化工原理(各章節(jié)考試重點(diǎn)題與答案)

1、化工原理第1章流體流動(dòng)重點(diǎn)復(fù)習(xí)題及答案學(xué)習(xí)目的與要求1、掌握密度、壓強(qiáng)、絕壓、表壓、真空度的有關(guān)概念、有關(guān)表達(dá)式和計(jì)算。2、掌握流體靜力學(xué)平衡方程式。3、掌握流體流動(dòng)的基本概念流量和流速，掌握穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流概念。4、掌握連續(xù)性方程式、柏努利方程式及有關(guān)應(yīng)用、計(jì)算。5、掌握牛頓黏性定律及有關(guān)應(yīng)用、計(jì)算。6、掌握雷諾實(shí)驗(yàn)原理、雷諾數(shù)概念及計(jì)算、流體三種流態(tài)判斷。7、掌握流體流動(dòng)阻力計(jì)算，掌握簡單管路計(jì)算，了解復(fù)雜管路計(jì)算方法。8、了解測速管、流量計(jì)的工作原理，會(huì)利用公式進(jìn)行簡單計(jì)算。綜合練習(xí)一、填空題1某設(shè)備的真空表讀數(shù)為200 mmHg，則它的絕對壓強(qiáng)為_mmHg。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為101.331

2、03Pa.2在靜止的同一種連續(xù)流體的內(nèi)部，各截面上_與_之和為常數(shù)。3法定單位制中粘度的單位為_，cgs制中粘度的單位為_，它們之間的關(guān)系是_。4牛頓粘性定律表達(dá)式為_，它適用于_流體呈_流動(dòng)時(shí)。5開口U管壓差計(jì)是基于_原理的測壓裝置，它可以測量管流中_上的_或_。6流體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)的速度分布是_形曲線，中心最大速度為平均速度的_倍。摩擦系數(shù)與_無關(guān)，只隨_加大而_。 7流體在圓形直管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù)是_函數(shù)，若流動(dòng)在阻力平方區(qū)，則摩擦系數(shù)是_函數(shù)，與_無關(guān)。 8流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，在管壁處速度為_。鄰近管壁處存在_層，Re值越大，則該層厚度越_ 9實(shí)際流體在直管內(nèi)流過

3、時(shí)，各截面上的總機(jī)械能_守恒，因?qū)嶋H流體流動(dòng)時(shí)有_。 10測速管測得的是管道中_速度，孔板流量計(jì)測得的是_速度?？蓮腳上直接讀出被測流體的體積流量。答案： 1. 560 2. 位能 靜壓能3. 或4. 牛頓型 滯流 5. 流體靜力學(xué) 任意截面 表壓強(qiáng) 真空度6. 拋物線 2 管壁粗糙度 Re 減小 7. /d及Re /d Re 8. 零 滯流內(nèi) 薄 9. 不 摩擦阻力 10. 局部 平均速度 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 二、選擇題1. 在法定計(jì)量單位制中，粘度的單位為（ ） A. cP BP Cg/(cm.s) DPa.s2. 在靜止流體內(nèi)部各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)相等的必要條件是( ) A.同一種流體內(nèi)部 B連通著的兩

4、種流體 C同一種連續(xù)流體 D.同一水平面上，同一種連續(xù)的流體3. 牛頓粘性定律適用于牛頓型流體，且流體( ) A. 應(yīng)作滯流流動(dòng) B. 應(yīng)作湍流流動(dòng) C. 應(yīng)作過渡流流動(dòng) D. 靜止的4渦流粘度e是（ ）。 A. 流動(dòng)情況的函數(shù) B. 流體的物理性質(zhì) c湍流時(shí)流體的粘稠度 D. 內(nèi)摩擦力大小的指標(biāo)5. 在一水平變徑管道上，細(xì)管截面A及粗管截面B與U管壓差計(jì)相連，當(dāng)流體流過時(shí)壓差計(jì)測量的是（ ）. A、B兩截面間的總能量損失 B. A、B兩截面間的動(dòng)能差， C. A、B兩截面間的局部阻力 D. A、B兩截面間的壓強(qiáng)差6. 直徑為57mm3.5 mm的細(xì)管逐漸擴(kuò)到108mm4mm的粗管，若流體在細(xì)

