化工原理习题——第二章复习过程

化工原理第二章习题及答案1. 有一气缸，内径为100mm，在一个压力器中充入25升压缩空气（压力为2.5MPa），用这个压缩空气推动空气缸推出500mm，求气缸推力和机械效率。

解答：气缸推力的计算公式为：F=P*A 其中，P为气缸内气压力，A为气缸有效面积。

首先，需要根据气缸内径计算出气缸有效面积。

气缸有效面积的计算公式为：A=π*(D^2 - d^2)/4 其中，D为气缸外径，d为气缸内径。

根据气缸内径100mm可得：D=100mm+（2×5mm）=110mm由此可得气缸有效面积：A=π*(1102-1002)/4=0.00813m^2因此，气缸推力为：F=2.5×0.00813=0.02033MN其次，需要根据机械原理计算气缸的机械效率。

气缸的机械效率为：η=F_load/F_in 其中，F_load为气缸的推力，F_in为压缩空气所做的功。

压缩空气所做的功为：W=P_1V_1ln(P_2/P_1) 其中，P_1为压缩前的气压，V_1为压缩前的容积，P_2为压缩后的气压。

压缩空气所做的功为：W=2.5×25×10^-3×ln(0.1/2.5)=-0.621J因此，气缸的机械效率为：η=0.02033/(-0.621)= -0.0327答案：气缸推力为0.02033MN，机械效率为-0.0327。

2. 在一艘船上，柴油机每小时消耗燃油1000升，每升燃油能释放38000J的热量，求柴油机的功率。

解答：柴油机的功率可以通过燃烧的热量和时间来计算。

柴油机的功率公式为：P=W/t=Q/t 其中，W为做功的量，t为做功的时间，Q为燃料燃烧所释放的热量。

柴油机燃料燃烧释放的热量为：Q=m_fuel * Q_fuel 其中，m_fuel为燃料质量，Q_fuel为燃料单位质量的燃烧热量。

每小时柴油机消耗的燃油量为：m_fuel = 1000kg/小时每升燃油能释放的热量为：Q_fuel = 38000J/升因此，柴油机燃料燃烧释放的热量为：Q = 1000 × 38000=3.8×10^7J/小时假设柴油机每小时工作3600秒，则计算柴油机的功率为：P = Q/t =3.8×10^7/3600 ≈ 10556W答案：柴油机的功率约为10556W。

第一章 流体力学与应用一、填空(1）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；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）离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。

(3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。

流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。

(4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为常数=++=ρp u gz E 22； 单位重量流体的机械能衡算式为常数=++=gp g u z E ρ22； 单位体积流体的机械能衡算式为；常数=++=p u gz E 22ρρ(5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为z 1ρg+（u 12ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。

(6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。

(7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。

(8) 流体流动的连续性方程是 u 1A ρ1= u 2A ρ2=······= u A ρ ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u 1d 12 = u 2d 22= ······= ud 2 。

(9) 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ，则真空度为 395mmHg 。

测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为2105mmHg 。

(10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。

可编辑修改精选全文完整版《化工原理》习题集第二章气体吸收1、当总压为101.3 kPa，温度为25℃时，100克水中含氨1克，该溶液上方氨的平衡分压为0.933 kPa；若在此浓度范围内亨利定律适用，试求溶解度系数H和相平衡常数m（溶液密度近似取为1000kg/m3）。

2、含有4%（体积）氨气的混合气体，逆流通过水喷淋的填料塔，试求氨溶液的最大浓度，分别以摩尔分率，质量分率，比摩尔分率，比质量分率表示。

塔内绝对压强为2.03×105 Pa, 在操作条件下，气液平衡关系为p* = 2000x(式中p的单位为mmHg, x为摩尔分率)。

3、已知NO2水溶液的亨利系数如下：指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少？并在x - y图上表示。

（1）含NO20.003(摩尔分率)的水溶液和含0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3 kPa，T=35℃；（2）气液组成及总压同（1），T=15℃；（3）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。

4、已知某吸收系统中，平衡关系为y = 0.3x ，气膜吸收分系数k y = 1.815×10-4 kmol / (m2.s)，液膜吸收分系数k x = 2.08×10-5 kmol / (m2.s)，并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y = 0.014，x = 0.02，试求：（1）界面浓度y i、x i分别为多少？（2）液膜阻力在总阻力中所占的百分数，并指出控制因素；（3）气相推动力在总推动力中所占的百分数。

4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27℃，压力为101.3kPa（绝对压力）。

稳定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07 kPa，液相中甲醇浓度为2mol / m3。

甲醇在水中的溶解度系数H = 1.995 kmol / (m3.kpa.)，液膜吸收分系数k L = 2.08×10-5 m / s，气膜吸收分系数k G = 1.55×10-5 kmol / (m2.s.kpa.)。

化工原理(1-5)章复习题及答案绪论1、单元操作的定义？答：艺过程中遵循相同的基本原理，只改变物料状态或物理性质，不改变物料化学性质的过程。

2、列举化工生产中常见的单元操作（至少3个），并说明各自的过程原理与目的？答：流体输送：输入机械能将一定量流体由一处送到另一处。

沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。

过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。

换热：利用温度差输入或移出热量，使物料升温、降温或改变相态。

蒸馏：利用各组分间挥发度不同，使液体或汽液混合物分离。

吸收：利用各组分在溶剂中的溶解度不同，分离气体混合物。

萃取：利用各组分在萃取剂中的溶解度不同，分离液体混合物。

干燥：加热湿固体物料，使之干燥。

3、研究单元操作的基本工具？（不考）答：①物料衡算：质量守恒定律—在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。

