化工原理復(fù)習(xí)

1、第一章：流體流動、何謂理想流體？實(shí)際流體與理想流體有何區(qū)別？如何體現(xiàn)在伯努利方程上？、何謂絕對壓力、表壓和真空度？表壓與絕對壓力、大氣壓力之間有什么關(guān)系？真空度與絕對 壓力、大氣壓力有什么關(guān)系？、流體靜力學(xué)方程式有幾種表達(dá)形式他們都能說明什么問題？應(yīng)用靜力學(xué)方程分析問題時(shí)如何確 定等壓面？、如何利用柏努利方程測量等直徑管的機(jī)械能損失？測量什么量？如何計(jì)算？在機(jī)械能損失時(shí)， 直管水平安裝與垂直安裝所得測結(jié)果是否相同？、如何判斷管路系統(tǒng)中流體流動的方向？、何謂流體的層流流動與湍流流動？如何判斷流體的流動是層流還是湍流？、一定質(zhì)量流量的水在一定內(nèi)徑的圓管中穩(wěn)定流動，當(dāng)水溫升高時(shí)，將如何變化？、何謂牛

2、頓粘性定律？流體粘性的本質(zhì)是什么？、何謂層流底層？其厚度與哪些因素有關(guān)？、摩擦系數(shù)入與雷諾數(shù)及相對粗糙度&的關(guān)聯(lián)圖分為個(gè)區(qū)域。每個(gè)區(qū)域中，入與哪些因素有關(guān)? 哪個(gè)區(qū)域的流體摩擦損失與流速的一次方成正比？哪個(gè)區(qū)域的與成正比？光滑管流動時(shí)的摩擦損失 與的幾次方成正比？、管壁粗糙度對湍流流動時(shí)的摩擦阻力損失有何影響？何謂流體的光滑管流動？、在用皮托測速管測量管內(nèi)流體的平均流速時(shí)， 需要測量管中哪一點(diǎn)的流體流速，然后如何計(jì)算 平均流速？例如本題附圖所示，用開口液柱壓差計(jì)測量敞口貯槽中油品排放量。已知貯槽直徑為，油品密度為 壓差計(jì)右側(cè)水銀面上灌有槽內(nèi)的油品，其高度為。已測得當(dāng)壓差計(jì)上指示劑讀數(shù)為時(shí)，貯槽

3、內(nèi)油面與 左側(cè)水銀面間的垂直距離為。試計(jì)算當(dāng)右側(cè)支管內(nèi)油面向下移動后，貯槽中排放出油品的質(zhì)量。動時(shí)，貯槽內(nèi)油指示劑讀數(shù)的變與槽內(nèi)油面下移相應(yīng)下移高度。油品及整個(gè)管內(nèi)解：本題只要求出壓差計(jì)油面向下移 面相應(yīng)下移的高度，即可求出排放量。首先應(yīng)了解槽內(nèi)液面下降后壓差計(jì)中 化情況，然后再尋求壓差計(jì)中油面下移高度 高度間的關(guān)系。設(shè)壓差計(jì)中油面下移高度，槽內(nèi)油面 不管槽內(nèi)油面如何變化，壓差計(jì)右側(cè)支管中 水銀體積沒有變化。故當(dāng)壓差計(jì)中油面下移后，油柱高度沒有變化，仍為，但因右側(cè)水銀面也隨之下,槽內(nèi)液面與左側(cè)水銀面間的垂直距離變移，而左側(cè)水銀面必上升，故壓差計(jì)中指示劑讀數(shù)變?yōu)椋ǎ椋ǎ?。?dāng)壓差計(jì)中油面下移后，

4、選左側(cè)支管油與水銀交界面為參考面， 再在右側(cè)支管上找出等壓面（圖 中未畫出及面），該兩面上的表壓強(qiáng)分別為：D（耳為油品密度）因 I ，由上二式得：J（）上式中第一項(xiàng)JI（）將式（）代入（），并整理得：取，將已知值代入上式:即壓差計(jì)右側(cè)支管油面下移，槽內(nèi)液面下降，油品排放量為:例阻力損失與勢能的消耗高位槽水面距管路出口的垂直距離保持為不變，水面上方的壓強(qiáng)為X（表壓），管路直徑為,長度為（包括管件的當(dāng)量長度），阻力系數(shù)為，管路中裝球心閥一個(gè)，試求：（）當(dāng)閥門全開（=）時(shí)，管路的阻力損失為多少？阻力損失為出口動能的多少倍?()解:假定數(shù)值不變，當(dāng)閥門關(guān)?。ǎr(shí)，管路的出口動能和阻力損失有何變化?（）

