齐齐哈尔大学化工原理题库

1第一章流体流动[一]名词解释(每小题2分)1.法定计量单位由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。2.稳定流动流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。3.不稳定流动流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。4.流动边界层流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层：叫流动边界层。5.边界层分离流体在一定条件下脱离壁石的现象叫边界层的分离。6.速度梯度方向上流体速度的变化率；7.牛顿粘度定律8.当量长度Le把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同，长度为le的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。9.因次分析法用位数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。10.相对粗糙度ε/d-相对粗糙度。运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。μ-比例系数流体的粘性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力粘度，简称为粘度。流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S。以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。真空度等于大气压强减去绝对压强。[二]单选择题(每小题2分)1某物体的质量为1000kg,则其重量为。B3如图所示.若液面恒定.忽略流动阻力损失.则放水管的出口速度U与有关。A4用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离h相等，d=d=d,各管流速相等。其读数分别为R,R,R。则。(流体皆为水，指示液皆为AR<R<RBR<R=RAA、B两截面间压差值BCA、B两截面间动压头变化DAA-B截面间流动压降损失突然扩大或缩小流动损失26一敞口容器，底部有一出水管(如图示)。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头为0.5m水柱。水由容器流入管内，则2点的表压p=()水柱。C7如图所示，用U形压差计与管道A、B两点相连。已知各图中管径、A、B间的管长L及管8如图表明，管中的水处于。CA静止B向上流动C向下流动D不一定4①9层流与湍流的本质区别是：。DA湍流流速>层流流速；流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C流的雷诺数<湍流的雷诺数；D流无径向脉动，而湍流有径向脉动10如图，若水槽液位不变，在阀门打开后，①、②、③点的流体总机械能的关系为BD能肯定411一个工程大气压等于Pa;Kgf/cm²。BG两截面间的压差计的读数R表示了的大小。CCA、B间的压头损失及动压头差之和DA、B间的动压头差(u²-u²)/2g。(从流道截面与压差改变考虑)。C14下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则：(1)U形压差计读数。BA(2)液体通过ab与cd段能量损失。BAh=hed15有一并联管路，如图所示，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为v_16一敞口容器，底部有一进水管(如图示)。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头为517孔板流量计的孔流系数Co,当Re数增大时，其值。BA总在增大B先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值C总是18在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数入数值。CA与光滑管一样B只取决于ReC只取决于相对粗糙度D与粗糙度无关AA、B间的阻力损失BA、B间的压强差CA、B间的位头差加阻力损失DA、B间位头差20下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，abAab段的压差值Bab段位能变化Cab段流动能量损失Dab段压差值及流动能量损失A可移动B可压缩C可流动D可测量22.在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的()。CA绝对压强B表压强C静压强D真空度623.以绝对零压作起点计算的压强，称为()。AA绝对压强B表压强C静压强D真空度24.真空表上的读数表示被测流体的绝对压强()大气压强的读数。A25.绝对压强等于()与表压强之和。AA大气压强B表压强C相对压强D绝对压强26.单位时间内流过管道任意截面的流体量称为()。CA流速B流线C流量D流函数27.()内流体在流动方向上所流过的距离称为流速。BA无限时间B单位时间C长时间D短时间.柏努利方程式中的()项表示单位质量流体所具有的位能。A28.柏努利方程式中的Zhf项表示单位质量流体因克服流动阻力而()的能量。D29.流体在直管中流动，当()≤2000时，流体的流动类型属于层流。A30.流体在管内作()流动时，其质点作不规则的杂乱运动。B31.流体在圆管内()流动时，最大速度是平均速度的二倍。AA层流B湍流C过渡流D32.对于(),当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。BA圆形管B非圆形管C矩形管D直管[三]填空题(每小题2分)71当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时，其公式中的流速应该用管中的速度。流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)其摩擦系数λ随Re和而变。2牛顿粘性定律的数学表达式为,牛顿粘性定律适用于型流体。3在毕托管中，测压孔正对水流方向的测压管液位代表,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表。