“硅酸盐工业热工基础”课程历史沿革

习题解答指导

流体力学基础部分

[1.1]流体的粘度与哪些因素有关？它们随温度如何变化？为什么？

答：流体的粘度与流体的种类、流体的温度和外界压力有关；液体的黏度随温度的升高而降低，气体的黏度随温度的升

高而增大；因为温度升高，液体分子之间的间距增大，分子间的作用力降低，使液体的黏度降低；对于气体，当温度升高时,

分子间的热运动加剧，使其黏度增加。

[1.2]按连续介质的概念，流体质点的含义是什么？

答：流体质点是指含有大量分子的流体微团，其尺寸大小比实际流体流动过程中的设备尺寸小的多。故可假设流体是由

大量质点所组成、彼此间没有空隙、充满它所占据的整个空间的一种连续介质。

[1.3]理想流体的特征是什么？

答：理想流体的特征是其黏度等于零。

[1.4]为什么水通常被视为不可压缩流体？

答：因为水在5个大气压时的体积压缩率仅为5.41X10-101/Pa，其压缩性较小，所以水通常被视为不可压缩流体。

[1.5]静止流体受到哪几种力的作用？

答：静止流体受到的作用力有：流体的静压力，流体的重力和液面的压力。

[1.6]什么是流体静压力？它有哪些特征？

答：流体静压力是指在相对静止的流体内部以及流体与固体壁面之间的垂直接触面的作用力。其特征有：（1）在静

止流体中，任一点的静压强在各个方向上大小相等；（2）流体静压强的方向沿着作用面的内法线方向。

[1.7]某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.IMPa,该点的绝对压强为多少？

解：绝对压强「=0.1X106-65000=35000（Pa）

[1.8]什么是等压面？等压面的条件是什么？

答：等压面是压强相等的点所组成的平面。等压面的条件有：（1）静止流体；（2）同种流体；（3）连续流体。

[1.9]相对平衡的流体的等压面是否为水平面？为什么？什么条件下的水平面是等压面？

答：相对平衡的流体的等压面一定为水平面，根据静力学的基本方程式，同种流体只有在其深度相等时，其压强才能相

等，故相对平衡流体的等压面一定为水平面。当水平面满足（1）静止流体；（2）同种流体；（3）连续流体三个条

件时，其水平面是等压面。

[1.10]压力表和测压计上测得的压强是绝对压强还是相对压强？

答：压力表和测压计上测得的压强是相对压强。

[1.11]什么是雷诺数？如何根据雷诺数的大小来判断流体流态？

答：雷诺数是判断流体流动的一组无因次数群。当雷诺数Re<2300时，流体作层流流动；当雷诺数Re>4000时,

流体作紊流流动；当雷诺数2300<Re<4000时，流体作过渡流流动；

[1.12]流体的层流和紊流各有什么特点？它们的速度分布有什么规律？

答：流体在作层流流动时，流体质点作有规则的平行流动，质点间互不干扰混杂；其速度呈抛物线分布，平均流速为中

心速度的2;流体在作紊流流动时，流体质点作无规则的流动，质点间相互碰撞相互混杂；其速度呈曲线分布，平均流速

为0.82〜0.85倍的中心速度；

[1.13]什么是稳定流动和非稳定流动？试举例说明。

答：稳定流动是指流场中任意--点的流体物理参数均不随时间而变化的流动过程，如水从恒定水位水箱中的流出；非稳

定流动是指流场中任意一点的流体物理参数均随时间而变化的流动过程，如水从非恒定水位水箱中的流出;

