流体流动输送习题

1、0.075+ 0.32龙gxO.075= 4185540：第一章习题详解工训练某食品厂一生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞11高位槽。 已知高位槽液面比贮水池液面高出10m,管内径为75mm,管路总长（包括局部阻力的当量长 度在内）为400m。液体流动处于阻力平方区，摩擦系数为。流体流经换热器的局部阻力系数 为。离心泵在转速/7=2900r/min时的H-Q特性曲线数据如卜:Q/（m/s）0Hm26232112现因生产需要，要求流屋增加为0. 0055m7s,其他条件不变，试通过计算，提出几种不 同的解决方案，并对其进行比较。（工厂有同型号备用泵）解：取贮水池液面为1-1

2、截面，高位槽液面为2-2截面，在两截面间列柏努利方程。以1-1 截面所在水平面为基准面J + 尤 /2g + Pi /pg + = Z2 + 応 /2g + p2/pg + 功f其中：Zi=0 m,爲=10 m,乩心处QO, R=A=O（表压），则，管路特性方程为亿=10 +功f = 10 + 418554/根据离心泵特性曲线数据及管路特性曲线方程绘制，两曲线交点即为离心泵的工作点。则其流量为：0. 0047m3/s；扬程为：19. Im现需流量增加到0. 055 m3/s3836343230282638363432302826242220181SM242220181SM12103612103

3、6 4204200.0020.0020.0030.003 0.0040.004 0.0050.0050.0060.0060.0070.007 OOMOOM 00090009Q方案I:改变泵的转速H n)0.0055 _ nf0.0047 - 2900“ = 3393 r/min此时扬程为：26. 2 mo方案2：根据生产任务要求，购置新泵。方案3：两台泵串联则其流量为：0. 0065m3/s：扬程为：27. 5m。 方案4：两台泵并联0.0000.0000.0020.002 O.OMO.OM 0.0060.0060.0080.0080XJ100XJ100XJ120XJ12 0.0140.014

4、 0.0160.016 0.0180.018Q则其流量为：0. 0056m3/s：扬程为：23. 5m。改变泵的转速：需要变速装置或能变速的原动机：改变转速时，要保证其转速不能超过泵的 额定转速。换泵：直接简便，但需设备投入。串并联：利用工厂的闲置备用泵，不增加投资；串并联均能使流量和扬程増加，但由于本案 管路系统阻力较高，相比之卜，采用串联操作流量超出生产要求太多，还需关小阀门以调节 流量，多消耗能量，不经济。所以，最终采用方案4,两泵并联以满足新的生产任务。习题详解1-4用一复式形管压差计测定水流管道J、硒截面间的压差，压差计的指示液为汞，两段汞 柱之间充满水，测压前两U形压差计的水银液面

5、为同一高度。今若测得九=1.2 m, /t=1.3m, &=0.9m,尺=0.95 m,问管道中月、硒点间的压差氏为多少？(先推导关系式，再进行 数字运算)。解：PA = A- QH,。劝i =(必 + 仏 g&) - PH;OIPB = PI- PH:OS (代-Rj - P辭 &=+ Pugg (尽+人-”j- Pugg (免 _R：)-PtiggR?则P AB P A P B =卩11畐&- PnzO PnzO (K + 2 - M ) + XH:O? (2 2 ) + pHg?2=Aigg (R + Rj_ Pugg (/“ + K + 人-代-h2 + Rj=Pugg (& + Rj

6、 - P“g (& + RJ=g (& + RJ(P - P“)彳3数据得：A/% =9.81x(0.9+0.95)x(13600 1000) = 2.29x10 Pa1-5密度为920 kg/m的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为60 mmX mm,两支管尺寸分 另lj为Q)38 mmX mm与25 mmX mm。已椰子油在总管中的流速为m/s,且两支管中的流量比 为。试分别求椰子油在两支管中的体枳流量、质量流量、流速及质量流速。兀pw2兀12兀12L)U = 62000时，水由层流开始向湍流过渡“1.005xW3即流量达到匕=-d2u = -X0.22X0.01 = 3.14XW4 m/s

7、时，水由层流开始向湍流过 44渡。（2） Re = = Q 2XU , x0.0492 xu = x0.0162 x4.88=w = 0.52 m/sf。44duo 0.049x0.52x940口“ 叶讥才处则Re =-= - -= 598.78,显然与假设不符。“40 x10-重设 G=9 则 5= m/s, u= m/s,屁=为层流，/l=64/7?e=由 叫:孔板=0.8A/9 = 0.8x 7?(p0 - p)g = 24839 J/kg彳3柏努利方程得 wc = 9.81 x 10 + 0.01 x 106/940 + 24856 = 24965 J/kg得叫=pAu = 940 x

8、 x0.0492 x 0.53 = 0.94 kg/s则泵消耗的轴功率：N = Njrj = wcmz/T =24965x0.94/0.65 = 36103 W = 36.1 kW1-16有一测空气的转子流量计，其流量刻度范闱为lOCTlOOO 1/h,转子材料用铝制成（心 =2670 kg/m3）,今用它测定常压20C的二氧化碳，试问能测得的最大流量为若干1/h?1.293(2670-1.83) =Q841.83(2670-1.293)则此条件下，转子流量计能测得的最人流量为K：=X 4000=3360 1/h1-18某食品厂为节约用水，用离心泵将常压热水池中60C的废热水经68 mmX3.

