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第一章1、何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？2、何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？3、流体静力学方程式有几种表达形式/他们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？4、如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得测结果是否相同？5、如何判断管路系统中流体流动的方向？6、何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？7、一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re将如何变化？8、何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？9、何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？10、摩擦系数与雷诺数Re及相对粗糙度/d的关联图分为4个区域。每个区域中，与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失hf与流速u的一次方成正比？哪个区域的hf与u2成正比？光滑管流动时的摩擦损失hf与u的几次方成正比？11、管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？选择题 考1当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方，其静压力( C )。（A）不变 （B）增大 （C）减小 （D）不确定2 水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值将（ C ）。 （A）不变 （B）增大 （C）减小 （D）不确定3 层流与湍流的本质区别是：（ D）。 （A）湍流流速大于层流流速； （B）流动阻力大的为湍流；（C）层流的雷诺数小于湍流的雷诺数； （D）层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。4 某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是（ 抛物线 ）曲线，其管中心最大流速为平均流速的（ 1/2 ）倍，摩擦系数与雷诺数Re的关系为（ =64/Re ）。考5 在湍流摩擦系数的实验研究中，采用因次分析法的目的是（ 增加实验次数 ）。在阻力平方区，摩擦系数只与（ /d ）有关。6 流速增加一倍后流体在圆管内仍作层流流动，则流动阻力损失为原来的（ 2 ）倍。判断题1 粘性是流体的物性之一，无论是静止的还是流动的流体都具有粘性。（ T ）考2 尽管粘性是流体的物性之一，但只有流动的流体才考虑粘性的影响，对静止的流体可不考虑粘性的影响。（ F ）考3 U型压差计测量的是两截面间静压强之间的差值。（ F ）4 孔板流量计工作时，流体在流过孔板前后的静压强差不变。（ F ）5 降低温度液体的粘度增加。（ T ）6 升高温度气体的粘度增加。（ T ）计算题1. 在直径D=40mm的管路中一文丘里管，文丘里管喉部直径为10mm，喉部接一细管，细管一端浸入池水中。已知管内水的流量为1.2610-3m3/s，池水沿细管上升1.5m，若不计阻力损失，文丘里管入口断面的压强为多少？答：2.14105Pa2. 高位槽内水深为1m并保持恒定，高位槽底部接一高8m的垂直管，若不计阻力损失，试求以下几种情况下管内流速及管路入口断面A的压强：（1）容器内的压强为大气压；（2）容器内的压强为9.81104Pa；（3）容器内保持4.095104Pa的真空度；（4）容器内的压强为大气压，但垂直管延长至20m（水温为20）。答：（1）13.3m，22.9kPa；（2）19.3m/s，22.9kPa；（3）8.86m/s，22.9kPa；（4）14.75m/s，2.33 kPa1.5mDP0A1m8m题1.26附图题1.25附图第二章1、离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状态？2、离心泵的特性曲线有几条？其曲线形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？3、在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？4、离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？