5、在斷面和之間列機(jī)械能衡算式解:（）在斷面和之間列機(jī)械能衡算式若取大氣壓強(qiáng)和管出口高度為基準(zhǔn)，并忽略容器內(nèi)的流速（即上J ）,則（倍）此結(jié)果表明，實(shí)際流體在管內(nèi)流動時(shí)，阻力損失和動能的增加是造成流體勢能減少的兩個(gè)原因 但對于通常管路，動能增加是一個(gè)可以忽略的小量，而阻力損失是使勢能減小的主要原因。換言之， 阻力損失所消耗的能量是由勢能提供的。（）當(dāng)I時(shí)與（）比較，當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，出口動能減少而阻力損失略有增加，但是，絕不可因此而誤解為阻力所 消耗的能量是由動能提供的。實(shí)際上，動能的增加和阻力損失皆由勢能提供，當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，由于損 失的能量增加使得動能減少了。例虹吸管頂部的最大安裝高度利用虹吸管將池

6、中溫度為C熱水引出，兩容器水面的垂直距離為，管段長，管段長（皆包括局 部阻力的當(dāng)量長度），管路直徑為，直管阻力系數(shù)為。若要保證管路不發(fā)生汽化現(xiàn)象，管路頂點(diǎn)的最 大安裝高度為多少？（已知C熱水飽和蒸汽壓為X）解：在斷面和之間列機(jī)械能橫算式，可求得管內(nèi)流速附圖設(shè)頂點(diǎn)壓強(qiáng) L ，在斷面和斷面 之間列機(jī)械能橫算式，可求出點(diǎn)最大安裝高 度為減半，二樓最大應(yīng)，為此，可假械能橫算式虹吸管是實(shí)際工作中經(jīng)常碰到的管道，為使吸液管正常工作，安裝時(shí)必須注意兩點(diǎn)：（）虹吸管頂部的安裝高度不宜過大。（）在入口側(cè)管路（圖中段）的阻力應(yīng)盡可能小。例使用同一水源各用戶間的相互影響從自來水總管引一支路向居民樓供水，在端點(diǎn)分成兩

7、路各通向一樓和二樓。已知管段、和的長度（包括管件的當(dāng)量長度）各為、和，管徑皆為，直管阻力系數(shù)皆為，兩支路出口各安裝球心閥。假設(shè)總管壓力為x（表壓）試求：（）當(dāng)一樓閥門全開（），高度為的二樓能否有水供應(yīng)？此時(shí)管路內(nèi)的流量為多少?（）若將一樓閥門關(guān)小，使其流量 流量為多少？解：（）首先判斷二樓是否有水供 定支路流量為零，并在斷面和之間列機(jī)在斷面與之間列機(jī)械能橫算式，得此結(jié)果表明二樓無水供應(yīng)。此時(shí)管路內(nèi)的流量為()設(shè)一樓流量減半時(shí)，二樓流量為此時(shí)管段內(nèi)的流速為管段內(nèi)的流速為在斷面與之間列機(jī)械能橫算式附圖比和并聯(lián)管路的阻時(shí)，兩支路的流量對于通常的分支管路，總管阻力既不可忽略也不占主導(dǎo)地位，此時(shí)，改變支

8、路的數(shù)目或阻力, 對總流量及各支路間流量的分配皆有影響。例 提高流量分配均勻性的代價(jià)在相同的容器、內(nèi)，各填充高度為和的固體顆粒，并以相同的管路并聯(lián)組合，兩支路的管長皆 為，管徑皆為，直管阻力系數(shù)為，每支管安裝一閘門閥，容器和的局部阻力系數(shù)各為和。已知管路的總流量為，試求：()當(dāng)兩閥門全開時(shí)，兩支路的流量 力損失。()當(dāng)兩閥門同時(shí)關(guān)小至 I比及并聯(lián)管路的阻力損失有何變化？解：由物料守恒關(guān)系求得()因并聯(lián)管路阻力損失相等，有機(jī)械能橫算式得()當(dāng)兩閥門全開由式()、式()得()并聯(lián)管路的阻力損失為由式()、式()得()當(dāng)兩閥門同時(shí)關(guān)小() 并聯(lián)管路的阻力損失為從此例可以看出，在不均勻并聯(lián)管路中串聯(lián)大

9、阻力元件，可提高流量分配的均勻性，其代價(jià)仍 然是能量的消耗。例倒形管壓差計(jì)水從傾斜直管中流過，在斷面和之間接 試求：()、兩點(diǎn)的壓差等于多少？()若采用密度為的煤油作指示液，壓差計(jì)讀數(shù)為多少？()管路水平放置而流量不變，壓差空氣壓差計(jì)，其讀數(shù)，兩測壓點(diǎn)垂直距離附圖計(jì)讀數(shù)及兩點(diǎn)的壓差有何變化？解：首先推倒計(jì)算公式。因空氣是靜止的，故亠即在等式兩邊皆加以()若忽略空氣柱的重量，則() 若采用煤油作指示液，壓差計(jì)讀數(shù)為()若管路流量不變，:不變，則壓差計(jì)讀數(shù)亦不變。又因管路水平放置，二一| ，故_- 1普通形管壓差計(jì)所用的指示液的密度大于被測流體的密度，若指示液的密度小于被測流體的密度，則必須采用倒

