化工原理课后答案

G来表达其流动情况。 （G来表达其流动情况。 （3分）x10基本方程填空题【1】该设备的绝对压强=640-500=140mmHg=l40X133.32=1.866X10 G=坦~=V0=u'.pKg/（m~s）AA '5 G=坦~=V0=u'.pKg/（m~s）AA '5在流动过程中，若系统的参变量不随时间改变仅随所在空间位置而变的流动称为定态流动（1）涉及的机械能有位能、动能和静压能。 （3分）（2）以上三者之和称为总机械能（1）流动时没有阻力的流体，即总能量损失为零，称这种流体为理想气体。（2）自然界中不存在理想流体，但引入这个概念可使复杂的流体流动问题得以简化。（1）在流动过程中，输送机械对IKg流体所做的功称为有效功（净功）。以We表示，单位为J/Kg（2） 单位时间内输送机械对流体所做的有效功称为有效功率。以 Ne表示，单位为W。而Ne 有效功率Ne与输送机械的效率n的比值称为轴功率。以N表示，单位为W。即2V=—（2分）91Kg流体在1-1'与2-2/两截面之间流动过程中，因克服摩擦阻力而损失的能量称为总能量损失。10主要应用与以下三个方面： （1）压强差与压强的测量。 （2）测量容器内的液面位置（3）计算液封高度。11静止流体="2=0,We=0,/Z/i_2=0。此时柏努利方程式即可化简为静力学基本方程式。所以，静力学式是柏努利方程式的一个特例。12答：选取原则为：1、两截面一定要与流动方向相垂直。 （1分）2、流体必须充满两个截面间的空间 （1分）3、所选的截面上各物理量除待求的外，必须是已知或可以算出的。 （2分）4、计算输送机械有效功时，两个截面应选在输送机械的两侧范围内。 （2分）【3】或t=U业【4】粘性，粘滞，粘性摩擦【5】Re,A,水平【6】促使流体流动产生Aydy单位速度梯度的剪应力[7]de=4rH=4X—=a【8】据红=（色尸=（包）2二⑵2=4【9】直管阻力，4。 U2d｛山局部阻力，阻力系数，当量长度【10】位，静压[11]Pa,S;P或cp； lcp=lx10-2p=l3Pa-S【12】流体静力学，任意截面，表压强，真空度【 13】零，滞流（或层流）内，薄（或小）【14】不，摩擦阻力【15】孙【14】不，摩擦阻力【15】孙'相等；互相转换【17】乙二4x100%<20%.要求式中分母P]用绝压Pi选择题1----5BBDDC6 10BDCCB判断题[1]V[2]X【3】V[4]X【5】X【6】X[7]V简答题1表压强=绝对压强一当地外界大气压强=一真空度2在静止的同一种连续流体内部，处于同一水平面上各点的压强都相等3三者之间可以用一个公式表示为：口s=VsP=UAP4（1）由于气体的密度是温度和压强的函数，因此对气体常采用质量速度1、确定管道中流体的流量2确定设备间的相对位置3确定输送机械的功率4确定管路中的压强或压强 差5简单管路、分支管路、并联管路的计算1、体粘度随温度升高而减小，气体则相反。 （2分）2、液体粘度基本上不随压强而变，除了极高及极 低的压强外，气体粘度几乎不随压强而变（1）滞流时流体质点作平行于管轴的直线运动，各质点互不干扰， （2）湍流时流体质点作不规则的杂乱运 动、迁移和碰撞，沿管轴向前运动的同时还有附加的脉动运动。16答：由于在管壁附近流体速度很小，且湍流时管壁处速度也为零，故离管壁很近的一薄层流体运动必然是 滞流，这层流体称为滞流内层17答：将流体流经阀门、管件等处的局部阻力折合为相当于长度的等径的直管阻力，把称为阀门或管件的当量长度计算题1解：（1） 求空气的Po：已知Mo2=32,Mn2=28,MAr=40。单位均为kg/kmol。先求出标准状况下空气的平均密度 Mm:'Mm=Mo?-x°2+MN2*xN2+MAr*xA户32X0.21+28X0.78+40X0.01=28.96kg/kmol（2分）号肾=件盖593定（2分）（2）求3.8Xl（）4pa、20°C时空气的平均密度P:皂=1.293x 3.8XUX273 如你*加（2分）P0T 101.33xl03x（273+20）由计算结果可看出：空气在标准状况下的密度与其在 3.8X104Pa20OC状态下的密度相差很多，故气体的密度一定要标明状态。（1分）（共7分）2解：（1） 先将已知的摩尔分数换算成质量分数x苯=0.4可得x甲苯=1-0.4=0.6 （1分）两组分的摩尔质量分别为： M苯=78kg/kmol,M甲苯=92kg/kmol可得"苯=了苯心二二心甲苯=0.4x;打O.Zx92"/I”分。甲苯一\—a苯=1—0.361=°.4x780.639（1分）（2） 求P口cn21ng=87L29kg/m3（2分）（共6分）Pm=U.JolU.O39 1 879 8673解：（1） 取U形管中处于同一水平面上的 B、C、D三点，根据等压点的判定条件可得到 PB=PC,PC=PD,于是可得PB=PC=PD（2分）（2） 根据静力学基本方程式可得：PD=Pa+RFHgg=Pa+0.25FHgg=PB （2分）PA=PB+hPH2oS=PD+hPAoS=Pa+0.25Pgg+0.20PH2oS（2分）于是A处的绝对压强：Pa=101330+0.25<13600x9.81+0.20x1000x9.81=136646Pa=136.646kPa （2分） （共8分）4解：（1） 根据兰州地区的条件，先求出操作时塔顶的绝对压强

绝对压强=当地大气压-真空度=8.53xl04-8.26xl04=0.27xl04Pa （2分）（2）在天津操作时，要维持相同的绝压，则真空度=当地大气压-绝对压强=101.33xl03-0.27xl04=98.63xl03Pa （2分）（共4分）5解：（1） PA=PA，可以成立。因A与A两点在静止的、连通的同一流体内，并且在同一水平面上。 （2分）Pb"因B与B,两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通的同一种流体中。 （2分）（2）求h。在测压口处平面找出C与C,两点（见附图），很明显Pc=Pc,（符合等压点的四个条件） （1分）Pc=Pa+hiPig+h2P2g（1分）而Pc=Pa+hP2g（1分）因Pc=Pc,故可得：Pa+hiPig+h?P2g=Pa+hF2g代入已知数据可得：0.7x800+0.6xl000=1000hh=1.16m （2分） （共9分）6解：取图中等压面A-A则有：PA=PA,（1分）而PA=Pi+（h+R）Pcg（1分）PA,=Pa+RP水g（1分）联立两式并整理可得：PI=Pa+R（P水-P气）g-hP气g（1分）因p,l?p水,故上式可以简化为：Pi~Pa+RP水g=101.33xI03=102998Pa（绝对压强）（2分）（共6分）7解：以水封槽4的水面作参考面。于其上取点2及点2,。点2取在水封槽水面上,点2,取在气压管内与水封等高处。故P2=P2'（1分）而P2=Pa（1分）P2，=Pi+hP水g（1分）联立可得：Pa=Pi+hP水g（l分）而Pi=Pa-7.8xlO4（1分）代入后可得：44Pa=Pa-7.8xlO4+hP7Kg=Pa-7.8xl04+hxl000x9.81而PB土槽水面可求出h=7.8xl04/1000/9.81=7.95Im（2分） （共而PB土槽水面8解:（1）换一根粗管。