青島科技大學化工原理歷年真題及內部資料資料

1、第一章 流體流動一 基本概念1、連續(xù)性方程2、液體和氣體混合物密度求取3、離心泵特性曲線的測定 二、核心公式 第一章、流體流動與流體輸送機械（ 1）流體靜力學基本方程（例 1 9 ）U 型管壓差計（2）柏努利方程的應用（例114 ）（3）范寧公式（4）離心泵的安裝高度（例2-5 ）問答題1（ 7 分）離心泵的特性曲線是如何測定的？其特性曲線主要由哪幾條曲線構成 ?答:離心泵的特性曲線是在一定轉速和常壓的清水為工質做實驗測得的.主要曲線有 :H-Q,N-Q, -Q三條曲線 ,在曲線中要注明泵型號、轉速 .2（ 8 分）試說明層流和湍流的主要區(qū)別。答:1. 質點的運動運動方式不同 ,層流只有軸向的

2、運動 ,沒有徑向的脈動 ,而湍流質點是雜亂無章的運動 , 兩個方向的運動都存在 . 2. 流體流動速度分 布不同 : 層流為拋物線形式 , 而湍流則是嚴格的拋物線 ,它的速度分布線前端基本是平直的 . 3. 運動的d受u力情況不同 :層流主要是內摩擦力 , 服從牛頓 粘性定律 , 而湍流由湍流應力和內摩擦力共同作用, 可以仿造牛頓粘性定律寫為 : （ e）3 離心泵啟動前，為什么要先灌滿水？與離心泵安裝高度有關的性能指標有那些？dy選擇輸送管路的管徑時，從技術經濟角度應考慮那些因素？如何選擇？ 離心泵的實驗中，泵啟動前與關閉時注意什么問題，為什么？流量調節(jié)采用什么方法，其優(yōu)缺點各是什么？ 搞清

3、楚離心泵的揚程與升揚高度、允許吸上高度和安裝高度各組概念的區(qū)別和聯系。（ 6 分）（ 1）揚程又稱壓頭，是泵對 1N液體所提供的有效能 J/N ；而升揚高度指泵上、下游兩液面的垂直高度，它只是揚程中位能差一項。（ 2）允許吸上高度 Hg是指上游貯槽液面與泵吸入口之間允許達到的最大垂直距離。 為保證泵的正?？煽窟\行，泵的實際安裝高度要比Hg再降低（ 0.5 1.0 ）什么是汽蝕余量？4567m。答：為了防止離心泵汽蝕現象的發(fā)生，在離心泵的入口處液體的靜壓頭與動壓頭之和（p12u11 ）必須大于操作溫度下液體的飽和蒸汽壓頭 2gpv ）某一最小值，此最小值即為離心泵的允許汽蝕余量，即 gNSPHp

4、12u122gpvNSPH 為離心泵的允許汽蝕余量） ab 段：hf abhfcd流體過 ab和 cd 兩段的能量損失相同(3 分 )gzapa 12ua2gzb pb12 ubhfab8何謂氣縛現象？如何防止？答：離心泵只能空轉而不能輸送液體的現象。離心泵啟動前應灌滿液體。12. 什么是“氣縛”現象？什么是“氣蝕”現象？13. 什么是離心泵的工作點？如何調節(jié)離心泵的工作點？ 四計算題1、本題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，液體在流動過程中溫度可視為不變。問：（1）液體通過 ab 和 cd 兩管段的能量損失是否相等

5、？ （2）此兩管段的壓強差是否相等？并寫出它們的表達式；（ 3）兩 U管壓差計的指示液相同，壓差計的讀數是否相等？（10 分）解：（）由 h fL u2，管路相同，則 d,u 相同， L 相同，d2f(Re, /d) ， 相同，ubCd 段；（pa pb ）hfab g z）gzc pc 21uc2 gzd pd2ud hfcd（pc pd ）hfcd）由（） （），壓強差不相等） ab間壓差： pa pb0gR 1gR1gh）與（） hfab gh0gR1gR1ghz h hfab gR1 （ 0 ） （）Cd 間壓差： pc pd0gR 2gR2 （）（）與（）0gR2gR2hf cd所以

6、，hfcd gR2 （ 0 ） （）由（）（）， R1 R 2壓差計讀數相同2、（20 分） 在管路系統(tǒng)中裝有離心泵， 如圖。管路的管徑均為 80mm，吸入管直管長度為 6m，壓出管直管長度為 13m，兩段管路的摩擦系數均為 0.03 ， 壓出管裝有閥門，其阻力系數為 =6.4 ，管路兩端水面高度差為10m,泵進口高于水面 2m，管內流量為 0.012m3/s 。試求：（ 1）泵的揚程？（ 2）泵進口處斷面上的壓強為多少？（標準彎頭的局部阻力系數 =0.75 ，入口的局部阻力系數 =0.5 ，大氣壓強為 760mm,高位槽液面維持不變）1）選截面 1-1 、 2-2 如圖，以 1-1 面為基準