9、 5 mm的管子输送至凉水塔顶，并经喷头喷出而入凉水池，以达冷却目的，水的输送屋为22n?/h,喷头入门处需维持MPa（表压），喷头入门的位置较热水池液面高5 m,吸入管和排出管的阻力损失分别为1 niHQ和4mHQ。试选用一台合适的离心泵，并确定泵的安装高度。（当地大气压为MPa）习题1-17附图解:在热水池液面与喷头入口处截面间列柏努利方程，以贮槽液面所在水平面为基准水平面石 + U；/2g + pjpg +1. = Z2 + 近/2g + p2/pg + 功 f其中：Zi=0 m, N=5 m,&=0（表压），A =X 10$ Pa（表压），功f = Z/?fl + 巩=1 + 4 =

10、5 niH2O代入上式得 A =5 + 0.05x107（983.1x9.81） + 5=15.18 niH.O根据流量22 m7h和管路所需压头mHO选取离心泵型号为岀65-50-125。所选离心泵在2900 r/min 时的性能为片25 m7h,肛20 mH：0,= kW, q =69%,、h=则离心泵的最大允许安装高度乞洗许=9o p)pg -功 fl-/?983.1x9.81则泵的实际安装高度应小于m,为安全计，取为4第二章习题详解工程训练F作方式对过滤机生产能力的影响现有从发酵工序出来的啤酒悬浮液，含有约（质量分数）的悬浮物。利用BAS16/450-25 型压滤利锻行过滤。过滤面枳为

11、16斥，滤框长与宽均为450mm,厚度为25mm,共有40个框。 原操作方式采用恒压过滤，滤饼体枳与滤液体积之比c二m7m3,滤饼不可压缩，过滤介质当 量滤液量QP,过滤常数K二X105。考虑到生产需要，要求在保证啤酒澄清度等产品质屋的 基础上，试通过改变操作方式，改善现有设备的生产效率（过滤时间短），提出几种不同的解 决方案，并比较选择最优方案。参考答案：恒压过滤：过滤面枳为16m，滤框长与宽均为450mm,厚度为25imi的，共有40个框。 滤饼体枳与滤液体枳之比c二m7m滤饼不可压缩，过滤介质当量滤液量qe=m：,过滤常数 K=X105滤框充满时所得滤饼体枳为VFX X x io=滤框充

12、满时所得滤液量为V1 0. 2025v= -=c 0.03Ve=Aqe=16X= m3由恒压过滤方程V+2VCV=KA 0沪十 2VeV 5 龙 + 2 X 0. 16 X 6. 75得过滤时间 - - 二 -: -；一 9172s力1.968 X b - x 方案一：恒速过滤：过滤面积为6ml滤框长与宽均为450mm.厚度为25nm的，共有40个框。滤饼体积与滤液体积之比c= m3/m3,滤饼不可压缩，过滤介质当量滤液量qe=m：,过滤常数K=X105解：滤框充满时所得滤饼体积为VFXXX40=滤框充满时所得滤液量为2 (0莎 + 0. 16 X 6. 75)1.968 X 8 X 区二92

13、58s V1 0. 2025V二一二-二c 0.03Ve=Aqe=16X= m3由恒速过滤方程方案二得过滤时间（）二先恒速后恒压过滤：过滤面枳为16ml滤框长与宽均为150mm,厚度为25mm的，共有40 个框。滤饼体枳与滤液体积Z比c= m7m3,滤饼不可压缩，过滤介质当量滤液量口用，过滤 常数K二X103先恒速操作lOmin,压差增人，并在此压差下继续恒压操作。解：滤框充满时所得滤饼体枳为VFXXX40=滤框充满时所得滤液量为=V1_O- 2025匚 0. 03 二Ve=Aqe=16X= m3:二600sVFX 10X600= m3恒压过滤是在已获得滤液量W的条件卜；(V-V；) +2Ve

14、 (V-VJ =KA (0-0.)则(V2 - V?) + 2Ve(V - Vi)02 - - +600=KA2(6. 752 - 1. 1522) + 2 X 0. 16(6. 75 - 1. 152)1.968 X 5 X=9136s=综上所述，采用恒压过滤，在过滤初期，过滤速度太快，颗粒容易穿透滤布、滤液浑浊 或滤布堵塞，而过滤末期，过滤速度又会太小。方案一采用恒速过滤，过滤末期的压力势必 很高，导致设备泄露或动力负荷过人。方案二是工业上常用的操作方式，先以较低的速度进 行恒速过滤，以免压力过早升高形成流到堵塞，当压力升高到定值后再采用恒压过滤，过滤 时间最短，生产效率高，所以综合考虑选

15、取方案二。第二章习题详解1、用BMS20/830-20板框压滤机恒压过滤某悬浮液。已知在操作条件卞过滤常数 K=2X 10 ；m/s,过滤lOmin后，得滤液m/nf。求再过滤5min,又可得多少滤液(m/nf)。解：根据恒压过滤方程式：q J+2qqe=K 得：0. I2+ X 二2X105 x 600qe= m/nf所以恒压过滤方程为q2+=2X1050将o二(600+300)s=90(MtA恒压过滤方程，解得q= m3/m(Ve=0)二 1. 5in3 h 2X3对板框机，当洗涤粘度与滤液相同且洗涤压力与过滤压力相同时,dVdor洗涤速率4d0X 1.5 = 0. 375m3 h _ 1