体积流量Vs不变, Vs=uiAi=U2A2=??.（1分）体积流量为：V,=§（0.053）2x4=5』粗板2.5（1分）所换一根粗管的直径d粗=广（；：53）2=Q067m。可选用附录23中（一）无缝热轧钢管，规格为（p76x3.5mm （2分）（2）增加一根管子。Vs不变，总体积流量为两根管子内体积流量之和，用 d增表示所增加管子的内径。（1分）vs=jx（0.053）2x4=Sx（0.053）2x2.5+jd增2x2.5（2分）可解出d增=『x（0.053）2_.5x（0.053）2可选用附录23中（一）无缝热轧钢管，规格为 （p50x3.5mm‘（1）求质量流速G（2（1）求质量流速G9解：由于气体的密度是温度和压强的函数，所以要分别求入口和出口的密度。入口处N2:p入=150kPa,p入=—=150x28=1.684kg/m3 （2分）入 入RT8.315x300出口处N2:/A=150kPa, -—-120x28-1.348kg/m3（1分）出 出RT8.315x300质量流速GoG=u出p出=20x1.348=26.96kg/（m2-C） （2分）（2）求u;（1分）（共6分）11人=£=（1分）（共6分）P,1.68410解（1）取高位槽水液面为1-1'截面，压强表安装位置为 22截面，以水平管的中心线为基准水平面，如 图中所示。（3分）（2）可列出柏努利方程：2p2pWZig+-T-+ +e=+~7T+~+A2f|-2 （2分）2p2p各量确定如下：zi=h（待求值）,Z2=0,Pi=0（表压），P2=6X104Pa（表压），ui~0.U2可求出，We=0（2分）（3）求“2取水=1000kg/,而勺=89—2x3.5=82秫秫=0.082m2.85x104女口=』=忍0==3600x1000=15讪（2分）歹（％尸-（0.082）24' 4

（4）将以上各值代入柏式，可求出zi: 9.81*+0+0+0=0+旦立+四堕+10。可得％=7.250〃？ （2210001分）（共11分）11解（1）求Vh取高位槽水面为1-1'截面，水管出口为2-2,截面，以地面为基准水平面。 （3分）在两截面间列1N流体为基准的柏努利方程：z+日+旦+乩=处+A+鱼+ f （2分）2gpg 2gpg各量确定如下：zi=8m,Z2=3m,ui~0,助可求出（待求量）2P1=P2=O（表压），He=0,H.=3.2x"a~（2分）- f2g求U2及Vh。将以上各值代入柏式可求出 U2（即U山）228+0+0+0=3 0+3.2x可得：U22=23.36j2x9.81 2x9.81u=4.83m/s（2分）而叫=jx（0.04）2x4.83x3600=21.84m3/h （1分）（2）当总阻力不变时，要是水量增加20%,（管径也不变），实际上是增大水的流速，即U2-1.2u2=1.2x4.83=5.8m/so设a-a,截面与II截面的高差为h。［图中（2）所示］在a-a,与22截面间列出柏式（2分）(<!+/?) =z,+虹+h,代入各值可得：_2g8+力=3+(2)(I+3.2)x=3+4.2x(5.8尸8+力=3+(2)(I+3.2)x=3+4.2x(5.8尸2x9.81解出h=2.20m （2分） （共14分）12解（1）要判断U管两侧的指示液面高低，实质上是求 （Pi—P2）或（P2—P1）值。（1分）取两测压口截面分别为1-1'及2-2,截面，以管中心线为基准水平面，如图中所示。 （3分）在两截面间列出柏式：+〜+~+We=Z282p(2分)各量确定如下:zi=Z2=0,We=0,ui=2.5m/s,S/%_2=2J/kg塞可求出,p=1000kg/m3,Pi-P2待求③求u2,可用连续性方程:(1分)奶="(立)2=2.5(aa)2=1.23m/s-0.047(2分)④将已知量代入柏式，可求出P1-P2P,-P.=p（"2一^"1+救）=1000（（L23）_（2?5）+2）=—368.6PaPI—P2为负值，即p2>PI说明压差计左侧的指示液面高于右侧（如图所示） （2分）（2）求RPUP示一p）Rg（1分），代入已知值可得368.6=（1594-1000）X9.81R求得R=0.0633m=63.3mm即两侧的指示液面相差63.3mm（2分）（共14分）34.513解（1）求u:m=-A=—延也一=2.49m/s（1分）-d--（0.070）244（2）求Ne。（3分）取水池液面为1-1'截面，且定为基准水平面，取排水管出口与喷头连接处为 2-2,（3分）在两截面间列出柏努利方程：TOC\o"1-5"\h\z+〜+〜+We=Z28+〜〜+〜+Af|-2 （2分）2P 2p各量确定如下:zi=0,Z2=26m,ui〜0,U2=u=2.49m/s,Pi表=0,P2s=6.15xlO4Pa,Zhi.2=160J/kg（1分）将已知量代入柏式，可求出、w,=z,g+土+冬+礼，=26x9.81+（2'49）+6-15x10+160=479.66J/kg（2分）' - 2p小 2 1000求相345（o=vn= 1000=9.583kg/s（1分），' 3600而=吼=479.66x9.583=4596.7wr4.597kw（2分）（共12分）14解：（1） 算出&准数后即可判断流动类型16200〃=竺=…… 3600 =2.497?2.5m/s（1分）Ap§（0.044）2x1186&=性=0?°44x2.5x1186=*&（2分）流型为滞流（1分）以2.3x10---（2） 求"max滞滞流时，Re准数最大值为2000相应的流速即为“ma滞 "分）R,=血一滞q（1分）代入已知值后0.044x1186”'max滞=2000,解得” =0.088m/s（1分）（共7分）2,3x10-3 max加15解（1）求APf。必须先求Re,确定流型后才能选用计算公式。①求U及Re。▲吨1__R屋— =七七=a兽土 （4禹2004d,u,pd.u,d,d:所以，Re2=4Rel=4x1750=7000（1分）（27000>4000流型属湍流。（1分）（8分）36000u=、=3600x900=1.284m/s（1分）人S（0.105）236000u=、=3600x900=1.284m/s（1分）人S（0.105）2「dup0.105x1.284x900.nRe=—= 〃 0.075F=■、卅、去/c=1617.8<2000属滞流（2分）八、②求/I,如及求也。2= —=—A—=0.03956 （1分）R,1617.8hf=2d=°03956X215_（1.284）2=4.659J/kg（2分）0.105 2APz=phf=900x4.659=4193.IPa（1分）（2）题给流量为原来的3倍而其它条件不变，贝lju=3xl.284=3.852m/s（1分）Re=3xl617.8=4853.4>4000属湍流 （1分）应据Re值及好d值查莫狄图求入（上册P44图1-24）相对粗糙度好d=0.15xl0-3/0.105=l.43x10-3及Re=4853.4查出入=0.0215 （1分）2if=M二二1-5-=^852））2------= =22.79J/kg（1分）八、/d2 0.105 2（2）题阻力与（1）的结果比值为：已々熬飙说明对粘度大的流体’不应选大的流速。（2分）（共13分）当液体不变时，1）器也不变；流量不变但内径变化，则此时有 ：％=3*=常数，所以"OC』，弓I起U、s4dRe均发生变化。（2分）若原来的量用下标1,改变内径后的量用下标2P、O17解（1）取水池液面为1-1,截面，且定为基准水平面。取高位槽液面为 22截面，如图所示。（3分）（2） 在两截面间列出柏努利方程：TOC\o"1-5"\h\z2P 2p+十+」+吼=誓+-A-+工+£外1—2（2分）2P 2p各量确定：zi=0,z2=35m,ui~0,u2~0,Pi=P2=0（表压），We待求，必须先求出 Shfi_2及u。 （2分）（3） 求u及£fi一2100