[1.14]什么是流体的平均流速？引入平均流速有什么意义？

答：平均流速是指流体流过单位管道截面积的体积流量。弓I入平均流速的意义在于简化计算过程。

[1.15]气体在管道中作变温流动时，其平均流速应如何计算？

答：气体在管道中作变温流动时，其流速要随温度而变化，温度升高时，作加速流动；温度降高时，作减速流动；其计

电

算公式为：32=32舄4

[1.16]非圆形管道的当量直径应如何确定？能否用它来计算流量或流速？

答：非圆形管道的当量直径等于4倍的水力半径，其计算式为：

管道截面积

de=4X管道的润湿周长

不能用当量直径来计算流量或流速，否则要造成较大的技术误差。

[1.17]什么是层流底层？层流底层厚度对传质和传热过程有什么影响？

答：层流底层是指靠近管壁附近，作层流流动的一薄层流体。层流底层厚度将增加传质和传热过程的阻力，加大传质和

传热过程难度。

[1.18]流体的压头和压力的意义有什么不同？

答：流体的压头和压力是两个不同的概念，流体的压头是指单位流体体积所具有的能量，而流体的压力是指作用在流体

表面的流体静压力。

[1.19]为什么研究热气体的流动时，常将基准面取在管道上方？

答：因为热气体流动时，热气体受到的浮力比空气的重力大，几何压头为负，为了使伯努利方程保持一致性，因此将基

准面取在管道上方，使伯努利方程式中的几何压头保持正值。

[1.20]某窑炉干烟气的组成如下（％）：C0217.6；022.6；N279.8；求（1）烟气的标况密度;

(2)烟气在等压下，温度为400℃时的密度。

解：(1)烟气的标况密度的计算：

查表得：Pco2=1.977(kg/Bm3),Po2=1.429(kg/Bm3),PN2=1.251(kg/Bm3)；

则烟气的标况密度为：L977X17.6+

1

Pm=10°(Pco2.x1+po2.x2+PN2.x3)

1

=100(1.977X17.6+1.429X2.6+1.251X79.8)

=1.383(kg/Bm3)

（2）烟气在等压下，温度为400℃时的密度:

4%

据气体的密度随温度和压力的关系：pt=p0(片)(1)

月='P0=1.383(kg/Bm3),T0=273(K),T0=273+400=673(K)

芍

Pt=p0(1)

273

=1.383X273+400=0.561(kg/m3)

[1.21]求绝对压力为140kPa,温度为50℃时空气的密度。

解：,.，Pt=pO(片)(1)

据已知条件：P0=1.293(m3kg/B),Pt=140X103(Pa),P0=101325(Pa),

T0=273(K),T0=273+50=323(K)

140000273

Pt=1.293X101325x323

=1.510(kg/m3)

[1.22]空气在0℃时的运动粘度为13.2X10-6m2/s,求空气在150°C时的动力粘度值。

A

解：据运动粘度与动力粘度的关系：v=Q

,v=13.2X10-6(m2/s),P=1.293(kg/Bm3

...0℃时的动力粘度N=vP=13.2x10^x1.293

=1.707X10-5(Pa.s)

273+cT

•;〃="0(T+c)(273)%

273+122423

.•.150℃时的动力粘度〃=1.707X10-5(423+122)(273)

=2.34X10-5(Pa.s)

[1.23]大气压力为98kPa时，水面以下5m处的绝对压力为多大？

解：已知Pa=98000(Pa),h=5(m),p=1000(kg/m3)

*/P=Pa+Pgh

=98000+1000X9,81X5

=147050(Pa)

[1.24]一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气

压，则容器内绝对压强为儿米水柱？

解：设容器内液面压强为P0,贝I」：

Pa+2.=P0+4.2

P0=Pa-2.0

题1.25图

=10—2=8(m

[1.25]如图所示，在水泵的进出口断面1和2处安装差压计，读得汞液面高差为Ah=120mm，问经过水泵后,

液体压力增加了多少？若管道中通过的不是水而是空气，并将水泵改为风机，则经过此风机后，空气压力增加了多少？

解：(1)若管道中通过的是水时：

以U型管的低位液面作等压面，则：

P1+P1gAh=P2+P2gAh

P1=13.6X103(kg/m3),P2=1X103(kg/m3),Ah=0.12(in)

：.P2-P1=P1gAh-P2gAh

=13.6X103X9.8X0.12-1X103X9.8X0.12

14817(Pa)

(2)若管道中通过的是空气时:

P2—P1=P1gAh

=13.6X103X9.8X0.12

=15994(Pa)