②能量衡算：能量守恒定律。

③物系的平衡关系—指物系的传热或传质过程进行的方向和达到的极限。

④过程速率—过程由不平衡状态向平衡状态进行的快慢。

⑤经济核算：化工过程进行的根本依据。

第一章流体流动一、填空及选择题1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为（560）mmHg。

当地大气压为101.3×103Pa。

2、孔板流量计均属于（节流）式流量计，是用（压差）来反映流量的。

转子流量计属于（定压）式流量计，是通过（环隙面积的变化）来反映流量的。

3、根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测量大直径气体管路上速度分布的是（C）；能量损失最大的是（A）；对流量变化反映最灵敏的是（A）。

A、孔板流量计；B、文丘里流量计；C、测速管；D、转子流量计4、测量管内流体流动参数（如流速、流量、压力等）时，测量点一般应选在管路的（A）。

A、稳定段长度之后；B、稳定段长度之前；C、流量调节阀之后；D、流量调节阀之前5、测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值（不变）；孔板流量计两端压差值（增大）。

化工原理第二章复习题一、填空题:1. 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。

2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿__＿＿现象。

3. 当离心泵出口阀门开大时，流量＿＿＿，泵出口压力＿＿＿_。

(变大,变小,不变)4. 离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。

5. 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________，扬程_____________。

6. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿＿，压力表的读数＿＿__＿。

7. 离心泵的性能曲线通常包括＿＿＿＿＿＿＿曲线、＿＿＿__＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿曲线。

这些曲线表示在一定＿＿＿＿__下，输送某种特定的液体时泵的性能。

8. 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

9. 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q＝0.05m3/s时H＝20m ；管路特性为Qe ＝0.05m3/s 时，He＝18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值ΔH＝＿＿＿＿＿＿m；有效功率ΔN＝＿＿＿＿＿＿kw。

一、填空题答案1. 大于输送温度下该液体的。

2. 气蚀。

3. 变大，降低。

4. 敞式半敞式闭式（或开式，半开式，闭式）。

5.减少；增大。

6. 出口，减小，增大。

7. H－Q，η－Q， N－Q，转速。

8. 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。

9. 2; 0.981。

二、选择题1．离心泵停车前要_______。

(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2．流体的密度增大，离心泵的轴功率( )。

(A)增大； (B)减少； (C)不变； (D)不确定3．安装在一定管路中的离心泵，为了降低流量，将离心泵的出口阀关小，则离心泵特性曲线和管路特性曲线将有( )。

《第二章流体输送机械》习题解答1）某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，液面水平，如附图中虚线所示。

当容器以等角速度ω绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。

试证明：①液面为旋转抛物面。

②。

③液相内某一点（r，z）的压强。

式中ρ为液体密度。

解题给条件下回旋液相内满足的一般式为（常量）取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P故回旋液体种，一般式为①液面为P=P的等压面，为旋转抛物面②又即：h=∴H=2h③某一点（r,Z）的压强P:2）直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水，圆筒定该中心处开有小孔通大气，液面和顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋，问：圆筒壁内侧最高点和最低点的液体压强各为多少？解取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∴C=P故回旋液体种，一般式为B点：Z=0,r=R=0.1m,C点:Z=-0.4m,r=0.1m,3）以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。

已知：塔顶压强为0.45at （表压），碱液槽液面和塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m3/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。

试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。

②输送碱液所需有效功率，W。

解①,查得∴②4）在离心泵性能测定试验中，以2 泵汲入口处真空度为220mmHg，以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm，采用汞为指示液，压差计读数，孔流系数，测得轴功率为1.92kW，已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。

求泵的效率η。

解5）IS65-40-200型离心泵在时的“扬程～流量”数据如下：V m3/h 7.5 12.5 15 m 13.2 12.5 11.8 He用该泵将低位槽的水输至高位槽。

输水管终端高于高位槽水面。

已知低位槽水面和输水管终端的垂直高度差为4.0m，管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm，摩擦系数。

第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验，水的体积流量为540m 3/h ，泵出口压力表读数为350kPa ，泵入口真空表读数为30kPa 。

若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ，吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ，试求泵的扬程。

解 水在15℃时./39957kg m ρ=，流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =，真空表30V p kPa =-（表压） 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==，流速 / ./(.)1221540360015603544V qu m s d ππ===⨯扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ 【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液，其他性质可视为与水相同。

若管路状况不变，泵前后两个开口容器的液面间的高度不变，试说明：(1)泵的压头（扬程）有无变化；(2)若在泵出口装一压力表，其读数有无变化；(3)泵的轴功率有无变化。

解 (1)液体密度增大，离心泵的压头（扬程）不变。

（见教材） (2)液体密度增大，则出口压力表读数将增大。

(3)液体密度ρ增大，则轴功率V q gHP ρη=将增大。

【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时，水的流量为18m 3/h ，扬程为20m(H 2O)。

试求：(1)泵的有效功率，水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时，泵的流量与扬程将变为多少？解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱， 有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /m i n11450n r =时流量3118V q m h =／，扬程1220m H O H =柱 转速 /m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯=扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 管路特性曲线、工作点、等效率方程【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa ，两槽液位相差4m 且维持恒定。

第二章流体流动与输送习题1．燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含8.5%CO2，7.5%O2，76%N2，8%H2O（体积%）。

试求温度为500℃、压强为101.33×103Pa时，该混合气体的密度。

2．在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。

若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？3．敞口容器底部有一层深0.52m的水，其上部为深3.46m的油。

求器底的压强，以Pa 表示。

此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为1000kg/m3，油的密度为916 kg/m3。

4．为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用图1-7所示的装置。

控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。

今测得U型压差计读数R=130mmHg，通气管距贮槽底部h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980 kg/m3。

试求贮槽内液体的储存量为多少吨？5．一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880 kg/m3。

液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1）人孔盖共受多少静止力，以N表示；（2）槽底面所受的压强是多少？6．为了放大所测气体压差的读数，采用如图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。

若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。

7．用双液体U型压差计测定两点间空气的压差，测得R=320mm。

由于两侧的小室不够大，致使小室内两液面产生4mm的位差。

试求实际的压差为多少Pa。

若计算时忽略两小室内的液面的位差，会产生多少的误差？两液体密度值见图。

8．为了排除煤气管中的少量积水，用如图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支管排出，已知煤气压强为1×105Pa(绝对压强)。