5、管內(nèi)的流速為4 m/s，則在粗管內(nèi)的流速為（ ）。 A. 2 m/s B. l m/s C. 0.5 m/s D. 0.25 m/s7氣隨直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)流動(dòng)各截面上的（ ）. A. 速度相等B. 體積流量相等 C. 速度逐漸減小D. 質(zhì)量流速相等8. 流速在阻力平方區(qū)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力（） A不變B. 隨流速加大而加大 C與u.成比例D. 與u成比例9. 孔板流量計(jì)與測速管都是屬于定節(jié)流面積的流量計(jì)，利用（）來反映流量的。 A. 變動(dòng)的壓強(qiáng)差B. 動(dòng)能差C. 速度差D. 摩擦阻力10. 滯流和湍流的本質(zhì)區(qū)別是（）。 A. 湍流的流速大于滯流的B. 湍流的Re值大于滯流的 C. 滯

6、流無徑向脈動(dòng)，湍流有徑向脈動(dòng)D. 湍流時(shí)邊界層較薄答案：1.D 2.D 3.A 4.A 5.D 6.B 7.D 8.D 9.A 10. C 三、計(jì)算題1. 燃燒重油所得的燃燒氣，經(jīng)分析知其中含CO28.5，O27.5，N276，H2O8（體積），試求此混合氣體在溫度500、壓力101.3kPa時(shí)的密度。解：混合氣體平均摩爾質(zhì)量 混合密度 2用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送至敞口高位槽，如附圖所示。輸送量為0.1m3/min，輸送管路為383mm的無縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m，且在壓送過程中不變。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），硫酸的密度為1830 kg/m

7、3，問酸蛋中應(yīng)保持多大的壓力？題2 附圖解: 以酸蛋中液面為1-1面,管出口內(nèi)側(cè)為2-2面,且以1-1面為基準(zhǔn),在1-12-2間列柏努力方程: 簡化: 其中: 代入: 3用泵將20水從水池送至高位槽，槽內(nèi)水面高出池內(nèi)液面30m。輸送量為30 m3/h，此時(shí)管路的全部能量損失為40J/kg。設(shè)泵的效率為70，試求泵所需的功率。 解: 在水池1面與高位槽2面間列柏努力方程: 簡化: 4如附圖所示，用泵將貯槽中的某油品以40m3/h的流量輸送至高位槽。兩槽的液位恒定，且相差20m，輸送管內(nèi)徑為100mm，管子總長為45m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。已知油品的密度為890kg/m3，粘度為0.48

8、7Pas，試計(jì)算泵所需的有效功率。題4 附圖解: 在貯槽1截面到高位槽2截面間列柏努力方程: 簡化: 而: 5如附圖所示，密度為800 kg/m3、粘度為1.5 mPas 的液體，由敞口高位槽經(jīng)1144mm的鋼管流入一密閉容器中，其壓力為0.16MPa（表壓），兩槽的液位恒定。液體在管內(nèi)的流速為1.5m/s，管路中閘閥為半開，管壁的相對粗糙度0.002，試計(jì)算兩槽液面的垂直距離。題5 附圖 解: 在高位槽1截面到容器2截面間列柏努力方程: 簡化: 由 ,查得 管路中: 進(jìn)口 90彎頭 2個(gè) 半開閘閥 出口 “化工原理”第二章流體輸送機(jī)械復(fù)習(xí)題（化0403、0404班；2006-11-11）一、

9、填空題：1.（3分）某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計(jì)算得,需泵提供的壓頭為He=19m水柱,輸水量為0.0079m3/s,則泵的有效功率為_. *答案* 1472w2.（2分）離心泵的主要部件有如下三部分:_,_,_. *答案* 泵殼; 葉輪; 泵軸3.（2分）離心泵的主要參數(shù)有:_,_,_,_. *答案* 流量; 揚(yáng)程; 功率; 效率4（3分） 離心泵的特性曲線有: _,_,_. *答案* 壓頭H流量Q曲線；功率N流量Q曲線； 效率流量Q曲線5（2分）離心泵的最大安裝高度不會(huì)大于_. *答案* 10m6.（2分）離心泵的工作點(diǎn)是如下兩條曲線的交點(diǎn)：_,_. *答案* 泵特性曲線H-Q； 管路特性曲

10、線H-Q7（3分）調(diào)節(jié)泵流量的方法有：_,_,_. *答案* 改變閥門的開度； 改變泵的轉(zhuǎn)速； 車削葉輪外徑8.（3分）液體輸送設(shè)備有：_,_,_,_,_. *答案* 離心泵; 往復(fù)泵; 齒輪泵; 螺桿泵; 旋渦泵9.（3分）氣體輸送設(shè)備有:_,_,_. *答案* 通風(fēng)機(jī); 鼓風(fēng)機(jī); 壓縮機(jī)10.（3分）泵起動(dòng)時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是_ *答案* 降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，防止超負(fù)荷而受到損傷;同時(shí)也避免出口管線水力沖擊。11.（3分）若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭，流量 ，效率，軸功率。 *答案* 減小 減小 下降 增大12.離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵管路上，關(guān)小出口閥門后，