5、离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？6、何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀？7、影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些？8、什么是液体输送机械的扬程（或压头）？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的黏度对扬程有何影响？9、管路特性方程中的与的大小，受哪些因素的影响？选择填空题1用离心泵从水池抽水到水塔中，设水池和塔液面维持恒定，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀将导致（ A）。 （A） 送水量增加，泵的压头下降； （B）送水量增加，泵的压头增大； （B） 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。2某离心泵在运行半年后，发现有气缚现象，应（ D ）。 （A）降低泵的安装高度； （B）停泵，向泵内灌液； （C）检查出口管路阻力是否过大； （D）检查进口管路是否泄漏。3从低位槽向高位槽输水，单台泵可在高效区工作。若输送管路较长，且输送管路布置不变，再并联一台相同泵，则（ D ）。 （A）两泵均在高效区工作； （B）仅新装泵在高效区工作； （C）仅原装泵在高效区工作； （D）两泵均不在原高效区工作。考4开大离心泵的出口阀，离心泵的出口压力表读数将（ B ）。 （A）增大； （B）减小； （C）先增大后减小； （D）先减小后增大。5在测量离心泵特性曲线实验中，管路特性曲线可写为H=A+BQ2，当管路循环且出口端插入循环水槽液面下，则A值（ C ）。（A）大于零； （B）小于零； （C）等于零； （D）不确定。6由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点（ D ）。 （A）由泵铭牌上的流量和扬程所决定； （B）由泵的特性曲线所决定； （C）即泵的最大效率所对应的点； （D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。考7在测定离心泵特性曲线的实验中，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，某同学正确地找到原因并排除了故障。你认为可能的原因是（ C ）。 （A）水温太高； （B）真空表损坏； （C）吸入管堵塞； （D）排出管堵塞。8测定离心泵特性曲线实验管路中，压强最低的是（ C ） （A）吸入口处；（B）泵壳靠近吸入口一侧；（C）叶轮入口处；（D）泵壳出口端。考9.离心泵与往复泵的启动与流量调节不同之处是离心泵（调阀门 ），往复泵（ 支路 ）。10.用离心泵将水池中水送至常压水塔，若在离心泵正常操作范围内，将出口阀开大，则流量变大，扬程变小，管路总阻力损失变小，轴功率变大调 （变大、变小、不变、不确定）。11.如图示操作中的离心泵输液管路，已知容器上方真空表读数为，现在增大，其他管路条件不变，则管路总阻力损失变大（变大、变小、不变、不确定）。考12.用泵将江中水送上敞口容器。若在送水过程中江面水位上升，流量 变大 （变大、变小）。现欲维持原流量不变，则出口阀应如何调节？变大，关小出口阀，试比较调节前后泵的扬程变大（变大、变小、不变）。13.离心泵输送管路，单操作时流量为，扬程为。现另有一台型号相同的泵，在管路状态不变的条件下，将泵串联时输送流量为，扬程为，将泵并联时输送流量为，扬程为。则（B）A=，=2；=2，=；B，；，；C=2，=；，；D视管路状态而定。判断题1关闭离心泵的出口阀后，离心泵的有效功率均为零。（ T ）2逐渐开大出口阀的开度，则离心泵的流量增大，效率下降。（ F ）3管路中两台相同泵并联操作后，与单台泵相比，工作点处流量是原来单台泵的两倍。（ F ）考4往复泵的流量调节不可以采用出口阀调节。（ T ）5往复泵在使用前必须灌泵。（ F ）第五章思考题1、 传热过程有哪三种基本形式？它们的传热机理有何不同？2、 物体的导热系数与哪些因素有关？非金属保温材料的导热系数为什么与密度有关？3、 在两层平壁的热传导中，有一层的温度差较大，另一层的较小。哪一层的热阻大？4、 输送高温物料的圆形管外包覆两层厚度相同、导热系数不同的保温材料。若改变两种保温材料的内外次序，其保温效果是否会改变/？若被保温的是平壁，保温效果是否会改变？5、 流体流动对对流传热系数的贡献主要表现在哪些方面？6、 层流底层的厚度主要和哪些因素有关？并找出相应的强化传热方法？7、 流动边界层和传热边界层有何联系和区别？8、 对流传热中各个准数与哪些因素有关？9、 自然对流中传热面的位置如何放置有利于增大传热速度？10、 为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大？