（4）求We、（Os及N。把各有关量代入柏式可求出 WeWe=z2g+Shfi.2=35x9.81+182.7=526.05J/kg （1分）（os=vs?p=100/3600x1000=27.78kg/s（1分）N二』二也S=526?°x_27.78=22433=22.5kw（1分）（共13分）〃 〃 0.6518解（1）要验算（核算）泵的轴功率是否能够满足生产要求，应根据输送情况计算出 we、N,然后再进行比较。（1分）（2） 取反应器液面为1-1，截面，且定为基准水平面，取管路出口内侧截面为 2-2，，如图示。（3分）（3） 在两截面间列出柏努利方程：TOC\o"1-5"\h\z+〜a〜+〜+We=Z28+Ar+〜+Afl-2 （2分）2P 2p各量确定：zi=0,Z2=15m,ui~0,U2~0,Pi?=-2.67xlO4Pa,P2表=0,p=1073kg/m3 （2分）2xlC）4求U2:约= = 延也—=1-43m/s（1分）兀q 兀 rs-d--p-x（0.068）2xl073（4） 求雄、先求以廿2£外1-2=（2-（1分）TOC\o"1-5"\h\za 2求入：?dup0.068x1.43x1073 5R,= = ;--=1.66x10 （1分）以0.63x103f03-0.0044（0.5分）d68由教材P44图1-24查出摩擦系数入=0.03（1分）求各管件、阀门的当量长度 SLe：查教材上册P49图1-27闸阀（全开）2个：0.45x=0.9m标准弯头5个：2.2x5=llm （1分）而次=&进+&孔板=0.5+4=4.5（0.5分）所以新=（0.03x50+0-9+11+4.5）x（L43）=32.52J/kg（1分）0.0682把各量代入柏式，可求出wePLP[cycs（1.43）2 2.67X104w=z,g 1 S/zf1,=15x9.81H 1 32.52'捉2p71- 2 1073=202.6J/kg（2分）（5）求N及核算库存的泵轴功率能否满足要求205.6x2x1043600=1730.6w205.6x2x1043600=1730.6w=1.73hv<3.71hv故库存的泵轴功率能满足要求。（2分）（共19分）19解（1）取水塔液面为11截面，排水管出口内侧为22截面，以水管出口中心线所在平面为基准水平面 ,如图所示。（3分）（2）在两截面间列出柏努利方程：+〜+We=Z2g+at-+—+S/Zzi_2（2分）2P 2p各量确定：zi=12m,z2=0,ui~O,U2=u,we=0,Pi=P?=0（表压），p=998kg/m3,Shfi_2待求，代入柏式可得：（2分）2 ]|y2（3）12、9.81=土+£/山，及勺n*4A.匕即（3）2E八一~d2125+12x9.81=—+2-2^5^250.106125+12x9.81=—+2-2^5^250.106235.4414152+10般可得:12x2x9.81-_150—2二----+10.106（4）试差法在上述（A）式中，有两个未知数（A）式（3分）（u和入），一般可用试差法求u。先设一个入值（按一般规律），代入式中，算出u值，再求出Re值，从入-Re关系曲线可查出入值，若查出的入值与所设的入值相接近，则假设的用②否则应重设一个入值，重复上述计算。管内流体湍流时，内X值一般在0.02-0.03（输送液体时）。先设入=0.02,代入式（A）中，得:（A）入值可23544 ?2.83/77/s（2分）1415x0.02+1dup0.106x2.83x998-__5..八、古s0.1 八、求&=—= —--?3xl05（1分）而一一=――=0.00094（1分）〃 1.005x103 们106重设入查教材上册P44图1-24得入=0.0207与假设值相接近，也可不在重算。 （1分）（若要进行第二次试算，可再重设入=0.0207，代入（A）式中，算出u=2.79m/s算出Re=2.93xl05,查图1-24可得入=0.0206,与假设入值很接近）（5）可按u=2.79m/s来计算输水量vhvh=A（0.106）2x2.79x3600=88.59;m3//?若按u=2.83m/s来计算VhTOC\o"1-5"\h\zjr2 3vh=-（0.106）2X2.83X3600=89.86m3/h（2分）（共17分）420解（1）取A槽液面为1-1,截面，B槽液面为2-2,截面，且定为基准水平面，如图示。 （3分）（2）在两截面间列出柏努利方程：M,2P, 11:R ,/+"£ M2 八、W+十+二+吼=掷+或+二+4?—尸（2分2p 2pa 2各量确定：zi=6m,Z2=0,ui~0,U2~0,Pi=P2=0（表压），we=0,p=998kg/n?,L+SLe=100m,d=0.20,p=850kg/m?上式可见化为：6X9.81-2-—x— ①式（3分）0.22（3）以上①式中有两个未知数，无法直接求解。考虑油品的粘度很大，在管内流速必然很小，流型很可能是滞流。先设油品为滞流，而后验算。 （2分

②式（1分）se—。 ②式（1分）所以有?2=—= = = Re岫0.2xmx850（oi将②式代入①式中，可得：6x981a003765x1000x?_解得：u=Q625m/s（i分）u0.22上述计算有效。（5）求Vh:可按u=0.625m/s来计算Vh。V--JXMX3600=-r（0.2）2X0.625x3600=70.7/?3/h（1分）（共14分）4 421解（1）将丙烯从贮槽送到塔内是否用泵，必须用柏努利方程式求出 We值后才能判断。（1分）（2）取贮槽液面为11截面，且定为基准水平面，取塔内丙烯出口管的管口为 22截面，如图示。（3分）（3） 在两截面间列出柏努利方程：3+驾+，吼=5+；+；+礼_2（2分） 各量确定：zi=0,Z2=30m,ui~0,U2可求出，Pi=2011kPa,p=600kg/m3,P2=1304kPa,L/AAA£OkJ/kgo（1分）（4）求U2及We。40xlC）32=a= =1.12/77/5（1分）A'P5（0.145）2X600+跺"=30x9.81+aa+（）X10-+15Q=__73347/600（2分）（5）说明：We的涵义是外加功，计算结果We为负值，说明系统不需要用泵，而依靠贮槽与塔两个设备的压强差即可满足输送丙烯的要求。 （2分）（共12分）22解（1）求空气的（OS。求操作条件下空气的密度p；已知t=50°,P=295kPa,（2分）竺=1293X295x103x273 __.