动静压头之和静压头4稳定流动中，点流速只与有关，而不稳定流动中，点流速除与位置有关外，还5列伯努利方程时选取的截面，期中的两个必须具备的条件是 。连续、垂直流动方向或流体流线平行6流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的倍。2;1/47下图表示流体在圆形直管进口段内流动时边界层发展的情况，图中ab截面管中心a点的流速为u,b点的流速为u,图示中所表示的符号意义是δ为,δ为δ为u表示o滞流边界层厚度湍流边界层厚度滞流内层主流区流速8在SL制中压强的因次为;功率的因次为速度梯度。9实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是：。流体具有粘性10图示并联管路。流体由高位槽经A、B两路流出。当开大阀门A后，管路A中流速U0点压强Pa增大降低AU<Aao11流体流动的连续性方程是：;适用于园形直管内不可压缩流体流动的连续性方程是：uAp=uAp₂=12流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为0.5m/s,压强降为10Pa,Re为1000,问管中心处点速度为m/s,若平均流速增加为1m/s,则压强降为Pa。13LZB-40转子流量计其转子为不锈钢(比重：7.92),刻度标值以水为基准，量程范围为0.25~2.5m³/h,若用此转子流量计来测量酒精(比重：0.8),则酒精的实际流量值要比刻度8值,测量酒精时，此流量计的最大流量值为。大2.84m³/hR16流体动力黏度(简称为黏度)μ的SI单位为 17边长为0.4m的正方形通风管道，其润湿周边长为,当量直径为a1.6m当量直径为0.4m 9 22如图所示系统，其大管内径d=45mm,液体在管内流速为0.5m/s,小管内径d=19mm,从1-1到2-2断面的阻力损失为15J/kg,则2-2断面处的流速为m/s,是根据 段。相等流量之和钢转子，测量的流体仍为水，则实际流量值要比刻度值,实际量程范围为 流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将。增加不变30压强表上的读数表示被测流体的()比大气压强高出的数值，称为表压强。绝对压强[四]问答题(每小题2分)2.层流与湍流是如何定义的?Re≤2000的流动称为层流流动，Re>4000的流动称为湍流流动3.简述层流与湍流的区别。流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡“当量直径”5.当量直径是如何计算的?当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边长6.某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1'的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2'的流速是否相等?三种情况中，下游截面2-2'的流速相等7.某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1'的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2'的压强是否相等?如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小?其理由何在?三种情况中，下游截面2-2’的压强不相等，其中(a)的压强最大，(c)的压强最小。这是因为(c)管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静压强降低8活塞在汽缸中以0.2m/s速度移动，见附图。活塞与汽缸之间的油膜厚度为0.1mm,求油膜的速度梯度是多少?9漆刷以0.8m/s速度在平板表面移动，漆膜厚度为0.2mm,见附图。问漆膜中形成的速度梯度为多少?10如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动?为什么?[五|判断题(每小题1分)时，水向低位槽流动1已知搅拌器功率P是搅拌桨直径D、转速N、流体密度p及黏度μ的函数，即P=f(D,N,p,μ),利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有3个准数。错2某物体的质量为1000kg,则其重量为9810N。对3一敞口容器，底部有一出水管(如图示)。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头为0.5m水柱。水由容器流入管内，则2点的表压p=0.75m水柱。对4层流与湍流的本质区别是湍流流速>层流流速。错5一个工程大气压等于1.013×10⁵Pa。错6孔板流量计的孔流系数Co,当Re数增大时，其值先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值。对7流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的2倍。对8流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为0.5m/度为1m/s。9边长为0.4m的正方形通风管道，当量直径为0.6。10测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将增加。令解得y=0.05m,即管半径R=0V=20y-200y²=20×0.025-200×(0.025)²=0.3752、水在水平管内流动，截面1处管内径d为0.2m,截面2处管内径d为0.1m。现测得水在某流量下截面1、2处产生的水柱高度差h为0.20m,若忽略水由1至2处的阻力损失，试求水的流量m³/h。10分Zi、p均按管中心线取值，因z=Z₂,u=4u得3、水从喷嘴口1-1截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴内直径d=25mm,现要求在高于喷嘴出口5m处水流的直径d为d的1.2倍，试计算出喷嘴口的水流速u。忽略阻力。