16、所以再过滤5min后，又可得滤液Aq= m/iif二 m3/m2、用过滤机过滤某种悬浮液，过滤初锻滤面积为10m，过滤介质阻力可以忽略。为了防止 开始阶段滤布被颗粒堵塞，采用先恒速后恒压的操作方法。恒速过滤进行lOmin,得滤液3m。 然后保持当时的压差再过滤30min,求整个过滤阶段所得滤液量。解:恒速阶段过滤速率为恒压过滤阶段的最初速率为dV_Kd2Vi恒圧过滤的最初速率等于恒速阶段的过滤速率，即加二恒压过滤是在已获得滤液量V：的条件卞，即(V-VI)吻(V-V1) =KA (0-0.)+ KA2( e - 1)/32 + 1.8 X 3(3、用某压滤机过滤果汁，在恒压过滤lh后，可得3m

17、清汁，停止过滤后用清水(其粘度 与滤液相同)于同样压力卞对滤饼进行洗涤。求洗涤时间，设滤布阻力可以忽略。解：滤布阻力忽略时，恒压过滤方程为V:=KA: 0将V二3爪0二lh彳5上式得最终过滤速率4、用转筒真空过滤机在恒定真空度下过滤某种悬浮液，此过滤鼓的过滤面积为崙，浸 没角度为120。，转速为lrwif。已知过滤常数K二X lowin才，滤渣体积与滤液体积之 比c二mf3,过滤介质阻力相当于2mm厚滤渣层的阻力，求：(1)过滤机的生产能力； 所得滤渣层的厚度。解:U2mm厚滤渣层相应的滤液量2xl(rxA 2x10-x5= c =0.56-又 n=lr lmin1=l/60 r V120 1

18、3603由恒压过滤方面知亍+2叽二KA询/nV2+2V X 二 X IO6 7X 5% X 60解得V 二 m3Q=V F二 X 1= mif 或 m h1/c、碱时日由 滤饼体积Vc 0.036x0.56 n nn .(2)滤饼层厚度二-二二 -=0.004m = 4mmA A55、 鲜乳中脂肪球的平均直径约为4 Um, 20C时，脂肪球的密度为1010kg/m脱脂乳的密度 为1030 kg/m粘度为XIOPas,求脂肪球在脱脂乳中的沉降速度。解：假定沉降在层流区进行，则_- P)8 -4 X 1()V X1010 - 1030) X 9.81 二 _U 一 18U18 X 2. 12 X

19、103X10 W s验算du0P 4 X 10 _6 X 8. 23 X 10 _ 8 X 1030-rr二 X10 1 u2. 12 X 10 3表明假定正确。uo值为X lOm/s即为所求的沉降速度。负号表示脂肪球向上浮。6用降尘室净化常压空气，空气温度20C,流量为2500m/h,空气中灰尘的密度为1800kg/ m要求净化后的空气不含有直径人于10 Um的尘粒，求：所需沉降面枳；若降尘室 的宽为3m、长为5m,计算室内需要多少隔板。解：(1) 20C空气的密度P= kg/ m3粘度吩X1(T Pas设直径为10 U m的尘粒沉降于斯托克斯定律区，贝蹶粒的沉降速度为U0孑(.-p)e (

20、10 、10外 X (1800 - 1.2) X 9.81= X lOm./s18 X 18W Xdu0P 10 X 106 X 5.42 X 10 _ 3 X 1.2REC二二- X 10 (p = 0.28g12 = 5.669 x 0.28 x 2(104 - 54) = 29.8KWt2 = 65 r5-11在果汁预热器中，进I I热水温度为98C,出I I温度降至75C,而果汁进II温度为5C,出II温度升至65C。试求两种流体在换热器内呈并流和逆流的平均温度差。解:(1)并流时的平均温度差T -t In _T2-t2(2)逆流时的平均温度差(9165)-(75-5).98-65li

21、i-75-5第7章习题详解7-1.在某单效蒸发器内，将NaOH水溶液从15%浓缩到30%,溶液的平均密度为1230kg / m3,分离室内绝对压强为50kPa,蒸发器加热管内的液层高度为1. 5m,试求：因溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高;因液柱静压强引起的沸点升高；溶液的沸点。解：计算因溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高50kPa水的沸点为C,所以由图7-3查得相应溶液的沸点值为92CZ = 92-81.2 = 10.8 Cr 0.0162(/+ 273)J =-二 50 xl(P +1230 x9.81x1.520.0162(81.2 + 273)2304.5二 C计算因液柱静压强引起的沸点升高

22、pgL由附录查得下，蒸汽的饱和温度为85Co人=r凹- r P= 85-81.2二 C计算溶液的沸点2 81.2+ 9.525+ 3.8 C= 94.525 C7-2.在单效真空蒸发器中，需要将2000 kg/h的桔汁从10%浓缩到50%o进料温度为80C,进料的平均定压比热为kg K, 出料温度为60C,当地大气压强为lOOkPa,加热蒸汽表压为lOOkPa,蒸发器的总传热系数为1200 W/m2- Co若不考虑热损失，试求：每小时蒸发的水分量和成品量；加热蒸汽消耗量；蒸发器的传热面积。解：(1)计算每小时蒸发的水分量和成品量W = F(1-卫)X X=1600kg/hL = F-W= 20