（2分）P=P。PoT' 101.33x103（273+ =3.182kg/m旧=“aQQ9x121xS（0.02）2x3.182=1.088底/s（2分）（2）操作条件下空气的流量vs。1.088 _ 3.八八、=——=——=0^42/773/5 （1分）'p3.182（3）标准状况下空气的流量 vo..s。V。，=义==0.841妒is（1分）（共6分）a。1-29323解：（1） 1、2、3三处压强不等，因为它们虽是静止，且在同一水平面上，但这三处都不是连通着的同一种流体。（2分）（2） 4、5、6三处压强相等，因为这三处是静止的，连通着的同一种流体，并在同一水平面上。 （2分）（3） 求PB及Pc求PB。据静力学基本方程式有：已知 PA=Pa=l0l.33KPa,P4=Pa+（h2+h3）pH2og（A） （1分）P5=PB+（hi+h3）pH2og+（h2-hi）pHgg（B） （1分）P6=Pc+h3pH2O+h2pHgg（C）（1分）因P4=P5,联立（A）、 （B）两式可得：Pa-Pb=（h2-hi）pHgg-（h2-hi）pH2og=（h2-hi）（pHg-pH2o）g=（）（13600-1000）x9.81=12361Pa（2分）Pb=101330-1236仁88969Pa即PB=12361Pa（真空度）（1分）②求Pc,联立（A）、（C）两式得：因P4=P6oPA-Pc=h2（pHg-pH2o）g=0.2x（13600-1000）x9.81=24721Pa（1.5分）PC=101330-24721=76609Pa（绝压），即FC=24721Pa（真空度）（1分）24解：（1）①在油库原油贮槽液面1—1'及炼油厂原油贮槽液面2—2,间列柏努利方程，并以2—2,截面为基准面（（3分）可得：M,2P, II:P,勺，小八、4g+二we=Z2g+—A—+—+Ahfi_2（2刀）2p 2 p_②已知：pi=p2=0（表压）,ui=U2~0,z2=0,We=0,zi=200m,柏式可简化为： w=新心=200x9.81（1.5分）（2） 求£/顷2由于管路很长，又是输送液体，故可忽略局部阻力，即 £if[_2=hfo（1分）由于原油粘度大，流动常属滞流。可先假设为滞流流动，可据泊稷叶方程求出直管摩擦阻力 hf,然后再校验Re。则有：关鹫其中/=100S=100X1（）3切？（1分）fd-pVh240其中m=3600=3600 0X）849分以上各量代入可得："0.785J2d-7b, 32x（0.0849/＜）x100x103x150x10-347.94八八、£/“]_,=/-= =—7—（2分）/ / 6/2x850 d4（3） 求d及选管子规格47Q4 4794-①将Zhfi-2代入简化的柏式得：£外]_2=*g=200x9.81=匸厂，解出（/=（曲点）4=0.395〃?=395〃冲分）

②从教材上册附录二十三P296查出可选用0426x9mm热轧普通无缝钢管，其内径为0.408m。 （1分）25解：（1）①在容器的恒定液面1-r及侧壁短管出口外侧2—2,截面间列柏努利方程，以短管中心线为基准 面（3分）可得：（4）校验Re（4）校验Re。R二蛭0.408x0.08492x850（0.408） =1179<2000为滞流，原假设正确（1.5分）（共15分）2P（2分）Zig+〜人〜+We=Z2g+〜（2分）2P②已知：pi=O（表压），P2=O（表压）,ui~0,We=0,Z2=0,u2=0（短管出口外侧）柏式可简化为：W=新止2（1-5分）4、H-Q,N-Q,n-Q,转速，清水5、泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量（3分）（2） 求勺\_2。因放水管很短，可以忽略直管阻力，艮 "22"2y+G%=1.5x% （1.5分）（3） 据提示知：当水流进容器的流量 4.5m3/h＞水从容器中流出的流量时，容器的液面可达恒定vh4.5相应的流速"=幽匹=—3600_=2.55m/s（1分）-d-歹（0.025）24 4（4） 由简化的柏努利方程式得： w=£力口_2=1.5x：=1.5x（2：5）得：zi=0.497m （2分） （共11分）注：要使容器的液面达到恒定，实际上容器中水位高度应比 0.497m还要高一些。第二章填空题1叶轮，泵壳，轴封装置 （每空1分，共3分）2、（1）汇集液体。（1分（2）转能装置，即是使部分动能转换为静压能。（2分）（共3分）3、 （1）流量（2）压头（3）轴功率（4）效率（5）气蚀余量（每空1分）m（1分）6、泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。 （2分）7、减小，减小，下降，增大（每个1分，共4分）8关闭，打开9不变，不变，增大10管路布置，操作条件，无关11出口阀门，旁路12泵的排液能力与活塞位移有关，但与管路情况无关；而压头则受管路的承压能力所限制 13低流量，高压强，离心，腐蚀性，悬浮液14（1）吸气，压缩，排气 （每空1分，共3分（2）实际压缩循环（1分）15出口与进口气体压强之比（2分），中间冷却器（1分）油水分离（1分） （共4分）16单位体积（In?）的气体流过风机时所获得的能量 （3分）， Pa（1分）170=生2 （2分）选择题1——5CBBCB6——10AAADC判断题1（X）2（V）3（X）4（X）5（V）6（V）7（V）8（X）

简答题1答：基本要求有：（1）能适应被输送流体的特性（如粘性、腐蚀性、含固体杂质等）。 （1分（2）能满足工艺上对流量和能量 （压头）的要求。（1分（3）结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低。 （1分）（共3分）2答：叶轮的构造：它是由若干弯曲的叶片构成。 （1分）作用：将原动机的机械能直接传给液体，使液体的 静压能和动能均有所提高。（2分）（共3分）（4分）4答：泵轴和泵壳之间的密封称为轴封。 （1分）其作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气漏3答：离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮，泵内液体在惯性离心力作用下，自叶轮中心被甩向外界并获得能量，最终体现为液体静压能的增加。入泵内。（2分）常用的轴封有：填料密封和机械密封两种。 （1分）5答：离心泵的能量损失包括以下几项：容积损失，机械损失，水力损失。离心泵的效率与泵的类型、尺寸、 制造精确程度、液体的流量及性质等因素有关6答：启动离心泵前应关闭出口阀，以减小启动电流，保护电机。 （2分）停泵前先关闭出口阀是为防止高压 液体倒流入泵损坏叶轮。（2分）（共4分）7答：气蚀现象发生的原因是叶轮入口附近处液体的绝对压强等于或低于该液体在工作温度下的饱和蒸气压。 （2分）有效措施是通常根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度。 （2分）（共4分）8答：离心泵流量调节方法有： （1）改变泵出口阀门开度；（1分）（2）改变泵的转速；（1分（3）减小叶轮直径。