大连理工大学2007年考研试题及解答正

二．（20分）用离心泵将水库中的水送至60m 高的敞口容器，若水的流量为

80m 3/h ，管路的内径为150mm ，阀门全开时，管路总长（包括所有局部阻力当量

长度）为900m ，现有一台离心泵,其特性曲线为q V H 2

004.0120-=，（V q 的单位：m 3/h ，

H 的单位：m ）。已知水的密度ρ=1000kg/m 3，摩擦系数为0.02。

（1） 求阀门全开时管路的特性曲线；

（2） 该泵是否可用？并求阀门全开时该泵的工作点；

（3） 用阀将流量调至80m 3/h, 求由于流量调节损失在阀门上的压头是多少米；

若泵的效率为70%，求轴功率；

（4） 在泵的出口管线上并联一管路，定性分析泵的工作点如何变化，并图示之。

量增加。系统流动阻力减小，流相当于阀门开度增大，轴功率门上的压头

由于调节流量损失在阀泵提供的扬程时，管路需要的扬程用阀门将流量调至（该泵可用，其工作点为）将其代入式（则若令）解：（)4(4.291000

36007.010004.9480;7.247.694.94;4.9480004.0120,

7.698000151.060/80)3()

44.76,/4.10444.764.10400151.0601/4.104,6000551.0,004.012000151.060)2()

1(00151.0603600215.01690002.060150436001215.090002.06022122332322222

22522

21021112000kW g P P m H m H m L h m m L H h m q m

L h m q q q q L H q L q g q g L h g

u g p z L g u g p z e V V V V V V V V f =⨯⨯⨯⨯===-=∆=⨯-==⨯+=====⨯+===-=+=------------------------+=⨯⨯⨯⨯+=⎪⎪⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⋅⨯⨯⨯⨯+=∑+++=+++-ηππρρ

三．（10分）用一回转真空过滤机过滤某水悬浮液，操作真空度为80kPa,生产能

力为6m 3(滤液)/h ，过滤面积为5m 2,转鼓沉浸角为1200，转数为0.6转/分，现拟

用一板框过滤机代替上述回转真空过滤机，已知滤框长与宽均为1000mm,过滤压

力为196kPa （表压）,要求获得的滤液量为10 m 3，过滤时间0.5小时，设滤饼不

可压缩，过滤介质阻力忽略不计。试求：

（1） 需要滤框和滤板各多少；

（2） 板框过滤机过滤终了后在压力仍为196kPa （表压）下用相当于滤液量1/5

的水洗涤，洗涤时间为多少小时﹖若卸渣﹑重装等辅助时间为0.2小时，

则生产能力是多少m 3(滤液)/h ﹖

（回转真空过滤机生产能力ϕKn A V h 3600= ）

h m V V KA V d dV V a V KA d dV d dV m m A A A KA V h m K s m K K K n K A V D W h W

W W E W h /667.62.08.05.0108.05.02.082.08;841)2(1413,2,26;5

.0294.0100;5.0294.010/294.0360080

19610333.3/10333.3120

6.02536003606036;360120606.0536*******

120606.053600360013222222222225252''22''=++=++==⨯⨯=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛∴==⨯⨯===⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯

⨯⨯==--ττττττττ

ϕ小时个。个，滤板需要滤框一个滤框的过滤面积为）解：（

四. （20分）拟用125℃、汽化热为2191.8 kJ/kg 的饱和蒸汽将空气由20℃加

热到120℃，空气的流量为9000kg/h,空气在其平均温度下的物性数据为：粘度

η=2.06×10-5Pa ⋅s,比热容Cpc=1.017kJ/(kg ·K), 热导率λ=0.02996W/(m ⋅ K)。

若忽略热损失，试求：

（1） 蒸汽消耗量是多少(kg/h)?

（2） 已设计一台单壳程单管程换热器，其传热管规格为Ф19×2,管长为2 m,

管子数目为900根，在蒸汽侧对流传热热阻及管壁与污垢热阻均可忽略

的条件下，该换热器是否够用？此时空气的出口温度为多少？

（3） 如果把该换热器改为双管程，则空气的出口温度为多少？若使空气的出

口 温度恰好达到120℃，应在操作上采取何种措施？（通过定量计算说

明）

（4） C

t t t t t t K m W K K m W h u u

h h C

t t t t t t t KA W

t KA W

rD

K

t t t t t m L d A K m W K K m W c u d d h d d h d d h h R d d b d d R d d h K h kg D rD t t c q i i i c c c c c c m m m p i i i i

i i i d m i di i i c c c p c m οοπππ

ληηρλλ2.1233.59125105

083354

.4101790003600

44.10763.9612520125ln 12520125ln )

125()20125(44.10763.963600)

20(10179000)

(63.96019.0015

.04.122)

/(4.1223.70741.1;741.12)3(1154364.1012520

1253453

.210179000

3600

44.1075

.5512520125ln 12520

125ln )

125()20125(44.1075.553600)

20(1017900019588285.3244.1075.5525424936006

.417108.2191360085.325

105

ln )

120125()20125(ln 44.1072900019.0)

(5.55019.0015.03.70)(3.7002996.01006.210017.11006.2900015.0436009000015.0015.002996

.0

023.0023.010*******)2(/6.4178

.2191)20120(017.19000;)()1('2'2

'2'

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2'224502

450,8.08

.0900450900,450

,22

22

22321

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000,00012,`,=→=-=⨯⨯

⨯=-------⨯⨯=-⨯⨯⋅=⨯=⋅=⨯===⎪⎪⎭

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=⋅=++++⋅=++⋅++⋅==-⨯⨯==---该换热器不够用。

实际达到的传热速率需要的传热速率解：