2023年流体力学与传热期末考试题(附答案)

2023专业班级 姓名

2023.12.29题号一二三四五六分值得分22817162215 总分评卷人一、概念题〔30分〕1、流体在管内作完全湍流流淌，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的〔4〕2倍时，阻力损失是原来的〔2〕倍。2、LZB-40l转子流量计其转子为不锈钢〔7.9，刻度标值以水为基准，量程范围为0.2～2.5m3/，假设用此转子流量计用测量酒精〔0.8，则酒精的实际流量值要比刻度值〔 大 〕，校正系数为〔 1.134 ，测量酒精时，此流量的最大流量值为〔 2.84m3/h 。3孔板流量计是利〔 测量压强差 的方法来测量的毕托管是利〔同截面某点处的冲压能与静压能之差 〕来测量点速度的。4、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生〔气蚀〕现象。5、一离心泵在一管路系统中工作，要求流量力量为Qm3/h，阀门全开时管路所需扬程HmQ对应的扬程为H，效率为η，则阀门关小损失的功率为e mH-HQρg/η占泵的轴功率的H-H/H*100〕6、在除去某粒径的颗粒时，假设降尘室的高度增加一倍，则沉降时间速度〔，生产力量〔。7、当介质阻力不计时回转真空过滤机的生产力量与转速的〔1/2〕次方成正比。、牛顿冷却定律数学表达式为〔Q=ht；斯蒂芬波尔茨曼Stefan-Boltzman〕定律数学表达式〔Q。9,枯燥任务肯定，则气体离开枯燥器的温度越低〔高，枯燥器的热效率越大〔小；气体离开枯燥器的湿度2越大〔小，枯燥器的热效率越大〔小〕。肯定湿度H的气体，总压P加大时,露点温度t 变大；而当气体温度t上升而H保持不d变时，则t 不变 。d10、有一列管式蒸气加热器。热方：饱和蒸气冷凝为饱和液体；冷方：生垢液体升温。掌握热阻为生垢液体；管程宜走生垢液体；其理由为便于清洗，便于增大流速，削减垢层沉积在管壁外表上 ；在测试过程，假设维持流体的温度和传热面积不变，觉察蒸气冷凝量在换热器清洗前后之比为1：2，清洗前，污垢热阻约为该时总热阻的百分数50% 。求解：清洗前:Q=Gr=KAtm清洗后:Q’=2Gr=K’AtmK’=2K;Rs=(1/K-1/K’)=1/2KRs/1/K=1/2K/1/K=50%11、离心泵在工作时，其工作点是由离心泵的特性曲线 和管路的 特性曲线 确定12、被输送流体的温度提高，对提高泵的安装高度 不利 ；提高上游容器的操作压强，则对安装高度 有利。1320ºC下降〔设沉降过程符合stocks定律〕;20ºC水中沉降，沉降速度将上升时，沉降速度将上升。下降，当水温14、用压滤机分别悬浮物，无视过滤介质阻力，滤饼不行压缩。过滤时间增加一倍，滤液量是原来的 2倍过滤面积增加一倍滤液量增加1倍；过滤压强增加一倍，滤液量是原来的

2倍。AA8mM1.5m1mBC二、计算题70分：A14mm的文丘里管，将浓碱液C槽，各局部标高如附图所示；输水管规格为57×3mmAM管路总长〔包括全部局部阻力损失的当量长度在内〕20m，摩擦系数可0.025。8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多推断槽的浓碱液能否被抽吸入能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？1：主管道uVs/A8/3600/[(/40.05121.09m/s(1)M处u2

Vs/A2

(8/3600)/[(/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：p/g(Z2

Z)(u22 2

/2g)(1/d)(u2/2g)814.42/2g0.025(20/0.051)(1.092/2g)3.16mHO232mmHg(真空度〕2(2)h ＝ h h HO(<3.6mHO)碱 碱 水 水 水 2 2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/(g)hu2/(2g)P/(g)h2 f吸(PaP2