7、z1=0 z2 =10mu1=0u 2=0p1=0（ 表壓 ）p2=0（ 表壓 ）列柏努利方程z12 u1p12gHe gz22u12gH e=10+H fHfu2Vsl 入 l出2g0.0123.14 0.06242 9.81d240.03 6 130.062g0.5 1 0.75 3 6.418mHe=10+18=28m(2) 取 3-3 截面 z3=2m, u 3=u=Vss 4.25m / s d24入 u32d 入 2在 1-1 ,3-3 間列柏努利方程2p3 u3 0= 3 gz3 3 32p3 gz3 23入1000 9.81 24.25264.2520.030.75 0.50.

8、062=-62970Pa( 表壓 )絕對壓強P3=P3+P 0=-62970+1.0133x10 5=38360Pa解：（ 1） u吸4Qd124 12 10 30.0822.39m/ su壓d12d22u吸20.082 2.390.064.24m/ s3 在圖示管路中裝有離心泵，吸入管直徑d1=80mm，長 L1=6m, 阻力系數 1=0.02，壓出管直徑 d2=60mm，長 L2=13m ，阻力系數2 =0.03 。在管路A、B、E、F、G 處的局部阻力系數分別為A =0.5, B=0.75, E=6.4, F=0.75, G=1，管路兩端水面高度差H=10m ，泵進口高于水面 2m ，管

9、內流量為 12 10-3m 3/s，試求： i. ii.每千克流體需從離心泵獲得多少機械能？ 泵進、出口斷面的壓強 PC和 PD各為多少？在 1 1和 2 2 之間we22p2 p1 u2 u12g(z2 z1)hf ,1 222p2 p1 0 ， u22 u12 02g(z2 z1) gH9.81 10 98.1J /kg2u吸吸 ( 22l2d2l1hf,1 2 ( 1 1 AB)d162.392(0.02 0.5 0.75)0.08 2 139.5J /kg2 壓 E F G) 壓2(0.03 13 6.4 0.75 1) 4.240.06 2所以we 98.1 139.5 237.6J

10、 /kg10 分）2）在 1 1 和 C C 之間pcpaa gzc2u吸h f,1 c51.013 1059.81 210002.392262.392(0.02 0.5 0.75)0.08 271J /kgpc47.1 10 4Pa在斷面D D和2 2之間pDg(z2zD )hf ,D 22u壓1.013 1059.8 8 (0.031000136.4 0.75 10.061) 4.242302.5J/kg5pD 3.02 10 Pa10 分）4 如本題附圖所示。每小時有 mm，粗管內徑 d2=240mm， 圖中 22面比 11面高 H2=300 mm，11面與 22面間有軟管與水銀壓 差計

11、相連，其上指示劑讀數12 104Kg 水在傾斜放置的變徑管內從下向上作定態(tài)流動。已知細管內徑R=20 mm，求 2 2 面與 1 1面間的摩擦阻力。注：水密度： 1000 Kg/ m 3，指示劑密度： 13600 Kg/ m 3， g=9.81m/s 2在 1-2 截面間列柏努利方程：gz1 p12221gz22 22hf,1 2 Wsu11A14Ws2 4.25m/ s ，u2 u1(d1)2 0.737m / s ，1d2d1=100Z1 Z20.3m對 u 型管壓差計，mn 面為等壓面， pmpn ，即p1gH1 p2g(H2 H1 R) 汞 gRp1 p2gH2 ( 汞 )gR 100

12、0 9.81 0.3 (13600 1000) 9.81 0.02 5415pa22u1 u2由式得hf,1 2 g(z1 z2) u1 2u2p1 p2代入數值得22hf,120.3 9.81 4.252 0.7372 51400105 11.2J/kg5 用泵將貯液池中常溫下的水送到吸收塔頂，貯液池水面維持恒定，各部分相對位置如圖所示。輸水管直徑為763mm，排水管出口噴頭連接處的壓強為 6.15104Pa（表壓），送水量為 34.5m3/h，水流經全部管道（不包括噴頭）的能量損失為160J/Kg ，泵效率為 75% ，求泵的有效功率軸功率 . 注：水密度： 1000 Kg/ m 3， g