23、00-1600=400kg/h计算加热蒸汽消耗量200kPa下水的相变热和饱和温度：7f=kg, ThC60C下水的相变热：2-kg_R若 Q u0 , cue。，则:Fc(t-t0) + Wr_ 2000 x 2.8(60 80) + 1600 x 2355.1 2204.6=1658kg/h计算蒸发器的传热面积5DRK(Ts-t)1658x2204.61200 x(120.2-60)第10章工程训练：一一洋葱干燥条件的确定利用热风干燥生产洋葱脱水蔬菜，干燥第一阶段要求洋葱含水量由5=%干 燥到5% 原干燥条件为，干燥空气干球温度为50C、空气流量为140kg/h、 载物量为ml干燥室面积为

24、10 m2,其他条件如下表所示。现因生产需要，要求在 保证产品质量的基础上，利用现有设备将产量提高35%以上，试通过改变干燥空 气温度，干燥空气流量，提出儿种不同的解决方案，并比较选择最优方案。下表为不同温度、空气流量、料层厚度对应的临界含水量与恒速干燥速度。温度方(C)空气流量Z (kg/h)载物量(kg/m2)平衡水分 J(kg/kg)临界含水量 X： (kg/kg)恒速干燥速 度任kg/ (nf h)11012560140155455060140X2 _ 0.9051 1-0.905=9.5kg/kg0.4591-0.459=0.85kg/kgGcAUCg-Xc)二1.910 x2.05

25、(9.5-7.95) =9.5kg/kg70注：干燥温度越高，营养成分被破坏的越多，复水性不佳，且热量损耗也就 越大。洋葱50左右。C的干燥时干燥速度不是很快，60C的干燥温度比较适宜， 70C时洋葱复水性等品质有不良影响，洋葱营养成分破坏较多，复水性不好。(忽 略风量变化引起的风机功率变化)参考答案：洋葱由5=%干燥到=%，干燥空气干球温度为50C、空气流量为140kg/h. 载物量为贰干燥室面积为10mlkg/kg，临界含水量庄kg,恒速阶段干燥速度为(m2 -h)G二X10二20kg, Q GX (1-5)=20X ()=恒速干燥阶段耗时0“根据式(10-29)降速干燥阶段耗时4,根据式

26、(10-32)0 _ Gc(Xc-X*)b Xc-X* 1.9(7.95-0.42)血 7.95 0.42 2 _ AUC 1 X2-X*=10 x2.051 0.85-0.42二 2h总时间为严产2二产量=G/ 二20/二h热量消耗：假设空气的初始状态是温度为25C,湿度为必。(+ A)(50-25) =25 (+ K)ZXAZ X 二140X25 (+ /) X=7490 (+ 曲方案一：洋葱由5=%干燥到5=%，干燥空气干球温度为60C、空气流量为140kg/h. 载物量为贰干燥室面积为10m：,kg/kg，临界含水量庄kg,恒速阶段干燥速度为(m2 -h)解：a=X10=20kg, G

27、e GX(1-5)=20X ()二co _ 0.9051- 1-0.905AUC7490(1.01+1.88/0) _ 0.9051- - 1-0.905=9.5kg/kgX2妙 0.459 _ _ 1-6?. _ 1-0.459=0.85kg/kg恒速干燥阶段耗时根据式(10-29)GcAUC(Xc)二1.910 x2.90(9.5-837) =0 4597 He沁恒速干燥阶段耗时根据式(10-29)降速干燥阶段耗时九，根据式(10-32)0 _ Gc(Xc X*)h】Xc X* 1.9(&O5 0.38) 4 8.05 0.382 _777X2-X* 10 x2.631 0.85-0.38

28、总时间为0二0严产二产量=GJ 0二20/二h产量提高率二()/=30%热量消耗增加率：假设空气的初始状态是温度为25C,湿度为必。F (+ 毘)(60-25)二35 (+ J%)ZXAZ X 二140X35 (+ J%) X二8085 (+ 山)热量消耗增加率严卩。8877叫=7.9%方案二:洋葱由5%干燥到5赳干燥空气干球温度为60C、空气流量为155kg/h.载物量为ml干燥室面积为10mlkg/kg,临界含水量片辰，恒速阶段干燥速度为(mh)解：G二X10二20雇，炉 GX (1-5)二20X ()二降速干燥阶段耗时九，根据式(10-32)0 _ Gc(Xc X*)h】 Xc X* 1

29、.9(&37 0.33)h.37 0.332 _ AUX2-X* 10 x2.901 0.85-0.33X2co _ 0.9051 1-0.905=9.5kg/kgco2i-co 20.4591-0.459=0.85kg/kgGcAUC(Xx-Xc) =1.910 x3.35(9.5 - &1)二Gc(Xc-X*)hiAUC7490(1.01+1.88/J总时间为0 = 0+0产二产量=G/ 二20/二h产量提高率二()/=%热量消耗增加率：假设空气的初始状态是温度为25C,湿度为弘(+ 4)(60-25) =35 (+ K)Q-LX/XI X 二 155X35 (+ /) X=8192 (+

30、 肪g 口 22 亠 8192(1.01+1.88/J-7490(1.01+1.88/70)热量消耗增加率二- - - - - -=9.4%7490(1.01+1.88/0)方案三：洋葱由5=%干燥到=%，干燥空气干球温度为70C、空气流量为140kg/h. 载物量为此干燥室面积为10m：, rkg/kg,临界含水量必二kg,恒速阶段干燥 速度为(m2 -h)解：a=X10=20kg, Ge GX(1-5)=20X ()二恒速干燥阶段耗时0“根据式(10-29)降速干燥阶段耗时 % 根据式(10-32)Xc-X* J.9(8.1-0,3)ki 8.1-0.3X.-X* 10 x3.3510.8