（1分）生产中常用第（1）种方法。（1分）9答：一般步骤如下：（1）根据输送液体的性质和操作条件，确定离心泵的类型。 （1分）（2）确定输送系统的流量Qe和压头He。（1分）（3）选择泵的型号，要求QNQe,屮He,且效率I］较高（在高效区）（2分）（4）核算泵的轴功率。（当P液〉P水时（1分）10答：一般步骤如下：根据管路布置和工艺条件，计算输送系统所需风压 HT'，并换算为风机实验条件下的 风压HT。（2分）（2）根据输送气体的种类和风压范围，确定风机类型。 （1分（3）根据以风机进口状态计的实际风量Q和实验条件下的风压HT,从风机样本中查出适宜的型号，选择原则同离心泵。 （3分）11、答：余隙系数£是指气体余隙体积V3与活塞一次扫过的体积V1-V3之比（2分）。表达式是：/=—AxlOO%（0.5分）容积系数是指压缩机一次循环吸入气体体积 VI—V4与活塞一次扫过体积VI—V3之比表达式是：扁=匕计算题1 （1）求n解：①求泵的压头H。以真空表和压强表所在的截面为 1-1,和2-2,,列出以1N为衡算基准的柏努力方程式（2分）22pg（2分）侃1Pi TJ U2 p2 pg（2分）G+—+—+H=Z2+—+—+H2g2g pg确定各量：Z2—zi=0.5m,ui=u2,pi=-26.66Kpa（表压），p2=255Kpa（表压），因两测压口距离短，故市一2部。（1分）255x105+02666x105TOC\o"1-5"\h\z各量代入后可求出：H=0.5+2.55x1050.2666x105+o=29.21m （2分）1000x9.81②求泵的轴功率N:已知Nmm=6.2Kw,H—0.93,n—1N轴=6.2x0.93x1=5.766Kwr5.77Kw （1分）③求泵的效率：12.5x10—3x29.21x1000x9.81=0.621=62.1%（2分）1000N 1000x5.77TOC\o"1-5"\h\z（2）列出该泵的主要性I轴:n=2900r/min,Q=12.5L/s,H=29.21m,N=5.77Kw,n=62.1%。 （1分）

2解：离心泵的转速改变后，泵的性能可按比例定律估算（当转速变化小于 20%时，偏差不大）。若改变前的性能下标为1,改变后的下标为2。（1）旦=么，可得Q,=0.生=65x飘=53.8妒/人（2）色=（包）2,Q2n2 nx1450 H2n2可得H2=H].竺)2=30x(1A22)2=20.55m〃i 14503解（1）求气蚀余量NPSH可根据定义式：NPSH=P■-久+二（2分）Pg2g其中，p仁P-P真空度=100—56=44KPa（2分）2题给：pr=2.238KPa，动压头可略，则竺一r0（1分） 3' 2g贝U:NPSH= =4.26m （1分）1000x9.81（2）求允许吸上真空度Hs,。（2分）4解（1）输送20°C清水时，泵的安装高度可由下式计算：22H=H— H,0j（2分），题给：H/■°1=Im—0&s2gf f 2g旦由泵的性能看出Q升高、Hs下降，应以最大输送量55m3/h所对应的Hs值（=3m）来确定泵的安装高度。且本题中输送条件与泵出厂时实验条件相符，故 Hs'=Hs=3/7?（2分）代入上式可得：Hg=3—0—1=2m。泵的实际安装咼度还应比2m低（0.5?Im）。(2)输送65笆水：应按此式校正： Hs=[Hs'+(Ha-10)-(—-0.24)].—' ' “ 9.81X103 p（2分）。有关量的确定:H（2分）。有关量的确定:Hs'=3m,Ha=9.81xI04PG=10/nH2(9查附录65OC水的pv-2.5xlO4Pa，密度p=980.5Kg/m各量确定：△z=llm,Au=0,Ap=-Pi=3.92xl()4pQ(各量确定：△z=llm,Au=0,Ap=-Pi=3.92xl()4pQ(表压)TOC\o"1-5"\h\zHs=[3+0-(2-5xl°-0.24)]x-=0.705m(1分)9.81X103 980.5而H。=H<-土-H,E=0.705—0—l=—0.295m,实际安装高度还应比-0.295m低（0.5?Im）。Hg为负值，表示泵gS2gJUT 5应安装在液面下。 （1分）5解：（1）必须计算出输送系统所需的流量、压头与离心泵的 Q、H进行比较后才能确定能否选用该泵。在图 （2分）中1-1，与22间列式：He=Az+—+—+Hf.,(2分)2gpgf_120/3600u=；-（0-13顶=2.474m/5（2分）⑵求He。=0.03x14l031「x警=9.97〃? （2分）2g2x9.81392x104把以上各值代入，可得：He=II+ +9.97=24.54/m（1分）1120x9.81（3）确定能否选用。输送系统所需的流量Qe=120m3/h压头He-24.54m,而离心泵能提供的流量Q=132m3/h>Qe,提供的压头30m>He；且溶液的性质与水相近，故能选用该水泵。 （3分）6解（1）选水泵。先求其：把Qe=10m3/h代入可得：乩=16+0.04Q；=16+0.04x（10）?=20m（2分），由Qe=10m3/h,He=20m查附表，可选C型号，其Q=11m3/h,H=21m（3分）（2）Hgo0/3600 10/3600［如/求ui:u, =—/ =1.42m/s（2分）生（0.05）2有（0.05）24求乩2H=H' Hf0_i,由题给Hs=Hs\Hfo-i=1.5m，代入可得：（142rHe=61.5=4.4/m （3分）# 2x9.81为安全起见，离心泵的实际安装高度应比 4.4m低（0.5?1）mo（1分）7解：根据离心泵的工作点定义可得： Q=Qe,H=He（1分）（1）求输送常温下清水时，该泵的性能。由H=HeUJ得：25—2.0。2=20+1.862,即卩3.86Q2-5,解出Q=1.138m3/min=68.3m3/h=0.019m3/so（2分）H=25—2.0Q2=25—2x（1.138）2=22.4〃？ （2分）1138-—X22.4x1000③N=-—= =6.942KW（2分）102〃 102x0.6（2） 求输送密度为DOOKg/n?的水溶液时，该泵的性能当输送液体的密度改变时，泵的流量和压头不变。故：0=Q=O.O19〃?3/S,H'=H=22Am（2分）（1分）土专心土十〃。睥仁（1分）而轴功率发生变化， N'=a~a= =8.345Kw102〃 102x0.6（2） =AZ+A-+Hf=8+0+0.6xI062/（2分）1Pg'（3） H=He可得：24—0.4x1（）6q2=8+0.6xI（）6Q2,即（0.4+0.6）xl06e2=16可解出:（2=4X103=0.004m3/5=14.4m3/h（3分）9解（1）求关小阀门后的管路特性方程。本题中，K不发生变化，而B值因关小阀门而变大。关小阀门后离心泵特性不变。 （1分），K、Q、H值代入管路特性方程，可得：44-18+50/,即44=18+3（0.012）2可解出3=1.806x105（2分），故关小阀门后管路特性方程为：乩,=18+1.806x1（）5。； （1分）（2）流量为0.012m3/s时，原管路所要求的压头为：He=18+1.3xl05x（0.012）2=18+18.72=36.72m（2分）故关小阀门多耗的压头为： =44—36.72=7.28〃？