13、=9.81m/s 21取水槽液面為 1-1 截面，噴頭連接處為 2-2 截面，水槽液面為基準面在 1-2 截面間列柏努利方程：p1gz1122u12 we gz2 p2 u22 hf ,1 2 u1 0,z1 0, z2 24 2 26m4p1 0Pa ( 表 壓 ) ， p2 6.15 10 Pa ( 表 壓 ) ，hf,1 2 160J /kgu22d434.53600 4 0.072 2.49m / s由 式，得we g(z2z1)22 p2 p1 u22 u122hf ,1 24 we 9.81 26 6.115000102.49 160 479.7 J /kgNe We Ws We

14、Vs 479.7 1000 34.5 4.6KW36002NeNNNe4.6 6.13kw0.756（ 10 分）用 3B33 型水泵從一敞口水槽中將水送到它處，槽內液面維持恒定。輸水量為求該泵在輸送 65 水時的安裝位置。已知 3B33 型水泵的允許吸上真空度為3m，泵工作地點的104 Pa，密度為 980.5 Kg/ m 3，允許吸上真空度校正公式為：Hs=Hs +（Ha-10）-（Pv/ （ 9.81 解：50.4m3/h，吸入管路阻力為 1.2m，吸入管內徑為 80mm ， Ha 約為 10m ，65水的飽和蒸汽壓 Pv=2.554 103） -0.24） 1000/ pv1000H

15、s H S (H a 10) ( v 3 0.24)s S a 9.81 1032.554 10410003 10 10 ( 3 0.24) 0.65m9.81 103980.5(3 分 )Vsd2450.42.79m/ s36000.08242 分）u22.792Hg Hs Hf,0 1 0.65 1.2 0.95mg s 2g f ,0 1 2 9.81所以泵的安裝位置應比水槽液面至少低0.95m。（2 分）7如本題附圖所示。每小時有12104Kg 水在傾斜放置的變徑管內從下向上作定態(tài)流動。已知細管內徑2面比 1 1面高 H2=300 mm，11面與 2 2面間有軟管與水銀壓差計相連，其上

16、指示劑讀數為 11.2J/Kg ，求 R。注：水密度： 1000 Kg/ m 3，指示劑密度： 13600 Kg/ m 3， g=9.81m/s 20.95m。3 分）d1=100 mm，粗管內徑 d2=240mm， 圖中 2R，2 2面與 1 1面間的摩擦阻力為1在 1-2 截面間列柏努利方程：22gz1 p1 u21gz2 p2 u22hf,1 2 Ws4Ws，d1 2u12 4.25 m / s ， u2 u1( ) 0.737m / sA1d1d2代入式得p1 p2 g(z2 z1) u2 u1hf,1 2 9.81 0.3 0.737 4.246 11.2 5.4J /kg2 1 2

17、f ,1 22對 u 型管壓差計， mn 面為等壓面， pmpn ，即p1gH1 p2g(H2 H1 R) 汞 gRR ( p1 p2 gH2)(5.4 9.81 0.3) 1000 0.02m2 ( 汞 )g (13600 1000) 9.81即 R=20mm8用離心泵將密度為 1200kg/m 3的液體由敞口貯槽 A送至高位槽 B。已知離心泵吸入管路上各種阻力之和hf,a =10 J/kg 、輸出管路上各種阻力之和hf,b =30 J/kg 。兩槽液面維持恒定，其間垂直距離為20m,每小時液體的輸送量為30m3。若離心泵效率為 0.65 ，試求：（ 3 ） 泵的揚程為多少？（ 4 ） 求泵

18、的軸功率為多少？1. （1）選截面 1-1 、 2-2 如圖，以1-1 面為基準面z1=0u1=0z2 =20mu 2=0p1=0( 表壓 )p2=0( 表壓 )列柏努利方程2pg1He z22u122gp2gHeZ Hf ZHf aHfb 20 10 30 24.1 mH2 O9.81NNeNWe WsH e g Ws 24.1 9.81 12000.65 3600303634W 3.634kW五、計算題（ 20 分）如本題附圖所示的輸水系統(tǒng)，管路直徑為 80 2mm ，當流量為 36m3 /h 時，吸入管路的能量損失為 6 J/Kg ，排出管的壓頭損失為 0.8m ，壓強表讀數為 245