11、真空表的讀數(shù)，壓力表的讀數(shù)_。 *答案* 出口 減小 增大13.（2分）流體輸送設(shè)備按工作原理大致可分為四類即，。 *答案* 離心式 ， 往復(fù)式 ， 旋轉(zhuǎn)式 ， 流體動(dòng)力作用式14.（2分）離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生_現(xiàn)象。 *答案* 氣蝕15.（2分） 離心泵的揚(yáng)程含義是 *答案* 離心泵給單位重量的液體所提供的能量。 16.（2分） 離心泵葉輪按有無蓋板可分為，_。 *答案* 敞式 半敞式 閉式（或開式，半開式，閉式）17.（2分）離心泵銘牌上標(biāo)明的流量和揚(yáng)程指的是時(shí)的流量和揚(yáng)程。 *答案* 效率最高18.（3分） 用離心泵在兩敞口容器間輸液, 在同一管路中，若用離心

12、泵輸送1200kg/m3 的某液體(該溶液的其它性質(zhì)與水相同），與輸送水相比，離心泵的流量,揚(yáng)程,泵出口壓力,軸功率。(變大,變小,不變,不確定) *答案* 不變 不變 變大 變大19.（5分）離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：Q0.05m3/s時(shí)H20m ；管路特性為Q0.05m3/s時(shí)，He18m，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的壓頭增值 Hm；有效功率Nkw。 *答案* 2; 0.981 20.（2分） 離心泵起動(dòng)時(shí)，如果泵內(nèi)沒有充滿液體而存在氣體時(shí)，離心泵就不能輸送液體。這種現(xiàn)象稱為_現(xiàn)象。*答案* 氣縛21.（2分）離心泵采用并聯(lián)操作的目的是_，串聯(lián)操作的目的是_。 *答案*

13、提高流量； 提高揚(yáng)程22.（2分）風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是指_的氣體通過風(fēng)機(jī)而獲得的能量。 *答案* 單位體積23.（2分） 離心通風(fēng)機(jī)的性能曲線比離心泵的性能曲線多了一條_曲線。 *答案* 流量與靜風(fēng)壓二、選擇題：1.（2分）離心泵起動(dòng)時(shí)，應(yīng)把出口閥關(guān)閉，以降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，不致超負(fù)荷工作，這是因?yàn)椋?） A. Q啟動(dòng)0， N啟動(dòng)0 ；B. Q啟動(dòng) 0，N啟動(dòng)0； C. Q啟動(dòng)0， N啟動(dòng)0 *答案* A2.（2分） 題號(hào)2073 第2章 知識(shí)點(diǎn) 100 難度 容易 離心泵開動(dòng)以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生( ) A. 氣縛現(xiàn)象 B. 汽蝕現(xiàn)象 C. 汽化現(xiàn)象 D. 氣浮現(xiàn)象 *答案* A.3.（

14、2分） 題號(hào)2074 第2章 知識(shí)點(diǎn) 100 難度 容易 離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是 ( ) A. 改變吸入管路中閥門開度 B. 改變壓出管路中閥門的開度 C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大小 D. 車削離心泵的葉輪*答案* B.4.（2分）離心泵的揚(yáng)程，是指單位重量流體經(jīng)過泵后能量的值 ( ) A. 包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量 B. 機(jī)械能 C. 壓能 D. 位能（即實(shí)際的升揚(yáng)高度） *答案* B.5.（2分）已知流體經(jīng)過泵后，壓力增大P N/m2，則單位重量流體壓力能增加為( ) A. P B. P/ C. P/() D. P/(2) *答案* C.6.（2分）當(dāng)離心泵內(nèi)充滿空氣時(shí)，將發(fā)生氣縛現(xiàn)象

15、，這是因?yàn)? ) A. 氣體的粘度太小 B. 氣體的密度太小 C. 氣體比液體更容易起漩渦 D. 氣體破壞了液體的連續(xù)性 *答案* B.7.（2分）某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空計(jì)指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認(rèn)為以下可能的原因中，哪一個(gè)是真正的原因( ) A. 水溫太高 B. 真空計(jì)壞了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞 *答案* C.8.（2分） 題號(hào)2089 第2章 知識(shí)點(diǎn) 100 難度 較難 在某校離心泵特性曲線實(shí)驗(yàn)裝置中泵的安裝高度為1m，泵的入口處裝一U形管壓差計(jì)，則測得入口處的壓力( ) A. 自始至終大于

