王志魁《化工原理》课后思考题参考答案gqlx.docx
《王志魁《化工原理》课后思考题参考答案gqlx.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《王志魁《化工原理》课后思考题参考答案gqlx.docx(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二章 流体输输送机械械2-1 流体输输送机械械有何作作用?答:提高高流体的的位能、静静压能、流流速,克克服管路路阻力。2-2 离心泵泵在启动动前,为为什么泵泵壳内要要灌满液液体?启启动后,液液体在泵泵内是怎怎样提高高压力的的?泵入入口的压力处处于什么么状体?答:离心心泵在启启动前未未充满液液体,则则泵壳内内存在空空气。由由于空气气的密度度很小,所所产生的的离心力力也很小小。此时时,在吸吸入口处处所形成成的真空空不足以以将液体体吸入泵泵内。虽虽启动离离心泵,但但不能输输送液体体(气缚缚);启动后泵泵轴带动动叶轮旋旋转,叶叶片之间间的液体体随叶轮轮一起旋旋转,在在离心力力的作用用下,液液体沿着着
2、叶片间间的通道道从叶轮轮中心进进口位置置处被甩甩到叶轮轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。泵入口处处于一定定的真空空状态(或或负压)2-3 离心泵泵的主要要特性参参数有哪哪些?其其定义与与单位是是什么?1、流量量qv: 单单位时间间内泵所所输送到到液体体体积,mm3/s, m33/miin, m3/h.。2、扬程程H:单单位重量量液体流流经泵所所获得的的能量,JJ/N,mm3、功率率与效率率: 轴轴功率PP:泵轴轴所需的的功率。或或电动机机传给泵泵轴的功功率。 有有效功率率Pe: 效效率:2-4 离心泵泵的特性性曲线有有几条?其曲线线的形
3、状状是什么么样子?离心泵泵启动时时,为什什么要关关闭出口口阀门?答:1、离心心泵的HH、P、与qv之间的关系曲线称为特性曲线。共三条;2、离心心泵的压压头H一一般随流流量加大大而下降降离心泵的的轴功率率P在流流量为零零时为最最小,随随流量的的增大而而上升。与qv先先增大,后后减小。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、关闭闭出口阀阀,使电电动机的的启动电电流减至至最小,以以保护电电动机。2-5 什么是是液体输输送机械械的扬程程?离心心泵的扬扬程与流流量的关关系是怎怎样测定定的?液液体的流流量、泵泵的转速速、液体体的粘度度对扬程程有何影影响?答:1、单
4、单位重量量液体流流经泵所所获得的的能量2、在泵泵的进、出出口管路路处分别别安装真真空表和和压力表表,在这这两处管管路截面面1、22间列伯伯努利方方程得:3、离心心泵的流流量、压压头均与与液体密密度无关关,效率率也不随随液体密密度而改改变,因因而当被被输送液液体密度度发生变变化时,HH-Q与与-Q曲曲线基本本不变,但但泵的轴轴功率与与液体密密度成正正比。当当被输送送液体的的粘度大大于常温温水的粘粘度时,泵泵内液体体的能量量损失增增大,导导致泵的的流量、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 在测定定离心泵泵的扬程程与流量量的关系系时,当当离心泵泵出口管管路上的的阀门开开
5、度增大大后,泵泵出口压压力及进进口处的的液体压压力将如如何变化化?答:泵出出口压力力变小,进进口处真真空度增增加2-7 离心泵泵操作系系统的管管路特性性方程是是怎样推推导的?它表示示什么与与什么之之间的关关系?答:当离离心泵安安装到特特定的管管路系统统中操作作时,若若贮槽与与受液槽槽两液面面保持恒恒定,则则泵对单单位重量量(1NN)流体体所做的的净功为为,忽略略令,得管路特特性方程程2-8 管路特特性方程程中的与kk的大小小,受哪哪些因素素影响?答:与液液面高度度差和静静压差有有关。kk与管路路长度、管管径、摩摩擦系数数及局部部阻力系系数有关关。2-9 离心泵泵的工作作点是怎怎样确定定的?流流