[1.26]如图所示，试比较同一水平面上的1、2、3、4、5各点压力的大小。

题1.26图

解：3、4点在同一等压面上

，P3=P4

V2点压强等于液面压强

P2<P4(P3)

P2=P1+P1gAh

P1<P2

：1点上的液柱高度大于5点上的液柱高度

P5<P1

，各点的压强大小为：P3=P4>P2>P1>P5

题1.27图

[1.27]如图所示，用U形测压计测定管道中A点的压力，若读数h1=300mm,h2=600mni,求下列情况下

的PA值:

(1)P1为汞,P2为密度是850kg/m3的油时;

(2)P1为水,P2为密度是850kg/m3的油时;

(3)P1为水，P2为气体时。

解：（1）P1为汞，P2为密度是850kg/m3的油时:

'/PA-P2gh2=P1gh1

PA=p2gh2+P1gh1

=850X9.8X0.6+13.6X103X9.8X0.3

=44982(Pa)

(2)P1为水，P2为密度是850kg/m3的油时:

同(1)得：PA=P2gh2+Plghl

=850X9.8X0.6+1X103X9.8X0.3

=7938(Pa)

(3)P1为水，P2为气体时:

PA=p1gh1

=IX103X9.8X0.3

=2940(Pa)

[1.28]有一圆管内径为300mm，健20°C的空气，求欲保持层流流态的最大流量。若输送流量为0.06m3/s,

确定流体流态。

解：(1)保持层流流态的最大流量：

已知d=0.3m,查表得20℃的空气黏度为u=1.82X10-5Pa.s,P=1.21Kg/m3

保持最大层流流态时的Re=2300

pa>d

'：Re=〃

-Re182x10-5x2300

,,,3-=1.21x0.3

=0.115(m/s)

J保持层流流态的最大流量为：

穴

V=34d2=0.115X0.785X0.32

=8.12X10-3(m3/s)

(2)确定流体流态：

已知V=0.06(m3/s),

V0.06

.•.a=F=0.785x0.32

=0.85(m/s)

PM1.21x085x0.3

又YRe=A=1.82x10-5

=16953>2300

，流体在管内作紊流流动

[1.29]水流经过一渐缩圆管，若已知内径比d1/d2,问雷诺数之比Re1/Re2为多少？

pcod

解：Re=〃且P1=P231=32"l=u2

Re】&&

...Re?=x勺叼*2=42

[1.30]输水管路的内径为150mm,输水量为100kg/s,求断面平均流速。

解：已知d=0.15m,M=100kg/s,P=lOOOKg/m3

VM=Vp

丝100

V=P=1000=0.1(m3/s)

又：V=3F

V_0.1

3=F=0.785x0.152=5.66(m/s)

[1.31]矩形风道的断面为0.3X0.4m2,风量为0.75m3/s,求断面平均流速？若出风口断面缩小为

0.15X0.2m2,该处的平均流速多大？

解：已知F=0.3X0.4=0.12m2,V=0.75m3/s,

此«r・dz

V_0.75

蔻1.32图

3=F=0.12=6.25(m/s)

当F=0.15X0.2=0.03m2时，平均流速为：

V_0.75

3=F=0.03—25(m/s)

[1.32]水从三段串联管路流过，如图所示。

已知：d1=100mm,d2—50mm,d3=25mm33=lOm/s，求31和32。

解：•/32F2=33F3

员4

w2=w3X弓=33Xda

0.025」

10X0.052=2.5(m/s)

又*32F2=3XIF

d2

2

--

d2

2X-32X1

a时

o心

z5X=S625s

111

题1.33

[1.33]

如图所示。一水平渐缩管段，水从管中流过，已知：d1=150mm,d2=75mm,两测压管高差△h=600mm,水

在流动过程中压头损失计，求管中水的流量?