10、形管壓差計(jì)。最常用的倒形管壓差計(jì)是以空氣作為指示劑，稱為空氣壓差計(jì)。例管內(nèi)流量與所需勢能差的關(guān)系()用壓縮空氣將密閉容器中的苯沿直徑為的鋼管送至某容器內(nèi)，在某勢能差下，分鐘可將容器內(nèi) 的苯排空。問欲將輸送時(shí)間縮短一半，管路兩端的勢能差須增加多少倍？(已知苯的溫度為C,管壁 粗糙度為)。()用壓縮空氣將容器中的甘油沿直徑為的管道送至高位槽，甘油溫度為C,管內(nèi)流量為X。若將 流量提高一倍，管道兩端的勢能差須增加多少倍？解：()溫度為C時(shí)苯的密度 f ，粘度 ，管內(nèi)流速為由直管阻力系數(shù)線圖可以確認(rèn)管內(nèi)流動已進(jìn)入充分湍流區(qū)。輸送時(shí)間減半，流速 增加一倍，直管阻力系數(shù)不變，故（倍）（）溫度為c時(shí)的甘油的

11、密度，粘度I管內(nèi)流速為流量增加一倍，流速 增加一倍，但流動形態(tài)仍為層流，故 II （倍）顯然，在層流條件下，所需勢能差與管內(nèi)流速（或流量）成正比。而在湍流條件下，所需勢能與 流速（或流量）的平方成正比。例無外加功簡單輸送管路計(jì)算問題的自由度 在附圖所示的管路中，管長 -山，管徑 管壁粗糙度 二二 ，高位槽液面距管路出口的垂 直距離，管路中有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直角彎頭，一個(gè) 開的閘門閥。已知水溫為C,管內(nèi)流速為， 高位槽液面上方壓強(qiáng)為大氣壓，求流體在該管路中的阻力損失為多少？解：方法一：c水的粘度II 111查得方法二：若取管路出口高度及大氣壓為基準(zhǔn)，槽內(nèi)每千克水的總機(jī)械能為此能量除極小部分轉(zhuǎn)化為動能外，

12、其余皆損失掉，即顯然，兩種方法所求出的結(jié)果是矛盾的。對于無外加功簡單輸送管路的計(jì)算問題，只有以下三式可用：物料衡算式H機(jī)械能衡算式I 直管阻力系數(shù)計(jì)算式I Hl I三個(gè)方程只能聯(lián)立求解三個(gè)未知數(shù)，其余變量必須給定。若給定獨(dú)立變量數(shù)目少于方程式組的 自由度（即方程式組所含變量數(shù)與方程式之差），問題無確定解。若給定獨(dú)立變量數(shù)多于方程式自由 度，必導(dǎo)致相互矛盾的計(jì)算結(jié)果。本例即屬于后一種情況。按題目給定管路情況，管內(nèi)流速必不為， 而由管路自身決定，應(yīng)為（參見例）例在一定勢能差下管路輸送能力的計(jì)算在例所示管路中輸送溫度為C的水，閘門閥開（耳），管內(nèi)流量為多少？若將閥門全開（），管內(nèi)流量為多少？解：當(dāng)閥

13、門開時(shí)，假設(shè)管內(nèi)流動已進(jìn)入充分湍流區(qū)，由查得廠匚在斷面和之間列機(jī)械能衡算式（參見例附圖），可得根據(jù)阻力系數(shù)線圖，由和可知管內(nèi)流動已進(jìn)入充分湍流區(qū)，以上計(jì)算結(jié)果有效 此時(shí)管內(nèi)流量為當(dāng)閥門全開時(shí)，流速增加，管內(nèi)流動必處于充分湍流區(qū)，一匚 ，管內(nèi)流速為管內(nèi)流量為本例管路情況已知，屬操作型為體，須聯(lián)立求解關(guān)于簡單輸送管路方程式組。由于阻力系數(shù)計(jì) 算式一個(gè)非常復(fù)雜的非線性函數(shù)關(guān)系式，當(dāng)管內(nèi)流量與流速為待求變量時(shí)，必須用試差法或迭代法來 計(jì)算。手算時(shí)，可按以下步驟進(jìn)行試差：（1）假定管內(nèi)流動已進(jìn)入充分湍流區(qū)，由 冋 查出。（2）根據(jù) 值，由機(jī)械能衡算式計(jì)算流速 。（3）據(jù)此 值算出，由和 J查出新的 值，

