=2ΔPl611、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/S，qe為Ve/S，Ve為過濾介質(zhì)的當量濾液體積（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Δ/Δq=3740q+200則過濾常數(shù)K=。0.000535612、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/S，qe為Ve/S，Ve為過濾介質(zhì)的當量濾液體積（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Δ/Δq=3740q+200則過濾常數(shù)qe=。0.0535313、最常見的間歇式過濾機有和。板框過濾機；葉濾機614、在一套板框過濾機中，板有種構(gòu)造，框種構(gòu)造。2；1315、板框過濾機在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，則在每一框中，濾液穿過厚度為?？蚝穸戎?16、板框過濾機在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時，洗滌液穿過厚度為?？虻暮穸?17、板框過濾機在過濾階段結(jié)束的瞬間，設(shè)框已充滿，在洗滌時，洗滌液穿過的濾布面積等于?？虻膬?nèi)面積318、旋風分離器性能的好壞，主要以來衡量。臨界粒徑的大小619、離心分離設(shè)備的分離因數(shù)定義式為Kc=。uT2/gR（或ur/ut）320、當介質(zhì)阻力不計時，回轉(zhuǎn)真空過濾機的生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速的次方成正比。1/2321、間歇過濾機的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/，此處V為。一個操作循環(huán)中得到的濾液體積322、間歇過濾機的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/，此處表示一個操作循環(huán)所需的?？倳r間323、一個過濾操作周期中，"過濾時間越長，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？。不正確324、一個過濾操作周期中，"過濾時間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是否正確？不正確325、一個過濾操作周期中，過濾時間有一個值。最適宜326、一個過濾操作周期中，最適宜的過濾時間指的是此時過濾機生產(chǎn)能力。最大627、對不可壓縮性濾餅dV/d正比于ΔP的次方，對可壓縮濾餅dV/d正比于ΔP的次方。1；1-s328、對恒壓過濾，介質(zhì)阻力可以忽略時，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的。二分之一629、對恒壓過濾，當過濾面積增大一倍時，如濾餅不可壓縮，則過濾速率增大為原來的倍。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。4；4330、轉(zhuǎn)鼓沉浸度是與的比值。轉(zhuǎn)鼓浸沉的表面積；轉(zhuǎn)鼓的總表面積331、按ψ＝Ap/A定義的球形度（此處下標p代表球形粒子），最大值為。越小則顆粒形狀與球形相差越。1；大632、將固體物料從液體中分離出來的離心分離方法中，最常見的有和。將固體物料從液體中分離出來的離心分離設(shè)備中，最常見的為。離心過濾；離心沉降；離心機633、在Stokes區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的_____次方成正比；在牛頓區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的______次方成正比。2；1/2934、一個過濾操作周期中，"過濾時間越長生產(chǎn)能力越大”的看法是，"過濾時間越短，生產(chǎn)能力越大”的看法是。