内容发布更新时间 : 2024/11/8 15:24:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

B. 允许的安装高度与流量无关 C. 流量与转速无关

D. 开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关

8. 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气

9.离心泵的特性曲线H－Q与管路的特性曲线He－Qe有何不同？二者的交点意味着什么？ 答：将离心泵的基本性能参数之间的关系描绘成图线称为离心泵的特性曲线。这里讨论的是其中的一条H－Q曲线。它表明转速一定时，离心泵的流量和该流量下泵的能提供的压头即做功本领之间的对应关系。该曲线由生产厂家测定并提供，是泵本身固有的特性，它只与泵自身的结构（如叶片弯曲情况、叶轮直径等）、转速有关，而与其所在的管路及其他外界条件无关。所以离心泵的特性曲线图只须注明型号、转速即可。

二者的交点M称为泵在该管路上的工作点。意味着它所对应的流量和压头，既能满足管路系统的要求，又能为离

心泵所提供，即换言之，M点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的运转情况。离心泵只能在这一点工作。

（一）作业

1. 用离心泵（转速为2900 r/min）进行性能参数测定实验。在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa和220 kPa，两测压口之间垂直距离为0.5 m，泵的轴功率为6.7 kW。泵吸入管和排出管内径均为80 mm，吸入管中流动阻力可表达为?hf,0?1?3.0u12（u1为吸入管内水的流速，m/s）。离心泵的安装高度为2.5 m，实验是在20 ℃，98.1 kPa的条件下进行。试计算泵的流量、压头和效率。

解：（1）泵的流量

由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面），得到

u120?gZ1????hf,0?1

?2p1将有关数据代入上式并整理，得

60?10323.5u1??2.5?9.81?35.48

1000u1?3.184m/s

π则 q?(?0.082?3.184?3600)m3/h=57.61 m3/h

4(2) 泵的扬程

?(60?220)?103?H?H1?H2?h0???0.5?m?29.04m

?1000?9.81?(3) 泵的效率

Hq?g29.04?57.61?1000?9.81??s??100%=68%

1000P3600?1000?6.7在指定转速下，泵的性能参数为：q=57.61 m3/h H=29.04 m P=6.7 kW η=68% 2．用离心泵（转速为2900 r/min）将20 ℃的清水以60 m3/h的流量送至敞口容器。此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4 m和0.61 m。规定泵入口的真空度不能大于64 kPa。泵的必需气蚀余量为3.5 m。试求（1）泵的安装高度（当地大气压为100 kPa）；（2）若改送55 ℃的清水，泵的安装高度是否合适。

解：(1) 泵的安装高度

在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面），得

pa?p1u12?(Hg??Hf,0?1) ?g2g64?103即 ?Hg?0.61?2.4

1000?9.81

mHg?3.51

（2）输送55 ℃清水的允许安装高度55 ℃清水的密度为985.7 kg/m3，饱和蒸汽压为15.733 kPa

?(100?15.733)?103?pa?pv则 Hg???(3.5?0.5)?2.4?m=2.31m ?(NPSH)?Hf,0?1=?985.7?9.81?g??原安装高度（3.51 m）需下降1.5 m才能不发生气蚀现象。

3. 用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐。塔底液面上的绝对压力为32.5 kPa(即输送温度下溶液的饱和蒸汽压)。已知：吸入管路压头损失为1.46 m，泵的必需气蚀余量为2.3 m，该泵安装在塔内液面下3.0 m处。试核算该泵能否正常操作。 解：泵的允许安装高度为

p?pvHg?a?NPSH?Hf,0?1

?gp?pv式中 a?0则Hg?[?(2.3?0.5)?1.46]m?-4.26m

?g

泵的允许安装位置应在塔内液面下4.26m处，实际安装高度为–3.0m，故泵在操作时可能发生气蚀现象。为安全运行，离心泵应再下移1.5 m。

4 用离心泵将水库中的清水送至灌溉渠，两液面维持恒差8.8 m，管内流动在阻力平方区，

2管路特性方程为He?8.8?5.2?105qe （qe的单位为m3/s）

单台泵的特性方程为H?28?4.2?105q2 （q的单位为m3/s）

试求泵的流量、压头和有效功率。

解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H，进而计算Pe。

2管路特性方程 He?8.8?5.2?105qe

泵的特性方程H?28?4.2?105q2

联立两方程，得到 q=4.52×10

–3

m3/s H=19.42 m

则 Pe?Hqs?g?19.42?4.52?10?3?1000?9.81W=861 W

第三章 非均相混合物分离 （一）作业

1．颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m3，直径为0.04 mm的球形石英颗粒在20 ℃空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m3，球形度 的非球形颗粒在20 ℃清水中的沉降速度为0.1 m/ s，颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m3，直径为6.35 mm的钢球在密度为1 600 kg/m3的液体中沉降150 mm所需的时间为7.32 s，液体的黏度是多少？