14、以檢驗(yàn)是否需要再次計(jì)算。由于大多數(shù)化工管路的流動是處于或接近于充分湍流區(qū)，故經(jīng)一、二次試差便可得到足夠準(zhǔn)確 的結(jié)果。選擇題、填空題當(dāng)不可壓縮理想流體在水平放置的變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動時(shí)，在管子直徑縮小的地方，其靜壓力（）。（）不變 （）增大 （）減小 （）不確定水在內(nèi)徑一定的圓管中穩(wěn)定流動，若水的質(zhì)量流量保持恒定，當(dāng)水溫升高時(shí)，值將（）。（）不變 （）增大 （）減小 （）不確定層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：（）。（）湍流流速大于層流流速。（）流動阻力大的為湍流（）層流的雷諾數(shù)小于湍流的雷諾數(shù)。（）層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。pnABL,L化）。題附圖如圖所示，水流過一段等徑水平管子，在、兩

15、處 放置相同壓差計(jì)（測壓點(diǎn)等高），其讀數(shù)分別為， 則（）。（） （） （） （）如圖所示的并聯(lián)管路，各支管及其總管阻力間的關(guān)系為（） 。（）。A2B題附圖（）。（）。在皮托管工作時(shí)，測壓孔正對流體流動方向所測壓力代表該處的( 代表該處的()o()動壓，靜壓。 ()動壓，動壓與靜壓之和()靜壓，動壓與靜壓之和。某流體在圓形直管中作滯流流動時(shí)，其速度分布是()倍，摩擦系數(shù)入與雷諾數(shù)的關(guān)系為()。此時(shí)側(cè)壁小孔所測壓力()動壓與靜壓之和，靜壓。)曲線，其管中心最大流速為平均流速的在湍流摩擦系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究中，采用因次分析法的目的是( 只與()有關(guān)。流速增加一倍后流體在圓管內(nèi)仍作層流流動，則流動阻力損失為

16、原來的( 如圖所示容器內(nèi)盛有油、水兩種液體，點(diǎn)位于油水分界的油側(cè)，點(diǎn)位于水側(cè), 的總勢能差(，=，)0)。在阻力平方區(qū)，摩擦系數(shù)入)倍。試判斷、兩流體質(zhì)點(diǎn)題附圖F o二題附圖圖示管路題附圖水從內(nèi)徑為的管段流管段，已知a管段流體頭為水柱，忽略流經(jīng)段裝有、兩個(gè)閥門，試判斷：()閥門關(guān)小，閥門不變變大，變小，變小，變小,()變小(變大，變小，不變)0()閥門不變，閥門開大變小，變小，變小，變大,()變大 (變大，變小，不變)0()閥門開大，閥門不變 變小，變大，變大，變大， ()變大(變大，變小，不變()閥門不變，閥門關(guān)小 變大，變大，變大，變小，()小,0變小(變大，變圖示管路兩端連接兩個(gè)水槽，管

17、路中裝有調(diào)節(jié)閥門開大或關(guān)小時(shí)，管內(nèi)流量 口，管內(nèi)總阻力損失11 / 25刁，直管阻力損失題附圖小，不變)。門一個(gè)。試討論將閥和局部阻力損失有何變化，并以箭頭或適當(dāng)文字在下表中予以表達(dá)（設(shè)水槽液位差恒定）總阻力損失a直管阻力損失廠局部阻力損流量失閥開大不變t1t閥關(guān)小不變1判斷題粘性是流體的物性之一，無論是靜止的還是流動的流體都具有粘性。（）盡管粘性是流體的物性之一，但只有流動的流體才考慮粘性的影響，對靜止的流體可不考慮粘性的 影響。（）型壓差計(jì)測量的是兩截面間靜壓強(qiáng)之間的差值。（）轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作時(shí)轉(zhuǎn)子受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)是重力，另一個(gè)的浮力。（）孔板流量計(jì)工作時(shí)，流體在流過孔板前后的靜壓強(qiáng)差

18、不變。（）轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作時(shí)，流體作用在轉(zhuǎn)子上下兩截面的靜壓強(qiáng)差不變。（）降低溫度液體的粘度增加。（）升高溫度氣體的粘度增加。（）第二章：流體輸送機(jī)械思考題、離心泵在啟動前，為什么泵殼內(nèi)要灌滿液體？啟動后， 液體在泵內(nèi)是怎樣提高壓力的？泵入口的壓 力處于什么狀態(tài)？、離心泵的特性曲線有幾條？其曲線形狀是什么樣子？離心泵啟動時(shí)，為什么要關(guān)閉出口閥門？、在測定離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系時(shí)， 當(dāng)離心泵出口管路上的閥門開度增大后， 泵出口壓力及進(jìn)口 處的液體壓力將如何變化？、離心泵操作系統(tǒng)的管路特性方程是怎樣推導(dǎo)的？它表示什么與什么之間的關(guān)系？、離心泵的工作點(diǎn)是怎樣確定的？流量的調(diào)節(jié)有哪幾種常用的方法？、何