16、大氣壓力 B. 隨著流量的增大，經(jīng)歷大于大氣壓力,等于大氣壓力,小于大氣壓力三個(gè)階段 C. 自始至終小于大氣壓力 D. 自始至終等于大氣壓力 *答案* B.9.（2分） 一臺(tái)試驗(yàn)用離心泵，開動(dòng)不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表也逐漸降低為零，此時(shí)離心泵完全打不出水。發(fā)生故障的原因是( ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 壓出管路堵塞 D. 吸入管路漏氣 *答案* D.10.（2分）離心泵的允許吸上真空度隨泵的流量增大而（ ） A. 增大 B. 減少 C. 不變 *答案* B11.（2分）用離心泵將液體從低處送到高處的垂直距離，稱為（ ） A. 揚(yáng)程 B. 升揚(yáng)高度

17、C. 吸液高度 *答案* B12.（2分）流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（ ），往復(fù)泵常用（ ） A. 出口閥 B. 進(jìn)口閥 C. 旁路閥 *答案* A、 C13.（2分）輸送氣體的密度越大，則風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓（ ） A. 越高 B. 越低 C. 不變 *答案* A14.（2分）欲送潤滑油到高壓壓縮機(jī)的氣缸中，應(yīng)采用（ ）。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)采用（ ） A. 離心泵 B. 往復(fù)泵 C. 齒輪泵 *答案* C、 A15.（2分）用離心泵從河中抽水，當(dāng)河面水位下降時(shí)，泵提供的流量減少了，其原因是（ ）。 A. 發(fā)生了氣縛現(xiàn)象 B. 泵特性曲線變了 C. 管路特性曲線變了 *答案* C16.（2分）當(dāng)離心泵

18、輸送的液體的粘度增大時(shí)，則其（ ）A. 揚(yáng)程減少，流量、效率、軸功率均增大； B. 揚(yáng)程、流量、效率均降低，軸功率增大C. 揚(yáng)程、效率增大，流量，軸功率減少； D. 揚(yáng) 程、流量、效率均增大，軸功率減少 *答案* B17.（2分）離心泵的吸液高度與（ ）無關(guān) A. 排出管路的阻力大小 ； B. 吸入管路的阻力大小 C. 當(dāng)?shù)卮髿鈮?D. 被輸送液體的密度 *答案* A 三、問答題：1.（12分）何謂離心泵的“氣縛”和“氣蝕”現(xiàn)象，它們對泵的操作有何危害？應(yīng)如何防止？ *答案* “氣縛”：由于泵內(nèi)存氣，啟動(dòng)泵后吸不上液的現(xiàn)象，稱“氣縛”現(xiàn)象?！皻饪`”現(xiàn)象發(fā)生后，泵無液體排出，無噪音，振動(dòng)。為防止

19、“氣縛”現(xiàn)象發(fā)生，啟動(dòng)前應(yīng)灌滿液體。 “氣蝕”：由于泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱“氣蝕”現(xiàn)象，“氣蝕”發(fā)生時(shí)液體因沖擊而產(chǎn)生噪音、振動(dòng)、使流量減少，甚者無液體排出。為防止“氣蝕”現(xiàn)象發(fā)生；泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)不高于允許吸上高度。2.（10分）為什么離心泵可用出口閥來調(diào)節(jié)流量？往復(fù)泵可否采用同樣方法調(diào)節(jié)流量？為什么？ *答案* 由離心泵的工作點(diǎn)知，改變泵出口閥的開度，使局部阻力改變，而管路特性曲線改變，流量隨之改變，此法雖不經(jīng)濟(jì)，但對泵運(yùn)轉(zhuǎn)無其它影響；而往復(fù)泵屬容積式泵，壓頭與流量基本無關(guān)，若關(guān)閉出口閥，則因

20、泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。管路和電機(jī)的損壞，故不宜用出口閥來調(diào)節(jié)流量。3.（6分） 離心泵的揚(yáng)程和升揚(yáng)高度有什么不同？ *答案* 離心泵的揚(yáng)程是指泵給以單位重量液體的有效能量、 液體獲得能量后，可將液體升揚(yáng)到一定高度Z，而且還要用于靜壓頭的增量P/g和動(dòng)壓頭的增量u/2g及克服輸送管路的損失壓頭，而升揚(yáng)高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚(yáng)高度僅為揚(yáng)程的一部分，泵工作時(shí)，其揚(yáng)程大于升揚(yáng)高度。4.（8分）當(dāng)離心泵啟動(dòng)后不吸液，其原因主要有哪些？ *答案* 不吸液的原因可能是：由于灌液不夠 或底閥不嚴(yán)密而漏液，使泵內(nèi)存有空氣；由于底閥或吸入管路 堵塞；安裝高度過高；電機(jī)接線不正確致使

