流体力学与传热200612B(附答案).doc

姓名 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )密封线线_ _ 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 流体力学与传热 试卷 注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3考试形式：闭卷； 4. 本试卷共六大题，满分100分，考试时间120分钟。题 号一二三四五六总分分数201015201520100得 分评卷人一、 填空选择题：（20分，每题2分）1、 流体在圆形管道中作滞流流动，只将流速增加一倍，阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。2、孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 截面 ，变 压差 ；后者是恒 压差 ，变 截面 。3、流体流动时的摩擦阻力损失h,所损失的是机械能中的 静压能 项。流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦损失，流体的流速沿管长 不变 。4、减小流体在管中中流动阻力的措施有:_5、(1) 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生_A_。A 气缚现象 B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象（2）往复泵常用的调节方法是 C （A） 改变吸入管路中阀门开度（B） 改变压出管路中阀门的开度（C） 安置回流支流，改变循环量的大小（D） 改变电源的电压。6、除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用 过滤 、 沉降 等方法（列举两种方法）。7、以下过滤机是连续式过滤机C（A）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 壳 程流动，加热器顶部设置排气阀是为了 排放不凝气，防止壳程值大辐度下降。9、在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将 导热系数小的 材料包在内层，其原因是 减少热损失 ， 降低壁面温度 10、举出两种新型换热器 、 。二、问答题：（每题5分，共10分） 1试说明离心沉降速度与重力沉降速度各用什么特点？加絮凝剂、增加溶液黏度2、室内暖气片为什么只把外表面制成翅片状？答：室内暖气片内部的热流体（水或水蒸气）与片外的冷流体（空气）之间的热递属对流传导对流过程。因为暖气片外壁与空气的对流传热系数远小于片内水或水蒸气与内壁的对流传热系数，即片外对流传热热阻为控制热阻。要增大冷、热介质的换热速率，改变片外的对流传热状况即减小控制热阻至关重要。暖气的外表面制成翅片状后，明显地增大了外表面的传热面积，使总传热系数（按光管传热面积计）较原来增大几倍。加之安装翅片后，加剧了空气的湍动程度，破坏了滞流内层，亦可使总传热系数增大。至于水或蒸汽侧由于不是控制热阻，改善其传热状况对整个冷、热流体的换热影响甚微。这就是室内暖气片只外表面制成翅片状的道理。1 10 03 32 2HH1H2三、（20分）如图所示，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f833.5mm，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度H2为5m。当输水量为30m3/h时，进水管道全部阻力损失为2J/kg，出水管道全部阻力损失为5J/kg，压力表读数为2105Pa，泵的效率为70%，水的密度r为1000kg/m3，试求：（1）两槽液面的高度差H为多少？（2）泵所需的实际功率为多少kW？（3）真空表的读数为多少kgf/cm2？(4 ) 若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因。解：（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2与高位槽液面3-3间列柏努利方程以贮槽液面为基准水平面，得： 其中， , u3=0, p3=0, p2=2105Pa, H2=5m, u2=Vs/A=1.83m/s代入上式得： （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0与高位槽液面3-3间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： 其中， , u2= u3=0, p2= p3=0, H0=0， H=25m代入方程求得： We=252.25J/kg， 故 ， =70%， （3）真空表的读数在贮槽液面0-0与真空表截面1-1间列柏努利方程，有： 其中， , H0=0， u0=0, p0=0, H1=4.8m, u1=1.83m/s代入上式得， m1m7m1.5m1mABCMA四、（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1400 kg/）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573mm，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，可采取那些措施？（举两种方法）1：主管道(1)文丘里喉部M处在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：(2) h碱碱水h水 h水1.51400/10002.1m(1.66m)（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： 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。五、（15分）用过滤面积为0.1m2的小型板框过滤机在0.1Mpa下对某悬浮液进行恒压过滤实验，得到实验数据如下：过滤时间t/S60600滤液体积V/m30.0030.01同时测得滤饼体积与滤液体积比为0.12m3/m3,求过滤常数解：求由恒压过滤方程式：，可得： 联解求得：， 六、(20分)用流量为10kg/s温度25的水在面积50m2列管换热器中逆流将110的醋酸冷却到40，冷却水的出口温度为45，水的比热为4.18KJ/（kg）。但换热器投入运行一段时间后，冷、热流体的流量和进口温度均不变，但测得冷却水的出口温度降为35。求（1）前后总传热系数改变多少？（2）换热器的污垢热阻为多少？（3）冷、热流体的对流传热分系数的比值为1：3 ，（4）为了提高传热