19、謂離心泵的氣蝕現(xiàn)象？如何防止發(fā)生氣蝕？、影響離心泵最大允許安裝高度的因素有哪些？、什么是液體輸送機(jī)械的揚(yáng)程（或壓頭）？離心泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系是怎樣測定的？液體的流量、 泵的轉(zhuǎn)速、液體的黏度對揚(yáng)程有何影響？、管路特性方程中的 與 的大小，受哪些因素的影響？例題例 某油田通過 X的水平鋼管將原由輸送至煉油廠。管路總長為X,輸油量要求為X,現(xiàn)已知油 在輸送溫度下的粘度為，密度為。該油管的局部阻力可忽略，現(xiàn)決定采用一種雙吸五級油泵，此泵 在適宜工作范圍內(nèi)的性能列于本例附表中。附表()注：表中數(shù)據(jù)已作粘度校正。試求在整個(gè)輸油管路上共需幾個(gè)泵站？實(shí)際輸送量為若干解：油的體積流量.L工I管內(nèi)流速V為滯流因

20、原油在直管內(nèi)作滯流流動，故:由附表單臺泵的特性數(shù)據(jù)查出：當(dāng)時(shí),初估泵系數(shù)3故應(yīng)采用個(gè)泵站。根據(jù)串聯(lián)原理，用同規(guī)格臺泵串聯(lián)的壓頭為單臺泵的倍，計(jì)算出數(shù)據(jù)列于本 題附表中。附表()中,附圖將以上數(shù)據(jù)標(biāo)繪在本題附圖 得泵的串聯(lián)合成特性曲線。因輸送管路為水平直管，故管特性曲線方程為：El將此管路特性曲線方程標(biāo)繪在本題附圖中，得泵的串聯(lián)合成特性曲線。管路特性曲線與泵合成特性曲線的交點(diǎn)，即為工作點(diǎn)，其對應(yīng)的流量、壓頭分別為:故實(shí)際輸油量為XX例 某水泵性能參數(shù)列于本題附表中?，F(xiàn)有兩個(gè)管路系統(tǒng)，他們的管路特性方程分別為:及為提高管路系統(tǒng)的供水量，每條管路系統(tǒng)均用二臺相同的泵進(jìn)行組合操作， 試比較各個(gè)管路系統(tǒng)

21、泵的 最佳組合方式及最大流量為若干。附表()解:先按題給已知數(shù)據(jù)畫出單臺泵的特性曲線， 按壓頭不變流量加倍的原則，畫出二臺泵并聯(lián)時(shí)的合 成特性曲線，又按流量不變壓頭加倍的原則，畫出二臺泵串聯(lián)時(shí)的合成特性曲線。對于第一種管路系統(tǒng)，按計(jì)算出不同下對應(yīng)，計(jì)算結(jié)果列于本題附表中，然后在本題附圖中畫出管路特性曲線。附表()由圖可讀出泵并聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)泵串聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)單臺泵工作點(diǎn)由此可見，對于第種管路系統(tǒng)，即管路特性曲線較平坦的低阻管路，用兩臺泵并聯(lián)組合，可獲 得高的流量，最大流量為 。對于第二種管路系統(tǒng)，按 計(jì)算出不同下對應(yīng)的，計(jì)算結(jié)果列于本題附表，然后在本題附圖中畫 出管路特性曲線。附表()由圖讀出泵并

22、聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)的流量泵串聯(lián)時(shí)的工作點(diǎn)的流量單臺泵操作時(shí)其工作點(diǎn)的流量由此可見，對于管路特性曲線較陡的高 路，用二臺泵串聯(lián)可獲得較大的流量， 流量為。例 在圖示管路中裝有一臺離心泵，離 的特性曲線方程為阻管最大心泵（式中囹的單位用表示，的單位用表示），管路兩端的位差亠 ，壓差用此管路輸送清水時(shí)，供水量為X，且管內(nèi)流動已進(jìn)入阻力平方區(qū)。若用此管路解：聯(lián)立管路兩端之間的機(jī)械能衡酸式與泵特性方程可得據(jù)題意，當(dāng)供水量為X寸，泵的壓頭為故輸送密度為的堿液，閥門開度及管路兩端條件皆維持不變， 試求堿液的流量和離心泵的有效功率為多 少？因流動進(jìn)入阻力平方區(qū)，且閥門開度不變，用此管路輸送堿液值不變，此時(shí)的管路特性

