4正位移泵的流量与()有关。
A.泵的转速与结构B.管路阻力C.泵的压头
5离心泵的压头、流量均与流体的()无关。
A.黏度B黏度密度C.温度
6液体的黏性随温度升高而(),气体的黏性随温度升高而()。
A.升高,降低B.升高,升高C.降低,升高
7余隙系数越大,压缩比越大,则容积系数()。
A.越小B.越大C.不变
8正位移泵的压头与()有关。
A.泵的转速B.管路阻力C.流量
四、简答
1离心泵发生气蚀现象的原因是什么?
危害是什么?
应如何防止?
2根据离心泵的特性曲线图说明用其出口阀门调节管路流量的原理。
3简述实际流体柏努利方程的物理意义。
4简述离心泵的结构和工作原理。
5简述用旁路阀调节往复泵流量的原理。
五、计算
1已知离心泵吸入管内径为100mm,吸入管路总压头损失为12u2/2g(u为吸管内水的流速,m/s),泵入口处真空表读数为45.33kPa。
试求吸水管内的流量(m3/h)。
已知水的密度为103m3/kg。
2用泵将密度为1.15g/cm3的盐水,以0.0056m3/min的流量由一敞口大原料贮槽送敞口高位槽中,管道出口比原料贮槽的液面高23m,吸入管内径为90mm,泵出口管内径为52.5mm。
假如管路系统的摩擦损失为53.8J/kg,泵的效率为70%,试计算泵的扬程和功率。
3用泵将82.2℃的热水以0.379m3/min的流量从一出口贮槽中吸上来,泵的入口管为内径50.8mm,长6.1m的40号钢管,有三个弯头。
水从泵中流出来后经过一长61m,内径50.8mm的带两个弯头的管段后再排到大气中,排出口比贮槽的液面高6.1m。
(1)计算总摩擦损失;
(2)计算泵所作的的功;3.泵的有效功率。
4用泵降体积流量为0.5m3/h的水以0.1m/s的速度从10m下的加热罐中抽至水龙头处。
假如罐的压力保持在600kPa的表压下,试求泵的能量。
忽略管道阻力。
第三章非均相物系的分离
一、名词解释
1非均相物系
2临界粒径
3重力沉降
4离心沉降
5沉降速度
6过滤速率
二、填空
1滤饼过滤有()和()两种典型的操作方式。
在实际操作中常用()的操作方式。
2沉降室应做成()形或在室内设置()。
3沉降室的生产能力与()和()有关。
4除尘系统可以由()、()和()组成。
5在除尘系统中,含尘气体可先在()中除去较大尘粒,然后在()中除去大部分尘粒。
6过滤有()和()两种基本方式。
7板框过滤机的工作过程主要有(),()和()等。
8滤饼过滤开始后会迅速发生()现象。
在滤饼过滤中,真正起过滤作用的是()。
9滤饼阻力的大小主要取决于(过滤介质)及其()。
10非均相物系的分离遵循()的基本规律。
三、选择
1在相同条件下,板框过滤机的洗涤速率为终了过滤速率的()。
A.1/2;B.1/3;C.1/4
2对于可压缩性滤饼,其压缩系数为()。
A.s=0;B.s<1;C.s>1
3过滤的推动力为()。
A.浓度差;B.温度差;C.压力差
4一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表逐渐上升,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是()。
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
四、简答
1简述旋风分离器的结构和设计原理。
2简述影响重力沉降的因素(以斯托克斯区为例)。
3设计一个含尘气体的分离系统,并简述各个设备的作用。
4简述降尘室的结构和设计原理。
5根据过滤基本方程,简述影响过滤的因素。
6简述板框压滤机的工作过程。
7设洗水的粘度和温度黏度液相同,试证明洗涤速率是最后过滤速率的1/4。
8简述先恒速后恒压过滤的特点。
9简述用试验法求过滤常数的方法。
五、计算
1试计算直径d90μm,密度ρs为3000kg/m3的固体颗粒分别在20℃的空气和水中的自由沉降速度。
已知20℃时空气的密度为1.205kg/m3,黏度为1.81×10-5Pa·s,水的黏度为1.5×10-3Pa·s。
2某悬浮液中固相密度为2930kg/m3,其湿饼密度为1930kg/m3,悬浮液中固相颗粒的质量分率为25g/升水。
该悬浮液于400mm汞柱的真空度下用小型转筒真空过滤机做试验,测得过滤常数K=5.15×10-6m2/s。
现用一直径为1.75m,长0.98m的转筒真空过滤机生产。
操作压力于试验相同,转速为1r/min,浸没角为125.5°,滤布阻力可忽略,滤饼不可压缩。
试求此过滤机的生产能力和滤饼的厚度。
3已知含尘气体中尘粒的密度为2000kg/m3。
气体温度为375K,黏度为0.6cP,密度为0.46kg/m3。
现用一标准型旋风分离器分离其中的尘粒,分离器的尺寸为D=400mm,h=D/2,B=D/4。
含尘气体在进入排气管以前在分离器内旋转的圈数为N=5,气体流量Q=1000m3/h。
试计算其临界粒径。
4预用沉降室净化温度为20℃流量为250m3/h的常压空气,空气中所含灰尘的密度为1800kg/m3,要求净化后的空气不含有直径大于10μm的尘粒,试求所需净化面积为多大?