31、5-0.3总时间为0 = 0+0产二产量=GJ 二20/二 16kg/h产量提高率二()/=%热量消耗增加率：假设空气的初始状态是温度为25C,湿度为弘(+ Q (70-25) -45 (+ 必)Q-LX/I X 二 140X45 (+ 忆)X二7875 (+ 毘)热量消耗增加率/7UW叫=5 综上所述，方案一增加干燥温度，不能达到目的；方案二增加空气温度、流量, 干燥产量能达到要求，干燥温度也比较适宜，能量消耗增加率为%;方案三增加 空气温度，虽然能大幅度提高产量，能量消耗增加率为%,但是对预热功率要求 较高，对产品质量影响也较大。故综合考虑选取方案二。本章习题以及参考答案习题10-5在并流

32、干燥器中，每小时将吨切丁胡萝卜从含水量干燥到(湿基, 下同)。新鲜空气的温度为27C,相对湿度为60%,空气预热温度为93C,若干 燥器中空气是绝热增湿，离开干燥器的温度为50C,试求(1)每小时除去的水分；(2)每小时空气用量；(3)每天的产品量。解：每小时除去的水分必根据式(10-21a)w= Gg-型)l_d代入数值可得：W二X1000X () / () =h(2)每小时空气用量厶由于妒27C,(PF,查图10-3得炉辰，则A93C,M二kg,干燥过程中空气是绝热增湿，沿绝热饱和线交=50C,则山二kg,根据式(10-21c)WL =-= ( ) =60 kg/hH-H,实际消耗空气用量

33、为厂二厶(1+曲二60 X (1+ )二61 kg/h(3)每天的产品量GGF (6H力 X24二()X24二d习题10-6.某果蔬加工厂用热风个干燥新鲜蘑菇，生产能力为100kg/h,经干 燥器脱水处理，湿基含水量由降至，温度由25C升至35C,干蘑菇比热容为 (kgK)。新鲜空气由温度25C、0为经预热器升温至70C。加热后的空气通 过干燥室温度降至50Co假设空气在干燥过程是绝热增湿。试求：(1)每小时除去的水分；(2)每小时空气用量；(3)汽化1 kg水分的热消耗量。解：每小时除去的水分必根据式(10-21a)Gg-d)1_ 代入数值可得:IV =100X () / () =600kg

34、/h(2)每小时空气用量厶由于妒25C,(PF，查图10-3得毘二kg,则fx=70C, 处二kg,干燥过程中空气是绝热增湿，沿绝热饱和线交&50C，则Tkg,根据 式(10-21c)L =-二600/ ()二60 000 kg/h实际消耗空气用量为厂二厶(1+ /) =60 000X (1+ ) =60 360 kg/h (3)汽化lkg水分的热消耗量g,根据式(10-25a)B (GQt疔广J /w+ Hz-1) +?1一 G 广MIIQ= (+)孙皿二(+X) X 25+2492 X=kg片(+)坍皿二(+X) X 50+2492 X=kg代入数值得：q= (100XX35-100XX2

35、5)/ 600100 X25=5 kg习题10-7.用连续式干燥器每小时干燥处理湿物料9 200kg,湿基含水量由 降至%,温度由25C升至。C,其比热容为(kg-K)o空气温度26C,湿球温度 23C,在加热器中升温到95C进入干燥器。离开干燥器的空气温度为65CO假 设空气在干燥过程是绝热增湿，试求：(1)每小时产品量及水分蒸发量；(2)每小时空气用量；(3)干燥器的热效率。解：(1)产品量根据式(10-21b) GX (1-5)= GX (1-5)即：=9 200 0 /()=9 080 kg水分蒸发量闽根据(10-2la)W二 5( -)二9 os。()/()二 120辰1_(2)每小

36、时空气用量厶由于妒26C, 223C,查图10-3得脸kg,则 坊95C,山二kg,干燥过程中空气是绝热增湿，沿绝热饱和线交2二65C,则必二kg, 根据式(10-21c)WL =-=120/ () =10 000 kg/h实际消耗空气用量为厶 二厶(1+ /) =10 000X (1+ ) =10 180 kg/h(3)干燥器的热效率IF (+)址時 (+X) X 26+2492 X=kg片(+)坦暗(+X) X 65+2492 X=kg 热量消耗量旷L (厶-厶)/上10 000 kj/hoo+UxlOO% =q2492 +1.88x65-4.187 x 34.46007xl00% = 4

37、1.1%根据式226）心+丁00%习题10-8某物料在某恒定干燥情况下的临界含水量於kg/kg,平衡水分圧 kg/kg,将其从尤二kg/kg干燥到丘二kg/kg需7h,问继续干燥至kg/kg,还 需几小时？解：恒速干燥阶段耗时g根据式（10-29）一 GcAUC降速干燥阶段耗时“2,根据式(10-32)& _Gc(Xc-X*)luXc-X*2AUCX2-X*Gc (0.16 - 0 05)血 0.16 - 0.05 二 AUC0.09 0.05一 GcAUC贝|J: 0J 0亍,所以久二，0亍根据式(10-32)& =CPC-X*)luX-X*3AUCX3-X*_ Gc (0.16 - 0.0