過濾時間有一個值，此時過濾機生產(chǎn)能力為。不正確的；不正確的；最適宜；最大635、含塵氣體通過長為4m，寬為3m，高為1m的除塵室，已知顆粒的沉降速度為0.03m/s，則該除塵室的生產(chǎn)能力為。0.36m3/s四、問答題（每題3分）91、影響回轉(zhuǎn)真空過濾機生產(chǎn)能力的因素有哪些？（過濾介質(zhì)阻力可忽略）答：當過濾介質(zhì)阻力可忽略時可見，影響因素有：轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速、浸沒度、轉(zhuǎn)筒尺寸、操作壓強及處理物料的濃度及特性。62、有一旋風分離器，在正常的速度和阻力的范圍內(nèi)操作，但除塵效率不夠滿意，現(xiàn)在倉庫里還有一個完全相同的旋風分離器，有人建議將這臺備用的旋風分離器與正在用的那一臺一起并聯(lián)使用，問這種措施能否提高除塵效率？為什么？答：不行。因為速度降低，離心慣性力減小，使除塵效率下降。63、恒壓過濾時，如加大操作壓力或提高濾漿溫度，過濾速率會發(fā)生什么變化？為什么？答：由dq/dt=Δp/［rΦμ(q+qe)］知,加大操作壓力，過濾速率變大。提高濾漿溫度，使濾液黏度降低，過濾速率增大。34、臨界直徑dc及分割直徑d50，可以表示旋風分離器的分離性能，回答dc與d50的含義是什么？答：dc旋風分離器的分離分離顆粒最小直徑；d50分離效率50%時顆粒直徑。65、由過濾基本方程dq/dt=Δp/［rΦμ(q+qe)］分析影響過濾速率的因素"答：影響過濾速率的因素有：①物性參數(shù)，包括懸浮液的性質(zhì)（φ、μ）及濾餅特性（r）；②操作參數(shù)Δp；③設(shè)備參數(shù)qe。36、試說明濾餅比阻的意義"答：比阻r表示濾餅對過濾速率的影響，其數(shù)值的大小反映濾液通過濾餅層的難易程度。五、計算題31、*板框過濾機框空的長、寬、厚為250mm×250mm×20mm，框數(shù)為8，以此過濾機恒壓過濾*懸浮液，測得過濾時間為8.75min與15min時的濾液量分別為0.15m3及0.20m3，試計算過濾常數(shù)K。解：過濾面積A=8×2×0.25×0.25=1.0m22已知：τ1=8.75minV1=0.15mτ2=15minV2=0.20m∵V2+2VVe=KA2τ4分可得0.152+2×0.15Ve=K×12×8.75（1）0.202+2×0.20Ve=K×12×15（2）（1）、（2）式聯(lián)立,解得K=0.0030m2/min=5.0×10-5m62、以板框壓濾機恒壓過濾*懸浮液，過濾面積10m2，操作壓差1.96×105Pa。每一循環(huán)過濾15min得濾液2.91m（1）該機生產(chǎn)能力為4.8m3/h需要的時間及過濾常數(shù)K。（2）若壓差降至9.81×104Pa，過濾時間及過濾量不變，其他條件不變，需多大過濾面積？設(shè)濾餅不可壓縮。如改用回轉(zhuǎn)真空過濾機，轉(zhuǎn)一圈得濾液0.2m3轉(zhuǎn)速為多少才可以維持生產(chǎn)能力不變？10分解：（1）∵V2=KA2τ即2.912=K×102×15∴K=5.65×10-3m又Q=V/∑τ即4.8/60=2.91/（15+τw+τD）∴τw+τD=21.4min4分（2）V2=KA2τA2=V2/Kτ4分（3）Q=4.8/60=0.2×n（n-r/min）∴n=0.4r/min2分63、用*葉濾機恒壓過濾鈦白水懸浮液。濾葉每側(cè)過濾面積為（0.81）2m2，共10只濾葉。