5分令高于喷嘴出口5m处水流截面为2-2截面4、某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中，输B大生产，须再建一套同样的系统，所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少?10分5、用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为38.4T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m,管路总长(包括局部阻力)430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,油的粘度为3430cP,密度为960kg/m³,泵的效率为50%,求泵的实际功率。10分层流2分6、用离心泵经φ57×3.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶液(密度为800kg/m³,粘度为20cP)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m,见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为25m,反应器内的压力恒定为4kgf/cm²(表压),有机溶液输送量为6m³/h,泵的效率为60%,试确定泵的轴功率。10分列两截面柏方7、40℃水由高位槽经异径收缩管向下流动，40℃水的密度为992kg/m³,饱和蒸汽压p=7.38kPa,当地大气压为97kPa。现拟d取135mm,试问：当不计阻力损失，水在流经收缩管时会不会汽化?10分 管子出口流速uF√2gh=√2×9.81×10=14.0m/s8、如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得(2)阀门全开时B处的表压(阀全开时Le/d=15,入管口及出管口的阻力系数分别为0.5及1.0,设摩擦系数λ=0.018取Zc=0(基准面),15分(2)对A-A到B-B截面列伯努利方程：9.在图示装置中，水管直径为中57×3.5mm。当阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压，而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为0.5mH2O,求水的流量为若干m3/h?10分解：阀门全闭时，由P₂=pgH,即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1m。2分阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-1',压力表处为下游截面2-2',管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式Z₁=H=3.1m,Z₂=0,P₁=0,P₂=0.2×1.013×105Pa,u≈0,∑hf/g=0.5mH₂O代入上式解得u₂3.24m/s2分10、如图示常温水由高位槽以1.5m/s流速流向低位槽，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，已知管道为φ57×3.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度(不包括截止阀)总和为60m,截止阀在某一开度时的局部阻力系数ζ为7.5。设系统为稳定湍流，管路摩擦系数λ为求：(1)管路中的质量流量及两槽液面的位差△Z;(2)阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R。若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，入近似不变。问：(3)截止阀的阻力系数ζ变为多少?(4)阀门前的压强Pa如何变化?为什么?20分1-1.2-2截面列伯努利方程△Zg=∑hf∵△p=(p-p)gR即8.438×10³=(13.6-1)×10³×9.81R(3)1-1.2-2截面列伯努利方程(4)因高位槽水位不变，流量减小，阀前管路阻力减小，必引起a点压强p增大。5分11计算题水塔供水系统如附图所示。管路总长50m(不包括局部阻力当量长度),水塔内水位高9.8m,管内径d=45mm,现测得流量V为12m³/h,摩擦系数λ可按0.02计，试计算所有局部阻力当量管长Le之值。1-1.2-2截面列伯努利方程12计算题有一内径d=50mm的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔直径d=25mm,U形压差计的指示液为汞，孔流系数C₀=0.62。当需测的最大水流量为18m³/h,问：U形压差计最大读数R为多少?5分R=1.092m13、计算题密度为10³kg/m³、粘度为1cP的水，以10m²/h的流量在φ5在管内某处p=1.5at(表压),若局部阻力不计，问距该处100m下游处p为多少Pa?列两面的柏方14、内截面为1000mm×1200mm的矩形烟囱的高度为30m。平均摩尔质量为30kg/kmol,平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49pa的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20℃,地面处的大气压强为101.33×10³pa。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05,试求烟道气的流量为若干?20分解：烟囱底端为上游截面1-1'、顶端内侧为下游截面2—2’,并以截面1—1'为基准水平面。在两截面间列柏式，即：由于烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按1.033×10⁵pa及400℃计算，即：以p'表示大气的密度，pa₁与pa2分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即：因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故p₂=Pa.2=Pa.1-p'gZ₂2分标准状况下空气的密度为1.293kg/m³,所以1.0133×10'Pa、20℃时的密度为于是p₂=Pa.1—1.2×9.81×30=pa.1-353Pa将以上各值代入柏式，解得烟道气的流速为2分烟道气的流量为w=3600Ap=3600k9.