1、一、选择题1. 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( A )A. 气缚现象 B. 汽蚀现象C. 汽化现象 D. 气浮现象2. 同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( C )A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞3. 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
2、4. 当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（ B ）A. 扬程减少，流量、效率、轴功率均增大； B. 扬程、流量、效率均降低，轴功率增大；C. 扬程、效率增大，流量，轴功率减少； D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率减少。5. 为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（B）的转鼓。 A. 高转速、大直径； B. 高转速、小直径；C. 低转速、大直径； D. 低转速，小直径；6. 板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（ C ）倍。A. 1； B. 1/2； C. 1/4； D.1/87. 在层流流
3、动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ A ）倍。A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。8. 流体在长为 3m、高为 2m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ B ） 。A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。9. 随着温度的升高液体的粘度（ ） ，气体的粘度（ ） 。 （ D ）A. 增加，降低； B. 增加，不变； C. 降低，不变； D.降低，增加10. 某液体在一段水平圆形直管内流动，已知 Re 值为 1800，若平均流速为0.5m/s 则管中心点处速度为（ C ） 。A. 0.25m/s； B. 0.5
4、m/s； C. 1.0m/s； D. 2.0m/s。二、填空题1. 某设备上真空表的读数为 13.3103 Pa ，则设备内的绝对压强为 _85.4103 Pa _, 表压强为 _-13.3103 Pa_ 。已知该地区大气压强为 98.7103 Pa 。 2. 某设备的进、出口压强分别为 1200 mmH2O （真空度）和 1.6 kgf/cm 2 （表压） 。若当地大气压为 760 mmHg, 设备进、出口的压强差为 -1.687105 N/m 2 。 （用 SI 制表示）3. 有一内径为 25 mm 的水管，如管中水的流速为 1.0 m/s ，管中水的流动类型 _湍流_; 管中水保持层流状
5、态的最大流速 _0.08 m/s _ （水的密度 =1000 kg/m3 , 粘度 = 1 cp ） 。 4. 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，因流动阻力产生的能量损失为原来的 _16_ 倍。 5. 离心泵的工作点是_管路特性曲线_曲线与_离心泵特性曲线_曲线的交点。6. 牛顿粘性定律的表达式是 =(du/dy) ，粘度在 SI 制中的单位是 Pas 。7. 离心泵最常用的调节方法是 改变阀门开度; 往复泵的流量调节是采用 _旁路调节_ 。 8. 离心泵停车时要 先关出口阀后断电 。 9. 离心泵装置中吸入管路的 _底阀_ 的作用是防止启动前灌入
6、的液体从泵内流出。 10. 一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由 20 升至 50 ，则其沉降速度将 _下降_（填上升、下降或不变） 。11. 降尘室的生产能力与降尘室的 _长_ 和 _宽_ 有关。 12. 板框压滤机主要由滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成，三种板按 _123212321_的顺序排列组成。13. 旋风分离器当切向进口速度相同时，随着旋风分离器的直径增大其离心分离因数越_小_；而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_大_。 三、计算题：1. （20 分）每小时将 2104kg、45氯苯用泵从反应器 A 输送到高位槽B（如图所示） ，