38、5) s 0.16 - 0.05 _ AUC0.07 0.05一 GcAUC则：0亍,所以久二，还需小时。(0.33 0.16)GcAUC425(0.18-0.11) =习题10-9将500kg湿物料由最初含水量5二干燥到5二，己测得干燥条件 下降速阶段的干燥速率曲线为直线，物料临界含水量= kg/kg,平衡水分*二 kg/kg,恒速阶段干燥速率为lkg/ （m2h）o 一批操作中湿物料提供的干燥表面 积为40Z试求干燥总时间。解：根据式（10-20）X产匸石=（）=Q GX （1-5）二500 （） =425辰 恒速干燥阶段耗时根据式（10-29）降速干燥阶段耗时0根据式（10-32）& _

39、Gc（Xc-X*）hiXc-X*2AUCX2-X*_ 425（0.11 0.002） 4 0.11-0.002 _40 x10.0081-0.002总时间 0二久+么二+二流体的流动一、填空：1.当20C的甘油（P二1261kg. nf： u二1499厘泊）在内径为lOOnim的管内流动时,若流速为2. Om. s1时,其雳诺准数Re为（）其摩擦阻力系数入为（）.2.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则 阻力损失为原来的（）。3.流体的粘度指（）。4.粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度（）：对于气体，温度升高，粘度（）。5.柏努利方程如衡算基准以 表

40、示,柏努利方程可表示为（），若用（）表示则可表示为（）o6.机械能主要包括（）和（）及静压能。7.流体的粘度指（）。8.管路中的流动阻力损失主要包含（）、（）。9.粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度（）；对于气体，温 度升高，粘度（）。10.牛顿粘性定律表达式为（）,其粘性系数粘度的物理意义是（）。11某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是（）型曲线，其管中心最 大流速为平均流速的（）倍。12、某流体在圆形直管中作滞流流动时，摩擦系数入与Re的关系为（）o13、孔板流量计测得的速度是（）。14、已知一密闭管路，管的内径为d,管长为L,液体在管内作稳定连续层流流动, 流量为V

41、,总的阻力损失为h“现将管的内径换成d/2 ,其它均不改变，此时新 管路内的流速为原流速的（）,流体流动的总阻力损失为（）。15、单元操作中的衡算通常包括（）衡算和（）衡算。16、空气过滤净化常在空气加热之前进行是因为（）。17、局部阻力有（）和（）两种计算方法。18、压强的表示方法主要有绝对压力、（）和（）。19、流体流动过程的阻力损失可以分为（）和（）。二、判断：1.为减少吸入管路的阻力损失，一般应使吸入管径小于排出管径（）2.静止流体内部压强只与水平高度有关，等高位面即为等压面。（）3.在Re处于20004000之间时流体的流动属于介于层流和湍流间的过渡流型。（）4.孔板流量计和转子流量

42、计的最主要区别在于：前者是恒截面，变压差；后者 是恒压差，变截面。（）三、选择：1.流体管内作湍（紊）流流动时，其平均流速u与管中心的最大流速g的关系为（）o B. u C. u D u2.气体输送较之于液体输送其特点体现在（）A阻力损失大B流体粘度小C质量流量大D温度高3.液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原來的一半, 假定管内的相对粗糙度不变，贝烷全湍流（阻力平方区）时，流动阻力变为原 来的（）oA.1/16 B. 8 倍 C. 16 倍 D 32 倍4.在稳定流动的并联管路中，管子长，直径小，而摩擦系数大的管段，通过的 流量（）。A.与主管相同B.大 C.小D不确定

43、5.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失 为原来的（）。A. 4 倍B. 1/2C. 2 倍 D 1/46.在一定流量下，流体在并联管路中作稳定连续流动，当并联管路数目愈多， 则（）oA.流体阻力损失越大B.流体阻力损失越小C.流体阻力损失与并联管数无关D不确定7.孔板流量计测得的是（）A速度分布B平均速度C最大速度D压力8.在管路上安装仪表一般选择在距入口出口 3050d以上的位置主要因为 （ ）A便于测量湍动时的情况B避免由于流体边界层发展导致速度分布沿管长的变化。C避免边界层脱体D便于测定层流时的情况9.流体在园管内作滞（层）流流动时，阻力与流速的（）成比例

44、，作完全湍流时，则与速度的（）成比例。A.平方，一次方B.五次方,三次方C. 一次方，平方D平方10、层流与湍流的本质区别是（）。A湍流流速层流流速；B流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C层流的雷诺数V湍流的雷诺数；D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。11、选择离心泵主要的性能参数是（）A.扬程和效率B.流量和效率C.功率和效率D.流量和扬程12、在国际标准单位制中黏度的单位是（）。C W/nT C o干燥一、填空：1.空气湿度（湿含量）H指（），相对湿度 指（）2.空气中水分含量的几种不同的表示方法 有（），（）,相对湿度，干、湿球温度。3.露点是指（）o4.空气的干球温度为80C,相对湿

45、度为10%,根据空气一水系统hH图确定湿度H 为（）kg/kg,焙值 h 为（）kg/kgo5.空气的干球温度为80C,相对湿度为10%,根据空气一水系统hH图确定其湿球 温度t”为（）C,露点td为（）C。态参数（），（）。6列举两个与干空气接纳水分能力有关的状7列举两个热、质同时传递的单元操作（）（）8、 通常干燥包括预热阶段，（）,（）。9、 结合水分指（）。10、干燥器的热效率一般指（）o11、不饱和湿空气的露点、干球温度和湿球温度按照从高到低排列的顺序是（）； （）;（）。相对湿度e值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当值大时，表示该湿空 气的吸收水汽的能力（）当e二o时。表示该空气