若沉降室低面的宽为2m,长5m,室内需要设多少块隔板?
已知20℃时,空气黏度为1.81×10-5Pa·s。
5若分别采取下列各项措施,试分析真空转筒过滤机的生产能力将如何变化。
已知滤布阻力可以忽略,滤饼不可压缩。
(1)转筒尺寸按比例增大1倍;
(2)转筒浸没度增大1倍;(3)操作真空度增大1倍;4.转速增大1倍。
6用单碟片的碟式离心机澄清含有颗粒的黏性液体,颗粒密度为1461kg/m3,溶液的密度为801kg/m3,黏度为10P,离心机转筒的r2=0.02225m,r1=0.00716m,碟片的半锥角为45。
,如果转速为2300r/min,流量为0.002832m3/h。
计算出口流体中最大颗粒的直径。
第六章传热学
一、名词解释
1对流传热
2自然对流
3强制对流
4热辐射
5黑体
二、填空
1常用的列管换热器的温度补偿方式有()、()和()等。
2强化传热的途径主要有()、()和()等
3热传导是借助于()来进行热量的传递的。
热传导主要发生在()或()中。
4热量的传递是由于()而引起的。
根据传热原理,传热有()、()和()三种方式。
5在对流传热中,雷诺准数等于(),它表示()。
6在对流传热中,努塞尔准数等于(),它表示()。
7影响对流传热的因素主要有()、()、()和()等。
8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()W2,所需传热面积A1()A2(大于、小于、等于)。
9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()%(冷热水物性数据视为相同)
三、选择
1在与等温面垂直的方向上,()
A.温度梯度最大B.温度梯度较小C.没有温度梯度
2液体的沸腾传热应控制在()区,以获得较大的传热膜系数.
A.核状沸腾;B.膜状沸腾;C.自然对流
3在相同传热面积条件下,逆流操作时所需加热剂用量较并流操作().
A.多;B.少;C.相同
4间壁式换热器任一侧流体的对流换热过程中,热阻主要集中在().
A.间壁本身;B.层流底层;C.湍流主体
5已知圆筒壁(外半径为r3)上两层保温材料的温度分布曲线如图示:
A层的导热系数()B层的导热系数;应将()放在内层保温效果好。
(A,B两层厚度相等)。
A.等于B.大于C.小于D.A层
四、简答
1简述影响对流传热系数的因素。
2举例说明板式换热器在食品中的应用。
3根据传热速率方程简述影响间壁式换热器的因素。
4举例说明套管式换热器在食品中的应用。
5简述套式换热器的特点及其应用。
五、计算
1某平壁厚度b=0.37m,内表面温度t1=1650℃,外表面温度t2=300℃,平壁材料热导率λ=0.815+0.00076t,W/(m2·℃)。
若将热导率分别按常量(取平均热导率)和变量计算,试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。
2用平板法测定材料的热导率。
平板状材料的一侧用电热器加热,另一侧用冷却水通过夹层将热量移走。
所加热量由加至电热器的电压和电流算出,平板两侧的表面温度用热电偶测得(见附表)。
已知材料的导热面积为0.02m2,其厚度为0.01m,测得的数据如下,试求:
(1)材料的平均热导率
;
(1)设该材料的热导率为
,试求
和a'。
电热器
材料表面温度/℃
电压/V
电流/A
高温侧
低温侧
140
2.8
300
100
114
2.28
200
50
3某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100mm,其热导率分别为0.9W/(m·℃)及0.7W/(m·℃)。
待操作稳定后,测得炉膛的内表面温度为700℃,外表面温度为130℃。
为了减少燃烧炉的热损失,在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、热导率为0.06W/(m2·℃)的保温材料。
操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃,外表面温度为90℃。
设两层砖的热导率不变,试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几?