7、管出口处距反应器液面的垂直高度为 15m，反应器液面上方维持 26.7kPa 的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为 76mm4mm、长26.6m 的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为0.3mm。管线上有两个全开的闸阀、5 个 90标准弯头。45氯苯的密度为 1075 kgm-3，粘度为 6.510-4 Pas。泵的效率为 70%，求泵的轴功率。附：各局部阻力系数全开闸阀 1 = 0.1790标准弯头 2 = 0.75摩擦系数计算式 = 0.1( + )0.23 d 68Re解：如图，取 1-1、2-2 界面，以 1-1 截面为基准面21,22211 fe hguzpHguzpp1 = 26.7kPa
8、（绝压） ，z 1 = 0, u1 0 p2 = 101.3kPa（绝压）z 2 = 15m 13468.5307smqV123241u54106.105.6728eR 21,22 fe hguzpH弯闸进直直 ,21, 5ffffffhh0293.)16.830(. 3.5=1.178m gudlhf2,直 81.4.6=0.4717m .92)75.01.5.0(, 局f=23.83m471.08.148.97)263.3 eHNe = HeqVg = 23.83 5.168 10-3 1075 9.81 = 1.30 103W Na = kW86.06.17.0332.（20 分）如图，
9、20软水由高位槽分别流入反应器 B 和吸收塔 C 中，器 B 内压力为 0.5atm（表压） ，塔 C 中真空度为0.1atm，总管为 57 x 3.5mm，管长（20+z A）m，通向器 B 的管路为 25 x 2.5mm，长 15m。通向塔 C 的管路为 25 x 2.5mm，长 20m（以上管长包括各种局部阻力的当量长度在内） 。管道皆为无缝钢管，粗糙度可取为 0.15mm。如果要求向反应器供应 0.314kg/s 的水，向吸收塔供应 0.471kg/s 水，问高位槽液面至少高于地面多少？解：（1）因题中未给管路的摩擦系数 ，故先求 主管路 smdVuAOCBA /4.05.1473.0
10、22由 /d AO=0.15/50=0.003 和 Re AO查得 AO=0.0305，通向反应器的管路 OB，u OB=0.314/(/4)0.02 21000=1.0m/sReOB=0.021.01000/(110-3)=2104由 /d OB=0.15/20=0.0075 和 Re OB查得 Ob=0.038。通向反应器的管路 OC，u OC=0.471/(/4)0.02 21000=1.5m/sReOC=0.021.51000/(110-3)=3104由 /d OC=0.15/20=0.0075 和 Re OC查得 Ob=0.0365(2)在 A 槽液面和 B 槽进口管处水平面之间列机
11、械能衡算方程（以 B 槽进口管处水平面为基准面）：将以上数据代入（） ，并整理得解得 z A=10.66m（3）在 A 槽液面与吸收塔液体入口所在截面之间列机械能衡算式： 4310.2104.5ReOB22()ABABABfPuPuzzhaggA0()0.5981405(4,./BABOPzzuumsB式 中 ： 表 压 ， 表 压 ，A ZOBOABf z zgudlgudlh0497.52.1 81.920.5038.1.92405.3.22, Az0497.52.189108.9222 ()ACCACfPuPuzzhbgg将以上数据代入（） ，并整理得解得 z A=11.46m比较两个
12、zA值，取其大者，即 zA=11.46m 为最终结果。3. （10 分）用 1084 的热轧无缝钢管将经沉淀处理后的河水引入一贮水池，最大输水量为 60m3/h，池中最高水位高于河水面 15m，泵中心（吸入口处）高出河面 2.0m，管路总长 140m，其中吸入管总长 30m（均包括局部阻力的当量长度） ，钢管的磨擦系数 0.028，河水冬季水温 10，夏季为 25 ，密度取1000kg/m3，当地大气压强为 98kPa； (1)试选一台合适的离心泵；(2)校核泵的安装高度泵的性能参数如下表：型 号 流量 Qm3/h扬程 Hm允许汽蚀余量(NPSH)r，m效率%轴功率 NkW电机功率kWIS80