×A.2I=0.54Bg2分15、已知输水量为15m3/h,管径53mm,总机械能损失为40J/kg,泵的效率0.6,求泵的轴P₁=0(表压)取池内水面为截面1,作为基准面；输水管出口为截面2,则有z₁=0,z₂=20m,pi=0,p₂=500×10³Pau₁=0,2分代入数值，得We=738J/kgP=P/η=3.08/0.6=5.13kW2分16某液体密度为800kg/m³,粘度为73cP,在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径300mm,总长为50m(包括全部局部阻力当量长度),两容器液面差为3.2m(如图示)。求：(1)管内流量为多少?(2)若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少?按该管折算的当量长度又是多少?层流：λ=64/Re;湍流λ=0.316/Re⁰.2515分解：(1)在1-1,2-2两截面间列柏努力方程，验证Re=0.3×3.513×800/0.073=11550>4000(2)流量减半，流速减半，即u=1.7565m/sRe=5775符合伯拉修斯式列1-1,2-2间柏努力方程则ξ=14.33分17.右图，有一直径为中38×2.5mm,长为30m的水平直管段AB,在其中装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C。为0.63,流体流经孔板的永久压降(局部损失)为6×10⁴Pa,AB段摩擦系数λ取为0.022,试计算：(1)流体流经AB段的压力差；(2)若泵的轴功率为800W,效率为62%,求AB管段消耗的功率为泵的有效功率的百分率，已知：操作条件下液体密度为870kg/m³,U管指示液为汞，其密度为13600kg/m³。15分AB段消耗的功率：则18.一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液(密谋为1400kg/m³)抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为φ57×3mm,自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8m³h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(说明判断依据)。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关?主管道u=Vs/A=(8/3600/[(π/4)×0.051]=1.09m/s(1)文丘里喉部M处u₂=Vs/A₂=(8/3600/[(π/4)×0.014²]=14.4m/s在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：P₂/pg=(Z₁-Z₂)-(u₂²/2g=8-14.4²/2g-0.025(20/0.051)×(故浓碱液能被吸入管内。在B槽液面与M处水平截面间的列柏努利方程得：(Pa-P₂)/(pg)=h'+u'²/(2g)+h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。4分第二章流体输送机械一、名词解释(每题2分)1.泵流量4.轴功率5.理论压头6.气缚现象7.离心泵特性曲线8.最佳工作点9.气蚀现象体10.安装高度11.允许吸上真空度12.气蚀余量13.泵的工作点风机为单位体积的流体所提供的能量15.风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、单选择题(每题2分)(1)用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将A送水量增加，整个管路阻力损失减少B送水量增加，整个管路阻力损失增大C送水量增加，泵的轴功率不变D送水量增加，泵的轴功率下降A(2)以下不是离心式通风机的性能参数()(3)往复泵适用于()A大流量且流量要求特别均匀的场合B介质腐蚀性特别强的场合C流量较小，扬程较高的场合D投资较小的场合C(4)离心通风机的全风压等于()A静风压加通风机出口的动压B离心通风机出口与进口间的压差C离心通风机出口的压力D动风压加静风压D(5)以下型号的泵不是水泵()(6)离心泵的调节阀()A只能安在进口管路上B只能安在出口管路上C安装在进口管路和出口管路上均可D只能安在旁路上B(7)离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值()A包括内能在内的总能量B机械能C压能D位能(即实际的升扬高度)B(8)流体经过泵后，压力增大△pN/m²,则单位重量流体压能的增加为()A△pB△p/pC△p/pgD△p/2g(9)离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能()A泵壳和叶轮B叶轮C泵壳D叶轮和导轮C(10)离心泵停车时要()A先关出口阀后断电B先断电后关出口阀C先关出口阀先断电均可D单级式的先断电，多级式的先关出口阀AA输任何条件的气体介质全风压都达100mmH₂OD输送20℃,101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmHOD(12)离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关()A当地大气压力B输送液体的温度C流量D泵的吸入管路的长度D(13)如以△h,表示汽蚀余量时，p.表示泵入口处允许的最低压力，p为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u₁为泵进口处的液速，则()AP.允=p.+△h,充BP,/pg=p/pg+△h,允-u²/2gCp./pg=p/pg+△h,允Dpi,/pg=p/pg+△h,允+u²/2g(14)以下种类的泵具有自吸能力()A往复泵B齿轮泵与漩涡泵C离心泵D旋转泵与漩涡泵(15)如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：A泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B泵的容积损失与水力损失之和C泵的水力损失D测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失D(16)离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生()A气缚现象B汽蚀现象C汽化现象D气浮现象A(17)某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计哪一个是真正的原因()A水温太高B真空计坏了C吸入管路堵塞D排出管路堵塞C(18)由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H。