21、葉輪反轉(zhuǎn)等。5.（8分）按圖寫出離心泵開泵及停泵操作程序。 *答案* 開泵：關(guān)閉閥B一打開閥A一灌液一關(guān)閉閥A一啟動(dòng)鍵K一全開閥B一調(diào)節(jié)閥A至合適流量。 停泵：關(guān)閉閥A一關(guān)閉閥B（若長期停泵可不關(guān)，以便放完管路中的液體）一按停止電鍵K6.（18分）不同類型的離心泵，其Q-H曲線的形狀不同，有的較平（如圖A線），有的較陡（圖中B線），問：（1）當(dāng)用離心泵來輸送含有泥漿的液體，其部分泥漿會(huì)在管道內(nèi)沉積，在此種情況下，宜選哪一類型Q-H線的離心泵才能避免流量發(fā)生過大的波動(dòng)？（2）若用出口閥調(diào)節(jié)流量，對于哪一種形狀的Q一H線離心泵較 為理想？ *答案* （1）選用QH線較陡的泵（即圖中的B線），設(shè)曲線

22、I為原來的管路特性曲線；曲線II為后來（阻力增大）的管路特性曲線，從圖中可看出對A泵來說，工作點(diǎn)由M1變?yōu)镸2對應(yīng)的流量由Qm1到 Q m2；對B泵來說工作點(diǎn)由C1變到C2對應(yīng)的流量由Qc1到 Qc2兩泵流量變化（皆變?。┑姆菳泵A泵即（Qm1- Q m2)4000; 水在管內(nèi)流動(dòng)呈湍流 以1-1面為水平基準(zhǔn)面,在1-1與2-2面間列柏努利方程：Z112/2P1/HeZ222/2P2/+hfZ1=0 u1=0 p1=0(表壓) Z2=18m u2=0; P2/g=2.59.81103/(10009.81)=25m hf =(l+le )/d(u2/2g) =0.024(100/0.1)22/

23、(29.81)=4.9m;He=18+25+4.9=47.9m Ne=HQg=47.910009.8156.5/3600=7.4kw4.（20分）如圖所示，用離心泵將水從貯水池輸送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面離貯水池的水面高度保持為10m，輸送水量用孔板流量計(jì)測得?？装灏惭b在離高位槽水面0.8m處, 孔徑為20mm，孔流系數(shù)為0.61。管路為573.5mm的鋼管，直管長度和局部阻力當(dāng)量長度之和(包括孔板局部阻力當(dāng)量長度)為250m，其中貯水池至孔板前測壓點(diǎn)A的直管長度和局部阻力當(dāng)量長度之和為50m 。水的密度為1000kg/m3，水的粘度為1cp,摩擦系數(shù)近似為=0.3164/Re0.25

24、。U形管中指示液均為水銀,其密度為13600kg/m3。當(dāng)水的流量為6.86m3/h時(shí)，試確定：(1)水通過泵所獲得的外加能量為多少? (2)在孔板前測壓點(diǎn)A處安裝的U形管壓力計(jì)中指示液讀數(shù)R1為多少? 孔板流量計(jì)的U形管中指示液讀數(shù)R2為多少? *答案* u=Vs/(0.785d2)=6.86/(0.7850.0523600)=0.971m/sRe=0.050.9711000/(110-3)=48550=0.3164/Re0.25=0.1364/485500.25=0.0213取貯水池液面為1-1截面,高位槽液面為2-2截面,列柏努利方程式：Z1g+p1/+u12/2+We= Z2g+p2/

25、+u22/2+h(f 1 2) W=Z2g +h(f 1 2)= Z2g +(l+le )/d(u2/2)=109.81+0.0213(250/0.05)(0.9712/2) =98.1+50.2=148.3J/kg以A點(diǎn)為2-2截面, 在1-1與2-2截面間列柏努利方程式Z1g+p1/+u12/2+We= Z2g+p2/+u22/2+h(f 1 2) (p2-p1)/=(pA -pa )/= We - Z2g -(u2/2)-(l+le )/d(u2/2)=148.3-9.29.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.9712/2)=148.3-90.252-0.4714

26、-10.04=47.53J/kg;pA -pa =47.53661000=47.53103N/m2R1=(pA -pa )/g(o -) =47.53103/9.81(13600-1000)=0.3846m=38.46cm根據(jù)Vs=CoAo2gR2 (o -)/; R2=(Vs/CoAo)/2g(o -)式中: Co=0.61, Ao=0.7850.022=3.1410-4m2;Vs=6.86/3600m3/s, R2=(6.86/3600)(1/(0.613.1410-4)1000/29.81(13600-1000)=0.4m =40cm5.（12分）欲用離心泵將20水以30m3/h的流量由