解：分别过大小管道的测压管处取断面1T和2-2,以管道中心线为基准面0-0,则1-2端面间的伯努利方程式

为：

P1+Z1Pg+2p<0；=P2+Z2Pg+2p2+hL

,/P1-P2=Ahpg=0.6X1000X9.81

-5886Pa，

Z1=Z2=0,EhL=0,

.0.0752

3132Xd；=32X0廿=0.2532

22

5886+0+2pX0.25232=0+2P32+0

0.5X1000X(1-0.252)3：=5886

32=3.54(m/s)

管中水的流量为V=0.785d2w2=0.785X0.0752X3.54

=0.016(m3/s)

[1.34]使用油泵将重油通过管道送人炉中。重油的密度为920kg/m3,油在管道中的流速为0.3m/s,流动

阻力10.OkPa0如果要求重油在200kPa的压力(表压)下喷出，喷出时的速度为Im/s,问油泵出口处的压力应为

多大？

解：已油泵出口处为断面1-1,喷出口为断面2-2,以管道中心线为基准面0-0,则卜2端面间的伯努利方程式为:

i2

P1+Z1Pg+2Pa；=P2+Z2Pg+2P32+£hL

P2=200X103Pa,Z1=Z2=0,ShL=10X103Pa,

31=0.3m/s,32=Im/s

22

P1+0+2x920X0.32=200X103+0+2x920X12+10X103

则油泵出口处的压力：P1=210418Pa=210.4KPa

[1.35]如图所示，有一水平喇叭形空气吸入管，管内径为200mm,在管下部连接一根下端插入容器中的玻璃管，若

管中水面上升高度h=5mm,空气密度P=1.20kg/m3,试求喇叭管吸人的空气量为多少（不考虑阻力损失）。

解：以远离水平喇叭形吸入管的空间为1T端面，过管道内的测压管作断面2-2,以管道中心线为基准面0-0面，

则1-2断面的则1-2端面间的伯努利方程式为：

P1+Z1Pg+2P3i=P2+Z2Pg+2P32+£hL

已知P1=0Pa,P2=-hPg=-0.005X1000X9.81=-49.05Pa题1.35图

Zl=Z2=0m,31=0m/s,£hL=0Pa

0+04-0=-49.05+0+0.5X1.2X3：+0

32=9.04m/s

则喇叭管吸人的空气量为:

2F=9.04X0.785X0.22=0.284m3/s

[1.36]

如图所示。热气流在垂直圆管中流动，管内空气平均温度为100℃,管外空气温度为20℃o

(1)管内空气由下向上流动，如在H—H处测量静压头为TOPa,不计阻力损失，那么I—I处静压头为多少？

(2)若管内空气由上向下流动，如在I—I处测得静压头为-34Pa,不计阻力损失，那么II—II处静压头为多少？

(3)若其间的阻力损失为IPa,那么(1)和(2)的结果为多少？

解：以断面1T为基准面0-0,贝IJ：

(1)管内空气由下向上流动时：

2-1端面间的伯努利方程式为：

22

P2+Z2(pa—P)g+2P3；=P1+Z1(pa—P)g+2P3

1+ShL题1.36图

已知P2=-lOPa,pa=1.21Kg/m3,p=0.94Kg/m3,31=32

Z1=0m,Z2=5m,ShL=0Pa

22

-10+5X(1.21-0.94)义9.81+“3；=pi+0+5P3；+0

则I-I处静压头为：P1=3.24Pa

(2)若管内空气由上向下流动时：

1-2端面间的伯努利方程式为：

22

P1+Z1(Pa—P)g+2P3；=P2+Z2(Pa—P)g+2P32+£h

已知P1=-34Pa,Pa=1.21Kg/m3,P=0.94Kg/m3,31=32

Z1=0m,Z2=5m,ZhL=0Pa

22

-34+0+2PG)i=p2+5X(1.21-0.94)X9.81+万P3；+0

则n—n处静压头为：P2=47.24Pa

(3)若其间的阻力损失为IPa,

当管内空气由下向上流动时，其伯努利方程式为：

11

-10+5X(1.21-0.94)*9.81+2P3；=P1+0+2P3i+l

I—I处静压头为：P1=2.24Pa

当管内空气由下向上流动时，其伯努利方程式为:

