流体力学与传热200612A附参考答案

1、诚信应考,测试作弊将带来严重后果!华南理工大学期末测试流体力学与传热?试卷1.考前请将密封线内填写清楚；所有答案请直接答在试卷上(或做题纸上)；.测试形式：闭卷；使之发生相对运动而实现别离的操作过程.7、最常见的间歇式过滤机有板框过滤机和叶滤机连续式过滤机有8、在一卧式加热器中,利用水蒸汽冷凝来加热某种液体,应让加热蒸汽在设置排气阀是为了排放不凝气,预防壳程“值大辐度下降.9、1为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是2某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气,设饱和蒸汽温度为试卷第1页共5页20C,出口温度为80C,A接近空气平均温度C接近饱和蒸汽温度10、举出三种间壁式换热

2、器问此套管换热器内管壁温应是C_oB接近饱和蒸汽和空气的平均温度夹套换热器蛇管换热器考前须知:2.3题号一二三四五六总分分数201015201520100得分评卷人倍；如果只将管径增加一倍而流速不变,那么阻力损失为原来的2、离心泵的特性曲线通常包括3、气体的粘度随温度升高而4、测量流体体积流量的流量计有H-Q曲线、N-Q增加,水的粘度随温度升高而转子流量计B孔板流量计1/2和降 低和阻力损失为原来的上倍.O涡轮流量计.题.(A)改变吸入管路中阀门开度答(B)改变压出管路中阀门的开度不一(C)安置回流支路,改变循环时的大小内：(D)车削离心泵的叶轮线2漩涡泵常用的调节方法是B封(A)改变吸入管路

3、中阀门开度密(B)安置回流支流,改变循环量的大小(-(C)改变压出管路中阀门的开度(D)改变电源的电压.中利用分散相和连续相之间的密度差异,真空转筒过滤机壳程流动,加热器顶部A外表光滑,颜色较浅;C外表粗糙,颜色较浅B外表粗糙,颜色较深100C,空气进口温度为本试卷共六大题,总分值4.一、填空选择题：20分,每题2分1、流体在圆形管道中作完全湍流流动,如果只将流速增加一倍,100分,测试时间120分钟.5、(1)离心泵最常用的调节方法是)封6、沉降操作是指在某种力场二、问做题：每题5分,共10分1.离心泵发生“汽蚀的主要原因是什么？离心泵工作时,在叶轮中央区域产生真空形成低压而将液体吸上.如果

4、形成的低压很低,那么离心泵的吸上水平越强,表现为吸上高度越高.但是,真空区压强太低,以致于低于体的饱和蒸汽压,那么被吸上的液体在真空区发生大量汽化产生气泡.含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂.因气泡的消失产生局部真空,周围的液体就以极高的速度流向气泡中央,瞬间产生了极大的局部冲击力,造成对叶轮和泵壳的冲击,使材料手到破坏.把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程,称为气蚀现象.汽蚀是由于液体在一定的温度下到达了它的汽化压力,可见和输送介质,工况有密切的关系造成汽蚀的主要原因有：1.进口管路阻力过大或者管路过细；2.输送介质温度过高；3.流量过大,也就是说出口阀门开的太大；4.安装高

5、度过高,影响泵的吸液量；5.选型问题,包括泵的选型,泵材质的选型等.解决方法：1.清理进口管路的异物使进口畅通,或者增加管径的大小；2.降低输送介质的温度；3.减小流量；4.降低安装高度；2、保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些预防热损失的举措？保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构.夹层因空气被抽出接近真空,可预防对流散热损失.其次,瓶胆夹层内两外表均镀有银,铝等低黑度涂层,增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射.三、 15分一敞口高位水槽A中水流经一喉径为15mm的文丘里管,将浓碱液槽B中的碱液 密度为1400kg/m3抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽,各局部标高如附图所示； 输水管规格为457X3mm,自

6、A至文丘里喉部M处管路总长 包括所有局部阻力损失的当量长度在内 为20m,摩擦系数可取0.025.(1)当水流量为8m3/h时,试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg；(2)判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内定量计算说明判断依据.(3)如果不能被吸入,可采取那些举措？举两种方法文丘里喉部M处U2VS/A2(8/3600)/(/4)0.015212.58m/s在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：试卷第2页共5页解1:主管道uVs/A(36002()0.05140.109m/s22P2/g(Z1Z2)(U22/2g)(1/d)(u2/2g)1.66mH2.122mmHg(真空度)h碱碱