化工原理（1~5章）复习题绪论1、单元操作的定义？答：艺过程中遵循相同的基本原理，只改变物料状态或物理性质，不改变物料化学性质的过程。

2、列举化工生产中常见的单元操作（至少3个），并说明各自的过程原理与目的？答：流体输送：输入机械能将一定量流体由一处送到另一处。

沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。

过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。

换热：利用温度差输入或移出热量，使物料升温、降温或改变相态。

蒸馏：利用各组分间挥发度不同，使液体或汽液混合物分离。

吸收：利用各组分在溶剂中的溶解度不同，分离气体混合物。

萃取：利用各组分在萃取剂中的溶解度不同，分离液体混合物。

干燥：加热湿固体物料，使之干燥。

3、研究单元操作的基本工具？（不考）答：①物料衡算：质量守恒定律—在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。

②能量衡算：能量守恒定律。

③物系的平衡关系—指物系的传热或传质过程进行的方向和达到的极限。

④过程速率—过程由不平衡状态向平衡状态进行的快慢。

⑤经济核算：化工过程进行的根本依据。

第一章流体流动一、填空及选择题1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为（560 ）mmHg。

当地大气压为101.3×103Pa。

2、孔板流量计均属于（节流）式流量计，是用（压差）来反映流量的。

转子流量计属于（定压）式流量计，是通过（环隙面积的变化）来反映流量的。

3、根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测量大直径气体管路上速度分布的是（ C ）；能量损失最大的是（ A ）；对流量变化反映最灵敏的是（ A ）。

A、孔板流量计；B、文丘里流量计；C、测速管；D、转子流量计4、测量管内流体流动参数（如流速、流量、压力等）时，测量点一般应选在管路的（ A ）。

A、稳定段长度之后；B、稳定段长度之前；C、流量调节阀之后；D、流量调节阀之前5、测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值（不变）；孔板流量计两端压差值（增大）。

(1) 输水量m3/h; (2) 若泵的效率为65%,水的密度为1000Kg/ m3,离心
泵在运转时的轴功率KW; (3) 若将该输送系统的高位槽改为密闭容器,其内水
面上方的压强为0.5Kgf/cm2(表压),其它条件均不 变,试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如 何变化(不必计算,用公式与特性曲线图示说明)?
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二 （例题）用泵将敞口水池中70℃热水（热水密度ρ=978kg/m3，
饱和蒸汽压Pv=31164Pa）送到敞口容器中。已知输水管路内径为 50mm，水的流速为1.5m/s，泵的吸入管路和排出管路中流动阻力分 别为9.81kPa和39kPa。水管排出口比热水池液面高5m。试选用合适 的离心泵并确定泵的安装高度。该地区的大气压为90.66kPa。试求： （1）从下面附表中选出最合适的离心泵；
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3m 返回
允许吸上 转数/（转 真空度/m /分）
8.0
2900
7.3
2900
7.6
2900
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三（作业）某型号的离心泵,在一定的转速下，在输送范围内，其 压头和流量的关系可用H=18－6×105Q2 (H单位为m，Q单位为 m3/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽 均为敞口，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，平均摩擦系数可取为 0.02，其余已知条件见本题附图，试计算:
5m
4.8m
压力表
h R
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五 用离心泵向水洗塔送水,在泵出口阀全开时,管路特性曲 线方程为:He =20 +1.1×105 Qe2 式中: Qe------管路中的 流量,m3/s, 在Q=0.013 m3/s流量下,泵提供的压头为45m, 为适应泵的特性,将泵出口阀关小以增加管路阻力.试求: 因增加阻力而多消耗的功率,并写出关小阀门后管路的 特性曲线方程.