建1一37图

22

-34+0+2p3；=P2+5*(1.21-0.94)X9.81+2poi+1

H—II处静压头为：P2=48.24Pa

[1.37]如图所示，有一水箱，其水面距地面3.5m,水箱下部连一长度为2m的立管，其内径为200mm,不考虑流

动的阻力损失，求立管下部出口处水的流速？

解：如图以2-2断面为基准面0-0,则1-2断面的的伯努利方程式为:

12

P1+Z1pg+2P3；=P2+Z2Pg+2pco2+52hL

已知P1=P2=OPa,P=1000Kg/m3，31=0m/s,

Zl=3.5m,Z2=0m,£hL=0Pa

2

0+3.5X1000X9.8+0=0+0+0.5X1000X32+0

则立管下部出口处水的流速为：32=8.28m/s

[1.38]水管直径d=50mm,测点A和B相距15m，管内水的流量为Q=5.3X10-3m3s,连接两点的汞差

压计读数为△h=250mm，求此管路的摩擦阻力系数。

Q5.3X109

解：已知d=0.05m，L=15m,Q=5.3X10-3m3/s,3=尸=0.785x0.052—2.7m/s

hf=Ahpg=0.25X13.6X103X9.8133354Pa

Lpa?

Vhf=X

g233354x0.05x2

，X=hf上户苏=15x1000x2.7'=o,031

[1.39]有一矩形风道，全长L=20m,断面尺寸为0.55X0.30m2,风速为8m/s,气体密度取1.2kg/m3,

摩擦阻力系数为0.02,求该段风道的摩擦阻力损失。

解：已知L=20m,入=0.02,P=1.2kg/m3,3=8m/s,

2ab2x0.55x0.3

d=a+S=0.55+0.3=Q.39m

Lpa?

hf=入Z2

0.02x20x1.2x82

/.hf=2x0.39=39.38Pa

[1.40]直径d=200mm的供油管道，管内油的流量为Q=0.278m3/s,油的密度P=900kg/m3,其运动粘

度v=1.092X10-4m2/s,管道全长L=2km,求此供油管道的摩擦阻力损失。

解：已知d=0.2m,p=900kg/m3,L=2000m,v=1.092X10-4m2/s,

Q0.278

3=F=0.785x0.228.85m/s

8d8.85x0.2

Re=v=1.092x10-4=16208

流体作紊流流动，查表得：b=0.32,n=0.25

b0.32

XRe*16208°”0.02

Lpan

Vhf=入ZW

0.02x2000x900x8.852

/.hf=2x0.2=7.05X106Pa

[1.41]直径d=300mm的光滑管道，通过20℃的空气，管内气流流速3=2m/s,摩擦阻力损失为49Pa,

若流速增大一倍，摩擦阻力损失将增大为多少？

解：已知d=0.3m,31=2m/s,hf=49Pa,

查20℃的空气的P=1.21kg/m3,u=1.82X10-5Pa.s

Lpc^

hf=入）2

就说

...%2=M=4整=0,25

流速增大一倍，摩擦阻力损失将增大为:

hf=4Xhf1=4X49=196Pa

习题解答指导流体力学在硅酸盐工业中的应用

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[2.1]简述烟囱的工作原理。

答：是由于废气比周围的空气具有较高的温度，其密度也就较小，因此废气具有一定的几何压头，在烟囱底部造成负

压产生所谓“抽力”。如果这种“抽力”正好能克服气体按要求的流量在窑炉系统中流动时产生的各种阻力，如局部阻力、

摩擦阻力以及自上而下流动时几何压头的增量和动压头的增量等，就能使气体从窑的前部不断地流至窑的后部（即烟囱底

部），排入大气中。

[2.2]烟囱的热工计算包括哪些内容？烟囱的高度如何确定？

答：烟囱的热工计算包括烟囱直径和高度的计算。

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[2.3]简述喷射器的分类和工作原理。

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图2.27喷射器基本原理

答：分为常压吸气式及负压吸气式。ABCD管两端的压强差决定于动量之差，动量较大的截面上压强较低，反之，

压强则较大。在气体流量及管径不变的情况下，动量的大小仅决定于截面气流速度的分布，同一截面上速度分布愈不均匀,

则气体所具有的总动量愈大，截面上气流速度分布愈均匀，则气体的动量愈小。由于在AB截面上喷射气体和被喷射气体

开始进行混合，两种气体流速不匀。在截面CD上，两种气体均匀混合成为混合气体，流速均匀，所以AB截面上的动量

总是大于CD截面上的动量，从而CD截面上的气体压强应大于AB截面上气体的压强。由此看出：AB与CD截面之间,

实质上也是一个动压头转变为静压头的过程

[2.4]什么是自然射流和受限射流，常见的特殊射流有那些？

[2.5]根据分散垂直气流法则，热其他怎样的流动方向才能满足气流在各通道内均匀分布？为什么？

[2.6]简述离心式风机的工作原理。

答：当电动机带动叶轮转动时，叶轮中的空气也随叶轮旋转，空气在惯性力的作用下，被甩向四周，汇集到螺旋形机

壳中。

空气在螺旋形机壳内流向排气口的过程中，由于截面不断扩大，速度逐渐变慢，大部分动压转化为静压，最后以一定的压

力从排气口压出。当叶轮中的空气被排出后，叶轮中形成一定的真空度，吸气口外面的空气在大气压力的作用下被吸入叶

轮。叶轮不断旋转，空气就不断地被吸和压入出。显然，通风机是通过叶轮的旋转把能量传递给空气，从而达到输送空

气的目的。

[2.7]离心式风机叶轮叶片的形状对风机性能有何影响？

答离心式通风机的叶片型式，根据其出口方向与叶轮旋转方向之间的关系，可分为后向式、径向式和前向式三种。后

向式叶片的弯曲方向和气体的自然运动轨迹完全一致，所以气体在后向式叶片槽道中流动时，气体与叶片之间的撞击很小,

因此能量损失和噪音都较小，效率较高。而前向式叶片的弯曲方向和气体的自然运动轨迹完全相反，气体沿叶片之间的槽

道运动时，被强行改变方向，因此气体和叶片之间的撞击剧烈，能量损失和噪音都较大，效率较低。径向式叶片的特点介

于后向式和前向式之间。

[2.8]离心式风机铭牌上的参数是指什么条件下的参数？

答：通风机的标准技术条件

风机类型

空气参数

一般通风机锅炉引风机煤粉通风机

空气温度（℃）2020070

大气压力（Pa）101325101325101325

空气密度（kg/m

1.200.7451.02

3）

[2,9]为什么离心式泵和风机可用调节出口阀门来调节流量，而回转式泵和风机却不能这样做？

答：离心式泵和风机工作点是由通风机或泵本身的特性曲线Q-H曲线与管路系统的特性曲线Q-H曲线的交点决定的,

因此，离心式泵和风机可用调节出口阀门来调节流量。而回转式泵和风机风量几乎不随风压的变化而变化，因此，回转式

泵和风机却不能这样做

[2.10]在启动离心泵或风机时必须关闭出口阀门，而启动回转式泵和风机时，为什么必须打开出口阀门？

答：在启动离心泵或风机时必须关闭出口阀门，待电机运转稳定后再慢慢打开出口阀，这样可以避免电机过载。容积

式鼓风机。这种风机不可能、也不允许通过关闭出风口或进风口的办法来调节风量，否则会引起风压不断升高而发生机械

故障，甚至会发生危险。要调节风量，只能通过将高压空气排放一部分到大气中（俗称放风），或引流回低压区的办法解

决。

[2.11]什么叫离心通风机的风压？什么叫离心泵的扬程？

答：单位体积的气体流过通风机时所获得的能量，称为通风机的风压（压头）。离心泵的扬程指单位重量的流体流

过泵叶轮后所获得的能量。单位为米水柱（mH20）,常用符号“H”表示。

[2.12]什么叫水泵的汽蚀现象？如何产生的？有何危害？