23、方程可由兩端 面之間的機(jī)械能衡算式求得：而泵特性方程與流體密度無關(guān)，由泵和管路特性方程聯(lián)立到得I離心泵的有效功率為到當(dāng)此管路輸送水時(shí)，從本例計(jì)算結(jié)果可以看出，用同樣的管路和離心泵輸送密度較大的液體，流量不會降低（如管路兩端 壓強(qiáng)相同，壓頭、流量與流體密度無關(guān)）。但離心泵的功率與密度成正比，需注意防止電機(jī)過 載。例 某工藝過程需要使用溫度為、壓強(qiáng)為、流量為的空氣。現(xiàn)用一臺離心通風(fēng)機(jī)，從溫度為、壓強(qiáng)為 的靜止空間吸入空氣，由風(fēng)機(jī)排出的空氣溫度不變，壓強(qiáng)為，氣體速度為，風(fēng)機(jī)的效率為，試計(jì)算風(fēng) 機(jī)的軸功率。解：風(fēng)機(jī)前后壓強(qiáng)變化與吸入壓強(qiáng)之比為：3 * 空氣雖為可壓縮氣體，但由上式計(jì)算結(jié)果知，可將空氣當(dāng)

24、作不可壓縮流體處理。用平均壓強(qiáng)計(jì)算空氣的平均密度：要求輸送空氣的摩爾流量為:以上流量換算成吸入狀態(tài)下的體積流量為:風(fēng)機(jī)操作條件下的風(fēng)壓風(fēng)機(jī)的軸功率例根據(jù)輸送任務(wù)確定管徑與相應(yīng)的離心泵欲將池水以 1的流量送至高位槽，高位槽水面比水池液面高米，管長為米，管路內(nèi)有。彎頭個(gè)，全開閘門閥一個(gè)，入口底閥一個(gè)（叵），試在常用流速范圍內(nèi)選擇 兩個(gè)流速，分別計(jì)算管徑并選用適當(dāng)?shù)谋?。解：本例屬設(shè)計(jì)型問題。在設(shè)計(jì)型問題中泵尚未 確定，泵的特性曲線方程未知，故只有以下三式可用:物料衡算式a能量衡算式附圖直管阻力系數(shù)計(jì)算式在以上三式中，含有、-1、ZJ、二I、和_1共個(gè)變量，其中已知 、匕、日、-I和（隨管材的選擇而定

25、），但問題仍沒有確定的解。設(shè)計(jì)者選擇不同的流速，計(jì)算管徑 和所需壓頭，然后根據(jù)流量和壓頭選用相應(yīng)的泵，并從中選出最優(yōu)的技術(shù)指導(dǎo)文件。根據(jù)水在管內(nèi)的常用流速（）范圍，選擇以下兩種流速進(jìn)行計(jì)算：（）選擇亠，貝U根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格，采用 -熱軋鋼管，管壁粗糙度取，管內(nèi)流速為查得亠I 。管路所需壓頭為K I根據(jù)丨 ，I ，可選用型水泵()選擇亠I，則采用亠熱軋鋼管，二- ，二 ，則11根據(jù) .- H ，f ，可選用型水泵。兩種管徑所需壓頭之比為，顯然，采用較大管徑可減小能耗。但究竟選擇哪一個(gè)技術(shù)指導(dǎo)文件, 還應(yīng)按使用年限計(jì)算管路和離心泵的折舊費(fèi)，綜合考慮操作費(fèi)和折舊費(fèi)后，以總費(fèi)用較小者為佳。例輸送管路對外加

26、功的需求，長二I ，阻力系數(shù)亠，壓出管直徑在圖示管路中裝有離心泵，吸入管直徑I-2UJ ，長II ,阻力系數(shù)厶，在壓出管處裝有閥門，其局部阻力系數(shù) 路兩 端水面高度差，泵進(jìn)口高于水面，管內(nèi)流量為 1。試求：()每千克流體需從離心泵獲得多少機(jī)械能？()泵進(jìn)、出口斷面的壓強(qiáng)I和冋各為多少?()如果是高位槽中的水沿同樣管路向下流出，管內(nèi)流量不變，問是否需要安裝離心泵？泵壓出管內(nèi)的流速為解：()泵吸入管內(nèi)的流速為在斷面和之間列機(jī)械能衡算式，并移項(xiàng)整理得從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，流體所獲得的外加功主要用于克服管路阻力和增加流體的勢能。對于 通常管路，動能增加項(xiàng)很小，可以忽略不計(jì)。()以斷面為基準(zhǔn)，在斷面和

27、之間列機(jī)械能衡算式可得在斷面和之間列機(jī)械能衡算式可得 - 在斷面和之間機(jī)械能衡算式得此結(jié)果表明，輸送機(jī)械能對流體做功的最終結(jié)果主要是增加了流體的壓強(qiáng)能。因此，對管流而言,即使有外加機(jī)械能輸入，克服阻力損失所需能量.仍然是由勢能直接提供的。（）在斷面和之間列機(jī)械能衡算式，可求出沿同一管路（無泵）輸送同樣流量所需要的勢能差 為管路兩端流體的實(shí)際勢能差為機(jī)械提供。選擇題、填空題.用離心泵從水池抽水到水塔中，設(shè)水池和塔液面維持恒定，若離心泵在正常操作范圍內(nèi)工作，開大 出口閥將導(dǎo)致（）。（）送水量增加，泵的壓頭下降。（）送水量增加，泵的壓頭增大。（）送水量增加，泵的軸功率不變。（）送水量增加，泵的軸功率