1 .锅炉钢板壁厚61 = 20mm ,其导热系数儿=46.5W/〔m K 〕0假设粘附在锅炉内壁上的水垢层厚度为62=1mm ,其导热系数％ =1.162W/〔m .K 〕.锅炉钢板 外外表温度为t 1 =523K ,水垢内外表温度为t 3 =473K ,求锅炉每平方米外表积的传热速率,并求钢板内外表的温度t 2.〔原题1〕 解：该题为圆筒壁的热传导问题,如果设锅炉的半径为r ,那么r 1=r + 0.02, r 2 = r ,「3 = r —0.001 ,根据题意,可以得到「1球「2%「3 ,所以S m1也S m2,iS mi1 1S m1=523 - 3.874 0.002=506.3(K)46.52 .在一小60x3.5mm 的钢管外包有两层绝热材料,里层为 40mm 的氧化镁粉,平均导热系数 九= 0.07W/〔m 』C 〕；外层为 20mm 的石棉层,平均导热系数 九=0.15W/〔m 」C 〕.现用热电偶测得管内壁温度为500C ,最外层外表温度为80 Co 钢管的平均导热系数 九=45W/〔m 〕,试求每米管长的热损失及两层 保温层界面的温度.〔原题2〕由圆筒壁的导热速率方程:t 1-t n 1b i ■i S mi其中,t 产523K , t 3-473K , -1=46.5W/ m K , 2 =1.162W/ m K , b 1 0.02m ,b 2= 0.001m, S m1 上 S m2 =St 1 -t3523 -473 b 1 .匹 0.02 0.001 ■1 -246.5 1.162W/m 2 = 3.874W/m 2根据圆筒壁的导热速率方程：Q =b ibi qb i可以得到：t 2 =t i -q解：根据圆筒壁的热传导传热速率计算公式：式中：t i =500C , t 4=80 C , r i =60/2-3.5=26.5(mm) , r 2=60/2=30(mm),r 3=30+40=70(mm) , r 4=70+20=90(mm) , b i =3.5mm , b 2=40mm , b 3=30mm , 九=45W/( m -C), ；2=0.07W/( m C), a=0.15W/( m C).所以每米管长的热损失为：所以 t 3 = t 4 +Q x —b 3— = 80 +191.6 m ------------------ 20 ------------ =130.8 (C)L 2 管 3r m3 2 3.142 0.15 803 .有一列管式换热器,由38根4 25X 2.5mm 的无缝钢管组成,苯在管程流动, 由20c 加热到80C,苯的流量为10.2 kg/s,饱和蒸汽在壳程冷凝.试求：〔1〕 管壁对苯的对流传热系数？ 〔 2〕假设苯的流量提升一倍,对流传热系数将有何变 化？〔原题4〕解：〔1〕苯的定性温度 约出0=50 C,此状况下的物性为：2N=0.45mPa s, P=860kg/m 3, Cp =1.80kJ/〔kg 「C 〕,九=0.14W/〔m ,C 〕 根据公式：=0.023 —Re 0.8Pr 0.4d id i =0.020m,〔12〕苯的流量增加1倍后,4 .苯流过一套管换热器的环隙,自 20c 升高至80C,该换热器的内管规格为小19 mmx 2.5mm,外管规格为 小38 mmx 3 mm .苯的流量为 1800 kg/h,求苯 对内管壁的对流传热系数.t 1 -t4 b 〔b 2b 3'1 r m1- 2r m2' 3r m3二2 7tt 3 -t 4t>3,3r m3Re0.020 1.0 860 0.45 10“= 38222(湍流)解：苯的定性温度 20 80=50 C,此状况下的物性为:, 3N=0.45mPa .s, P=860kg/m , C p =1.80kJ/〔kg ,C 〕,九=0.14W/〔m ,C 〕 苯的流速为: 套管的当量直径为: 流体的雷诺数为:0.013 1.12 860 一出自、---------------- 3- = 27826 〔湍流〕0.45 10由此可得对流传热系数为: 与书上答案1794W/(m 2 ■℃路有不同.5 .常压下温度为120c 的甲烷以10 m/s 的平均速度在管壳式换热器的管间沿轴 向流动.离开换热器时甲烷温度为 30C,换热器外壳内径为190 mm,管束由 37根小19 mmx 2mm 的钢管组成,试求甲烷对管壁的对流传热系数.,.............. .....120 30…..............解：甲烷的平均温度=75C,此状况下的物性为2N=0.012mPa s, P=0.562kg/m 3 , Cp = 2.48kJ/〔kg C 〕,九=0.04W/〔m ,C 〕 列管换热器的当量直径为: 流体的雷诺数为:由此可得甲烷对管的对流传热系数为:6,温度为90c 的甲苯以1500kg/h 的流量通过蛇管而被冷却至 30C .蛇管的直c p =1.853kJ/〔kg C 〕,九=0.1238W/〔m - C 〕Re 二 d e u: 0.02547 10 0.562_ 30.012 10= 11928 〔湍流〕径为小57 mmx 3.5mm,弯曲半径为 、90 30解：甲苯的平均温度一^― =60C,0.6m,试求甲苯对蛇管的对流传热系数.此状况下的物性为:0 =0.3864mPa s , 8 = 831.8kg/m 3,流体的流速为：流体的雷诺数为：duP 0.05 0.255 831.8Re =——= --------------------- 3一= 27447 〔湍流〕」0.3864 10 多湍流时甲苯对直管的对流传热系数为：过渡流的校正系数：圆形弯管的校正系数为：甲苯对蛇管的对流传热系数为：77. 120C的饱和水蒸气在一根425M 2.5mm、长1m的管外冷凝,管外壁温度为80Co分别求该管垂直和水平放置时的蒸气冷凝传热系数.解：〔1〕当管垂直放置时,冷凝传热系数的计算方法取决于冷凝液在管外沿壁面向下流动时的流动型态.采用试差法,假定冷凝液为层流流动,那么：................. 120 80放膜温度为---------- 二100 C ,该温度下水的物性为R = 0.283mPa s ,2P=958.4kg/m3,九=0.683W/〔m、C〕冷凝温度为120C,此温度下水的相变始为：r =2205.2kJ/kg.所以可以计算根据此计算结果校核冷凝液膜的流动是否为层流.冷凝液膜流动雷诺数为：_ d°uP _ doG _ 〔4S/叼o km/S 〕4Q/〔r叼.〕4u垂直nd°l&Q /〔Ed.〕_ 4a垂直l「t e ■'■'■'■'J H代入相关数据后可以求得层流假定成立,以上计算有效.〔2〕当管水平放置时,直接用如下公式计算蒸汽冷凝传热系数:88.实验室内有一高为1m,宽为0.5m 的铸铁炉门,其外表温度为 600C ,室温 为20C .试计算每小时通过炉门辐射而散失的热量.如果在炉门前 50mm 处放置一块同等大小同样材料的平板作为隔热板,那么散热量为多少？