在离心泵的性能曲线上查得与V对应的扬程为H,H>H',在流量为V时泵的效率为η,则泵的轴功率N为()BVHpg/1000ηkwB加热器后，则()。(20)离心泵最常用的调节方法是()DBV代表单位重量流体增加的动能(22)往复泵没有以下缺点()A流量不均匀B流量不大C没有自吸能力D不宜输送悬浮液C(24)离心泵效率最高的点称为()C设计点D计算点C(25)泵的效率不包括()A水力效率B机械效率C原动机效率D容积效率(26)一台离心泵在管路系统中工作，当阀门全开时，相应的管路性能曲线可写为H=A+小),当泵的转速增大10%,如阀门仍全开，则实际操作中()B扬程大致不变，流量增大10%以上C扬程减小，流量增大21%D流量不变，扬程增大21%B(27)理论上推导表明，扬程一般()C可写为H=A+BV²,且B>0DdH/dV<0(28)离心泵在n=n点的关系是()。AV=VCH=H时的特性曲线(H～V关系)与n=n₂H=H(n/n)²H=H(n/n)²H=H(n/n)时的特性曲线(H~V关系)对应B(29)当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为()A气体的黏度太小B气体的密度太小C气体比液体更容易起漩涡D气体破坏了液体的连续性B(30)离心泵漏入大量空气后将发生()A汽化现象B气缚现象C汽蚀现象D气浮现象BC泵入口处真空度减小D泵工作点的扬程升高B填空题(每题2分)气蚀(3)单级往复泵的理论流量计算式为出口阀门旁路阀门(5)写出有外加能量时，以单位体积流体为基准的实际流体伯努利方程式 N/m²(Pa) N/m²风机提供给每m³气体的能量(8)离心泵的允许吸上真空高度的数值于允许的安装高度的数值(大，小)。大(9)用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送p=1100kg/m³但其他物性与水相同的溶液，则流量扬程,功率。(增大，不变，减小，不能确定)不变不变增大(11)若被输送的流体粘度增高，则离心泵的扬程,流量,效率,轴功敞式半敞式闭式(或开式，半开式，闭式)(14)离心泵按叶轮串联的多少可分为和。2(16)离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：=0.05m³/s时，H=20m;管路特性为四、问答题(每题3分)(1).启动离心泵前及停泵前应做哪些工作?(2).启动离心泵前为什么要灌泵?(3).启动离心泵前为什么要关闭泵的出口阀门?(4).停泵前为什么要关闭泵的出口阀门?(5).启动离心泵前如果不灌泵会发生什么现象?会发生气缚现象。(6).若离心泵的实际安装高度大于允许安装高度会发生什么现象?会发生气蚀现象。(7).如何防止气蚀现象的发生?离心泵的实际安装高度小于计算的允许安装高度就可以防止气蚀现象的发生。(8).启动往复泵时是否需要灌泵?启动往复泵时能否关闭出口阀门?往复泵的流量调节能否采用出口阀门调节?不需要，不能，不能。(9)什么是离心泵的工作点?试用图说明之。泵的工作点是泵的特性曲线H-V与管路特性曲线He'-V的交点，如图中的D点。(10)何谓泵的扬程?何谓泵的升扬高度?(各1(各1.5分)泵的升扬高度：泵的实际吸上高度与排出高度之和。(11)离心泵发生“汽蚀”的主要原因是什么?原因是叶轮进口处的压力降至被输送液体的饱和蒸汽压，引起部分液体沸腾汽化。(12)下列两图为离心泵的两种安装方式，用以输送热水，在热水的温度下饱和蒸汽压p=0.4kgf/cm²,大气压可取为10mH₂0,两种安装方式中，管路特性视为相同，请回答：两种安装方式是否有一种能将水送到高位槽?为什么?而实际安装高度Hg均大于允许的最大安装高度，故两种安装方式均不可能将水送到高位槽。(13)为什么离心泵的壳体要做成蜗壳形?使部分动能有效地转变为静压能，减少能量损失。(14)为什么调节流量的阀门一般不装在泵的吸入管路上?为了保证泵在实际操作中不发生气蚀现象，要尽量减小吸入管的阻力。这就要求吸上管路短而直且无调节阀门，以使EH₆尽量小。因此，调节流量的阀门一般不装在吸入管路上，而装在出口管路上。1.以离心泵把水由储罐A输至储罐B,B内液位比A内液位高1.2m,管子内径80mm,PA=-0.2kgf/cm²,pB=0.25kgf/cm²(均为表压),1min输送500kg水。AB间管线总长5m(包括局部阻力),摩擦系数0.02,轴功率0.77kw,求泵的效率。解(2分，2分，3分，3分)2.生产要求以18m³/h流量将饱和温度的液体从低位容器A输至高位容器B内。液体密度960kg/m³,粘度与水相近。两液位高度差21m,压力表读数：p=0.2at,p=1.2at。排出管长50m、吸入管长20m(均包括局部阻力),管内径50mm,摩擦系数0.023。现库存一台泵，铭牌标明：扬程44m,流量20m³/h,此泵是否能用?若此泵能用，该泵在18m³/h时的允许气蚀余量为2.3m,现拟将泵安装在容器A内液位以下9m处，问：能否正常操作?可见，管路要求V=18m³/h,H'=42.1m,而该泵最高效率时：V=20m³h,H=44m,管路要求的(V,He)点接近最高效率的状态，故此泵适用。的阻力损失为2J/Kg,压出管路的压头损失为0.5mH₂O柱，压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm²,试求：(2)水泵的轴功率N轴(kW),设泵的效率η=70%;(3)若泵的允许吸上高度[H]=6.5m,水温为20℃,校核此系统的安装高度是否合适?当时解Z升扬=Z₁-3+Z₃4=5+24.75=29.75m4.某厂准备用离心泵将20℃的清水以40m³/h的流量由敞口的储水池送到某吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为1.0kgf/cm²,塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6m,吸入管和排出管的压头损失分别为1m和3m,管路内的动压头忽略不计。