11、 液体沸腾的必要条件有哪两个/？强化沸腾传热从哪两方面着手？12、 为什么液体的对流传热系数比气体的大？13、 为什么无相变化时的对流传热系数比有相变化时的小？14、 总传热系数、对流传热系数和导热系数的物理意义是什么？其单位是否相同？15、 影响辐射传热的主要因素有哪些？为什么低温时热辐射往往可以忽略？16、 蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体？17、 换热器中冷热流体为什么大多采用逆流换热？在什么情况下采用并流操作？18、 换热器的总传热系数大小与哪些因素有关？如何有效地提高总传热系数？19、 在套管换热器中用饱和水蒸气加热内管中流动的空气。总传热系数接近哪种流体的对流传热系数？壁温接近哪种流体的温度？增大哪种流体的对流传热系数更有利于传热？20、 以下几个中，温度差t有何区别？ 21、 在列管换热器的设计中为什么要限制校正系数大于0.8？22、 在列管换热器中用热空气加热水，两流体均湍流流动，逆流换热，若空气的流量增大或进口温度升高，水的出口温度如何改变？23、 传热过程有哪三种基本形式？它们的传热机理有何不同？24、 物体的导热系数与哪些因素有关？非金属保温材料的导热系数为什么与密度有关？25、 在两层平壁的热传导中，有一层的温度差较大，另一层的较小。哪一层的热阻大？26、 输送高温物料的圆形管外包覆两层厚度相同、导热系数不同的保温材料。若改变两种保温材料的内外次序，其保温效果是否会改变/？若被保温的是平壁，保温效果是否会改变？27、 流体流动对对流传热系数的贡献主要表现在哪些方面？28、 层流底层的厚度主要和哪些因素有关？并找出相应的强化传热方法？29、 流动边界层和传热边界层有何联系和区别？30、 对流传热中各个准数与哪些因素有关？31、 自然对流中传热面的位置如何放置有利于增大传热速度？32、 为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大？33、 液体沸腾的必要条件有哪两个/？强化沸腾传热从哪两方面着手？34、 为什么液体的对流传热系数比气体的大？35、 为什么无相变化时的对流传热系数比有相变化时的小？36、 总传热系数、对流传热系数和导热系数的物理意义是什么？其单位是否相同？37、 影响辐射传热的主要因素有哪些？为什么低温时热辐射往往可以忽略？38、 蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体？39、 换热器中冷热流体为什么大多采用逆流换热？在什么情况下采用并流操作？40、 换热器的总传热系数大小与哪些因素有关？如何有效地提高总传热系数？41、 在套管换热器中用饱和水蒸气加热内管中流动的空气。总传热系数接近哪种流体的对流传42、 以下几个中，温度差t有何区别？ 43、 在列管换热器的设计中为什么要限制校正系数大于0.8？44、 在列管换热器中用热空气加热水，两流体均湍流流动，逆流换热，若空气的流量增大或进口温度升高，水的出口温度如何改变？计算题 1有直径为38mm2mm的黄铜冷却管，假如管内生成厚度为1mm的水垢，水垢的热导率=1.163W/(m)。试计算水垢的热阻是黄铜管热阻的多少倍黄铜的热导率=110W/(m)。 2、空气以4m/s的流速通过75.5mm3.75mm的钢管，管长5m，空气入口温度为32，出口温度为68。试计算：（1）空气与管壁间的对流传热系数；（2）如空气流速增加一倍，其他条件不变，对流传热系数又为多少；（3）若空气从管壁得到的热量为578W，钢管内壁的平均温度为多少。 3、用冷却水使流量2000kg/h的硝基苯从355K冷却到300K，冷却水由15升到35，试求冷却水用量。若将冷却水的流量增加到3.5m3/h，试求冷却水的出口温度。 4、用绝对压力为300kPa的饱和水蒸气将体积流量为80m3/h的苯胺从80加热到100。苯胺在平均温度下的密度为955kg/m3，比热容为2.31kJ/(kg)。试求：（1）水蒸气用量（kg/h）；（2）当总传热系数为800W/(m2)时所需传热面积。 5、有一套管式换热器，内管为180mm10mm的钢管，内管中有质量流量为3000kg/h的热水，从90冷却到60。环隙中冷却水从20升到50。按内管外表面积计算的总传热系数K=2000W/(m2)。试求：（1）冷却水用量；（2）并流流动时的平均温度差及所需传热面积；（3）逆流流动时的平均温度差及所需传热面积。 6、有1壳程2管程列管式换热器，用293K的冷水30t/h使流量为20t/h的轻烃从353K冷却到313K，设总传热系数为1200W/(m2K)，试计算所需传热面积。7、在一套管换热器中，内管中流体的对流传热系数1=200W/(m2K)，内管外侧流体的对流传热系数2=350W/(m2K)，已知两流体湍流换热，试问（1）假设内管中流体流速增加一倍，其它条件不变，总传热系数K增加多少？