（1分）AH728关小阀门造成的压头损失占泵提供压头的百分数为：一 =二技x100%=16.55%H44（1分）10解（1）选风机本题中风压不必换算，即 Ht=1353.8Pa（1分）空气在20°C、101.33KPa下的密度为IZKg/n?,通风机的风量（按进口状态计）为：38000Q= =31670〃勿人（2分），按Q、HT查教材P304附录25,选4-72-IINolOC型离心通风机可满足要求，其性能如1.2下：转速1000r/min,风压1422Pa风量32700m3/h,效率94.3%所需轴功率16.5Kw。 （2分）（2）若把风机（已选）置于加热器后，则风量发生显著变化。①题给管路所需风压仅为 1353.8Pa此值相对于大气压强小得很多，所以风机入口处压强仍可按常压（101.33X103pa）计。可查出空气在此压强及160°C状态下的密度为0.815m3/h。而风量为0=38000/0.815=46630八3/?〉所选风机得风量32700m3/h,因此，风压与前相同，风机转速仍为1000r/min,此风机就不能完成输送任务。 （3分）②另外还应考虑所选风机是否耐高温。（1分）11解（1）求T2和V2k—i i-4—i对于绝热压缩过程：T,=4（乙）£=283（ ）k=413K（2分）Pi 101.33求V,可用理想气体状态方程式：业 =4茂■ 4T2所以V,=v4.Z1=500x四兰X坐=194.6妒（3分）一1Pa 380283(2)求M和Nd1QQ/~\1①扁=1—A[(―)'-1]=1-0.05[(AA-)n-1]=0.922(2分)Pi101.331 k-压缩机绝热压缩得理论功率 Nd=Pl-Vmin? -|]/60—k-lpi1Aoonl4t1 k-压缩机绝热压缩得理论功率 Nd=Pl-Vmin? -|]/60—k-lpi1Aoonl4tN,=101.33x103x10x——[（ —）>-4—1]/60=27200w=27.2Kw（3分）d 1.4-T101.3312解：据离心泵得切割定律，可算出叶轮外径切割O'n* n' 095。（1）由N=W得：W.Q=——.（2=0.95（2>0.92（1.5分）QD2 八 八 D2②为安全起见，离心泵得实际安装高 度应至少比计算值减0.5m,为：5%后，泵的Q,、H，和N，:（2）由号哇）海由A印得:H'二「厂2■//斗95°2）2-H=0.903H>0.8H（1.5分）n' nQ5nN,=（W）3.n=（——）3.N=0.857N（1.5分）D2D2又因N=2.6Kw,则N'=0.857N=0.857x2.6=2.23Kw（1分）取安全系数为1.2倍来配套电机，则所需配套电机功率为 1.2x2.23=2.68Kw<3Kw（1.5分）（4）由计算结果知，原水泵叶轮外径切割5%后，流量、扬程、所配电机功率都适用，故此方案可行（1分）（1）题给泵的气蚀余量，可由下式求泵的安装高度 HgPa~P'--NPSH-Hf0jPg （66。-645）加_3.5_1.6=_2.2以（3分）530x9.81-2.21m-0.5m=-2.7Im（2）由题给条件，目前泵的安装高度为-1.6m>-2.71m表明泵的安装高度已偏高，很可能发生气蚀现象，故该泵不能正常操作。 （2分）14解（1）选离心油泵①题给：Qe=15n?/h而H=AZ+坐-+坐+乩=5+0+“…一+1+4=30.12〃?（3分）'2gpg, 760x9.81②据Qe=15m3/h,He=30.12m查上册教材附录24（P303）选65Y-60B型离心油泵合适。其性能为：流量19.8m3/h,扬程38m,转速2950r/min,轴功率3.75Kw,电动机功率5.5Kw,效率55%,气蚀余量2.6m。（3分）（2）确定安装高度该油泵的气蚀余量△ h=2.6m，则有：七二 1 =（10L?3_—79.8）x10_2.6—]=—0.712〃?（3分） 760x9.81Pg为安全起见，该泵的实际安装高度应比 （-0.712m）要低0.5-Imo（1分）15解（1）管路特性方程：水的密度取lOOOKg/n?。=AZ+A-=15+9'81x1o4~°=25/7?pg1000x9.81（1.5分）P,8L+②兀；d12f）=0.015x xL+YLe,v8d兀dg（3分） =2.027x1O②S〃?50.094/x（0.094）4x9.81可得管路特性方程为： He=K+BQe2-25+2.027xl04e/（Qe单位为m/S（2）求泵的升扬高度与所需的压头：①泵的升扬高度即为两液面位差： AZ=15/n（1分）②管路所需得压头He：代入Qe=40m5/h,可得：40He=25+2.027x1（）4x（ ）2=27.7〃？（1.5分）360016解：（1）在风机进口截面1-1，与管路出口截面2-2,间列柏努力方程式，可得管路所需风压为：2H't=（P2-PI）+ +p,hf（1.5分）式中，pi=0（表压），p2=lxl067Pa（表压），p=p'm=L265Kg/m3,2u-14.1m/s（1分）（2） 求新.£如=/1?竺史？匕=0.0175x也x翌少-=318.9"Kg（2分）]fd20.625求H，T：H7=(1x104-0)+1.265x+1.265x318.9=10529Po(1.5分)i? i?HT=H'T—=10529x—=9988Pa（1分）P'm L265计算结果说明：库存风机可提供的风量 16000m3/h＞管路所需的风量1.5xlO4m3//z；其可提供的风压11000Pa＞管路所需的风压9988Pa故此风机合用。（2分）题加速运动等速运动等速运动6、物料特定过滤压强差过滤介质阻力大小题加速运动等速运动等速运动6、物料特定过滤压强差过滤介质阻力大小7、板框压滤机加压叶滤机转筒真空过滤机2、2 1/2 3、气体在室内的停留时间。应 N颗粒的沉降时间份（2分）滞流（1分）4、降尘室底面积（2分）高度（1分）5、降尘室惯性除尘旋风分离器恒速过滤8过滤式沉降式分离式常速离心机高速离心机超高速离心机 9、恒压过滤恒速过滤选择题6-——7BA1-----56-——7BA判断题1(X)2(X)3(V)4(X)5(V)6(X)7(V)8(V)简答题TOC\o"1-5"\h\z1答：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时，将受到三个力的作用，即重力、浮力与阻力。 （2分）作用方向是重力向下，其余两个力向上。 （2分）2答：在满足气体处理量（即生产能力）的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离效率及气体经过旋风分离器的压强降。 （3分）3答：影响旋风分离器性能的因素是多方面的，其中最主要的因素可归纳为物系性质与操作条件两大类。 （2分）因为对于同一结构型式的旋风分离器来说，减少尺寸有利于分离，所以当气体处理量很大，又要求较高的分离效果时，常采用旋风分离器组操作4答：主要依据有三个方面： （1）含尘气体的处理量（或生产能力） （1分（2）允许的压强降。（1分）（3）要求达到的分离效率。 （1分）5答：饼层过滤是指固体物质沉降于过滤介质表面而形成滤饼层的操作。 （2分）它适用于处理固体含量较高（固相体积分数约在1%以上）的悬浮液6答：膜过滤是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术。 （2分）它又可分为微孔过滤和超滤两类。7答：对过滤介质的要求是：它应具有流动阻力小和足够的机械强度，同时还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。TOC\o"1-5"\h\z（3分）种类有：织物介质、堆积介质、多孔固体介质及多孔膜。 （2分）8答：措施有：适当提高转速〃和浸没度材，加大过滤常数 K（增大真空度或降低滤液粘度）等9答：过滤机的生产能力通常是指单位时间内获得的滤液量，也有按滤饼产量或滤饼中固体物料的产量来计算的（3分）过滤机生产能力Q的计算式：Q=3600VIT=3600V/（6>+0W+Od） m3/h计算题2001解（1）钢球的沉降速度“，=々=迪・=0.2732m/s （1分）07.32（2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算：=d*-袂==（6.35xlW（7900-1300）x9.81cog.,（3分）18 I8ut T8X0-02732duto6.35x10x0.02732x1300八八§§ —*c、r/ma、兀【、、•卜.<.占人/.工心，一八Re?一= =0.04248<1故假设成立，求出的〃有效 （2分）H 5.3092解（1）由附录查出有关温度下水的性质：20°时,密度「=998kg/m3,粘度//=1.005XW3Pa-s（1分）50°C时，「=998kg/m3,=0.5494X10_3Pa-s （1分）d'(PLPso)gd2(1850—988)g电50。=18X.0 =18x0.5494x10—3=184ut20°d-(、Ps-—20)。八2(1850—988)g18X〃20 18X1.005XIO-3（2）此时，d'=2d,ps,p,pi均相同；据",祟气匕-成可得:（2严）0-Q）gu；_ 18〃 —ut 一p）g18〃3解（1）在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度 "'为:u=H=—=0.1429zn/5(1分)'bl14假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求 d假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求 dmmo(3分)TOC\o"1-5"\h\z.r18/zm ./9「18x2.6x10—5x0.1429m, _1O_6 ?八、(p、一p)g 3000x9.81d=[—— lz-?[ lz-=47.7x10&m=(p、一p)g 3000x9.8118〃空山Pn?8 .' "乃（3分）d{ '■■ \故原假设正确，求出的dm”有效。 （2分）4解4解（1）在空气中作自由沉降由于p空弋《Ps故Q空弋可略,由斯托克斯公式可得d=18/zAut（1分）设铅微粒下标为1,石英微粒下标为2。可得S—Q18〃空J牛：）gAi?g§§日尤〜攻、云询「d-utp47.7xIO-6x0.1429x0.75m.校核7几降流型Ref=mm『= =0.1965<1II2.6x10—5II（Q,2—Q水） 7800--空心=206dx ］8〃水％ 2600-1000 '（Ai~P水）送（1）操作条件下炉气处理量为：2160273+427, ,,?八、Vs= x =1.54mIs（2分）3600 273（2） 假设沉降在滞流区，可求出Utu：=十（上一成=WO"x（400（）W5）X9.81=4.1涂-3”？分）18 18x3.4x10、而气体水平通过速度"=、/庭7=1.54/（）=0.20m/s（1分）（3） 层数n154〃=-A-1= — 1.54-1=51-1=50 （2分）Mut（4） 隔板间距hH42mH=（打+I）/i可得：h=---=——=0.082m （1分）TOC\o"1-5"\h\z〃+1 51（5） 核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区5牛=8■颈］*“><。5=4.8><］。¥在滞流区”分）小，2bh2x1.8x0.082八、一八、de=——= =0.157m （1分）b+h1.8+0.082气体流动的Re为：Re=*W=竺空竺匹=462<2000在滞流区。故降尘室计算合理，结果有效。 （1分）" 3.4x10-56解：对于标准型旋风分离器， h=D/2,B=D/4,Ne=5,&=8（教材上册P125）（1） 并联旋风分离器数n:单台旋风分离器的生产能力为：（Vs）A=h?B?陡 m.（0.42/8）X20=0.40m3/s（2分）24n=Vs/（Vs）m=2.0/0.40=5（1分）（2） 求临界粒径企B=D/4=0.4/4=0.1m,Ne=5,代入下式：I9/nB/9x2.6xl0-xO.l.no1M6 .no牛八、— — Gd；= - =J I9/nB/9x2.6xl0-xO.l.no1M6 .no牛八、— — Gd；= - =J 二=4.98x106m=4.98//m （2分）\7iNepsUiV5x3000x20dr=（3） 分割直径dsod50?0.27I归aO.27]Z6x^-口’=3.554x1（）-=3554（A~PAiV3000x20（4） 压强降AP（2分）△p尚？应=8x°75x（2°-2=i200Pa227解：题中已规定采用扩散式旋风分离器，则其型号可由其生产能力表中来选。题中热空气的允许压强降1250pa需要进行校正。X—=1250x—=1500pap 1.0（2分）从教材上册P131表3-3中查出5号扩散式旋风分离器（直径为D=525mm）在1570pa的压强降下操作时，生产能力为5000m3/h现在要达到10000m3/h的生产能力，可采用两台并联。（也可采取其他的同样合理的选 择（4分）8求滤液量V滤饼体积：Vs=0.635x0.635x0.025x1=0.0101M3（2分）题给v=0.1滤液体积：V=V/v=m°=Q.101m3 （2分）求过滤时间9当介质阻力可略时，V~=KA20（1分）（0.101）=3925.7s=1.09/7KA24xlO-6x（0.806）①过滤面积A由题给：v=0.1V=*/（1+v）=8/（1+0.1）=7.273〃?3（3分）代入题给过滤方程:（7.273「+7.273=5x104x3600妒60.17=1.8A2解出：A=5,782m3（3分）②求过滤常数K、qe>9e把题给过滤方程与恒压过滤方程 V2+?VVe=KA20相比较，可得K=5X10'4m3/s；2Ve=lm3；故Ve=0.5m3 （2分）qe=Ve/A=&-=0.0865〃?3/〃?2 （1分）° 0?/"= （】分）5.782 5xl0-4变，不变，则有V：Q Q=KA2OA=KA202K、A不变，故有：陰二色tt£=片淫“0上-7.07m1（2分）V,2 0、 2_艸0 \2 _ _J①因改变，恒压过滤方程为： V2=2KA-0x/Ap（1分）而"=2K42。]