当地的大气压为10.33(m水柱),水的密度为1000[kg/m³]。现仓库内存有三台离心泵，其型号和铭牌上标有的性能参数如下，从中选一台比较合适的型号流量(m³/h)扬程(m)允许吸入真空高度(m)解(列方程4分，求出压头4分，选泵2分)根据流量，压头，选3B33较合适。5.某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其扬程与流量的关系可用H=18-6×10³v²(H.单位为m,V单位为m³/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽。两槽均为敝口，两水面高度差3m且水面维持恒定。管路系统的总长为20m(包括所有局部阻力的当量长度),管径为φ46×3mm,摩擦系数可取为0.02,试计算：(1)输水量m³/h;(2)若泵的效率为65%,水的密度为1000Kg/m³,求离心泵轴功率kW?解(1)(7分)6.现有一台离心泵，允许吸上真空度H'=6m,用来输送20℃的清水，已知流量为20m³/h,吸入管内径为50mm,吸入管的全部阻力损失为ZH,=1.5mH₂O,当地大气压为10mH₂O。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米?7.欲用离心泵将20℃水以30m³/h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m,泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH₂O柱，出口管的全部阻力为3mH₂O,泵的效率为0.6,(1)求泵的轴功率；(2)若已知泵的允许吸上真空高度为6m,问上述安装高度是否合适?(动压力可忽略)。水的密度可取1000kg/m³。H=△+∑h₁-2=18+1+3=22m(3分)(2分)(5分)∵H实=2m管路总长为20m(包括全部局部阻力的当量长度),管路直径为50mm,摩擦系数为0.02,密解与H=20-1.12×10⁵V²联立H=20-1.12×10⁵(5.67×(2)输送20℃水时，泵的安装高度；[2m]解：(1)B指的是清水泵(2)根据(3分)(2分)当地大气压736mmHg约为10mH₂O,因此10.用安装在液面上方2米的泵输送流量为12m³/h的20℃水，泵的出口处压力表读数1.9at(表),泵入口处真空表读数140mmHg,轴功率1.20kw,电动机转数2900转/分，真空表与压力表距离0.7m,出口管与入口管直径相同。若泵的允许吸上真空度为6米，吸(1)泵的压头H;(5分)一、名词解释(每题2分)1.非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2.斯托克斯式3.球形度φ非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心分离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心分离器分离颗粒最小直径利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单选择题(每题2分)(1)自由沉降的意思是0A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计B颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D(2)颗粒的沉降速度不是指D净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B(3)对于恒压过滤B滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍A增大至原来的2倍B增大至原来的4倍C增大至原来的√2倍D增大至原来的1.5倍CA箱式叶滤机B真空叶滤机C回转真空过滤机D板框压滤机CC滤饼两面的压差D液体进出过滤机的压差BA转鼓本身B随转鼓转动的转动盘C与转动盘紧密接触的固定盘D分配头D(8)非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为Dd=(kV/π)¹(k为系数与非球形颗粒的形状有关)BC旋风分离器能够50%分离出来的颗粒的直径(题中气体的圆周速度，r旋转半径，k分离因数)A分离效率高B阻力小C结构简单D易于操作A(12)降尘室的生产能力A只与沉降面积A和颗粒沉降速度山有关B与A,L及降尘室高度H有关C只与沉降面积A有关(13)回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m³/h(滤液)。现将转速度降低一半，其他条件不变，则其生产能力应为0(14)要除去气体中含有的5μ~50μ的粒子。除尘效率小于75%,宜选用0A除尘气道B旋风分离器C离心机D电除尘器B(15)等压过滤的滤液累积量g与过滤时间T的关系为B(16)过滤基本方程是基于推导出来的。A滤液在过滤介质中呈湍流流动B滤液在过滤介质中呈层流流动C滤液在滤渣中呈湍流流动D滤液在滤渣中呈层流流动D(17)一般而言，旋风分离器长、径比大及出入口截面小时，其效率,阻力a(18)在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的0(19)在长为Lm,高为l加的降尘室中，颗粒的沉降速度为m/s,气体通过降尘室的水平流速为um/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是：AL/u<H/uBL/u<H/uCL/u≥H/uDL/u≥H/uD(20)粒子沉降受到的流体阻力A恒与沉降速度的平方成正比B与颗粒的表面积成正比C与颗粒的直径成正比D在滞流区与沉降速度的一次方成正比D(21)板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的。(△pE=△pw,μ=μw)(22)球形度(形状系数)恒小于或等于1,此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为AΦ=V/V,V为非球形粒子的体积，V。