化工原理课后思考题参考答案DOC.docx

1、化工原理课后思考题参考答案DOC第二章 流体输送机械2-1 流体输送机械有何作用？答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压力处于什么状体？答：离心泵在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐

2、扩大，大部分动能转变为静压能。泵入口处于一定的真空状态（或负压）2-3 离心泵的主要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？1、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m3、功率与效率： 轴功率P：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。 有效功率Pe： 效率： 2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？答：1、离心泵的H、P、与qv之间的关系曲线称为特性曲线。共三条；2、离心泵的压头H一般随流量加大而下降离心泵的轴功率P在流量为零时为最小，随流量的增大而

3、上升。与qv先增大，后减小。额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是怎样测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2间列伯努利方程得： 3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与-Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度大于常温水的粘度

4、时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？答：泵出口压力变小，进口处真空度增加2-7 离心泵操作系统的管路特性方程是怎样推导的？它表示什么与什么之间的关系？答：当离心泵安装到特定的管路系统中操作时，若贮槽与受液槽两液面保持恒定，则泵对单位重量(1N)流体所做的净功为，忽略令，得管路特性方程2-8 管路特性方程中的与k的大小，受哪些因素影响？答：与液面高度差和静压差有关。k与管路长度、管径、摩擦系数及局部阻力系数有关。2-

5、9 离心泵的工作点是怎样确定的？流量的调节有哪几种常用的方法？答：1、离心泵在管路中正常运行时，泵所提供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。安装于管路中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程，即管路特性方程和泵的特性方程 H =f(Q)，联解上述两方程所得到两特性曲线的交点，即离心泵的工作点。2、改变口阀开度（改变管路特性曲线）；改变泵的转速（改变泵的特性曲线）；离心泵并联操作；离心泵的串联操作。2-10 何谓离心泵的气蚀现象？如何防止发生气蚀？答：1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。含气泡的

6、液体进入叶轮高压区后，气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，造成冲击和振动。金属表面受到压力大，频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等，使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。这种现象称为汽蚀。2、为了避免气蚀的发生，泵的安装高度不能太高，可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。2-11 影响离心泵最大允许安装高度的因素有哪些？答：最大允许安装高度；环境大气压，工作温度下的液体饱和蒸气压，允许气蚀余量，吸入管路的压头损失。2-12 往复泵有没有气蚀现象？答：往复泵一样有气蚀问题，只是相

7、对较小，但在实际使用中一样需要满足入口压力要求。2-13 往复泵的流量由什么决定？与管路情况是否有关？答：；往复泵的流量由泵缸尺寸、活塞行程及往复频率所决定，(即单位时间内活塞扫过的体积)。与管路情况（几乎）无关。2-14 往复泵的扬程（对液体提供压头）与什么有关？最大允许扬程是由什么决定的？答：1、 2、最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定。2-15 何谓通风机的全风压？其单位是什么？如何计算？答：全风压：单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能。单位是Pa，2-16 通风机的全风压与静风压及动风压有什么关系？答：全风压为静风压和动风压之和。2-17 为什么通风机的全风压

8、与气体密度有关？在选用通风机之间，需要把操作条件下的全风压用密度换算成标定条件下的全风压。但为什么离心泵的压头H与密度无关？答：因为通风机全压，所以和密度有关 离心泵的理论压力 第三章 沉降与分离3-1 固体颗粒与流体相对运动时的阻力系数在层流层区（斯托克斯区）与湍流区（牛顿区）有何不同？答：10-4 Re 2的区域称为层流区或斯托克斯定律区。； 湍流区或牛顿（Newton）定律区（500 Re液体气体4-4 纯金属与其合计比较，热导率哪个大？答：纯金属大于合金4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关？答：密度小，则所含的空气越多，气体的导热系数低于固体。4-6 在厚度相同的两层平壁中

9、的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小。哪一层热阻大。答：温差大的热阻大，热导率低。4-7 在平壁热传导中，可以计算平壁总面积A的导热速率Q，也可以计算单位面积的导热速率（即热流密度）。而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率Q，也可以计算单位圆周长度的壁面导热速率ql，为什么不能计算热流密度？答：圆筒壁的传热面积和热流密度不再是常量，但传热速率在稳态时是常量4-8 输送水蒸气的圆管外包覆两层厚度相同、热导率不同的保温材料。若改变两层保温材料的先后次序，其保温效果是否改变？若被保温的不是圆管而是平壁，保温材料的先后顺序对保温效果是否有影响？答：圆筒壁： 有影响平壁没有影响4-

10、9 对流传热速率方程 中的对流传热系数与哪些因素有关答：流动状态（气、液、蒸汽）、流体的性质（热导率、热容、粘度、密度）、壁面形状等流体有无相变化、流体流动的原因、流动状态、流动物性和壁面情况（换热器结构）等都影响对流传热系数。4-10 流体在圆管内强制对流时对流换热系数的计算式中，Pr的指数n由什么决定？流体在管内的流速及管径对的影响有多大？管长、弯管的曲率对管内对流传热有何影响？答：被加热n=0.4;被冷却n=0.3 在传热管的长度小于进口段以前，管子愈短，则边界层愈薄，就愈大。曲率越大，就愈大。4-11 水的对流传热系数一般比空气大，为什么？答：按照强制对流公式4-12 为什么滴状冷凝的

11、对流传热系数比膜状冷凝的大？由于壁面不容易形成滴状冷凝，蒸汽冷凝多为膜状冷凝。影响膜状冷凝的因素有哪些？答：在滴状冷凝过程中，壁面的大部分面积直接暴露在蒸汽中，在这些部位没有液膜阻碍着热流，故滴状冷凝的传热系数可比膜状冷凝高十倍左右。影响膜状冷凝的因素有： （1）冷凝液膜两侧的温度差当液膜呈滞流流动时，若温度差加大，则蒸汽冷凝速率增加，因而液膜层厚度增加，使冷凝传热系数降低。（2）流体物性由膜状冷凝传热系数计算式可知，液膜的密度、粘度及导热系数，蒸汽的冷凝潜热，都影响冷凝传热系数。（3）蒸汽的流速和流向蒸汽以一定的速度运动时，和液膜间产生一定的摩擦力，若蒸汽和液膜同向流动，则摩擦力将是液膜加速，厚度减薄，使传热系数增大；若逆向流动，则相反。但这种力若超过液膜重力，液膜会被蒸汽吹离壁面，此时随蒸汽流速的增加，对流传热系数急剧增大。