27、水池打到敝口高位槽，兩液面均保持不變，液面高差為18m，泵的吸入口在水池液面上方2m處。泵的吸入管路全部阻力為1mH2O柱，壓出管路全部阻力為3mH2O柱，泵的效率為0.6，求泵的軸功率。若已知泵的允許吸上真空高度為6m，問上述安裝高度是否合適？（動(dòng)壓頭可忽略）。水的密度可取1000kg/m3。 *答案* 如圖取11，22截面，并以11截面為基準(zhǔn)面，列柏努里方程得：HZh f( 1 2)181322mN軸QH/（102） (30/3600)221000/(1020.6)3kw Hg允Hs允u2/2hf吸615m2m Hg實(shí)Hg允 安裝高度合適。6（15分）如附圖所示，計(jì)劃在蓄水池A的一側(cè)安裝一

28、臺(tái)離心泵，將水輸送至列管換熱器B的殼程內(nèi)作冷卻用，要求水的流量為18m3/h，水自換熱器出來后流進(jìn)高位水槽C中，回收他用。已知：（1）蓄水池A水面標(biāo)高3m，高位槽C處進(jìn)水管末端標(biāo)高23m；（2）輸水管為603.5mm的鋼管；（3）管路部份的壓頭損失hf19u2/（2）mH2O，換熱器B殼程的壓力損失P73.6u2/（2）kN.m-2；（式中，u為管內(nèi)流體流速，m/s）水1000kg/m3 今庫存有一臺(tái)2B31型離心泵，其性能參數(shù)如下表所示，試核算選用此泵是否合適。 流 量揚(yáng)程軸功率允許吸入真空度 m3/hmkwm10 34.51.878.72030.82.607.230243.075.7本題目

29、有題圖：titu066.bmp *答案* 選擇計(jì)算截面11，22面如題圖所示；地平面為基準(zhǔn)面。uVs/A18/3600/（(/4)(0.06-20.0035）22.27m/sZ1P1/u12/2He Z2P2/u22/2hf P1P2 ;u10He （23-3）(2.272/(29.81)192.272/(29.81)73.62.272/(29.81)1000/(10009.81) 27.2mH2O由2B31型離心泵特性曲線圖查得：Q18m3/h, He 31.5m（27.2m）且62，而m a x 65;659058.5（62） 故此泵通用。7（15分）如圖所示輸水系統(tǒng)，管長、管徑(均以m計(jì)

30、) 和各局部阻力的阻力系數(shù)均標(biāo)于圖中。直管部分的值均為0.03。求： (1）以流量Q m3/min和壓頭He (m)表示的管路特性曲線方程, (2）輸水量為15m3/h時(shí)，要求泵提供的有效功率（以kw計(jì)） *答案* （）u1（d2/d1）2u20.64 u2;Qu2 (/4)d2601.884 u2或u20.531Q u10.34Q e 20 +(3+0.2+0.0320/0.25) u12/2g + (20.2+0.5+1+0.03260/0.2) u22/2g 20+0.286 u12+2.086 u22 20+0.0331Q+0.5882Q20 + 0.62Q（） Q15/600.25

31、m3/min He 20+0.620.2520.04m Ne QHe /600.2520.0410009.81/60 819 w 0.819kw7.（20分）欲用離心泵在兩敞口容器間輸液, 該水泵銘牌標(biāo)有：流量 39.6m3/h，揚(yáng)程15m，軸功率2.02kw,效率80%，配用2.8kw電機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)1400r/min。 今欲在以下情況使用是否可以？如不可時(shí)采用什么措施才能滿足要求（要用計(jì)算結(jié)果說明）（1）輸送比重為1.8的溶液，流量為38m3/h，揚(yáng)程15m, （2）輸送比重為0.8的油類，流量為40m3/h，揚(yáng)程30m, （3）輸送比重為0.9的清液，流量為30m3/h，揚(yáng)程15m *答案*

32、（1） 電動(dòng)機(jī)功率不夠 N38/3600151800/(1020.8)3.5kW 換大電機(jī) （2） 揚(yáng)程不夠 H/H （n/n）2; 15/30（1400/ ） 1980 增加1980轉(zhuǎn)/分。檢查功率： N/N （n/n）3 2.02/N （1400/1980）3 N 5.72 kw 換一電機(jī)功率為5.72Kw，1980轉(zhuǎn)/分。（3）可以使用。通過關(guān)小出口閥調(diào)節(jié)至工作點(diǎn)。8.(8分)有一臺(tái)離心泵，銘牌上標(biāo)出允許吸上真空度Hs5m，用來輸送20的清水，已知吸入管路的全部阻力損失為1.5mH2O,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?0mH2O，若略去泵入口處的動(dòng)壓頭。試計(jì)算此泵的允許安裝高度Hg為多少米？ *答案* H