19、KPa， 吸入管軸線到 U 型管汞面的垂直距離為 h=0.5m ，吸入和排出管路的管徑相同， 壓強表距吸入管路距離可忽略能量損失，當地大氣壓強為 98.1KPa ，水的密度 取 1000kg/m 3 。試計算：1、泵的升揚高度 Z 與揚程；2、泵的軸功率（ =70% ）3、泵吸入口壓差計讀數 R五.解:20分）1 以 0-0,1-1 列柏努利方程式gz0p0 12u02 We gz1 p112u1hf0 12 1 f0 1式中 :Z0=0 , Z1=Z,P0=P1, U0=U 1We=gz+6+0.8= 6.8+ gz(1)4 分）以 0-0,2-2 列柏努利方程式gz p0gz01u02 W

20、e gz2p212u222hf0 2式中 :Z0=0 ,U0=0p0We3p0 245 103 5g 01u222We 5g 245 122u22(2)4 分）3 80 2mm ,V 36m /h36m3/s u 2.2m/s3600代入 (2)式: We 5g 245 122.22 6 302.47J / Kg代入 (1) 式: 302.476.8 ZgZ=30.14 m2. NHe We g302.47 30.83m9.814 分）Ne HQ gWe36Q g 302.47 1000 g360070%4.3KW3. 以 0-0,3-3 列柏努利方程式gz02up 1 2We gz3 p3

21、12u32hf0 3式中 : Z0=0 ,P3gh 0 gRP0p0 4.5gp0gh 0gR122.22 6 0 4.5ggh 0 gR1 2.22 624 分）由 h=0.5 mR=0.35 m4分）9某水泵在 2900 轉 /分轉速下，測得流量為10m3/h。軸功率為 1.05 KW ，泵的入口真空表讀數為21.3 KPa ，出口壓強表讀數為 170 KPa，真空表與壓強表垂直距離為 0.3m 。試求該泵的有效功率及效率。吸入和排出管路的管徑相同，水的密度取1000kg/m 3 。He Z1p1 p2g330.3 170 1033 21.3 103 19.8m3103 9.815分）Ne

22、He Q1021019.8 10003600 0.54KW1023 分）Ne 0.540.5131.0510一套管換熱器， 內管與外管均為光滑管， 時=992kg/m3, =65.6 10-5 Pas, 1. 環(huán)隙當量直徑 de、水流過套管環(huán)隙的 2. 水通過套管環(huán)隙每米管長的壓降。解： 1套管外管內徑為22(d1 d2 ) 4(d1 d2)2 分）直徑分別為 302.5mm與 563mm。平均溫度為 40的水以 10m3/h 的流量流過套管環(huán)隙， =0.3164/ Re0.25 計算：d1，內管外徑為 d2水在 40 Re 及 。d1 d2 0.05 0.03 5 10 3m(2 分 )1

23、分）2 分）de 4 H 0.02m水流過環(huán)隙流通面積：A(d12 d22)(0.052 0.032 ) 1.26 10 3 m24410u 3 2.2m/s3600 1.26 10 3Reude992 2.2 0.0265.6 10 56.65 104（ 1 分）2分）0.31640.25Re0.250.3164(6.65 104) 0.250.022 分）u2d2pfu2de20.02 992 2.220.02 22400 pa5分）80*10 3Pa，現擬用 65Y-60B 型油泵將油品以 15m3/h 的流量送往表11 常壓貯槽內盛有石油產品，密度為760Kg/m3，在貯存條件下的飽和

24、蒸氣壓強為壓為 177*10 3Pa的設備內。貯槽液面維持恒定，設備的油品入口比貯槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部壓頭損失分別為1m和 4m。試問泵是一液面維持恒定的敞口高位水槽A，其中的水流經喉徑為14mm的文丘里管，B 槽中盛有堿液（密度為 1400Kg/m3），高度如圖所示。輸水管規(guī)格為57 3mm，自 A 至文丘里管 M處管路總長（包括所有局部阻力）為 20m，摩擦系數為 0.025 ，試確定：31 當水流量為 8m3/h 時，由 A 至 M處阻力損失。2 文丘里管喉管 M處真空度為多少 mmHg?3 堿槽中堿液被吸上的高度 h?三、（ 20 分）B1.管內流速：836000.7

25、85d0.785 0.05121.09m / s1 分）則 hf ,AMlle u 2d20.025200.0511.09225.82J / Kg4 分）揚程 38 m否合用。 65Y-60B 型油泵性能如下：流量 : 19.8 m 3/h效率 55% 軸功率 3.75 KW允許氣蝕余量 2.6 m解：在貯槽液面 1-1 和輸送管出口外側截面 2-2 間列柏努利方程式，并以截面 1-1 為基準平面。 22Z1p1u1He Z2p2 u2 H f （2 分）1 g 2g 2 g 2g f式中： Z1=0Z2=5m u1=u2=0 p1=0（表壓） p2 =177*10 3Pa （表壓）Hf=1+