如果将隔热板 更换为同等大小材料为已经氧化了的铝板,那么散热量有何变化？解：〔1〕不加隔热板时,铸铁炉门被四壁所包围,铸铁黑度为％ =0.78, Cu = &Co , 角系数Q N =1,根据〔2〕加隔热板后,辐射传热过程可以表示为：炉门 1 一隔热板3一墙壁2.炉门辐射散热量就是它对隔热板的辐射传热量〔1V 〕:炉门与隔热板相距很近,其辐射可以看作是在两极大的平面间进行,于是： C 12==C ——=5.669——=3.62,其角系数中央=1. 11_1,,一1 ；1；3 0.78 0.78隔热板对周围墙壁的辐射传热量〔3隹〕： 其中 C 3' = £3c o= 0.78 x 5.669 =4.42 ,我,=1.过程到达稳态时,Q 1J3 =Q 3工 将数据代入上述公式,可以得到 求出 T 3=718.39K = 443.24C所以热损失为：〔3〕如果将隔热板换为氧化的铝板,其黑度为 名3 =0.15,那么有可以仿照〔2〕的公式求取隔热板温度,然后计算热损失,也可以利用以下公式 直接求取：9 .现测定一传热面积为2m 2的列管式换热器的总传热系数 K 值.热水走管 程,测得其流量为1500kg/h,进口温度为80C,出口温度为50C ；冷水走壳程,测得进口温度为15C,出口温度为30C,逆流流动,试计算该换热器的K值 (原题6解：换热温差：热负荷为：所以换热器的总传热系数:1010.热气体在套管式换热器中用冷却水冷却,内管为 4 25x2.5m的钢管,冷水在管内湍流流动,对流传热系数为2000 W/(m2?K)0热气在套管环隙湍流流动, 对流传热系数为50 W/(m2?K).钢的导热系数为45.4 W/(m?K).试计算：(1) 管壁热阻占总阻力的百分数；(2)冷水流速提升一倍,那么总传热系数有何变化？(3)气体流速提升一倍,那么总传热系数有何变化？(原题8)解：(1)根据题意管壁热阻占总阻力的百分数：(2)冷水流速提升1倍后,管内的对流传热系数变为：总传热系数为：(3)气体流速提升1倍后,管外的对流传热系数变为：总传热系数为：1111 .实验测定管壳式换热器的总传热系数时,水在换热器的列管内作湍流流动, 管外为饱和水蒸汽冷凝.列管由直径为4 25x2.5mm的钢管组成.当水的流速为1m/s时,测得基于管外外表积的总传热系数K o为2115 W/( m2 C)；假设其它条件不变,而水的速度变为1.5m/s时,测得K o为2660 W/( m2：C).试求蒸汽冷凝传热系数.假设污垢热阻可以忽略不计.解：设水流速为1m/s时,叫用1M1.0表示,K用K1.0表示；速度为1.5m/s时,口i用%.5表示,K用K1.5表示.由总传热系数的计算式可以得至IJ:1 1 _ d o 1 1 1两式相减,可以得至IJ:K1.0 K15 d i .-1.0 1.5其中,K 1.0=2115 W/(m 2 -C ), K 1.5 =2660 W/( m 2：C ), d o=25mm,d i =20mm .根据流体在圆形直管内做湍流时的对流传热系数关系式,可以得到: 由以上两个式子可以求得2 c 2 c0t l .0 =3569 W/( m2-C), 0t l .5 =4936 W/( m 2 C)o,_ 一 11 de b de 1 一. 2根据——= ------- °+—-- +一,其中 K IO =2115 W/( m -C), d .=25mm,K 1.0 ：-1.O d i ■ d m :, o2 .d i =20mm, d m =22.5mm, b=2.5mm,烂45W/( m C), «1.0 =3569 W/( m C). 可以求得% =15900W/(m 2 C ]1212 .某套管式换热器用于机油和原油的换热.原油在套管环隙流动,进口温度为120C,出口温度上升到160C ；机油在内管流动,进口温度为 245C,出口 温度下降到175 Co(1)试分别计算并流和逆流时的平均温度差；(2)假设机油质量流量为0.5kg/s,比热为3kJ/ (kg?C),并流和逆流时的总 传热系数K 均为100 W/(m 2?K),求单位时间内传过相同热量分别所需要的传热 面积.(原题5)解：(1)逆流时： 并流时：(2)逆流时换热面积：并流时换热面积:1313.某列管换热器由多根小25X 2.5mm 的钢管组成,将流量为15吨/小时的苯由 20c 加热到55C,苯在管中流速为0.5m/s,加热剂为130c 的饱和水蒸气在管外 冷凝,其汽化潜热1-l 1.0-■ 1.5d i r 1 1 x 20r 1 1 、…2 =- ---------- - ------ =- ------------ - -------- 1 = 7.76父10 [ ( m d o <K 1.0 K 15 , 25 <2115 2660)・C)/ W]为2178kJ/kg,苯的比热C p=1.76kJ/(kg?K),密度p=858kg/m3, 粘度p=0.52M0-3Pa?s,导热系数入=0.148W/(m?K)热损失、管壁及污垢热阻均忽略不计,蒸汽冷凝的OF104W/(m2?K).试求：(1)水蒸气用量(kg/h); (2) 传热系数K (以管外外表积为基准)；(3)换热器所需管数n及单根管长度L 解：(1)加热冷流体苯所需要的热量水蒸汽用量：(2)流体在管内强制湍流传热系数苯的平均温度曳上20=37.5 C,此状况下的物性为：2N=0.52mPas, P=858kg/m3, Cp =1.76kJ/(kg 'C ), >“ = 0.148W/(m C )带入叫表达式有：(3)由于所以可以求得n =31换热面积：S0=—Q—K oAm又So =nid°l1414.在一套管式换热器中用水逆流冷却热油,换热器的传热面积为3.5m2. 冷却水走管内,流量为5000kg/h,流动为强制湍流,入口温度为20C；热油走套管环隙,流量为3800kg/h,入口温度为80C,其比热C p=2.45kJ/(kg?K)0已知两流体的对流传热系数均为2000W/(m2 K 管壁厚度、管壁热阻、污垢热阻均可以忽略.试计算冷热流体的出口温度.如果由于工艺改良,热油的出口温度需要限制在35c以下,当通过提升冷却水流量的方法来实现时,冷却水的流量应限制为多少？解：(1)原工况下:以上两式整理化简后可以得到: 此题中,t i =20C, T i =80C, W h =3800kg/h, W c =5000 kg/h,c ph =2.45 kJ/(kg?K), c pc =4.18 kJ/(kg?K),3800 2.45 二 0.4455 5000 4.18又 W c C pc t 2-t 1=W h C ph 「-T 2联立上述两式,可以求得 T 2=39.9C, t 2=37.8C (2)在新工况下,联立上述方程式,试差求解得到Wc=7135kg/h1515.某列管换热器由多根(|)25X 2.5mm 的钢管组成,管束的有效长度为 3.0m . 