28、下降。.某離心泵在運(yùn)行半年后，發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，應(yīng)（）。（）降低泵的安裝高度。（）停泵，向泵內(nèi)灌液。（）檢查出口管路阻力是否過大。（）檢查進(jìn)口管路是否泄漏。.從低位槽向高位槽輸水，單臺泵可在高效區(qū)工作。若輸送管路較長，且輸送管路布置不變，再并聯(lián)一臺相同泵，貝U（）。（）兩泵均在高效區(qū)工作。（）僅新裝泵在高效區(qū)工作。（）僅原裝泵在高效區(qū)工作。（）兩泵均不在原高效區(qū)工作。開大離心泵的出口閥，離心泵的出口壓力表讀數(shù)將（）。（）增大。（）減小。 （）先增大后減小。（）先減小后增大。.若離心泵啟動后卻抽不上水來，可能的原因是：（）。（）開泵時(shí)出口閥未關(guān)閉。（）離心泵發(fā)生了氣縛現(xiàn)象。（）未灌好泵。（）進(jìn)口閥

29、未開.輸送系統(tǒng)的管路特性方程可表示為，則（）。（）只包括單位質(zhì)量流體需增加的位能。（）包括單位質(zhì)量流體需增加的位能和靜壓能。（）代表管路 系統(tǒng)的局部阻力損失。（）代表單位質(zhì)量流體需增加的動能。.在測量離心泵特性曲線實(shí)驗(yàn)中，管路特性曲線可寫為，當(dāng)管路循環(huán)且出口端插入循環(huán)水槽液面下， 則值（）。（）大于零。（）小于零。（）等于零。 （）不確定。.由離心泵和某一管路組成的輸送系統(tǒng)，其工作點(diǎn)（）。（）由泵銘牌上的流量和揚(yáng)程所決定。（）由泵的特性曲線所決定。（）即泵的最大效率所對應(yīng)的點(diǎn)。（）是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)。.在測定離心泵特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，啟動泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空表指示真空

30、度很高，某 同學(xué)正確地找到原因并排除了故障。你認(rèn)為可能的原因是（）。（）水溫太高。（）真空表損壞。（）吸入管堵塞。（）排出管堵塞。.測定離心泵特性曲線實(shí)驗(yàn)管路中，壓強(qiáng)最低的是（）（）吸入口處。（）泵殼靠近吸入口一側(cè)。（）葉輪入口處。（）泵殼出口端。.離心泵與往復(fù)泵的啟動與流量調(diào)節(jié)不同之處是離心泵（），往復(fù)泵（）。.用離心泵將水池中水送至常壓水塔，若在離心泵正常操作范圍內(nèi)，將出口閥開大，則流量變大,揚(yáng)程ZI變小，管路總阻力損失I赳 變小，軸功率 變大（變大、變小、不變、不確定）。.如圖示操作中的離心泵輸液管路，已知容器上方真空表讀數(shù)為，現(xiàn)在 增大，其他管路條件不變，則管路總阻力損失im變大（變大

31、、變小、不變、不確定）。.圖示管路用泵將江中水送上敞口容器。若在送水過程中江面水位上升，流量（變大、變?。，F(xiàn)欲維持原流量不變，則出口閥應(yīng)如何調(diào)節(jié)？莊變大，關(guān)小出口閥，試比較調(diào)節(jié)前后泵的揚(yáng)程變大（變大、變小、不變）。.如用入、合泵幾管題附圖圖所示管路， 兩臺泵分別抽 兩種液體至混 槽。已知兩臺 完全相同，且 何安裝位置、路直徑、長度、局部管件均相同。函 ZI。今用出口閥、調(diào)節(jié)至流量I ,（）當(dāng)混合槽內(nèi)液面上方壓強(qiáng)表讀數(shù)時(shí)，閥門開度閥門開度。（）當(dāng) 時(shí)，閥門開度w閥門開度（、 圄， 丨 口。 圄，創(chuàng) ZJ。._|_， 丨 。工 匸|，創(chuàng) _|.視管路狀態(tài)而定。判斷題.關(guān)閉離心泵的出口閥后，離心泵