26、4=5m760kg /m3（1 分）將已知數據代入上式中：177 * 103He 5 5 33.7m（ 3 分）760 * 9.81He H 38m（1 分）3而 Qe 15m /h Q=19.8m 3/h( 2 分)1分）故： 65Y-60B 型油泵合用2以 A 槽液面為 1-1 截面， M 截面為 2-2 截面， M 所在水平面為基準面，列 BE. （ 2 分）2 p1u12gz11 1 2gz2 22p2 u22hhf ,1 223分）u2VS20.785dm2836000.785 0.014214.4m/s1 分）代入上式，得u214.42p1 p2 ( gz12hf ,1 2 ) 1

27、000 ( 9.81 85.82) (4分)231020Pa 232.7mmHg3由靜力學基本方程得：pmgh pah pa pmg31020 2.26m1400 9.815分）12用 IS65-50-160 型離心泵由敞口容器輸送液體，流量為1.013 105Pa，若此泵安裝在距離液面以上3m 的位置，此泵在輸送 20 C21m3/h，允許汽蝕余量為 2.5m。離心泵吸入管的總阻力損失為0.847m，當地大氣壓為的水（ pv=2.33 103Pa， =1000kg/m 3）時，此安裝高度是否合適？解：吸入管阻力損失為H f ,0 1 0.847m允許安裝高度為2.33 10 0.847 2.

28、5 6.74m1000 9.81Hgp0pvHf,0 1 NPSH 1.013 105g g gf ,0 1 1000 9.815分）6.74m 3m5 分）所以， 3m 的安裝高度合適。13在離心泵的性能參數的測定實驗中，泵的吸入管內徑為100mm，20條件下，以清水為介質測得數據：流量空度為 60kPa 時發(fā)生氣蝕現象，試求氣蝕余量（NPSH） C和允許吸上真空度 HS。當地大氣壓為 98.1kPa，15L/s ，測得在此流量下泵入口真20水的飽和蒸汽壓為2.238kPa。解：（ 1）氣蝕余量 （NPSH） C：流速14Qd124*15*10 33.14 * 0.121.91m / s2分

29、）由公式： (NPSH) Cp1 pv2u122g2 分）p1 p ap真空度 98.1 60 38 .1kPa2分）32( NPSH ) C2分）(38.1 2.238)*103 1.9123.84m1000* 9.81 2*9.81iii. 允許吸上真空度 H S/pa p1Hs60*1036.12m1000* 9.81(2 分)一、（20 分，08 考研）用離心泵將20水從水池送至敞口高位槽中，流程如附圖所示。兩槽液面高度差為 12 m，輸送管為573.5 mm 部阻力的當量長度） 。管路摩擦系數取為的鋼管，吸入管路總長為20 m，壓出管路總長為 155 m （均包括所有局0.02，水密

30、度為 1000 kg/m 3。操作條件下此離心泵的特性方程為 H=607.91106Q2（單位： Hm，Qm3 /s），泵的軸功率為0.49kW 。試求：（ 1）管路中水的流量， m3/h；（2）泵效率；（3）泵入口處真空表的讀數，kPa。20 分 05 考研 ） 如圖所示，用泵將水從貯槽送至敞口高位槽，兩槽液面均恒定不變，輸送管路尺寸為安裝有真空表和壓力表，真空表安裝位置離貯槽的水面高度H1 為 4.8m，壓力表安裝位置離貯槽的水面高度為時，進水管道全部阻力損失為 1.96J/kg 水的密度 為 1000kg/m 3，試求： 兩槽液面的高度 H為多少？70%，1）2）泵所需要的實際功率為多少

31、3），出水管道全部阻力損失為 4.9J/kg （均包括局部阻力） ，壓力表讀數為kW？2？真空表的讀數為多少 kgf/cm一、（20 分， 06考研）水槽中水經管道可以從C、 D兩支管同時放出，水槽液面維持恒定，83 3.5mm，泵的進出口管道分別H2 為 5m。當輸水量為 36m3/h2.452 105Pa，泵的效率為AB 間所有的局部阻力） ，管內徑為 41mm 。BC 段長 6m，當閥門全開時該段局部阻力總和的當量長度為9m（包括出口阻力損失） ；BD 段長 9m，當閥門全開時該段局部阻力總和的當量長度為15m（包括出口阻力損失） ， BC和 BD 段管道內徑均為 25mm 。如圖所示。