解：（1）假设为滞流沉降，则：

2 u?d(?s??)

t18?查附录20 ℃空气??1.205kg/m3，??1.81?10?5Pa?s，所以，

d2??s???g?0.04?10?3???2650?1.205??9.81ut??ms?0.1276ms

18?18?1.81?10?52核算流型：

?dut1.205?0.1276?0.04?10?3 Re???0.34?1 ?5?1.81?10所以，原假设正确，沉降速度为0.1276 m/s。

（2）采用摩擦数群法

?Re?1??4???s???g3?2ut3?54?1.81?103?1.2052?0.13?1?2650?1.205??9.81?431.9

依??0.6，?Re?431.9，查出：Ret??utde?0.3，所以： ?0.3?1.81?10?5de??4.506?10?5m?45μm

1.205?0.1（3）假设为滞流沉降，得：

2 ??d(?s??)g

18ut其中 ut?h??0.157.32ms?0.02049ms 将已知数据代入上式得：

0.006352?7900?1600??9.81 ??Pa?s?6.757Pa?s

18?0.02049 核算流型

Re?

?dut0.00635?0.02049?1600??0.03081?1 ?6.7572．用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5 m，宽5 m，高4.2 m，固体杂质为球形颗粒，密度为3000 kg/m3。气体的处理量为3000（标准）m3/h。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。

（1）若操作在20 ℃下进行，操作条件下的气体密度为1.06 kg/m3，黏度为1.8×10-5 Pa?s。

（2）若操作在420 ℃下进行，操作条件下的气体密度为0.5 kg/m3，黏度为3.3×10-5 Pa?s。

解：（1）在降尘室内能够完全沉降下来的最小颗粒的沉降速度为：

273?20q273ms?0.03577ms ut?v,s?bl3600?5?5 设沉降在斯托克斯区，则：

2 ut?0.03577?d(?s??)g

18?3000? d?18?ut18?1.8?10?5?0.03577??1.985?10?5m?19.85μm

(?s??)g(3000?1.06)?9.81 核算流型：

1.985?10?5?0.03577?1.06 Ret???0.0418?1

?1.8?10?5原设滞流区正确，能够完全除去的最小颗粒直径为1.985×10-5 m。

（2）计算过程与（1）相同。完全能够沉降下来的最小颗粒的沉降速度为：

dut?273?420q273ms?0.0846ms ut?v,s?bl3600?5?5 设沉降在斯托克斯区，则：

3000? d?18?ut18?3.3?10?5?0.0846??4.132?10?5m?41.32μm

(?s??)g(3000?0.5)?9.81 核算流型：

4.132?10?5?0.0846?0.5 Ret???0.0529?1

?3.3?10?5 原设滞流区正确，能够完全除去的最小颗粒直径为4.132×10-5 m。

dut?

第四章 传热

1.间壁换热器管壁温度 t接近α 大 一侧的流体温度；总传热系数Ｋ的数值接近 热阻大 侧的α值。

2.冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90℃，出口温度为50℃，冷水进口温度为15℃，出口温度为53℃，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的 5 ％（冷热水物性数据视为相同）

3.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<λ3在稳定传热过程中，各层的热阻R1 > R2 > R3;各层导热速率Q1 = Q2 = Q3。 4. 冷、 热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃， 出口温度T2为200℃，冷气体进口温度ｔ1＝50℃，两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时，冷气体出口温度为 250 ℃； 若热损失为5％时，冷气体出口温度为 240 ℃。 5.热量传递的基本方式有 传导传热 、 对流传热 、 辐射传热

6 平均总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1.α2以及间壁导热系数λ的关系简化式为 (1/K)=(1/α1+b/λ+1/α2) 当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(W?m-1?K-1)时,两侧给热系数分别为8000(W?m-2?K-1)和1000(W?m-2?K-1)时,总传热系数= 824(W?m-2?K-1) 7.用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃， 在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30℃， 方案II是令冷却水终温为35℃，则用水量 W1 小于 W2，所需传热面积A1 大于 A2（大于、小于、等于）。 8.单层间壁热阻的表达式为 b/（λS） ，用SI制表示的单位是 K?W-1 9如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由 对流 、 热传导 和 对流 三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:α1 < α2，控制热阻应在 a 侧，因此若强化该传热过程，应从 a 侧着手。

10. 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116 W?m-2?K-1 ，α2＝11600 W?m-2?K-1， 要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（ A ）。 A. 设法增大α1; B. 设法增大α2;

C. 同时增大α1和α2。