答：我们把这种在泵内产生的，气泡形成和破裂所引起的对叶轮破坏的现象，称为汽蚀现象。离心泵在工作时，叶轮

进口处要产生负压，将液体通过吸入管吸入叶轮。如果叶轮槽道入口处的绝对压力小于被输送液体的饱和蒸汽压时，液体

就要气化（沸腾），产生大量的气泡。当气泡随液体进入泵内的高压区时，气泡在高压作用下，迅速凝结而破裂，在气泡

凝结破裂的瞬间，水以极高的速度流向原气泡占有的空间，形成一个冲击力。于是，在局部区域产生高频率、高冲击力的

水击，不断打击叶轮，使其表面因疲劳而损坏，形成蜂窝状，甚至把材料壁面蚀穿。

(1)破坏叶轮：汽蚀现象发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，使叶轮遭受破坏。

(2)产生噪音和振动：汽蚀现象发生时，由于气泡破裂、高速冲击，使泵产生严重的噪音，并引起机组的振动。

(3)使泵的性能下降：当汽蚀严重时，因有大量气体存在而堵塞了流动的面积，这样会使有效过流面积减小，并改

变液流方向，同时减少液体从叶片获得能量，于是导致流量和扬程下降，效率也相应降低。当汽蚀猛烈时，会出现所谓“断

裂工况”，使泵中断工作。

[2.13]什么叫泵的儿何安装高度？它与允许吸上真空高度有何关系？

答：离心泵的几何安装高度是指泵吸入口的中心线距离吸水池液面的垂直高度。

[Hs]'=[Hs]-10.33+Pa+0.24-Pv

[2.14]什么叫比转数？有何用处？

答：它是一个包括流量Q、压头H及转速n等设计参数在内的综合性相似特征数。这个相似特征数，我们称为比转

数，用符号“ns”来代表。ns=

1、用比转数对泵和风机进行分类。

2、用比转数进行泵和风机的相似设计。

[2.15]已知某烟囱高35m，烟囱上口直径1m,烟气的密度1.3kg/m3，烟气的出口流速为2.3m/s，烟囱低部

直径为出口直径的二倍，烟囱内烟气的平均温度为273c,烟气在烟囱内流动时的摩擦阻力系数为0.05,烟囱外界温度

20℃，密度1.20kg/m3,求烟囱底部的负压？

解：此烟囱为自然通风，则取W0=3BM/s、则取温度每降每米1.5℃

则：烟囱底部温度：t2=t1+35X1.5=200+52.5=252.5℃

T

则：底部烟气密度:=P1.看

200+273

1.32=pl*252.5+273

贝!J：P1=1.48Kg/Bm3

1.32+1.48

贝（］：Pav=2=1.4kg/Bm3

由烟囱直径公式可得：

14%I4x9

D上=N3600出=“3600x3.14x3=0,033m

♦生也

因为九=1.25又因为"底=2.4

则：d底=0.041m

取A=0.05

贝(］：hc=H«(p—pav)g-(2—2)—X2=163Pa

［2.16］某窑炉产生的烟气量为8000Bm3/h,烟气密度为1.34kg/Bm3，烟囱底部的烟气温度为400℃,窑炉系

统总阻力为180Pa,夏季空气最高温度为38℃,试设计烟囱的直径和高度？

解：(1)、计算烟囱的直径：

取烟囱出口处的气体流速为W0=2Bm/s,则直径为：

I4%I~~4x8000~

d出=寸3600啊)=^3600x3.14x2=1>2cm

则：烟囱底部直径:

D=l.5d=l.8m

今取烟囱底部所需的“抽力”为窑炉系统总阻力的1.2倍,则

HC=180X1.2=216Pa

烟囱底部烟气的密度为：

273

P1=1.34X273+400=0.54kg/m3

d+D1.2+1.8

平均直径：dav=2=2=1.5m

周围空气的的密度为：

273

PA=1.293X273+38=1.135kg/m3

估计烟囱的高度：

%216

H=(R-*)g=(1.135-0.54)x9.8=37m

(2)取砖砌烟囱中温度降落为1.5℃/m,烟囱顶部:

t2=400-37X1.5=344.5℃

贝ij：烟囱平均密度：

273

pav=1.34X273+372.25=0.567kg/m3

400+344.5

平均温度：tav=2=372.25℃

烟气顶部流出速度:

273+343

8000x

-273

3

W2=0.785xl.2x3600=4.47m/s

烟囱中烟气平均流速:

273+371.5

8000x

~~273

Wav=0.785x1.5*2x3600=2.97m/s

则：取入=0.05计算烟囱高度:

瓦+爸

外）gT红炉1

3X-------

H=da

0.567x(4.47)2

Z10H-------------------------

2_________________

0567X297

(1.135-0,567)X9.8-0.05X1X—

215=38.7m

与估计的烟囱高度相差不大，不必重算.