32、試求： （1）當 D 管閥門關閉而 C 管閥門全開時的流量； （ 2）當 C、AB 段管長為 6m（忽略H20的水（密度為 1000kg/m 3，黏度為1.0100m 。R。4分）D 兩管閥門都全開時各自的流量和總流量。設管內摩擦系數均可取 0.03 不變。其余數據見圖。二、（10 分， 06考研）在一管路系統(tǒng)中，用一臺離心泵將密度為1000kg/m 3 的清水從敞口地面水池輸送到高位密封儲槽（其表壓為 9.81 104 Pa），兩端液面的位差 z=10m ，管路總長 L=50m （包括所有局部阻力的當量長度） 管內徑均為 40mm，摩擦因數 =0.02 。試求： （1）該管路的特性曲線方程。

33、（2） 若離心泵的特性曲線方程為2H 40 222Q （式中， H 為壓頭，單位為 m；Q 為流量，單位為 m3/min ），求該管路的輸送量（單位為m3/min ）。一、（ 10 分， 07 考研）如附圖所示，利用虹吸管將池中的某一液體引出。兩敞口容器水面的垂直距離為 3m，管段 AB 長 4m ，管段 BC 長 12m（兩段長度皆包括局部阻力的當量長度），管路直徑為 30mm，測得此時的直管阻力系數為 0.024，操作狀況下該液體的飽和蒸汽壓為 47.38 kPa，密度為 971.8 kg/m 3，黏度為 35.65 104 Pa?s。試求：（ 1）管路中液體的流量； （ 2）若要保證管路

34、中不發(fā)生汽化現象，則管路頂點的最大安裝高度為多少？（ 3）由于某種原因高度差 H 發(fā)生了變化，導致液體以 1m/s 的流速在管內層流流動。如果流體物性保持不變，確定 H 值的大小。二、（20 分， 07考研）如附圖所示，用泵將20河水打入洗滌塔中經噴嘴噴出，噴淋下來后流入廢水池。已知管道尺寸為 114 4mm，流量為 85m 3/h，泵的吸入和壓出管路總長分別為5m 和 35m（包括管路中所有局部阻力的當量長度 ），管內摩擦因子 =0.023 ，水從塔中流入廢水池的摩擦損失為8 J/kg，水的密度為 1000 kg/m 3。試求：（1）洗滌塔內的壓強； （2）泵的有效功率； （ 3）若需將進入

35、塔的河水流量增加20%，泵對單位質量流體所作的有效功及其它條件均不變，則洗滌塔頂噴嘴的高度應如何調整？一、（ 20分， 09 考研）如附圖所示，用離心泵將蓄水池中57 3.5mm 的光滑鋼管，直管長度與所有局部阻 A 點處裝有一 U 形管壓差計，管中指示液為汞（密度 A 點的管長（包括所有局部阻力當量長度）為10-3Pa.s）送到敞口高位槽中。管路為力當量長度之和為 250m 。在管路的為 13600kg/m 3 ），并且從蓄水池面到 過渡流和湍流時的摩擦系數可近似用0.3164/Re 0.25 計算。管路中水的流量為 7.42m3/h。試求：（ 1）每公斤水通過泵所獲得的凈功； （ 2）A

36、點的壓強；（3）U 形管壓差計的讀數一、（ 20 分）解：（ 1）（ 8分）以低位槽水面為 11截面，高位槽水面為 2-2截面，列柏努利方程：22Weg z2 z1p2p1u2u1hf1 2截面1 1 處： u1=0，截面 2 2處： u2=0 ，為計算Re=du其中，需首先計算/p1 =0 （表壓）， z1=0p2=0（表壓）， z2=5mRe：d=57-3.5 2=50mm=0.05mVs7.42/3600usd241.05m/ s3.14 20.0524所以Re=0.05 1.05 1000/10 -3=525004000 ，0.25 0.250.3164/Re 0.25=0.3164/

37、52500 0.25 =0.021 （2分）llef1 2d0.021250 1.05 20.05 257.88 J/kg所以We 9.81 5 57.88 106.93 J/kg （2分）2）（ 6分）（ 2）在 A 點和高位槽液面間列柏努利方程：2 pA u A gzAA2gz22p2u2hfA 22 fA 22分）因為 z2-zA=1.0m，uA=1.05m/s ，u20，p2=0（表壓），2所以pA2u2AhfA 2250 1001.052 J/kg （2分）0.021 34.73J/kg （2分）2 0.05 2000 9.81 1.0 1.05 34.73 43988.75 Pa（