xAp]V22=2KA202XA/A0y=02K、A不变（1分）可得：'AP,4x101.33x103=10八|=14.Im3（2分）2x101.33x10311原工况下的过滤常数K为：（介质阻力可略）K=V2/（A2O）= =5.56X10-2〃?2/s （2分）（0.2）2x2x3600过滤面积加倍，其他情况不变可得滤液量：V'=JK（A，）2。=《5.56x10-2（2x0.2）2X2x3600=8.0m3（2分）求洗涤时间（2分）/=一2对于板框压滤机，（当”=（2分）* （主） dO'8（V+VJ因介质阻力可略，故Ve=0,题给Vw=0.5m3代入后可得：0505 =719425?2/? （2分）5.56x102x804）2①12过滤时间0过滤面积为：A=2x（0.635）2x26=20.98/772 （1分）滤饼体积为：Vs=（0.635）2x0.025x26=0.262m3 （1分）滤液体积为：V=、=0.262/0.020=13.10妒 （1分）V而q=V/A=13.10/20.98=0.624m3/m2 （1分）过滤时间0=”2。=（0.624）2+0.62Ax0.023=3700$（2分）K 1.13x104②生产能力Q操作周期T=Q+Qw+Qd=3700+0.793X3600+15X60=7455s （1分）c3600V3600x13.10 ；…，，Q= = =6.33/77-//?T74553转筒过产能积QA= =3.14x1.75x0.98=5.39妒（1分）170° 1转筒浸没度（p=—二 （1360°3 分）介质阻力可忽略时，可用下式计算 Q:Q=46547A=465x5.39A5.15x106x|xl=3.28m2//?（2分）（2）求滤饼厚度L转筒每转一周获得的滤液量为：V=—=—=0.05467/??6060气=yv=0.05467x0.66=0.03608所③厚度L=*='03608=6.69x10_3m?6.7mmA5.39（1分）（1分）（1分）① 14服从斯托克斯定律的最大颗粒直径，服从滞流沉降区的上限值K=2.62 （1分）£由Em"^旦3可得2.620一-「用丫r=2.62 （1.81X10「5）2 3=59.20x1（）—6m=r 2400x1.205x9.8159.20jum（3.5分）②服从牛顿定律的最小颗粒直径，服从牛顿定律的下限值理可得：K=69.1同（1分）dmin=69.14（1.81x10-5）2 3=1561x10”〃?=2400x1.205x9.81 156；//Z/715解（1）求。由题给条件可得，单位面积上所得滤液量 q=1.5m3/m2（1分）求K,题给滤饼为不可压缩，则S=0,r=r'=常数，代入已知量则：s 2Ap'-s 2A/7_ 2x9.81xlQ3 八K=2kAp'~/urv/jrv~l.OxlOTxl.33xl（）ix0.333 =4.43x10r3〃?，S（3分）过滤时间加倍时，增加的滤液量①仪=2。=2x508=1016s （1分）②q'=yfkO'=74.43x10^x1016=2.12m3/m2（1.5分）③增加的滤液量为：q'~q=2.12-1.5=0.62m3/m'即每平方米过滤面积上将再得0.62m3滤液。（2分）16解（1）求Kc①hB=—x—=—==0.02/M2令Vs1200/3600 ,②u：= = =16.67〃?/s'hB0.02（1分）（1③⑵d.⑶“50Kc=A~（16.67）2=141.6 （1分）Rg求d°（9x3.8x10-5x0.4/4V7x5x3000x16.67 =6.6x10一=6.6jum（2分）求dso 027—四― I3.8x105x0.4 一.V（A—PM丫（3000—0.674）x16.67x0.27=4.71x10气（2分）（4）求APAP=AxAxp=8x2（16-67）x0674~ =749.2Pa2（2分）17解（1）求过滤常数K,qe及0e。K=5XW4m2/s①恒压过滤方程式为：q2+2qqeK=5XW4m2/s（1分）而2qe=0.04qe=0.02m3/m2（1分）②求0e°a2,v（0.02）— r1八、4F/K=5x]0_4=0.8S （1分）（2）求所需滤框数n①求g将6=30X60S代入过滤方程式：q~+0.04（/=5x10q~+0.04（/=5x104x30x60整理得：q2+0.04（/-0.9=0,解方程得-0.04+J（0.04）2-4x1x（-0.9） 3/2心八）q= =0.9289〃？Im（3分）②求Ao因q=爲A=— 0^曲圖2（1分）（个），取5（个），取5个。（1分）（1分）③求n因A=2nb2An-"2—_5?3'3_.=4]2x（0.81）218解（1）Q,（生产能力）Q=—= 25 =23.15m3/h1+v1+0.08⑵求n①当介质阻力可略时，Q=465A/衍代入已知量Q,A,材，K,可得:11/3x〃 （2分）23.15=465x2.11J8x心x②解no23.15=981.15x1.633x102xJT艮口23.15=16.02xJ?（2分）解出〃=（1.445）2=2.088r/min（2分）第四章（2分，W/（m?0）（1分）（共3分）3金属

对流传热（每个空1分，共2分）2分）6并流逆流错流折流5、穿热面的形状、（2分，W/（m?0）（1分）（共3分）3金属

对流传热（每个空1分，共2分）2分）6并流逆流错流折流5、穿热面的形状、,使K值下降。2、流体的性质3、流体流动的状态4、流体流动的原因8热流方向0.40.39传热壁面上形成污垢，产生附加热阻分布和大小（每个空1分，共5分）IOKQ%（1分）10对流传热系数Nu=—物性影响Pr=Hn膜状冷凝22滴状冷凝（每个空1分，共2分）12间壁两侧流体间传热的总热阻 设法减小起决定作用的分热阻13管原油（每个空1分，共2分）1450C 带补偿圈的固定管极式 U型管式浮头式16套管式、管壳式、平板式、翅片管式（每个空1分，共4分）选择题1 5DBABB 6 8CBC判断题1（对）2（错）3（错）4（错）（对）5（错）6（对）7（对）8（对）（对）简答题答：热对流是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递。 （2分），它又可分为强制对流和自然对流两类 （1分）通常，对流传热是指流体与固体壁面间的传热过程，它是热对流和热传导的结合 （3分）（共6分）答：管壳式换热器主要由壳体、管束、管板、挡板和封头等部件构成。 （3分）传热面积S=nmiLm2（l分）（共4分）3答：在传热系统（如换热器）中温度分布不随时间而变的传热过程称为定态传热， （2分）它的特点是通过传热表面的传热速率为常量（2分）（共4分）4答：傅立叶定律的表达式为= （2分）dn式中：Q ■热传导速率，W—温度梯度，°C/mdnS--等温表面的面积，m2 X--比例系数，称为导热系数w/（m°c）负号表示热流方向总是和温度梯度的方向相反（4分）（共6分）5答：圆筒壁热传导与平壁热传导的区别是圆筒壁的传热面积不是常量，是随半径而变的，且温度也是沿半径 方向变化的。6答:当采用平均对流传热系数时，对流传热速率方程可表示 为Q