46、为（）。12、在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为（）；首先除去 的水分为（）；不能用干燥方法除的水分为（）o13、毛巾在恒定空气条件下的干燥可分为预热升温阶段、（）和降速干燥等几个 阶段。14、干燥这一单元操作，既有（）传递，又有（）传递。15、根据水分与固体物料间结合力的大小，可将其分为（）和（）。二、判断：1、湿球温度和干球温度的差值越大说明空气接纳水分的能力越小。（）2、物质的焙值大小与所选取的计算基准状态有4(h4(h tk*k*n nfllQv.:fllQv.: ee/ooee/oo A A 6 6 Q Q p p c c - - 8 8 icic & & . fi

47、lefile 丿 / 盖盤arar芝血sgr关。（）3、 当温度不太高而相对湿度不太大的时候可以近似认为空气一水蒸汽系统湿球温度，绝热饱和温度及露点相等。（）4、 .绝热增湿可以近似看作一等焙过程。（）5、 结合水和非结合水表现的平衡蒸汽压不同。（）6、 干燥是较高温度的气流与湿的物料接触，气固两相间发生热量和物质的同时 传递。（）7、 物料中的自由水分相当于非结合水分。（）8、 在一定条件下测定得到的物料干基含水量x,物料表面温度Ts和相应时间t的数据绘制成的图称为干燥速率曲线。（）9、 喷雾干燥的干燥时间很短主要是因为干空气的温度特别高。（）10、用相同状态的干热空气干燥含水量相同的不同性

48、质的物料，经过相同的干燥时间后从湿物料中带走的水分是相同的。（）11、如果其他条件不变而将干燥器出口废气的温度降低则干燥器热效率变（）、如果其他条件不变而将干燥器出口废气的湿度降低则绝对干空气用量变（）。12、干燥的恒速阶段物料表面的温度为（），物料得到的热量主要用于（）。13、湿空气经预热，相对湿度0（）。三、选择：1、 相对湿度指（）A都不对 B每Kg干空气所带有的水汽量。C每Kg湿空气所带有的水汽量。D空气中的水汽分压与统条件下空气中的水汽分压可能达到的最大值之比。2、 物料中的水按照在一定条件下能否用干燥的方法除去可以分为（）两种。A结合水，非结合水B自由水分，平衡水分C自由水分，临界

49、水分D均不对3、 喷雾干燥干燥时间很短主要因为（）A干燥介质的温度很高B传热传质的表面积很大C去除水分量少D都正确4、在一定的空气条件下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分是（）。A.平衡水分B.结合水分C.非结合水D.自由水分5、 喷雾干燥的最主要优点是（）。A适合热敏物料；B能量利用率高；C节约能量；D干燥效率高。五、论述：1、 分析减小物料的厚度可以缩短干燥时间的主要原因。2、 表示湿空气水分含量（潮湿程度）的参数有哪些？并详细解释其中的一个 参数。3、今测得空气的干球温度为60C,湿球温度为45C,叙述利用熔一湿图用作图 法求解湿空气的湿度H、相对湿度、焙h及露点td的方法及步骤

50、。（8分）4、简述恒定干燥条件下的干燥过程阶段，并分析如何针对不同的物料特点设计 干燥的工艺条件。流体的运输一、填空：1.流体输送中液体在管道中的经济流速为（），气体在管道中的经济流速为（）。2.列举两个影响离心泵安装高度的因素（）、（）。3.对于离心泵如果运转中泵内混入了较多的空气则会发生（）现象，如果安装 高度太高可能发生（）现象。4.流体静力学方程适用的必要条件包括（）,（）同一种流体。5.某输水的水泵系统,经管路计算得，需泵提供的压头为H二19m水柱，输水量为 20kgs-1,则泵的有效功率为（）。6.离心泵的主要部件有如下三部分（）,（）和泵轴。离心泵安装高度过高会发 生（）现象。7

51、.、离心泵的工作点由（）特性曲线与（）特性曲线决定。二、判断：1.离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（）2.离心泵在启动时要全开出口阀3.实际使用的一台压缩机所能达到的最高压力是有限的。4.当关小离心泵的出口阀时，泵的扬程增大了，其升扬高度提高了（）。5.若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线就不一样（）。6.若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时其实际供给管路的最大流量也不一样（）。三、选择:1.离心泵的安装高度太高可能导致（）现象。A气缚B扬程变大C都有可能D气蚀2

52、.离心泵铭牌上标明的扬程是指（）oA.功率最大时的扬程 B.最大流量时的扬程C.泵的最大扬程D.效率最高时的扬程五、论述：1、绘制离心泵特性曲线和管路特性曲线的示意图并标注每一条曲线和坐标的名称，结合图分析离心泵启动时出口阀是关闭还是全开？2、简述离心泵的选用步骤和使用操作中需要注意的问题。-、填空:1.平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所 示，试判断九、X、儿的大小顺序（）以及每层热阻的大小顺序（）。2.牛顿冷却定律表达式为：（）和（）。3.传热的基本方式有（）;（）;辐射。4.传热的基本方式有（）；（）；对流传热。5.列管式换热器主要由（）,（）,管板和封头，