4红砖平壁墙,厚度为500mm,一侧温度为200℃,另一侧为30℃。
设红砖的平均热导率取0.57W/(m2·℃),试求:
(1)单位时间、单位面积导过的热量;
(2)距离高温侧350mm处的温度。
5某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次彻成。
耐火砖:
热导率
=1.05W/(m2·℃);
厚度b1=0.23m;
绝热砖:
热导率
=0.151W/(m2·℃)
每块厚度b2=0.23m;
普通砖:
热导率
=0.93W/(m2·℃)
每块厚度b3=0.24m;
若已知耐火砖内侧温度为1000℃,耐火砖与绝热砖接触处温度为940℃,而绝热砖与普通砖接触处的温度不得超过138℃,试问:
(1)绝热层需几块绝热砖?
(2)此时普通砖外侧温度为多少?
6在外径为140mm的蒸气管道外包扎保温材料,以减少热损失。
蒸气管外壁温度为390℃,保温层外表面温度不大于40℃。
保温材料的λ与t的关系为λ=0.1+0.0002t(t的单位为℃,λ的单位为W/(m2·℃))。
若要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m,试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。
7φ60mm×3mm铝合金管(热导率按钢管选取),外包一层厚30mm石棉后,又包一层30mm软木。
石棉和软木的热导率分别为0.16W/(m2·℃)和0.04W/(m2·℃)。
又已知管内壁温度为-110℃,软木外侧温度为10℃,求每米管长所损失的冷量。
若将两保温材料互换,互换后假设石棉外侧的温度仍为10℃不变,则此时每米管长上损失的冷量为多少?
8空心球内半径为r1、温度为ti,外半径为r0、温度为t0,且ti>t0,球壁的热导率为λ。
试推导空心球壁的导热关系式。
9在预热器内将压强为101.3kPa的空气从10℃加热到50℃。
预热器由一束长度为1.5m,直径为φ86mm×1.5mm的错列直立钢管所组成。
空气在管外垂直流过,沿流动方向共有15行,每行有管子20列,行间与列间管子的中心距为110mm。
空气通过管间最狭处的流速为8m/s。
管内有饱和蒸气冷凝。
试求管壁对空气的平均对流传热系数。
10在长为3m,内径为53mm的管内加热香蕉浆。
香蕉浆的质量流速为172kg/(s·m2)。
若香蕉浆在定性温度下的物性数据如下:
Pa·S;
w/m·K;
kJ/(kg·℃)。
试求香蕉浆对管壁的对流传热系数。
11有一列管式换热器,由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管组成。
果汁在管内流动,由20℃被加热至80℃,果汁的流量为8.32kg/s。
外壳中通入水蒸气进行加热。
试求管壁对果汁的传热系数。
当果汁的流量提高一倍时,传热系数有何变化。
12热空气在冷却管管外流过,2=90W/(m2·℃),冷却水在管内流过,
1=1000W/(m2·℃)。
冷却管外径do=16mm,壁厚b=1.5mm,管壁的λ=40W/(m2·℃)。
试求:
①总传热系数Ko;
②管外对流传热系数2增加一倍,总传热系数有何变化?
③管内对流传热系数1增加一倍,总传热系数有何变化?
13有一套管换热器,内管为φ25mm×1mm,外管为φ38mm×1.5mm。
冷水在环隙内流过,用以冷却内管中的高温气体,水的流速为0.3m/s,水的入口温度为20℃,出口温度为40℃。
试求环隙内水的对流传热系数。
14有一不锈钢制造的套管换热器,内管直径为φ89mm×3.5mm,流量为2000kg/h的糖浆在内管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
糖浆的对流传热系数h=230W/(m2·K),水的对流传热系数c=290W/(m2·K)。
忽略污垢热阻。
试求:
①冷却水消耗量;②并流和逆流操作时所需传热面积;③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同,计算冷却水出口温度与消耗量,假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
22某无相变的流体,通过内径为50mm的圆形直管时的对流传热系数为120W/(m2·℃),流体的Re=2×104。
假如改用周长与圆管相等,高与宽之比等于1∶2的矩形管,而流体的流速增加0.5倍,试问对流传热系数有何变化?
15某食品厂用冷水冷却奶油。
冷却器为φ14mm×8mm钢管组成的排管,水平浸于一很大的冷水槽中,冷水由槽下部进入,上部溢出,通过槽的流速很小。
设冷水的平均温度为42.5℃,钢管外壁温度为56℃,试求冷水的对流传热系数。
16室内有二根表面温度相同的蒸气管,由于自然对流两管都向周围空气散失热量。
已知大管的直径为小管直径的10倍,小管的(Gr·Pr)=108。
两水平管单位时间、单