(2) 假设管外侧流体流速增加一倍，总传热系数K增加多少？8、有一套管式换热器，内管为57mm3mm，内管中有流量为4000kg/h的苯被加热，进口温度为50，出口温度为80。套管的环隙中有绝对压力为200kPa的饱和水蒸气冷凝放热，冷凝的对流传热系数为104W/(m2K)。已知内管的内表面污垢热阻为0.0004m2K/W，管壁热阻及管外侧污垢热阻均不计。试计算：（1）加热水蒸气用量；（2）管壁对苯的对流传热系数；（3）完成上述处理量所需套管的有效长度；（4）由于某种原因，加热水蒸气的绝对压力降至140kPa。这时，苯出口温度有何变化？应为多少度（设苯的对流传热系数值不变，平均温度差可用算术平均值计算）。 9、在一套管换热器中，用绝对压力为200kPa的饱和水蒸气使流量为5000kg/h的氯化苯从30加热到70，氯化苯在内管中流动。因某种原因，氯化苯的流量减小到2500kg/h，但进、出口温度欲保持不变。为此，想把水蒸气压力降低一些，试问水蒸气的绝对压力应降到多少（两种情况下，管内氯化苯均为湍流流动，并且其对流传热系数比水蒸气冷凝的对流传热系数小很多，因此，水蒸气冷凝的热阻及壁阻均可忽略不计）？ 10、欲将体积流量为3000m3/h（标准状态p=101.325kPa，T=273.15K）的常压空气用绝对压力为200kPa的饱和水蒸气加热，空气从10加热到90。现有一列管式换热器，其规格如下：钢管直径25mm2.5mm，管长1.6m，管数271根。如用此换热器使空气在管内流动，水蒸气在管外冷凝，试验算此换热器面积是否够用？水蒸气冷凝时的对流传热系数可取为10000W/(m2K)。11、有一钢制套管式换热器，质量流量为2000kg/h的苯在内管中，从80冷却到50，冷却水在环隙中从15上升到35。已知苯对管壁的对流传热系数为600W/(m2K)，管壁对水的对流传热系数为1000W/(m2K)。计算总传热系数时忽略管壁热阻，按平壁计算。试解答下列问题：（1）计算冷却水消耗量；（2）计算并流流动时所需传热面积；（3）如改变为逆流流动，其他条件相同，所需传热面积将有何变化？ 12、在一套管式换热器中，用120的饱和水蒸气在环隙中冷凝放热，使内管中湍流流动的流量为3000kg/h的苯从20加热到80。当流量增加到4500kg/h时只能从20加热到76。试计算换热器的传热面积和流量为4500kg/h时的总传热系数K计算时，水蒸气冷凝的值取用8000W/(m2K)，可忽略管壁热阻及污垢热阻，并可当平壁处理。 13、在一套管换热器中用120的饱和蒸汽在环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/(kg)，温度从30升至60。蒸汽冷凝传热系数为1104W/(m2)，换热管内侧污垢热阻为410-4m2/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为542mm的钢管，有效长度为12m。试求： （1）饱和蒸汽流量（其冷凝潜热为2204kJ/kg）； （2）管内苯的对流传热系数i； （3）当苯的流量增加50%、但其他条件维持不变时，苯的出口温度为若干？若想维持苯的出口温度仍为60，应采取哪些措施？作出定量计算。(5)测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 。 (6)当被测流体的 大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。A 真空度； B 表压力；C 相对压力； D 绝对压力 (7)如图所示管路中，将支管A的阀门开大，则A管流量 ，B管流量 ，总管流量 ，压力表读数 。(8)并联管路（如图），在工作时将A阀开大，则管内流动参数如何变化？VA（ ），VB（ ）V总（ ），压强p（ ）hfb（ ），hfa（ ），hfc（ ），hfmn（ ）(9)在完全湍流中粗糙管的摩擦系数（ ）。A、与光滑管一样 B、取决于ReC、取决于/d D、与Re，/d有关(10)两管并联，若d1=2d2, L1=2L2 , 则hf1/hf2=_。(A) 2 (B) 4 (C) 1/4 (D) 1 (E) 1/2当两管中流体均作层流流动时，V1/V2=_。(A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 1/2 (E) 1当两管中流体均作湍流流动时，并取1=2，则V1/V2=_。(A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 1/2 (E) 1/4(11)圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈 形状。其平均速度是中心最大速度的 摩擦阻力系数与雷诺数的关系是 。(12)流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 。