53、折流板组成。6.列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是（）。7.对于间壁式换热器：（Tx-L） Cp： （t2-t!）= Atn等式成立的条件是 （）、（）、无相变化。8.列举影响沸腾给热的两个因素（）、（）oo9.强化传热过程应采取以下途径：增加传热面积例如（）；提高温差例如（）10.对间壁式换热器：mxCp： （T厂TJ =m2Cp2 （心弋）二.Ata等式成立的条件是（）、 （）、无相变化。11.物体的黑度是指（）。12.提高总传热系数应该考强化传热系数较（）一侧的传热情况。13.间壁式换热器中清洁的流体一般走（）程，易结垢有腐蚀性的走（）程。14.列举两种提高保温效果的方法（）（）15

54、.传导热是（）。对流传热则是（）.16.温度场指（）。17.传热膜系数或称给热系数的单位为（）o18.热学范围的四个基本因次是（），（），长度，质量。19.辐射传热是（）20.有一高温炉，炉内温度高达1000C以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，定 性分析从炉内向外界大气传热的传热过程如下：（）；（）；炉外通过对流与 辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中。21.烘烤面包的过程包含了哪些传热的方式：（）；（）；热传导。22.提高总传热系数应该考强化传热系数较（）一侧的传热情况。23.间壁式换热器中清洁的流体一般走（）程，易结垢有腐蚀性的走（）程。24.热传导的一般规律用（）定律描述，对流

55、给热的一般规律用（）描述。25.蒸汽冷凝传热的热阻主要集中在（）,在立式蒸汽加热设备中蒸汽的流动方 向通常是（）。26.黑体的表面温度从400K升至800K,其辐射能力增大到原來的（）倍。A.；5 B. 3 ； 527.常用的列管换热器可分为固定管板式、（）和（）等。二、判断：1.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。（）2.在列管式换热器的设计中饱和蒸气一般都走管程。3.及时清除传热表面的污垢主要是为了增大传热的面积达到增强传热效果的目 的。（）4.室内空气加热设备经常安装在离地面比较近的地方主要为了加强强制对流传 热。（）5.在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般來说，蒸汽走管程；易结垢的 流

56、体走管壳程。（）6.在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。（）7.冷热流体的进出口温度确定以后传热的平均推动力就确定了。（）三、选择：1.揭示黑体的全辐射能力与表面温度关系的定律是（）A普朗克定律B克尔基荷夫定律C斯蒂芬一波尔茨曼定律D能量守恒定律2.在对流体进行加热或者冷却时多采用逆流操作主要是为了（）A增大平均温差B增大传热系数C增大传热面积D以上都不对3.影响材料的导热系数的因素主要有（）A组成，结构，湿度 B组成，面积，结构C组成，湿度，厚度D面积，结构，厚度4.对于多层壁的稳定传热，具有较大的热阻的那层具有的温差。（）A较小B温差与热阻无关C不确定D较大5.选择固定管板式换热器还是选择

57、浮头式换热器主要考虑的因素是（）A传热面积B流体性质C总传热系数D冷热流体的温差6.列管换热器管程常用流速范围为：一般液体（），气体（）oC. 3 ； 5D ；17.翅片管换热器的翅片应安装在（）oA.管夕卜B. a大的一侧C.管内 D. a小的一侧8.套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时：（1）传热系数K应（）（2）空气出口 温度（）A增大，增大B减小减小C基本不变 基本不变D增大，减小9.用冷却水将一定量的热流体由100C冷却到40C,冷却水初温为15C,在设 计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30C,方案

58、I【是令冷却水终温为35C,则用水量和W2 ,所需传热面积Ax和关系为 （ ）A W： W2； A： A2 B WX W: ； AXA: C Wx W2 : A：A2 D W：=W2 :人10. 沸腾给热过程中，增大过热度，其沸腾给热系数（）oA.增大；B.减小；C.不变；D.不确定。11.在对流传热系数的关联式中，反映流体流动状况对传热系数影响的是（）。A.努塞尔数Nu； B.雷诺数Re； C.普兰特数Pr； D.格拉斯霍夫数Gc12.关于传热系数K下述说法中错误的是（）A、传热过程中总传热系数K与对流给热系数和管壁的热阻都有关；B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异；C、总传热系数K可用

59、來表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D、要提高K值，应从降低最大热阻着手。13.揭示了物体辐射能力与吸效率之间关系的定律是（）oA、斯蒂芬-波尔兹曼定律；C、折射定律；B、克希霍夫定律；D、普朗克定律；14.在流体进出口温度相同条件下，关于传热平均温差的描述正确的是（）oA逆流大于并流B并流大于逆流 C不能确定D 一样大15.常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20C,则壁温约为（）A. 20C； B. 100C；C. 60C；D.49.7C。16.不需要补偿圈的换热器是（）A.固定管板式；型管式；C.浮头式；和C；17.液体的沸腾传热应控制在（）区,以获得较大的传热膜系数和良好的

60、可控制操 作性.A.核状沸腾;B.膜状沸腾C.自然对流D.表面汽化18.在冷热流体进出口温度相同时，为完成相同的传热任务，逆流操作时所需加 热剂用量较并流操作（）.A.多 B.少 C.相同D.不能确定19.以下关于换热器中流体流向选择错误的描述是（）。A.逆流具有最大的传热推动力B.在某些方面并流优于逆流C.折流及其他复杂流动方式有利于提高传热温差D.当一侧的流体发生相变化而无温度变化时就无所谓逆流和并流。20.两灰体间进行辐射传热，两灰体间的温度相差50C,现由于某种原因，两考的温度各升高100C,则此时的辐射热量与原來的辐射热量相比是（）。A.减小B.不变C.不确定 D.增大。五、论述：1