33、g Hs u2/2hf 51.5 3.5m實(shí)際安裝高度H實(shí)3.5-0.5=3.0m9（16分） 圖示為n=960轉(zhuǎn)/分的離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線。如用此風(fēng)機(jī)向鍋爐輸送空氣，已知管路特性曲線方程為H=5Q2(H的單位為mmH2O, Q的單位m3/s)問：（1）風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量為多少m3/h?消耗的軸功率為多少kw？（2）若想使風(fēng)量變?yōu)?.5m3/s,你認(rèn)為可采取什么措施？ *答案* （1）送風(fēng)量Q及軸功率N由管路特性曲線方程H=5Q2列表作圖。Q m3/s 0 2 3 3.5 4H mmH2O 20 45 61.3 80由兩線交點(diǎn)讀得：送風(fēng)量Q=3.6 m3/s風(fēng)壓H=64mmH2O效率=0.4軸功率：

34、N=QH/=3.6649.807/（0.41000）=5.65kW (2)使風(fēng)量變?yōu)?.5 m3/s，可采用提高轉(zhuǎn)速的措施Q2/Q1=n2/n1n2=Q2/Q1n2=5.5/3.6960=1500rpm即將轉(zhuǎn)速提高到1500rpm。10如圖所示的輸水系統(tǒng)，已知管內(nèi)徑為d=50 mm，在閥門全開時(shí)輸送系統(tǒng)的（l+le）=50 m，摩擦系數(shù)可取0.03, 泵的性能曲線在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可用下式描述: H=18.920.82Q0.8, H為泵的揚(yáng)程m, Q為泵的流量m3/h。問: (1) 如要求輸送量為10 m3/h, 單位質(zhì)量的水所需外加功為多少? 此泵能否完成任務(wù)?(2) 如

35、要求輸送量減至8 m3/h(通過關(guān)小閥門來達(dá)到), 泵的軸功率減少百分之多少?(設(shè)泵的效率變化忽略不計(jì))。 解：（1）在兩水面間列伯努利方程：11用一臺(tái)離心泵將20清水從敞口水池送入吸收塔頂部。己知：吸牧塔頂部的壓力表讀數(shù)為150kPa,輸送管出口處比水池液面高12 m；輸送管用763mm無縫鋼管，管全長為45m （包括閥門等管件的當(dāng)量長度），摩擦系數(shù)由下式確定：l 0.01227十0.7543Re0.38在流量為2030m3/h范圍內(nèi)，所用離心泵的特征曲線可表征為：H30.80.82Q0.8式中：H為泵的揚(yáng)程，m；Q為泵的流量，m3/h。試求：1)要求達(dá)到26m3/h的輸水量，該泵能否完成此

36、輸送任務(wù)?計(jì)算說明之。2)若單泵不能完成此輸送任務(wù)，現(xiàn)將兩臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)起來操作是否可行?計(jì)算說明之?；ぴ淼谌隆皺C(jī)械分離”復(fù)習(xí)題（2009-09-01）一、填空題：1.（2分）懸浮液屬液態(tài)非均相物系，其中分散相是指_；分散介質(zhì)是指 _。 *答案* 固體微粒， 包圍在微粒周圍的液體2.（3分）懸浮在靜止流體中的固體微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降時(shí)，會(huì)受到_三個(gè)力的作用。當(dāng)此三個(gè)力的_時(shí)，微粒即作勻速沉降運(yùn)動(dòng)。此時(shí)微粒相對于流體的運(yùn)動(dòng)速度，稱為_ 。 *答案* 重力、阻力、浮力 ； 代數(shù)和為零； 沉降速度3.（2分）沉降操作是使懸浮在流體中的固體微粒，在 _力或_力的作用下，沿受

37、力方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)而_ ，從而與流體分離的過程。 *答案* 重 ； 離心； 沉積4.（3分）氣體的凈制按操作原理可分為_， _， _.旋風(fēng)分離器屬_ 。 *答案* 重力沉降、離心沉降、過濾 ；離心沉降。5.（2分）過濾是一種分離懸浮在_的操作。 *答案* 液體或氣體中固體微粒6.（2分）懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過濾的目的是_ _。 *答案* 在濾餅中形成骨架，使濾渣疏松，孔隙率加大，濾液得以暢流7.（2分） 過濾阻力由兩方面因素決定：一方面是濾液本身的性質(zhì)，即其_；另一方面是濾渣層本身的性質(zhì)，即_ 。 *答案* ； L 8.（3分）某板框壓濾機(jī)的框的尺寸為：長寬厚=81081025 mm，若該機(jī)有1