7、=水h水h水=1.5400/1000=mH2O(mH2O)真空度故浓碱液不能被吸入管内.在B槽液面与M处水平截面间的列柏努利方程得:2一Pa/(g)hu/(2g)Pz/(g)hf 吸(PaP2)/(g)hu2/(2g)hf 吸可见吸入量的大小不仅与M处的真空度、B槽液面与M处的位差有关,而且与吸入管的管路情况管径、管长、粗糙度等有关,应增加M点的真空度,可减少B与M的位差,增加水的流量,减少A与M的位差.四、20分用泵将20c水从敞口贮槽送至表压为2X105Pa的密闭容器,两槽液面均恒定不变,各局部相对位置如下列图.输送管路尺寸为108x4mm的无缝钢管,吸入管长为20m,排出管长为100m各

8、段管长均包括所有局部阻力的当量长度.当阀门为3/4开度时,真空表读数为30000Pa,两测压口的垂直距离为,忽略两测压口之间的阻力,摩擦系数可取为.试求：(1)阀门3/4开度时管路的流量(m3/h);(2)压强表t卖数Pa；(3)泵的压头m；(4)假设离心泵运行一年后发现有气缚现象,试分析其原因.解：1阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；在贮槽液面0-0与真空表所在截面1-1间列柏努利方程.以0-0截面为基准水平面,有：12,58272g0.025(20/0.051)(1.092/2g)其中,2uoZO2ghf,01PO0=0,UO=0,ZI2UI2glu12dT五P0=0表压,代入上式,

9、得：u1=m/s,Q二一d2u4(2)压强表t卖数Pa;在压力表所在截面PI0.02hf,0200.1z1=2m,p一0.122UI29.811=-30000Pa20.204u12,表压34.1116m/h2-2与容器液面3-3间列柏努利方程.仍以0-0截面为基准水平面,有:试卷第3页共5页22U2P2U3一一z3一2gg2g412p22.5121002g1000g解得,p2=433270Pa表压3泵的压头m；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程,H(Z2zi)PlHf0.5g48.7m假设离心泵运行一年后发现有气缚现象,原因是进口管有泄露.五、10分有一降尘室,长6m,宽3m,共20层,每

10、层100mm,用以除去炉气中的矿尘,矿尘密度s3000kg/m3,炉气密度0.5kg/m3,粘度0.035mPas,现要除去炉气中10m以上的颗粒,试求：(1)为完成上述任务,可允许的最大气流速度为多少？(2)每小时最多可送入炉气假设干？(3)假设取消隔板,为完成任务该降尘室的最大处理量为多少?由于(10106)230009.81180.035103解：1设沉降区为滞流,那么Utd2(s)g18dutRet101064.671030.50.0351036.671041假设正确由降尘室的别离条件,有utH34.61060.10.28m/s2V20Aut20634.671033600m3/h3VA

11、ut634.671035600302.6m3/h可见加隔板可提升生产水平,但隔板间距不能过小,过小会影响出灰和干扰沉降.六、(20分)一立式换热器规格如下：管长3m,管数30根,管径为.252.5mm管程为1.现拟试卷第4页共5页hf,23g21050021004.121000g.o?r29.81可得,43327030000八010009.81Ut4.67mm/s选用此换热器将CS2饱和蒸气冷凝为饱和液体,其饱和温度为46C,走管外,其流量W=kg/s,其冷凝潜热为350kJ/kg,比热容为1kW/(kgC).水走管内,且与CS2呈逆流流动.冷却水进出口温度为10C和30c.基于换热管外外表的总传热系数分别为K1200w/m2C,其与管内的冷却水的流速0.8次方成正比.1所需要的冷却水的用量2此换热器是否合用？3现将换热器有单管程改为双管程,定量计算换热器是否合用?(4)通过上述计算你得出什么结论？解：1以管子外外表为基准计算已有换热器的传热面积：(1)求所需的传热面积冷凝段的传热量平均温差冷却水用量_.AA,即已有传热面积