通过管程的流体冷凝壳程流量为 5000kg/h 、温度为75c 的饱和有机蒸汽,蒸汽 的冷凝潜热为310kJ/kg,蒸汽冷凝的对流传热系数为 800 W/(m 2?K).冷却剂在 管内的流速为0.7m/s,温度由20c 升高到50C,其比热为C p =2.5kJ/ (kg K), 密度为尸860kg/m 3,对流传热系数为2500 W/(m 2?K).蒸汽侧污垢热阻和管壁 热阻忽略不计,冷却剂侧的污垢热阻为0.00055 m 2?K / W .试计算该换热器的传 热面积并确定该换热器中换热管的总根数及管程数.解：有机蒸汽冷凝放热量： 传热温差 总传热系数： 所需的换热面积： 冷却剂用量：每程换热管的数目: 管程数为： 取管程数为4总管数目：门总=nMN =30父4=1201616.在一台管壳式换热器中,壳方120c 的水蒸汽冷凝将一定流量的空气由20c 加热到80 C,空气的对流传热系数“i =l00W/ 〔m 2?C 〕.换热器由425M 2.5mm , L=6m 的100根钢管组成.现由于工艺需要,空气流量增加50% ,要维持对空气的加热要求,有人建议采用如下四种举措：〔1〕将管方改为双程,〔2〕增加管长到8m, 〔3〕将管束改为ei9x2mm 的规格,所以上8 T2- t 1二expKS W h C ph1 W h C ph-W c C pc=exp 1000M3.5% c/6d(1 - 0.4455)3800 3 ----- x 2.45父 10 <3600= 2.12〔4〕将蒸汽温度提升到124C.蒸汽的量足够,试通过定量计算,必要时作合理简化, 说明上述举措能否满足需要.解：原工况下：S o=n[:d o l =100 3.142 0.025 6m2-47.12m2流量增加40%后：Q'=Qx1.4 =271.5 M1.4kW=380.1kW举措之一：将管方改为双程：传热系数换热面积与传热温差不变,所以热负荷：Q'-K o S o：t m-200.5 47.12 65.48W =618.8kW 380.1kW ,故满足要求.举措之二：增加换热管长：传热系数l' 8 2 2换热面积S o =S o—=47.12 m -62.83m l 6传热温差不变,所以热负荷：Q'=K o S o：t m=115.2 62.83 65.48W -473.9kW 380.1kW ,故满足要求.举措之三：改为19父2mm的换热管：对流传热系数,流量不变的情况下,改变管径,对流传热系数与管径的-1.8次方成正比,再考虑改变流量的情形,所以有：di 15 2 2传热系数：K o=%-L=241.6M — W/〔m C 〕=190.7W/〔m C 〕d o 19换热面积：S；=n「：d o l =100 3.142 0.019 6m2-35.81m2热负荷:Q'= K o S o .：t m =190.7 35,81 65.48W = 447.4kW . 380.1kW ,故满足要求.举措之四：提升蒸汽温度:T -t i , 120 -20 八〜…K o S o所以 In ------- = In ----------- =0.9163 = --------- T -t 2 120- 80 W c C pc可以求得T s =124.3C ,此时蒸汽压力为230kPa注：无论是何种举措,蒸汽流量需要增加 40%,满足热量衡算的要求.所以〔1〕满足〔2〕满足〔3〕满足〔4〕不满足.17. 一列管换热器〔管径 .25X2.5mmmm 〕,传热面积 12m 2 〔按管外径计,下同〕.今拟 使80c 的饱和苯蒸汽冷凝、冷却到 45 Co 苯走管外,流量为 1kg/s ；冷却水走管内与苯逆 流,其进口温度为 10C,流量为 5kg/so 已估算出苯冷凝、冷却时的对流传热系数分别为1500W/〔m 2 K X 870W/〔m 2 K 〕;水的对流传热系数为 2400W/〔m 2 K 取水侧的污垢热阻为0.26 M0-3 m 2 K/W ,并忽略苯侧的污垢热阻及管壁热阻.问此换热器是否可用？ 水、液体苯的比热分别为 4.18 kJ/〔kg K y 1.76 kJ/〔kg ,K 〕；苯蒸汽的冷凝潜热 r =395 kJ/kg .(原题 11)解：欲求换热器是否可用,可计算该换热器的传热面积是否够用. 苯在管外发生 冷凝、冷却,所以换热过程可以分成两个过程.〔1〕在冷却过程中,管外流体为 80 c 的苯液体冷却到出口温度 45 C,而管内 的冷却水从入口温度10 c 加热到一定的温度,设为t m .根据热负荷计算公式Q=Q c=Q h,可以得到：其中,W c =5k g / s C pc = 4.18kJ/〔kg K 〕 , t 1 =10 C , W h = 1k g / sC ph =1.76kJ/(kg K ), T m=80C, 丁2=45℃,该过程的对数平均温差为:所以,t m = t1 ■W h C ph Tm -T 2 1 1.76 80-45 ------------------ =10 -------------------------- W c C pc 5 4.18 =13 (C)=501 W/ m 2 K 1该过程的热负荷为:该过程所需要的换热面积为:(2)在冷凝过程中,管外流体为 80 c 的苯蒸汽冷凝为80 c 的饱和液体,而管内的冷却水从入口温度13 c 加热到出口温度,设为t 2根据热负荷计算公式Q = Q c = Q h ,其中 Q h2 =W r =1 395kW =395kW所以,t 2 =t m +-^=13+^95-=32 C W c C pc 5 4.18该过程的对数平均温差为:该过程的总传热系数为:=-tm1 t i - t 2 T 2 -t i - T m-t m 45 -10 - 80-13 J-t 2 T 2 - t 1 ln --------- T -t m m ln380-13 = 49.3 (C)该过程的总传热系数为:其中,四=2400W/(m 2 K ), d o = 25mm ,d i =25 -2.5 2 = 20(mm),o b b d - R si -0.26 10 与m 2 K/W o =0, R so =0 , , d i:o1 =870W/ m 2K所以,K OI 1 d o _ d o b d o 1 R si 丁 ~ 「 i d i d i ' d mR — so1 0(, —25 0.26 10.〞 0 0 —2400 20 20870 -t m2 △L - t 2 T I -t 2 - T m -t m 80 - 32 - 80 - 13 ln^^ T m - t m 80-32 ln =57 (C)80-13=661 W/ m 2 K 1该过程所需要的换热面积为:所以,该换热过程总共需要的换热面积为： S o =S o1 S o2 =2.5 10.4 =12.9(m 2)>12m 2 所以该换热器不符合要求. K o2 H R si d o ：i d i d i 1 R so 一 ：- o2 募条0由10葭3.+高。