为球形粒子的体积BD=A/A,A为非球形粒子的表面积，Ao为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积CD=a/a,a为非球形粒子的比表面积，a为球形粒子的比表面积DΦ=6a/(πd)(23)“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”,“滤渣就是滤饼”则A这两种说法都对B两种说法都不对C只有第一种说法正确D只有第二种说法正确A(24)旋风分离器的总的分离效率是指oA颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率B颗粒群中最小粒子的分离效率C不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和D全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率D(25)降尘室的生产能力由决定。A降尘室的高度和长度B降尘室的高度C降尘室的底面积D降尘室的体积C(26)在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，黏度增加一倍时，对同一q值，过滤速率为原来的0(27)回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为()。(28)以下说法是正确的()。A过滤速率与S(过滤面积)成正比B过滤速率与S²成正比C滤速率与滤液体积成正比D过滤速率与滤布阻力成反比B(29)板框压滤机中()。A框有两种不同的构造B板有两种不同的构造C框和板都有两种不同的构造D板和框都只有一种构造B(30)助滤剂应具有以下性质()。A颗粒均匀、柔软、可压缩B颗粒均匀、坚硬、不可压缩C粒度分布广、坚硬、不可压缩D颗粒三、填空题(每题2分)1.一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃,则其沉5.在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度。减少一倍液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),在恒压过滤时，测得△t/△q=3740q+200则过滤常数K=0.000535液体积为V。时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),q=3740q+200则过滤常数q=0.053513.最常见的间歇式过滤机有和板框过滤机叶滤机的滤饼。框的厚度16.板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为的滤饼。框厚度之半17.板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于。框的内面积18.旋风分离器性能的好坏，主要以来衡量。临界粒径的大小20.当介质阻力不计时，回转真空过滤机的生产能力与转速的次方成正比。1/2○总时间不正确的24.一个过滤操作周期中，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是否正确?25.一个过滤操作周期中，过滤时间有一个值。最适宜26.一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力。最大28.对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的a二分之一29.对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为原来的倍。对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来的30转鼓沉浸度是与的比值(1)转鼓浸沉的表面积转鼓的总表面积31按ψ=Ap/A定义的球形度(此处下标p代表球形粒子),最大值为。ψ越小则颗粒形状与球形相差越。1大32.将固体物料从液体中分离出来的离心分离方法中，最常见的有和将固体物料从液体中分离出来的离心分离设备中，最常见的为。离心过滤离心沉降离心机33.在Stokes区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比；在牛顿区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。21/234.一个过滤操作周期中，“过滤时间越长生产能力越大”的看法是,“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是。过滤时间有一个值，此时过滤机生产能力为35.含尘气体通过长为4m,宽为3m,高为lm的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s,(1)影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些?(过滤介质阻力可忽略)当过滤介质阻力可忽略时可见，影响因素有：转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特(2)有一旋风分离器，在正常的速度和阻力的范围内操作，但除尘效率不够满意，现在仓库里还有一个完全相同的旋风分离器，有人建议将这台备用的旋风分离器与正在用的那一台一起并联使用，问这种措施能否提高除尘效率?为什么?不行。因为速度降低，离心惯性力减小，使除尘效率下降。(3)恒压过滤时，如加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化?为什么?由dg/dt=△p/[rΦμ(q+qe)]知，加大操作压力，过滤速率变大。提高滤浆温度，使滤液黏度降低，过滤速率增大。(4)临界直径dc及分割直径dso,可以表示旋风分离器的分离性能，回答d.与dso的含义是什么?d.旋风分离器的分离分离颗粒最小直径；dso分离效率50%时颗粒直径(5)由过滤基本方程dq/dt=△p/[rφμ(q+qe)分析影响过滤速率的因素?影响过滤速率的因素有：①物性参数，包括悬浮液的性质(φ、μ)及滤饼特性(r);②(6)试说明滤饼比阻的意义?比阻r表示滤饼对过滤速率的影响，其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度。五、计算题(每题10分)1.