)/(g)hu2/(2g)hf吸吸入管的管路状况〔管径、管长、粗糙度等〕有关。2〔20分〕10201.327m³/m²1.882m³/m²，1/5下洗涤〔洗涤水粘度与滤液粘度一样，每操作一个周期的关心时间为15mi，问:过滤常数K=？m2/s当量滤液量qm3/m2e叶滤机到达最大的生产力量？2：对于等压过滤，满足以下方程：q22qqe按题意

K。1.3272＋21.327q1.8222＋22.882q由以上两式求得K＝0.003m2/s,qe

＝600K，e＝1000K。e0.013m3/m2,过滤时间可表示为q22qq

q20.026q,K 0.003洗涤工序为恒速操作，洗涤时间可表示为q 2(qq)0.2q 0.4q2＋0.0052q w e ＝ ，w (dq)dw

K 0.003叶滤机单位过滤面积的生产力量为qQ＋＋qw D令

＝ 0.003q dq0d求得：q=1.4m3/m2因此叶滤机到达最大的生产力量为Q=2.75m3/h.m23〔20分〕用一套管换热器将2023kg/h的甲苯饱和蒸气〔110oC〕冷凝为饱和液体，甲苯的363KJ/kg16oC5000kg/h的流量进入套管内管〔内径50mm〕作强制1740w/(m2K)4.19KJ/(kgoC)，假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。求冷却水的出口温度及套管管长。由于气候变化，冷却水的进口温度上升到25oC，试计算换热器的热负荷变化〔%表示。无视物性参数的变化。冷却水温度上升后，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上升时相比方何，计算出热负荷增加或削减的百分数。3：〔1〕Q=Gr=WCp(t2-t1)t2=Gr/WCp+t1=20233631000/(50004.191000)+16=50.65oCi2K==1740w/(m2K)Q=Gr=20233631000/3600=2.01105wi2121=110-16=94oC =110-50.65=59.35oC 121

/t<2m12)/2=(94+59.35)/2=76.8oCm12immQ=KAt immL=2.01105/(17400.0576.8)=9.6m(2)A=dL=0.059.6=1.5m2mQ’=WCp(t’2-t’1)=KAt’m

(T-t’2)]/22250004.191000/3600(t’22

t’

]/2t’2=56.11t1

=110-25=85oC t

21oC t21

2/t<22故温升后热负荷：Q’=WCp(t’2-t’1)=50004.191000/3600(56.1-25)=1.81105w〔Q-Q’〕/Q=(2.01105-1.81105)/2.01105=9.9%热负荷削减了9.9%.(3)’/=(W’/W)0.8=20.8=1.74i iw/(m2K) =3027.6w/(m2K)i i第三问的答案应为：Q’’=K’At’’=2WC(t’

-25)m p 2 2110t25 195t其中：t m

2 22 2t’2-=52.8℃195t 19552.8所以t 2 71.1oCm 2 2mQ’’=K’At’’ =3027.61.571.1=3.23105wmW’Cp(t’2-t’1)=WCp(t2-t1) 2WCp(t’2-25)=WCp(50.65-16)t’2=42.3oC2121=110-25=85oC =110-42.3=67.7oC t/t<22121t’’=(t+t

oCm 1 2mQ’’=K’At’’ =3027.61.576.4=3.47105wm(Q-Q’’)/Q=(2.01105-3.47105)/2.01105=-72.6%72.6%.4、〔10分〕用3B33性泵从敞口容器将水送到别处，流率为55m3/h，查得该流量下的允许吸上真空度为3m。吸入管压头损失为1m，无视液体在吸入管的动压头。当地大气压736mmHg。〔1〕3B33的B指的是什么？20˚C水时，泵的安装高度；95˚C水时，泵的最大安装高度〔95˚C84.556kPa，密960kg/m3〕〔B指的是清水泵〔2