流体在等径管中作稳定流动流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 。流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 。完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于 。(13)米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的 倍。 (14) 、测某一阀门的局部阻力，两测点间距为L，阀门开度一定水，流速为u，若采用下述三种装置方法，U型管压差计上的读数分别为R1、R2、R3，试比较R1、R2、R3的大小。(15) 、如图，实际流体在等径管中流动，在等长度的A、B、C三段安装U型压差计：a、流体流过三段的阻力： HfA（）HfB（）HfCb 、流体流过三段的压差：pA（）pB（）pCc 、压差计的读数：RA（）RB（）RC（仅反映阻力） 1、为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？ 2 如图所示输水系统，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为100m，压力表之后管路长度为80m，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为15m3/h。求：（1）整个管路的阻力损失，J/kg；（2）泵轴功率，kw；（3）压力表的读数，Pa。3用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为f573.5mm，泵出口垂直管段A、B截面上的测压口有软管与两支液柱压差计相连，其上指示剂水银柱的读数分别为R=40mm及R=1200mm。右边压差计的左侧指示剂液面与截面A的垂直距离H=1000mm， 右侧开口支管的水银面上有一段R=20mm的清水。A、B两截面间的管长（即垂直距离）为hAB =6m。管路中的摩擦系数为0.02。当地大气压强为1.0133105Pa，取水的密度为1000kg/m3，水银的密度为13600kg/m3。试求：（1）截面A、B间的管路摩擦阻力损失hf,AB, J/kg；（2）水在管路中的流速u, m/s；（3）截面B上的压强pB, Pa；（4）截面A上的压强pA, Pa。4、图示马利奥特容器，内径为500mm，其上端封闭。在容器侧面接一通大气的小管B，流体从下端一直径为10mm的细管C流出。流体流出后容器上端造成了真空，外界的空气可以从B管吸入，补充容器内的真空。设为理想流体 容器上方的压强为多少？C-C截面上压强为多少？当液面下降了200mm时，问容器上方压强为多少？此时C-C截面上压强为多少？为什么？ 从液面O-O降到C-C面，出口管C流出速度的变化趋势是什么？流出时间怎样计算？是多少？解：在流体流出过程中，液面上方压力逐渐上升 始终在变化但A-A面压力恒为大气压最初 p上方=pA-gh=101300-10009.810.7=94433Pa (绝压)C-C处的压力 pC=101300+10009.810.3=104243Pa (绝压)当液面下降了200mm的瞬间 p上方=pA-gh=101300-10009.810.5=96395Pa (绝压)此时C-C处的压力没有变化，仍为104243Pa (绝压)容器内水流速可近似为零 静止流体水从O-O降至A-A截面期间 水从小管流出速度恒定此流速大小可在A-A及C-C(小管C出口截面)截面间列柏努利方程求出，即：流出时间计算：液面从A-A降至C-C为一不稳定过程 容器内液面上方压强为大气压而位头在不断变化。利用不稳定流动，当液面距C-C面为h时，在液面与管C出口间列柏努利方程，得：即流体液面下降至A-A面以下，速度与 h 1/2成正比 随液面下降，C管流速不断下降液体流出时间应分两段进行：等速段(O-OA-A截面)所需时间1：第二第二次次习题课 离心泵启动前要灌水，是为了防止 现象，启动时出口阀门要 ，这是为了防止 ，离心泵的安装高度不当，会产生 现象。 运动中的离心泵，当出口调节阀开大，则泵进口处真空表读数 ，出口处压强表读数 。(3) 为防止气蚀现象发生，离心泵在运转时，必须使泵入口处的压强_饱和蒸汽压。 (4) 现用离心泵将河水抽送到水塔中，其管路特性曲线方程为He=20+2.510Qm(式中Qe的单位为m3.s-1)则泵的升扬高度为_m;当输送量为20m3.h-1时，则泵的扬程为_m。(5) 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 。A 停泵，向泵内灌液 C 检查进口管路是否有泄漏现象 B 降低泵的安装高度 D 检查出口管路阻力是否过大(6) 离心泵采用并联操作的目的是_，串联操作的目的是_。 (7) 离心泵的轴封装置主要有两种： 和 。(8) 离心通风机的全风压是指 与 之和，其单位为 。(9) 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 ，流量 ，效率 轴功率 。 (10) 用离心泵从水池抽水到水塔中，设水池和塔液面维持恒定，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀将导致（ ）。（A） 送水量增加，泵的压头下降（B）送水量增加，泵的压头增大； （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。 (11) 输送系统的管路特性方程可表示为H=A+BQ2，则（ ）。（A）A只包括单位质量流体需增加的位能；（B）A包括单位质量流体需增加的位能和静压能；（C）BQ2代表管路系统的局部阻力损失；（D）BQ2代表单位质量流体需增加的动能。(12)在测量离心泵特性曲线实验中，管路特性曲线可写为H=A+BQ2，当管路循环且出口端插入循环水槽液面下，则A值。（A）大于零； （B）小于零； （C）等于零；（D）不确定(13)离心泵输水管路在操作过程中若关小输水阀，则下列哪一条有错误？A 泵的特性曲线方程不变 B 管路阻力系数上升 C 管路总阻力不变 D 压头上升(14)用离心泵把江水送至高位槽，若管路条件不变，而江面下降，则泵的压头，泵的流量，管路总阻力损失和泵出口压力表读数将如何变化?(15)由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点（ ）。（A）由泵铭牌上的流量和扬程所决定； （B）由泵的特性曲线所决定；（C）即泵的最大效率所对应的点； （D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。(16) 在测定离心泵特性曲线的实验中，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，某同学正确地找到原因并排除了故障。你认为可能的原因是（ ）。（A）水温太高； （B）真空表损坏； （C）吸入管堵塞； （D）排出管堵塞。(17) 测定离心泵特性曲线实验管路中，压强最低的是（ ）（A）吸入口处； （B）泵壳靠近吸入口一侧；（C）叶轮入口处； （D）泵壳出口端。(18) 用离心泵将水池中水送至常压水塔，若在离心泵正常操作范围内，将出口阀开大，则流量 ，扬程 ，管路总阻力损失 ，轴功率 （变大、变小、不变、不确定）。(19) 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量_减少 _，扬程_增大 _。 (20)齿轮泵适用于扬程_和流量_的场合，可以用来输送_，但不能用来输送_。高、 小、 粘稠液及膏状物料， 含有固体颗粒的悬浮液 (20)关闭离心泵的出口阀后，离心泵的有效功率为零。（ ）(21)逐渐开大出口阀的开度，则离心泵的流量增大，效率下降。（ ）(22) 管路中两台相同泵并联操作后，与单台泵相比，工作点处流量是原来单台泵的两倍。（ ）(23)往复泵的流量调节不可以采用出口阀调节。（ ）(24)往复泵在使用前必须灌泵。（ ） 计算题 1、如图所示，某液体由一敞口贮槽经泵送至精馏塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m，流体流经换热器的压力损失为0.3kgf/cm2，精馏塔压强为1kgf/cm2(表压)，排出管路为1144mm的钢管，管长为120m（包括局部阻力的当量长度），流速为1.5m/s，相对密度为0.96，摩擦系数=0.03，其它物性均与水极为接近。泵吸入管路压力损失为1m液柱，吸入管径为1144mm。1 试通过计算，选择下列较合适的离心泵； 泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？2 型号 V H n N Hs,允 m3/h m r/min kw % m 2B19 22 16 2900 1.66 66 6.0 3B57A 50 37.5 2900 7.98 64 6.4 4B91 90 91 2900 32.8 68 6.2解： 通过计算，选择合适的离心泵在图示1-1、2-2截面间列机械能衡算方程(表压为准)，有： 则选用3B57A泵较合适（V=50 m3/h，H=37.5 m，Hs,允=6.4 m）。 泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？2、用泵将贮槽中的石油送至高位槽中，两槽液面恒定不变，通大气，且其液面差为15m。管子规格为984.5mm，管路总长为120m（包括局部阻力当量长度在内）。要求流量为21m3/h。已知石油密度为920kg/m3，粘度为0.5N.s/m2。试计算： 由于阻力引起的压降； 泵的有效功率； 整理并写出管路特性曲线方程。