38、表壓）（ 2分）23）（ 6分）根據靜力學基本方程：pA g h RpoHg gR （4分）因為pA=4.40 104 Pa， 1000kg/m 3，h=1.5m，Hg=13600kg/m3，po=0（表壓），所以pAgh 4.40 104 1000 9.81 1.5 （2 分）R A 0.475m （ 2 分）Hg g 13600 1000 9.81二、（ 20 分）解：（ 1）（8分）從已知條件看，不能從冷熱流體的熱量衡算中求出t2，可考慮聯合熱量衡算方程和傳熱速率方程來求取聯立冷流體的熱量衡算方程和傳熱速率方程：Q Wccpc t2 t1KS tm （ 2分）tmT t1 T t2所以W

39、ccpc t2 t1整理上式得：lnT t1T t2KSlnT t1T t2lnT t1T t2lnKST t2 Wccpc其中：111 do i diKST t1Wc cpceT t21W/(m 2. )745.761 1 2541.1 104 1000 20S=doLn=3.14 0.025332=7.536m 2W CCpc =12500/3600 4.18 103=14513.9W/ KS/(W c Cpc )=745.8 7.536/14513.9=0.387( 2 分)非均相分離2分）（1）重力沉降 滯流區(qū)的沉降公式、降塵室的沉降條件、在降塵室中設置水平隔板（例（2）離心沉降 旋風

40、分離器的壓強降、旋風分離器的臨界粒徑、沉降流型校核（離心沉降速度、層流） 旋風分離器的操作原理33）、流型校核、降塵室的生產能力、多個旋風分離器的并聯（例 3 5）三、簡答題（ 10 分）含塵氣體通過降塵室后，固體顆粒濃度降低。若其它條件不變，且顆粒沉降處在層流區(qū)，試分析氣體的溫度升高時出口氣 體的含塵量如何變化？顆粒在層流區(qū)的沉降速度計算式為 utd 2( s )g18而氣體的黏度隨溫度的升高而增大，所以ut 會減小5 分）含塵氣體通過沉降室，顆粒得到分離的必需條件為Hut對于臨界最小沉降速度，由于氣體黏度的增大，最小捕集顆粒直徑增大，使得出口氣體的含塵量增大（ 臨界粒徑分析顆粒的自由沉降過

41、程10 分）一種測定粘度的儀器由一鋼球及玻璃筒組成。測試時筒內充被測液體，記錄鋼球下落一定距離的時間，球的直徑為 6mm，下落距離為 20cm，測試一種糖漿時記下的時間間隔為 7.32 秒，此糖漿的密度為 1300 kg/m3，鋼球的密度為 7900 kg/m3， 求此糖漿的粘度。七、計算題（ 10分）擬采用降塵室除去常壓爐氣中的球形塵粒。降塵室的寬和長分別為2m和6m,氣體處理量為 1標 m3/s，爐氣溫度為 427，相應的密度 =0.5kg/m3，粘度=3.410-5Pa.s，固體密度 S=400kg/m3操作條件下，規(guī)定氣體速度不大于 0.5m/s， 試求：1降塵室的總高度 H ， m

42、；2 理論上能完全分離下來的最小顆粒尺寸。七、（ 10分） 解： 1）降塵室的總高度 HVS V0 273 t 1 273 427 2.564m3 / s5 分）23、3、273273(1)H VS bu2.564 2.564m2 0.5(1)2）理論上能完全出去的最小顆粒尺寸 用試差法由 ut 求 dmin。Vs 2.5640.214m/sbl 2 6ut2）dmin18 ut18 3.4 10 5 0.214sg5.78 10 5 m4000 0.5 9.8072）假設沉降在斯托克斯區(qū)ut d2 s g18240 106 2 4000 0.5 9.807 0.103m/s18 3.4 10

43、 5(1)Retdut5.78 10 5 0.214 0.5 0.182 13.14 10 5（2）核算沉降流型 ,原假設正確，最小粒徑為 5.78*10-5m。1）二、（10分）某廠爐氣中含有最小直徑為 10m 的塵粒，塵粒的密度為 4000kg/m3，爐氣溫度為 700K。在此溫度下，氣體黏度為3.4 10-5Pa.s，密度為 0.5kg/m3。現要求爐氣處理量為 8000kg/h。采用多層降塵室除塵粒，若降塵室中的隔板已選定長度為5m，寬為 3m，且降塵室總高不超過 4.8m。試計算降塵室中隔板間的距離。二、（10分， 05 考研）一種測定粘度的儀器由一鋼球及玻璃筒組成。測試時筒內充被測