某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm×250mm×20mm,框数为8,以此过滤机恒压过滤某悬浮液，测得过滤时间为8.75min与15min时的滤液量分别为0.15m³及0.20m,试计算过滤常数K。过滤面积A=8×2×0.25×0.25=1.0m²可得0.15²+2×0.15Ve=K×I²×8.75(1)、(2)式联立，解得K=0.0030m²/min2.以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m²,操作压差1.96×10⁵Pa。每一循环过滤15min得滤液2.91m³。过滤介质阻力不计。(1)该机生产能力为4.8m³/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。(2)若压差降至9.81×10'Pa,过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积?设滤饼不可压缩。(3)如改用回转真空过滤机，转一圈得滤液0.2m³,转速为多少才可以维持生产能力不变?T即4.8/60=2.91/(15+Tw+TD)3.用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。滤叶每侧过滤面积为(0.81)²m²,共10只滤叶。测得：过滤10min得滤液1.31m;再过滤10min共得滤液1.905m³。已知滤饼与滤液体积比1rF0.1。试问：(1)过滤至滤饼厚为21mm即停止，过滤时间是多少?(2)若滤饼洗涤与辅助时间共45min,其生产能力是多少?(以每小时得的滤饼体积计)解：(1)∵+2VVe=KAt由题意得1.31²+2×1.31Ve=KA²×10(a)由2.755°+2×2.755×0.1374=0.2076te,∴te=40.2min=0.1×2.755/(40.2+45)=3.23×10³m³/min=0.194m³/h(滤饼)4.在3×10³Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×10⁵m²/s、q=0.01m³/m²,又测得滤饼体积与滤液体积之比v=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求：(1)过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；(2)过滤完毕，以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；(3)若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min,求每台过滤机的生产能力(以每小时平均可得多少(m³)滤饼计)。解：(1)所需过滤时间(2)洗涤时间(3)生产能力(2分)5.用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤20分钟后共得滤液4m³(滤饼不可压缩，介质阻力可略)。若在一个周期内共用去辅助时间30分钟，求：(1)该机的生产能力(2)若操作表压加倍，其它条件不变(物性，过滤面积，过滤时间与辅助时间),该机生产能力提高了多少?解：滤饼不洗涤6.对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s时，所得滤液体积为0.75m³,且过滤面积为1m²,恒压过滤常数K=5*10⁻³m2/s。若要再得滤液体积0.75m³,则又需过滤时间为多少?得2q.q=Kθ-q²7.一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2m,在2at(表压)下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液1601,每次洗涤与装卸时间为1hr,若介质阻力可忽略不计，求：(1)过虑常数K,洗涤速率。(2)若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干?解：(1)解：(1)(3分)(2)(3分)(3)(4分)(2)当操作压力加大1倍，设滤饼不可压缩同样用249.6分钟将得到多少滤液当θ=249.6分时V=240×0。1=24L(2)P'=2P,K'=2Kq=343.51/m²若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、引起的热量传递称为热传导(导热)。2.对流传热热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递。3.辐射传热任何物体，只要其绝对温度不为零度(OK),都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量，同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能，当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时，该物体就与外界产生热量的传递。这种传热方式称为热辐射。4.传热速率单位时间通过单位传热面积所传递的热量(W/m²)5.等温面温度场中将温度相同的点连起来，形成等温面。等温面不相交。1.判断下面的说法哪一种是错误的()。BA在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大；B在同一温度下，物体吸收率A与黑度ε在数值上相等，因此A与ε的物理意义相同；D黑度反映了实际物体接近黑体的程度。2.在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为。CA传导和对流B传导和辐射C对流和辐射3.沸腾传热的壁面与沸腾流体温度增大，其给热系数CA增大B减小C只在某范围变大D沸腾传热系数与过热度无关4.在温度T时，已知耐火砖辐射能力大于磨光铜的辐射能力，耐火砖的黑度是下列三数值5.已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度耐火砖的黑度。DA大于B等于C不能确定是否大于D小于6.多层间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻。A乙、换热器总传热系数K将接近空气侧的对流给热系数。A甲乙均对B甲乙均不对 ①传热系数K应③壁温A增大A增大B减小B减小A R、R的大小