(注明式中变量的单位)解： 由于阻力引起的压降； 泵的有效功率；在两槽液面之间列机械能衡算方程，有：则有效功率为： 整理并写出管路特性曲线方程。(注明式中变量的单位3、用泵将20水从敞口贮槽送至表压为1.5105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路尺寸为f1084mm的无缝钢管，吸入管长为20m，排出管长为100m（各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42700Pa，两测压口的垂直距离为0.5m，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为0.02。试求：(1)阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；(2)压强表读数（Pa）；(3)泵的压头（m）；(4)若泵的轴功率为10kW，求泵的效率第三次习题课 填空题 对双层平壁，若用t1、t2表示其每层温降，R1、R2表示热阻，则温降与热阻的关系式为 。 冷凝分 冷凝和 冷凝，工业上冷凝器设计都按 冷凝设计。在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 、 和 三个阶段。实际操作应控制在 。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而 。(3) 热传导的基本定律是 傅立叶定律 。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻 （大、小）一侧的a值。间壁换热器管壁温度tW接近于a值 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 （大、小），其两侧的温差愈 （大、小）。(4)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 ，其两侧的温差愈 。(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 减少热阻的最有效措施是 。 (5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 。(6)厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1b2b3，导热系数l1l2l3，在稳定传热过程中，各层的热阻 ，各层导热速率 。(7) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 倍。（设条件改变后仍在湍流范围） (8)一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应 ，主要原因是因 ，受潮后，使保温层材料导热系数 ，保温效果降低。 (9)在包有两层相同厚度保温材料的圆形管道上，应该将 的材料包在内层，其原因是为了 ，降低壁面温度。(10)三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。在其它条件不变时，若将第二层和第三层互换，则导热量变 。第二层和第三层间的截面温度变 。(11) 传热的基本方式有 、 和 三种。热传导的基本定律是 。其表达式为 。(12)列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于 ，折流挡板的形状有 等。(13)对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 的准数。A 对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响 计算题方形窑炉的炉壁有两层砖砌成，内层为240mm耐火砖(=0.9W/(m.k)，外层为240mm红砖（=0.6W/(m.k)），炉膛内壁面温度为700，外壁面温度为60，试求单位面积(m2)的散热速率及两层交界面的温度。 上题中若炉气向壁面的给热系数1为30W/(m2.k)，外界空气向壁面的给热系数2为20W/(m2.k)，求炉膛内炉气温度和外界空气温度。 解： 单位面积的散热速率及两层交界面的温度两层交界面的温度可从第一层(耐火砖)的导热式求取，即： 炉膛内炉气温度和外界空气温度炉气向壁面的对流传热量：Q=1A(T-TW)炉气温度：T=TW+Q/1A=700+960/30=732 壁面向外界空气的对流传热量： Q=2A(tW -t )外界空气温度：t=tW-Q/2A=60-960/20=12 （2）有一蒸汽管，尺寸为502.5mm，外包有两层绝热材料，每一层厚度都是25mm，现有两种保温方法，见图和，已知2=51，试定量判断这两种方法中哪一种方法绝热情况较好。