44、液體，記錄鋼球下落一定距離的時間，球的直徑為 6mm，下落距離為 200mm，測試一種糖漿時記下的時間間隔為 7.32 秒，此糖漿的密度為 1300 kg/m 3，鋼球的密度為 7900 kg/m 3，求此糖漿的粘度是多少厘泊。傳熱概念：1、傳熱的三種基本方式2、如何測定及如何提高對流傳熱的總傳熱系數 4、如何強化傳熱 計算公式（1）（2）（3）（4）實驗題（ 10 ） 利用過熱蒸汽進行傳熱實驗的過程中，若運行一段時間后，傳熱膜系數下降，可能的原因是什么？如何解決？ 蒸汽冷凝傳熱時，為什么要排放不凝性氣體？內管壁溫接近于哪一側流體的溫度？ 為了提高換熱器的總傳熱系數K ，應提高空氣側，還是水側

45、的和 S？為什么？熱量衡算（有相變、無相變） K 的計算、平均溫度差、總傳熱速率方程、傳熱面積的計算（判別是否合用） 流體在圓形管內作強制湍流流動時 計算式（公式、條件） ，粘度 對 的影響。實驗測 K （ 例 4 9） 換熱器操作型問題（求流體出口溫度，例410）12.3. 換熱器中冷熱流體的流動方向有幾種，當選擇流向時應如何考慮？ 4闡述液體沸騰曲線的基本形狀，一般沸騰應處于什么狀態(tài)才能達到較好的換熱效果？1 、（4 分）換熱器中冷熱流體的流動方向有：逆流，并流，折流和錯流。（ 1 分）當采用逆流時，在傳熱量和總換熱系數一定的情況下，換熱器的傳熱面積較小，另外，采用逆流還可以節(jié)省加熱介質或

46、冷卻介質的用量。通 換熱器盡可能采用逆流操作。（1 分）當某些特殊工藝要求時，對流體的溫度有所限制，如冷流體被加熱時不能超過某一溫度，或熱流體被冷卻時不能低于某一溫度時，可采用并 （ 1 分）采用折流或錯流時，主要是為了滿足換熱器的結構要求，或提高總傳熱系數。、（ 6 分）液體沸騰曲線主要包括自然對流、泡狀沸騰和膜狀沸騰。 一般沸騰應處于泡狀沸騰狀態(tài)才能達到較好的效果，此時傳熱系數和熱通量都較大?；殷w的定義及特點 設計一套實驗裝置要求既可以測量總傳熱系數， 計算題 （ 60 分）（ 20 分）在一列管式換熱器內用水冷卻苯。苯走管程，流量為1.5kg/s ，由 80oC 被冷卻至 30oC。冷卻

47、水在殼程內呈湍流流動，且與苯逆流流動，其進口溫度為 20oC，出口溫度為 50oC。已估算出苯側和水側的對流傳熱系數分別為900W/（m2K）、1700W/（m2K）；苯的平均比熱為 1.9kJ/（kg.K） 。若列管為 252.5mm的鋼管，長 3 米，其導熱系數為 45W/（m2K） ，并忽略污垢熱阻及換熱器的熱損失，試求： （1）所需換熱器的列管數為多少？（2）若其它條件不變，冷卻水的流量變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑩Q熱器的列管數又為多少？常，流。56、又可同時測量對流傳熱系數，2. 解： Q KS tm Kn d0 L tm（1分）3分）（ 3 分）標注儀表、 儀器名稱。 并簡要說明試驗步驟， 需

48、要測量那些參數。 ？其中， Q WhCph（T1 T2） =1.5 1.9 103 （ 80-30） =142.5（ kW ）（3 分）（2分）1 d0 b d0 didm2.5 10 3 25900 20 45 22.52511700=490.5W/（m 2K） （3 分）tmln t1t230 10 C=18.2（ C ）30ln10（3 分）故n142.5 103Kd0 L tm367.7 （根）3.14 490.5 25 10 3 3 18.2（2 分） 0.82 ）若其它條件不變，冷卻水的流量變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則 0 2 1700 2959.87 W/（m2K）(2分)同理可得，=559.1 W/(m 2.K)b d0 10dm 0(3 分)nKd0L tm59.4 （根）(2 分)2、（ 20 分）由 200 冷卻至 100，水走管內，油走管間。已知水和機油的質量流量分別為 和 2.0kJ/（kg K） ，水側和油側的對流表面?zhèn)鳠嵯禂捣謩e為 及污垢熱阻：（1）（2）四。計算題： .解： （ 1 ） QWhCph TWCCpc t K0A 0 tm用一傳熱面積為 3m2（以外表面積為準） ，由 25 2.5mm 管子組成的單程