測得：過濾10min得濾液1.31m3；再過濾10min共得濾液1.905m3試問：（1）過濾至濾餅厚為21mm即停止，過濾時間是多少"（2）若濾餅洗滌與輔助時間共45min，其生產(chǎn)能力是多少"（以每小時得的濾餅體積計）10分解：（1）∵V2+2VVe=KA2t由題意得1.312+2×1.31Ve=KA2×10（a）1.9052+2×1.905Ve=KA2×20（b）（a）、（b）聯(lián)立，解得KA2=0.2076m6/min，Ve=0.1374m33又A=10×2×0.812=13.12m過濾終了時,共得濾液量VE=13.12×0.021/0.1=2.755m由2.7552+2×2.755×0.1374=0.2076tE,∴tE=40.2min3分（2）生產(chǎn)能力=nVE/（tE+tw+t輔)=0.1×2.755/（40.2+45）=3.23×10-3m=0.194m3/h（濾餅）494、在3×105Pa的壓強差下對鈦白粉在水中的懸浮液進行過濾實驗，測得過濾常數(shù)K=5×10-5m2/s、qe=0.01m3/m2，又測得濾餅體積與濾液體積之比v=0.08?，F(xiàn)擬用有38試求：（1）過濾至框內(nèi)全部充滿濾渣所需的時間；（2）過濾完畢，以相當于濾液量1/10的清水進行洗滌，求洗滌時間；（3）若每次卸渣、重裝等全部輔助操作共需15min，求每臺過濾機的生產(chǎn)能力（以每小時平均可得多少m3濾餅計）。10分解：（1）所需過濾時間A=0.812×2×38=49.86mVc=0.812×0.025×38=0.6233m4分（2）洗滌時間4分（3）生產(chǎn)能力（濾餅）/h2分65、用板框過濾機過濾*懸浮液，一個操作周期內(nèi)過濾20分鐘后共得濾液4m3（濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可略）。若在一個周期內(nèi)共用去輔助時間30分鐘求：（1）該機的生產(chǎn)能力（2）若操作表壓加倍，其它條件不變（物性，過濾面積，過濾時間與輔助時間），該機生產(chǎn)能力提高了多少？10分解：濾餅不可壓縮（1）4分（2）6分36、對*懸浮液進行恒壓過濾。已知過濾時間為300s時，所得濾液體積為0.75m3，且過濾面積為1m2，恒壓過濾常數(shù)。若要再得濾液體積0.75m3，則又需過濾時間為多少？解：由3分3分4分67、一小型板框壓濾機有框10塊，長寬各為0.2m，在2at（表壓）下作恒壓過濾共二小時濾框充滿共得濾液160l，每次洗滌與裝卸時間為1hr，若介質(zhì)阻力可忽略不計。求：（1）過慮常數(shù)K，洗滌速率。（2）若表壓增加一倍，其他條件不變，此時生產(chǎn)能力為若干？10分解：（1）A=0.2×0.2×10×2=0.8m5分（2）5分故生產(chǎn)能力為0.16/（1+1）=0.08m398、*板框壓濾機的過濾面積為0.4m2，在恒壓下過濾*懸浮液，4hr后得濾液80m試求：（1）若其它情況不變，但過濾面積加倍，可得多少濾液？（2）若其它情況不變，但操作時間縮短為2hr，可得多少濾液？（3）若在原表壓下過濾4hr后，再用5m3水洗滌濾餅，需多長洗滌時間？設(shè)濾液與水性質(zhì)相近。10解：（1）3分（2）3分（3）4分69、一小型板框過濾機，過濾面積為0.1m2，恒壓過濾*一種懸浮液。得出下列過濾議程式：（q+10）2=250（θ+0.4）式中q以l/m2試求：（1）經(jīng)過249．6分鐘獲得濾液量為多少？（2）當操作壓力加大1倍，設(shè)濾餅不可壓縮同樣用249.6分鐘將得到多少濾液量。10分解：（1）當min，q=240V=240×0.1=245分（2），5分第四章傳熱一、名詞解釋（每題2分）31、導熱：若物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運動而引起的熱量傳遞稱為熱傳導（導熱）。32、對流傳熱：熱對流是指流體各部分之間發(fā)生相對位移、冷熱流體質(zhì)點相互摻混所引起的熱量傳遞。熱對流僅發(fā)生在流體之中，而且必然伴隨有導熱現(xiàn)象。33、輻射傳熱：任何物體，只要其絕對溫度不為零度（0K），都會不停地以電磁波的形式向外界輻射能量，同時又不斷地吸收來自外界物體的輻射能，當物體向外界輻射的能量與其從外界吸收的輻射能不相等時，該物體就與外界產(chǎn)生熱量的傳遞。這種傳熱方式稱為熱輻射。64、傳熱速率：單位時間通過單位傳熱面積所傳遞的熱量（W/m2）。65、等溫面：溫度場中將溫度相同的點連起來，形成等溫面。等溫面不相交。二、單選擇題（每題2分）31、判斷下面的說法哪一種是錯誤的_______。BA在一定的溫度下，輻射能力越大的物體，其黑度越大B在同一溫度下，物體吸收率A與黑度ε在數(shù)