(蒸汽管本身的热阻可以忽略不计) 解：蒸气管直径d1=0.05m，第一层保温层直径d2=0.10m，第二层保温层直径d3=0.15mdm1=(0.05+0.10)/2=0.075 m dm2=(0.10+0.15)/2=0.125 m 以1m长的管为基准：Am1=dm1=3.140.075 Am2=dm2=3.140.125，b1=b2=0.025 m 第一种情况：小的在里层第二种情况：大的在里层则 Q/Q=t751/284/(t151)=5/7 Q=1.4Q 所以小的放在里层对保温有利。（3）用一套管换热器将2000kg/h的甲苯饱和蒸气（110oC）冷凝为饱和液体，甲苯的气化热为363KJ/kg。冷却水于16 oC及5000kg/h的流量进入套管内管（内径50mm）作强制湍流流动，其传热膜系数为1740w/(m 2 K)。水的比热可取为4.19KJ/(kg oC)，假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。（1）求冷却水的出口温度及套管管长。（2）由于气候变化，冷却水的进口温度升高到25 oC，试计算换热器的热负荷变化（以%表示）。忽略物性参数的变化。（3）冷却水温度升高后，有人建议将冷却水流率加倍，问此时的热负荷、冷却水出口温度与未升高时相比如何，计算出热负荷增加或减少的百分数。（4）一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m，直径为f252mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17被加热到37。流量为1.25kg/s、温度为72烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数a0=800W/(m2)，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/(kg) 第五章思考题 例1 温度为60的润滑油在外径为10mm的铜管中流动。为了减少热损失，在铜管外包裹热导率为0.1W/(m)的绝热材料。试计算热量损失与绝热材料厚度的关系。如图1所示假设绝热材料的内表面温度为润滑油温度（60），保温层外表面对周围空气的对流（包括热辐射）传热系数=10W/(m2)，周围空气温度为20。 解 保温层内径di=0.01m，计算保温层外径d0与热量损失的关系。若管长为l，则传热面积（以外表面积计算）为 A=d0l 温度差为 tt1t2602040 总传热系数为 （a）热量损失计算式为 QKAtKd0lt （b）将式（a）代入式（b），得单位长管的热量损失为令式中的d0从裸管外径di=0.01m开始计算，将计算结果标绘在图2中，由图2可知，随着保温层外径图例2 在逆流操作的冷凝器中，用15的水使绝对压强为11206kPa、温度为95、流量为200kg/h的过热氨气冷却并冷凝。液态氨在冷凝温度下排出，相应的液氨饱和温度为30。在操作过程中，冷凝器内各截面上氨与水的温差不允许低于5。试求冷水的用量、水的出口温度及两流体的平均温度差。设热损失可略去不计。已知数据：95氨蒸气的焓1647kJ/kg 30氨蒸气的焓1467kJ/kg 30液氨的焓323kJ/kg解：根据题给情况，先在本题附图3中定性地绘出氨和水的温度沿传热面变化情况。由图看出，氨由过热蒸气变为饱和蒸气的转折点为M，该处两流体间的温度差最小，只要控制该截面处温度差为允许的极限值（5）即可,即此处水温为30-5=25。另外，还由图看出，以M点为界，左侧氨为无相变化传热，称为冷却段；右侧为有相变化传热，称为冷凝段。也以点M为界，对两段分别进行计算。以下标l及r分别表示左侧冷却段及右侧冷凝段。 过热蒸气放出的热量为： 氨由30饱和蒸气变为30液氨放出的热量为：Qrms1r200(1467323)103/360063600W冷却水吸收的总热量为：QQlQr100006360073600W冷凝段内水的平均温度(1525)20 查出20时水的平均比热容cp4183J/(kg)冷却水的用量可通过冷凝段的热量衡算求出，即：63600ms24183(2515)解得 ms21.52kg/s水的出口温度t2可通过总热量衡算求得，若仍近似地取水的比热容为4183J/(kg)，则有：736001.524183(t215) 解得 t226.6两流体间的平均温度差就分两段计算，即：冷却段 冷凝段 图3 沿传热面温差变化 例3 某车间需将流量为30m3/h、浓度为10%的NaOH水溶液由20预热至60，然后送入压强为19.62kPa（表压）的反应器内，其流程如图4所示，加热介质为127的饱和蒸汽。碱液管全部采用直径为763mm的钢管。当阀门全开时，管路、换热器及所有局部阻力的当量长度之和为330m。摩擦系数可取定值0.02。图4图5该车间库存一台两管程列管换热器，其规格为：列管尺寸，mm 252 长度，m 3 总管数，根 72 碱液离心泵的特性曲线见图5。试计