13、6516060 29 3.0 72 6.59 7.5IS1008012560 24 4.0 67 5.86 11.0解：d: 1084，热轧无缝钢管； Q=60m3/h；h 3:15m；h 2:2.0m；管路总长 140m；吸入管总长 30m（均包括局部阻力的当量长度； 0.028，t 1=10，t 2=25 ，=1000kg/m 3， P0=98kPa； 河水河水 经经 沉淀以后沉淀以后 较较 干干 净净 ，且在常温下，且在常温下 输输 送，可 选选 用用 IS 型型 单级单单级单 吸离心式清水吸离心式清水 泵泵 。（1）计计 算管路系算管路系 统统 要求要求 泵泵 提供的提供的 压头压头
14、He，列河水面与池水面，列河水面与池水面 间间 的柏努利方程，得的柏努利方程，得A0()0.19810(),.5/CACOPazums式 中 ： P表 压 ， 表 压 ，A ZOOACf z zgdlgdlh0497.285. 81.9250.365.81.9240.3.22, Az0497.285.1.01.2 fe HgupzH2式中， z =15m， p=0， u20, 取取 10 水的密度水的密度 1000kg/m3,粘度粘度 =1.3mPas，水在管内的流速为，水在管内的流速为 则水在管内的则水在管内的 Re 为：为： 为湍流为湍流 管壁的相对粗糙度为 /d=0.4/100=0.00
15、4，查图得 =0.028，则所以，He=15+9=24m,选用 IS8065160 更为适宜，其原因是：a、在泵正常流量与最大流量下效率都较高；b、流量和扬程有一定裕度，调节余地大；c、电机功率匹配适当，可长期在较高的功率因数下运转。然后还应当校核泵的安装高度是否满足要求。（2）校核安装高度 要求安装高度为 2.0m，允许安装高度为式中，p 0=98kPa，由表查，按 25查得水的饱和蒸汽压为 3.167kPa，p0=98kPa，pv=3.167kPa，则允许安装高度为故此型号的泵合用，但其进口内径为 80mm，出口内径为 65mm。因此进出口都应使用锥形管同 1084 管相连接。4. （10
16、 分）拟在 9.81103Pa 的恒定压强差下过滤某悬浮液。已知该悬浮液gudlHef 2)()10( 吸smdVus /12.0.785.36/.023.1.1Red mgudlHef 0.981.20.48.2)( 吸)10(0, )(frvrg HNPSpH mNPSHr0.3)(mgudlHef 92.18.10.328.)()10( 吸 0.275.49.381067.9183, rg )10(0, )(frvrgNPSHr.由直径为 0.1mm 的球形颗粒状物质悬浮于水中组成，过滤时形成不可压缩滤饼，其空隙率为 60%，水的粘度为 1.010 Pas，过滤介质阻力可以忽略，若每获得
17、 1m3 滤液所形成的滤饼体积为 0.333m3。试求：1）每平方米过滤面积上获得 1.5m3 滤液所需的过滤时间；2）若将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？解：1）求过滤时间 已知过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为 Kq2单位面积获得的滤液量 q=1.5 m3/ m2过滤常数 vrpKs21对于不可压缩滤饼，s=0 ，r=r=常数，则已知 p=9.81103Pa， =1.0103 Pas，v=0.333m 3/m2根据式 3-37 知215ar，又已知滤饼的空隙率 =0.6球形颗粒的比表面433106.06dm2/m3所以 132240165r1/m2则 31004.89 Km2/s所以
18、 542.3qs2）过滤时间加倍时增加的滤液量1089 s则 123Kq m3/m2625.2 m3/m2即每平方米过滤面积上将再得 0.62m3 滤液。5、用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯 0.40，塔顶馏出液中含苯 0.95（以上均为摩尔分率） 。原料液为气液混合进料，其中蒸汽占 1/3（摩尔数比） 。苯-甲苯的平均相对挥发度为 2.5，回流比为最小回流比的 1.5 倍，试求：（1） 原料液中汽相及液相的组成；（2） 最小回流比；（3） 若塔顶采用全凝器，求从塔顶往下数第二块理论板下降的液体组成。解：（1）设原料液液相组成为 Fx，汽相组成为 Fy（均为摩尔分率） 4.0Fx则 4.0312Fyx（1） FF5.（2） 联立（1）式和（2）式，可得： 36.0Fx 548.0Fy （2） qDyxRmin因 q=2/3， 1qxF（3）xy5.2（4） 联立（3）和（4） 可得： 36.0q 58.0qy 所以 8.12.436.058.9min R（3）精馏段操作线方程为 R=1.51.8=2.7 257.03.795.0.311 nDnn xxRxy95.01D11.2xy则 84.01x 由 92.0573022.1590.x8.2x