32、的有效功率均為零。（）.逐漸開大出口閥的開度，則離心泵的流量增大，效率下降。（） .管路中兩臺相同泵并聯(lián)操作后，與單臺泵相比，工作點(diǎn)處流量是原來單臺泵的兩倍錯(cuò)誤？并說明.往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)不可以采用出口閥調(diào)節(jié)。.往復(fù)泵在使用前必須灌泵。（） 問答題.如圖所示的型離心泵裝置中，你認(rèn)為有哪些 原因。.離心泵發(fā)生氣縛與氣蝕現(xiàn)象的原因是什么？有何危害？應(yīng)如何消除?第五章思考題1、傳熱過程有哪三種基本形式？它們的傳熱機(jī)理有何不同?2、物體的導(dǎo)熱系數(shù)與哪些因素有關(guān)？非金屬保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)為什么與密度有關(guān)?3、在兩層平壁的熱傳導(dǎo)中，有一層的溫度差較大，另一層的較小。哪一層的熱阻大？4、輸送高溫物料的圓形管外

33、包覆兩層厚度相同、導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料。若改變兩種保溫材料的 內(nèi)外次序，其保溫效果是否會改變？若被保溫的是平壁，保溫效果是否會改變？5、 流體流動對對流傳熱系數(shù)的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在哪些方面？6層流底層的厚度主要和哪些因素有關(guān)？并找出相應(yīng)的強(qiáng)化傳熱方法？7、流動邊界層和傳熱邊界層有何聯(lián)系和區(qū)別？8、對流傳熱中各個(gè)準(zhǔn)數(shù)與哪些因素有關(guān)？9、自然對流中傳熱面的位置如何放置有利于增大傳熱速度？10、為什么滴狀冷凝的對流傳熱系數(shù)比膜狀冷凝的大？11、液體沸騰的必要條件有哪兩個(gè)？強(qiáng)化沸騰傳熱從哪兩方面著手？12、為什么液體的對流傳熱系數(shù)比氣體的大？13、為什么無相變化時(shí)的對流傳熱系數(shù)比有相變化時(shí)的?。?4、總

34、傳熱系數(shù)、對流傳熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義是什么？其單位是否相同？15、影響輻射傳熱的主要因素有哪些？為什么低溫時(shí)熱輻射往往可以忽略？16、蒸汽冷凝時(shí)為什么要定期排放不凝性氣體？17、換熱器中冷熱流體為什么大多采用逆流換熱？在什么情況下采用并流操作？18、換熱器的總傳熱系數(shù)大小與哪些因素有關(guān)？如何有效地提高總傳熱系數(shù)？19、在套管換熱器中用飽和水蒸氣加熱內(nèi)管中流動的空氣?？倐鳠嵯禂?shù)接近哪種流體的對流傳熱 系數(shù)？壁溫接近哪種流體的溫度？增大哪種流體的對流傳熱系數(shù)更有利于傳熱？20、以下幾個(gè)中，溫度差 有何區(qū)別？21、在列管換熱器的設(shè)計(jì)中為什么要限制校正系數(shù)大于?22、在列管換熱器中用熱空氣加熱水

35、，兩流體均湍流流動，逆流換熱，若空氣的流量增大或進(jìn)口溫度升高，水的出口溫度如何改變？計(jì)算題有直徑為 X的黃銅冷卻管，假如管內(nèi)生成厚度為的水垢，水垢的熱導(dǎo)率入（C）。試計(jì)算水垢的熱阻是黃銅管熱阻的多少倍黃銅的熱導(dǎo)率入（C ） o、空氣以的流速通過 X的鋼管，管長，空氣入口溫度為C,出口溫度為Co試計(jì)算：（）空氣與管壁間的對流傳熱系數(shù)。（）如空氣流速增加一倍，其他條件不變，對流傳熱系數(shù)又為多少。（） 若空氣從管壁得到的熱量為，鋼管內(nèi)壁的平均溫度為多少。、用冷卻水使流量的硝基苯從冷卻到，冷卻水由C升到C,試求冷卻水用量。若將冷卻水的流量 增加到，試求冷卻水的出口溫度。、用絕對壓力為的飽和水蒸氣將體積流量為的苯胺從C加熱到C。苯胺在平均溫度下的密度為，比熱容為(C )。試求：()水蒸氣用量()。()當(dāng)總傳熱系數(shù)為(C )時(shí)所需傳熱面積。、有一套管式換熱器，內(nèi)管為 X的鋼管，內(nèi)管中有質(zhì)量流量為的熱水，從C冷卻到C。環(huán)隙中 冷卻水從C升到C。按內(nèi)管外表面積計(jì)算的總傳熱系數(shù) (C )。試求：()冷卻水用量。()并流流動 時(shí)的平均溫度差及所需傳熱面積。 ()逆流流動時(shí)的平均溫度差及所需傳熱面積。、有殼程管程列管式換熱器，用的冷水使流量為的輕烴從冷卻到，設(shè)總傳熱系數(shù)為 ( )，試計(jì)算 所需傳熱面