38、0塊框，其過濾面積約為_ m2。 *答案* 13.12。9.（3分）轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)一周，過濾面積，的任一部分都順次經(jīng)歷_等五個(gè)階段。 *答案* 過濾、吸干、洗滌、吹松、卸渣10.（3分） 離心分離因數(shù)是指_。 為了提高離心機(jī)的分離效率，通常使離心機(jī)的_增高，而將它的_減少。 *答案*物料在離心力場中所受的離心力與重力之比; 轉(zhuǎn)速 ； 直徑適當(dāng)。二、選擇題1.（2分） 欲提高降塵寶的生產(chǎn)能力，主要的措施是（ ）。*答案* C A. 提高降塵寶的高度； B. 延長沉降時(shí)間； C. 增大沉降面積2.（2分）為使離心機(jī)有較大的分離因數(shù)和保證轉(zhuǎn)鼓有關(guān)足夠的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)采用（ ）的轉(zhuǎn)鼓。 *答

39、案* B A. 高轉(zhuǎn)速、大直徑； B. 高轉(zhuǎn)速、小直徑； C. 低轉(zhuǎn)速、大直徑； D. 低轉(zhuǎn)速，小直徑；3.（2分）旋風(fēng)分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來的（ ）粒徑。*答案* A A. 最??； B. 最大； C. 平均；4.（2分） 要使微粒從氣流中除去的條件，必須使微粒在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間（ ）微粒的沉降時(shí)間。 *答案* A A. ； B. ； C. ； D. 5.（2分）板框過濾機(jī)采用橫穿法洗滌濾渣時(shí)，若洗滌壓差等于最終過濾壓差，洗滌液粘度等于濾液粘度，則其洗滌速率為過濾終了速率的（ ）倍。*答案* C A. 1； B. 0.5； C. 0.25三、問答題1.（8分） 為什么旋風(fēng)分離器的

40、直徑D不宜太大？當(dāng)處理的含塵氣體量大時(shí)，采用旋風(fēng)分高器除塵，要達(dá)到工業(yè)要求的分離效果，應(yīng)采取什么措施？ *答案* 旋風(fēng)分離器的臨界直徑d=(9B/N u0)0.5，可見D時(shí)，B也（B=D/4），此時(shí)d也，則分離效率，為提高分離效率，不宜采用D太大的分離器。為果氣體處理大時(shí)，可采用幾個(gè)小直徑的旋風(fēng)分離器并聯(lián)操作，這樣則可達(dá)到要求的分離效果。2.（8分） 為什么板框壓濾機(jī)洗滌速率近似等于過濾終了時(shí)過濾速率的四分之一倍？ *答案* 由于洗滌液通過兩層過濾介質(zhì)和整層濾渣層的厚度，而過濾終了時(shí)濾液只通過一層過濾介質(zhì)和濾渣層厚度的一半，即洗滌液流動(dòng)距離比濾液長1倍，其阻力也就大1倍，故（dv/dq)w就慢

41、了0.5倍；又因洗滌液的流通面積此濾液的流通面積少1倍，這樣（dv/dq)w又慢了0.5。基于上述兩個(gè)原因，故當(dāng)洗滌壓差與過濾終了時(shí)壓差相同時(shí)，且洗滌液的粘度與濾液粘度相近時(shí)，則（dV/d)w(1/4)(dV/d) 四、計(jì)算題1.（16分）某廠準(zhǔn)備建一個(gè)降塵室來凈化常壓，溫度為40的含塵空氣流，氣體進(jìn)入降塵室的流速保持在0.15m/s，而微粒在室內(nèi)的沉降速度為0.025m/s，現(xiàn)依廠房面積分配，降塵室只允許做成寬為3m，高為2m。問：（1）降塵室的最小長度應(yīng)為多少m？（2）降塵室的最大生產(chǎn)能力為多少標(biāo)準(zhǔn)m3/h？（3）若因廠房面積有限，降塵室的長度僅允許為你計(jì)算的最小長度的一半，你認(rèn)為應(yīng)采取計(jì)什么措施來完成此凈制任務(wù)？ *答案* （1）求最小長度L(L/ut)(H/u0 )L（utH/u0)=0.152/0.025=12m（