第⼆章习题及答案第⼆章习题及答案化⼯原理练习题五.计算题1. 密度为1200kg.m的盐⽔，以25m3.h-1的流量流过内径为75mm的⽆缝钢管。

两液⾯间的垂直距离为25m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻⼒为钢管阻⼒的25％。

试求泵的轴功率。

假设：（1）摩擦系数λ＝0.03；（2）泵的效率η＝0.61.答案*****Z1＋ｕ2/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ2/2ｇ＋P2/ρg+∑H fZ＝0，Z＝25m，ｕ≈0，ｕ≈0，P＝P∴H＝Z＋∑H＝25＋∑H∑H＝（λ×ｌ/d×ｕ/2ｇ）×1.25ｕ＝Ｖ/A＝25/（3600×0.785×（0.07 5））＝1.573m.s∑H＝（0.03×120/0.075×1.573/（2×9.81）×1.25＝7.567m盐⽔柱H＝25＋7.567＝32.567mN＝Q Hρ/102＝25×32.567×120 0/（3600×102）＝2.66kwN轴＝N/η＝2.66/0.6＝4.43kw2.(16分)如图的输⽔系统。

已知管内径为d=50mm, 在阀门全开时输送系统的Σ(l+le ) =50m,摩擦系数可取λ=0.03,泵的性能曲线,在流量为6 m3.h-1⾄15 m3.h-1范围内可⽤下式描述: H=18.92-0.82Q2.，此处H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3.h-1,问:(1)如要求流量为10 m3.h-1，单位质量的⽔所需外加功为多少? 单位重量的⽔所需外加功为多少?此泵能否完成任务? (2)如要求输送量减⾄8 m3.h-1 (通过关⼩阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)答案*****⑴u=10/(3600×0.785×0.05)=1.415[m.s-1]Σhf =λ[Σ(l+le )/d](u2/2)=0.03×(50/0.05)(1.4152/2)=30.03Pa/ρ+W=Pa/ρ+Z g+Σhf 1 - 2W=Z2g+Σhf 1 - 2 =10×9.81+30.03=128.13 [J.kg]H需要=W/g=128.13/9.81=13.06[m]⽽H泵=18.92-0.82(10)=13.746[m]H泵>H需故泵可⽤⑵N=H泵Q泵ρg/ηρg/η=常数∴N∝H泵Q泵N前∝13.746×10H泵后=18.92-0.82(8)0 . 8 =14.59N后∝14.59×8N后/N前=14.59×8/(13.746×10)=0.849(N前-N后)/N前=1-0.849≈15.1%3. 如图3B57离⼼泵将20℃的⽔由敞⼝⽔池送到⼀压⼒为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻⼒的当量长度，管的进、出⼝当量长度也包括在内)。

“化工原理”第二章流体输送机械复习题一、填空题：1.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m3/s,则泵的有效功率为________. ***答案*** 1472w2.（2分）离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______.***答案*** 泵壳; 叶轮; 泵轴3.（2分）离心泵的主要参数有:______,______,______,________.***答案*** 流量; 扬程; 功率; 效率4．（3分）离心泵的特性曲线有: _____________,_________________,___________________. ***答案*** 压头H～流量Q曲线；功率N～流量Q曲线；效率η～流量Q曲线5．（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_______________. ***答案*** 10m6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：______________,________________.***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q7．（3分）调节泵流量的方法有：_____________,__________________,____________________. ***答案*** 改变阀门的开度；改变泵的转速；车削叶轮外径8.（3分）液体输送设备有：___________,___________,__________,___________,_______. ***答案*** 离心泵; 往复泵; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵9.（3分）气体输送设备有:________,_________,___________.***答案*** 通风机; 鼓风机; 压缩机10.（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿____________**答案** 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。

化⼯原理期末考试第⼆章练习题及答案第⼆章流体输送机械⼀、填空1、属于正位移泵型式的，除往复泵外，还有计量泵，隔膜泵等。

2、产⽣离⼼泵⽓缚现象的原因是离⼼泵进出⼝压差与流体密度成正⽐，避免产⽣⽓缚的⽅法有灌泵排⽓。

3、造成离⼼泵汽蚀的原因是 p k ⼩于p v ，增加离⼼泵最⼤允许安装⾼度[]Hg 的措施有降低液体操作温度和吸⼊管道尽量短、直。

4、往复泵的流量调节⽅法有旁路调节和改变活塞冲程或往复频率。

5、启动离⼼泵前，应先关闭出⼝阀和灌泵。

6、⽤同⼀离⼼泵分别输送密度为ρ1 及ρ2=1.2ρ1两种液体，已知两者流量相等，则H e2= 相等 H e1, P e2 ⼤于 P e1 。

7、离⼼通风机输送3/2.1m kg =ρ空⽓时，流量为6000h m /3,全风压为2.354kPa ，若⽤来输送3m /kg 4.1'=ρ⽓体，流量仍为6000h m /3，全风压为 2.746 kPa 。

