化工原理习题

化工原理

第一章 练习

1． 湍流流动的特点是 脉动 ，故其瞬时速度等于 时均速度 与 脉动速度 之和。 2．雷诺准数的物理意义是 黏性力和惯性力之比 。

3．当地大气压为755mmHg ，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ，则其真空度为405 mmHg 。

4．以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为

ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++22

2

2121122。

5．实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 黏性 。

6．如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将 （1） 。 (1)不变 (2)变大

(3)变小 (4)不确定 7．如图所示的并联管路，其阻力关系是 （C ） 。 （A ）(∑h f )A1B >(∑h f )A2B （B ）(∑h f )AB =(∑h f )A1B +(∑h f )A2B （C ）(∑h f )AB =(∑h f )A1B =(∑h f )A2B （D ）(∑h f )AB >(∑h f )A1B =(∑h f )A2B 8．孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 截面 、变 压头 ，而后者是恒 压头 、变 截面 。

9．如图所示，水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时，压力表读数p=59.3kPa 。现将阀门全开，试求此时管内流量。

已知阀门（全开）的阻力系数为6.4，管内摩擦因数λ=0.018。

答：槽面水位高度m g p H 045.681

.91000103.593

=⨯⨯==ρ

在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得：

2

4.60.1

5.01.0203081.9045.62

u

⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=⨯λ

解得：s m u /65.2=

h m s m u d V /9.74/0208.065.21.04

14

1

3322==⨯⨯==ππ

题8附图

题1附图

1．水以70m3/h的流量流过倾斜的异径管通。如图。已知小管内径d A=100mm，大管内径d B=150mm，B、A截面中心点高度差h=0.3m，U形压差计的指示液为汞。若不计AB段的流体流动阻力，试问：U形压差计哪一支管内的指使液液面较高？R为多少？

2．如附图所示，水泵抽水打进B、C水槽。已知各管内径相等，且A—B段、A —C段和OA段（不包括泵内阻力）的管道长与局部阻力当量管长之和

相等。设摩擦系数λ值皆相同，过程定态。求。

3。水以6.4×10-4m 3/s 的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径d 1=20mm ，大管内径d 2=46mm 。欲测1、2两截面处水的压差，为取得较大的读数R ，采用倒U 形压差计。已知压差计内水面上空是ρ=2.5kg/m 3的空气，读数R=100mm 。求水由1至2截面的流动阻力∑h f 。

kg J U U P P h

Pa gR P P s m U s m U m m f

i m m /02.12385.0037.210

5.978()(5.97810.081.9)5.21000()()(/385.0)04

6.0)(4/(104.6/03

7.2)

020.0)(4/(104.62

23

22212

1122

4

22

4

1=-+-=+-=

=⨯⨯-=-=-

=⨯==⨯=∑--ρ

ρρππ）（）解：

第二章

基本概念：

1、区分离心泵的气缚和气蚀现象、扬程与升扬高度、工作点与设计点等概念。

2、离心泵的工作点是怎么确定的？离心泵流量调节方法有哪些？各种方法的实质及优缺点。

3、离心泵的压头受哪些因素影响？

4、后弯叶片有什么优点？

5、为什么启动离心泵前要关闭出口阀门？

6、离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？

1、区分离心泵的气缚和气蚀现象、扬程与升扬高度、工作点与设计点等概念。

离心泵在启动过程中若泵壳内混有空气或未灌满泵，则泵壳内的流体在随电机作离心运动产生负压不足以吸入液体至泵壳内，泵像被“气体”缚住一样，称离心泵的气缚现象；危害是使电机空转，容易烧坏电机；避免或消除的方法是启动前灌泵并使泵壳内充满待输送的液体，启动时关闭出口阀。

“汽蚀现象”则是由于泵内某处的绝对压力低于操作温度下液体的饱和蒸汽压，也就是说当泵壳内吸入的液体在泵的吸入口处因压强减小恰好汽化时，给泵壳内壁带来巨大的水力冲击，使壳壁像被“气体”腐蚀一样，该现象称为汽蚀现象；汽蚀的危害是损坏泵壳，同时也会使泵在工作中产生振动，损坏电机；降低泵高度能避免汽蚀现象的产生。

可见二者产生的原因不同，现象不同，后果亦不同。但都是离心泵正常操作所不允许的现象。离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量, 液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度△z，而且还要用于静压头的增量△p/ρg和动压头的增量△u2/2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离△z，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。

离心泵的特性曲线He－Qe与管路的特性曲线H－Q二者的交点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。换言之，工作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。离心泵的设计点存在于离心泵的效率与流量的特性曲线中，是指离心泵在一定转速下的最高效率点。泵在与最高效率相对应的流量及压头下工作最为经济，在与最高效率点对应的Q、H、N值被称为最佳工况参数。

2离心泵的工作点是怎么确定的？离心泵流量调节方法有哪些？各种方法的实质及优缺点。答：离心泵的特性曲线He－Qe与管路的特性曲线H－Q二者的交点称为泵在该管路上的工作点。

流量调节方法：

（1）改变阀门开度调节流量

优点：方法简便，应用广泛。对于调节幅度不大而经常需要改变流量的场合，此法尤为适用。缺点：关小阀门会使阻力加大，因而需多消耗一部分能量以克服附加的阻力，经济上不合理。（2）改变转速调节流量

优点：可保持管路特性曲线不变，流量随转速下降而减小，动力消耗也相应降低，因此节能效果显著。

缺点：但需要变速装置，难以做到流量连续调节，因此一般只有在调节幅度大、时间又长的季节性调节中才使用。

（3）改变叶轮直径