[2.17]4-73型离心式通风机在转速n=1450rpm和D2=1.2m时，全压P=4609Pa,流量Q=71100m3/h,轴功率

N=99.8kW,若转速变到n=730rpm,其他条件不变，试计算转速变化后的全压、流量和轴功率？

解：Hp=Hm（与）2

730

=4609X（1450）2

=1168Pa

%

QP=Qm（附滤）

730

=71100X1450

A730

=35795m3/hNP=Nm(必)3=99.8X(M50)3=13.73KW

[2.18]某窑炉最大排烟量为24000in3/h,烟气进入排风机的温度为240c,外界大气压为750nlmHg,烟气的标

态密度为P0=1.32kg/Bm3。管路系统的总阻力Sh=1200Pa,风机出口风速为20m/s,考虑15%的储备能力，试

根据附录提供的锅炉引风机综合性能曲线选用合适的排风机并确定各参数值？

To273

解：工况密度：P=P0=1.32X273+240=0.702kg/m3

全压H=Eh+2

里x20?

=1200+2

=1340.4Pa

—上二=1422.5

标准技术条件下：Hst=H•P=1340X'0.702pa

考虑15%的贮备HST*=1.15Hst=1635.9Pa

&167mmH20

Qst'=24000X1.15=27600m3/h

查表知应选丫4-73No9锅炉引风机.

N=20KWn=1450r/min

[2.19]某厂用一台单吸单级离心水泵输送清水，水的流量Q=58.8L/s，吸水管口径为25cm,出水管直径20cm,吸

水管上的真空表读数为PS=294.InimHg，出水管上压力表的读数为Pa=294.3kPa，两表垂直距离为3m,求泵的扬程？

[2.20]已知-抽水系统的流量要求为Q=90m3/h,水的静升扬高度H=60m,管路系统的总阻力损失Sh=10mH20,

泵由电动机直接驱动，考虑10%的储备能力，试根据BA型泵的综合性能曲线选择合适的泵并配置电动机的功率，设泵的

总效率为0.80。

习题解答指导“燃料及燃烧”部分

Topt

[3.1]固体燃料的组成为何要用四种基准表示？它们各适用与哪些场合？

答：a收到基、b分析基、C干燥基、d干燥无灰基

[3.2]"燃料发热量越高，其理论与实际燃烧温度也越高"。试分析该说法是否正确并说明原因。

答：正确。

[3.3]已知烟煤的干燥无灰基组成（％）为：

CdafHdaf0dafNdafSdaf

82.46.09.21.70.7

测得空气干燥基水分Mad=3%,灰分Aad=15%,收到基水分Mar=5%,计算：⑴IKg干燥无灰基煤折

合成空气干燥基、收到基时各为若干？⑵收到基时该烟煤的组成百分率。

解：1kg干燥无灰基煤折合为空气干燥基为：

100100

1xI。。一(M&+A<?)=1x100-(3+15)22kg

100-Mxr)00-5

Aar=AadX10°一"逋=15X100-3=14.kg

1kg干燥无灰基煤折合收到基为

100100

1X10。一(Mu+，”)=1x100-(5+14.7)=].24kg

同理:Car=66.1Har=4.80ar=7.4Nar=1.4Sar=0.6Aar=14.7

[3.4]已知重油组成（％）为:

CHONSA

87.011.50.10.80.50.070.03

设某窑炉在燃烧室空气系数a=1.2,用油量为200Kg/h,计算：①每小时实际空气用量(