8、两敞⼝容器间⽤离⼼泵输⽔，已知转速为n 1时，泵流量q V 1=100l/s,扬程H e1=16m, 转速为n 2时，q V 2 =120l/s,扬程H e2=20m,则两容器的垂直距离=6.9 m 。

9当要求⽓体的压缩⽐p 2/p 1>8时，宜采⽤多级压缩。

当各级的压缩⽐相等时，所消耗的总理论功为最⼩。

10.离⼼通风机的全风压主要由静风压和动风压组成，其物理意义是风机对单位体积⽓体所做的功。

11.提⾼往复泵连续性和均匀性的措施有双动泵、三联泵。

12.离⼼泵通常采⽤出⼝阀门调节流量，往复泵采⽤旁路调节流量。

13.启动离⼼泵之前若不向泵灌满被输送的液体，将发⽣⽓傅，若叶轮的⼊⼝附近绝压低于操作温度下液体的饱和蒸汽压，将发⽣⽓蚀现象。

14.离⼼泵安装在送⽔的特定管路系统中，已知泵的性能：q=0.02m 3/s ，H=20m;管路性能：q e =0.02m 3/s,H e =16m,.则调节阀门的压头损失为 4 m ，其消耗的理论功率为 1960 W.15.离⼼泵的泵壳制成蜗⽜、叶轮的叶⽚制成后弯、在叶轮和泵壳之间装置导论都有利于动能有效转化为静压能。

化⼯原理第⼆章习题与答案第⼆章流体输送机械⼀、名词解释（每题2分）1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的⽐值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有⽆限多叶⽚的离⼼泵为单位重量理想流体所提供的能量6、⽓缚现象因为泵中存在⽓体⽽导致吸不上液体的现象7、离⼼泵特性曲线在⼀定转速下，离⼼泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳⼯作点效率最⾼时所对应的⼯作点9、⽓蚀现象泵⼊⼝的压⼒低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压⼒，液体汽化，产⽣对泵损害或吸不上液体10、安装⾼度泵正常⼯作时，泵⼊⼝到液⾯的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸⼊⼝允许的最低真空度12、⽓蚀余量泵⼊⼝的动压头和静压头⾼于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的⼯作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压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，开⼤出⼝阀门将导致（）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 A2、以下不是离⼼式通风机的性能参数( )Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B3、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 C4、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 D5、以下型号的泵不是⽔泵( )ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 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）B8、流体经过泵后，压⼒增⼤?p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( )A ?pB ?p/ρC ?p/ρgD ?p/2g C9、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 C10、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 A11、离⼼通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )A 输任何条件的⽓体介质全风压都达100mmH2OB 输送空⽓时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC 输送任何⽓体介质当效率最⾼时，全风压为100mmH2OD 输送20℃，101325Pa空⽓，在效率最⾼时，全风压为100mmH2O D12、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 D13、如以?h,允表⽰汽蚀余量时，p1,允表⽰泵⼊⼝处允许的最低压⼒，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进⼝处的液速，则( )A p1,允= p v + ?h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ?h,允－u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ?h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ?h,允＋u12/2g B14、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 A15、如图⽰，列1--1与2--2截⾯的伯努利⽅程，为：H e＝?z＋?p/ρg＋?(u2/2g)＋∑H f,1-2，则?h f,1-2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D16、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A17、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，泵进⼝处真空计指⽰真空度很⾼，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，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C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。

习题1．拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中，塔顶压强为5.88×104Pa（表压），流量20m3/h。

全部输送管均为φ57×3.5mm无缝钢管，管长50m（包括局部阻力的当量长度）。

碱液的密度ρ=1500kg/m3，粘度μ=2×10－3Pa·s。

管壁粗糙度为0.3mm。

试求：（1）输送单位重量液体所需提供的外功。

（2）需向液体提供的功率。

2．在图2-11所示的4B20型离心泵特性曲线图上，任选一个流量，读出其相应的压头和功习题1 附图率，核算其效率是否与图中所示一致。

3．用水对某离心泵作实验，得到下列实验数据：Q/（L·min－1）0 100 200 300 400 500H/m 37.2 38 37 34.5 31.8 28.5 若通过φ76×4mm、长355m（包括局部阻力的当量长度）的导管，用该泵输送液体。

已知吸入与排出的空间均为常压设备，两液面间的垂直距离为4.8m，摩擦系数λ为0.03，试求该泵在运转时的流量。

若排出空间为密闭容器，其内压强为1.29×105Pa（表压），再求此时泵的流量。

被输送液体的性质与水相近。

4．某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水。

当流量为71m3/h时，泵吸入口处真空表读数2.993×104Pa，泵压出口处压强计读数3.14×105Pa。

两测压点的位差不计，泵进、出口的管径相同。

测得此时泵的轴功率为10.4kW，试求泵的扬程及效率。

5．用泵从江中取水送入一贮水池内。

池中水面高出江面30m。

管路长度（包括局部阻力的当量长度在内）为94m。

要求水的流量为20~40m3/h。

若水温为20℃，ε/d=0.001，（1）选择适当的管径（2）今有一离心泵，流量为45 m3/h，扬程为42m，效率60%，轴功率7kW。

问该泵能否使用。

6．用一离心泵将贮水池中的冷却水经换热器送到高位槽。

1. 如图2-1用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。

已知：水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为10-3 Pa·S，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和功率；解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2m l+Σl e =100m q v = 56.5m 3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ = 1cp = 10-3 Pa ·S ρ=1000 kg.m -3, λ = 0.024 ⑴ ∵ Re = du ρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000 ∴水在管内流动呈湍流⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z 1 +(u 12/2g)+(p 1/ρg)+H =Z 2+(u 22/2g)+(p 2/ρg)+ΣHf∵Z 1=0, u 1=0, p = 0 (表压), Z 2=18m, u 2=0 p 2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u 2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m ∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = Hq v ρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw2. 采用IS80-65-125水泵从一敞口水槽输送60℃热水。