6、量的调调节有哪哪几种常常用的方方法?答:1、离离心泵在在管路中中正常运运行时,泵泵所提供供的流量量和压头头应与管管路系统统所要求求的数值值一致。安安装于管管路中的的离心泵泵必须同同时满足足管路特特性方程程与泵的的特性方方程,即即管路特特性方程程和泵的的特性方方程 HH =ff(Q),联解解上述两两方程所所得到两两特性曲曲线的交交点,即即离心泵泵的工作作点。2、改变变口阀开开度(改改变管路路特性曲曲线);改变泵泵的转速速(改变变泵的特特性曲线线);离离心泵并并联操作作;离心心泵的串串联操作作。2-100 何谓谓离心泵泵的气蚀蚀现象?如何防防止发生生气蚀?答:1、当当叶片入入口附近近的最低低压力等
7、等于或小小于输送送温度下下液体的的饱和蒸蒸汽压时时,液体体将在此此处汽化化或者是是溶解在在液体中中的气体体析出并并形成气气泡。含含气泡的的液体进进入叶轮轮高压区区后,气气泡在高高压作用用下急剧剧地缩小小而破灭灭,气泡泡的消失失产生局局部真空空,周围围的液体体以极高高的速度度冲向原原气泡所所占据的的空间,造造成冲击击和振动动。金属属表面受受到压力力大,频频率高的的冲击而而剥蚀以以及气泡泡内夹带带的少量量氧气等等活泼气气体对金金属表面面的电化化学腐蚀蚀等,使使叶轮表表面呈现现海绵状状、鱼鳞鳞状破坏坏。这种种现象称称为汽蚀蚀。2、为了了避免气气蚀的发发生,泵泵的安装装高度不不能太高高,可用用泵规格格
8、表中给给出的气气蚀余量量对泵的的安装高高度加以以限制。2-111 影响响离心泵泵最大允允许安装装高度的的因素有有哪些?答:最大大允许安安装高度度;环境境大气压压,工作作温度下下的液体体饱和蒸蒸气压,允允许气蚀蚀余量,吸吸入管路路的压头头损失。2-122 往复复泵有没没有气蚀蚀现象?答:往复复泵一样样有气蚀蚀问题,只只是相对对较小,但但在实际际使用中中一样需需要满足足入口压压力要求求。2-133 往复复泵的流流量由什什么决定定?与管管路情况况是否有有关?答: ;往复泵泵的流量量由泵缸缸尺寸、活活塞行程程及往复复频率所所决定,(即单位位时间内内活塞扫扫过的体体积)。与与管路情情况(几几乎)无无关。
9、2-144 往复复泵的扬扬程(对对液体提提供压头头)与什什么有关关?最大大允许扬扬程是由由什么决决定的?答:1、 2、最最大允许许扬程由由泵的机机械强度度、密封封性能及及电动机机的功率率等决定定。2-155 何谓谓通风机机的全风风压?其其单位是是什么?如何计计算?答:全风风压:单单位体积积气体流流经通风风机后所所获得的的总机械械能。单单位是PPa,2-166 通风风机的全全风压与与静风压压及动风风压有什什么关系系?答:全风风压为静静风压和和动风压压之和。2-177 为什什么通风风机的全全风压与与气体密密度有关关?在选选用通风风机之间间,需要要把操作作条件下下的全风风压用密密度换算算成标定定条件
10、下下的全风风压。但但为什么么离心泵泵的压头头H与密密度无关关?答:因为为通风机机全压,所所以和密密度有关关 离心泵泵的理论论压力第三章 沉降与与分离3-1 固体颗颗粒与流流体相对对运动时时的阻力力系数在在层流层层区(斯斯托克斯斯区)与与湍流区区(牛顿顿区)有有何不同同?答:100-4 Ree 2的区域域称为层层流区或或斯托克克斯定律律区。;湍流区或或牛顿(NNewtton)定定律区(500 Re液体气体4-4 纯金属属与其合合计比较较,热导导率哪个个大?答:纯金金属大于于合金4-5 非金属属的保温温材料的的热导率率为什么么与密度度有关?答:密度度小,则则所含的的空气越越多,气气体的导导热系数数
11、低于固固体。4-6 在厚度度相同的的两层平平壁中的的热传导导,有一一层的温温度差较较大,另另一层较较小。哪哪一层热热阻大。答:温差差大的热热阻大,热热导率低低。4-7 在平壁壁热传导导中,可可以计算算平壁总总面积AA的导热热速率QQ,也可可以计算算单位面面积的导导热速率率(即热热流密度度)。而而圆筒壁壁热传导导中,可可以计算算圆筒壁壁内、外外平均面面积的导导热速率率Q,也也可以计计算单位位圆周长长度的壁壁面导热热速率qql,为为什么不不能计算算热流密密度?答:圆筒筒壁的传传热面积积和热流流密度不不再是常常量,但但传热速速率在稳稳态时是是常量4-8 输送水水蒸气的的圆管外外包覆两两层厚度度相同、
12、热热导率不不同的保保温材料料。若改改变两层层保温材材料的先先后次序序,其保保温效果果是否改改变?若若被保温温的不是是圆管而而是平壁壁,保温温材料的的先后顺顺序对保保温效果果是否有有影响?答:圆筒筒壁: 有有影响平壁 没没有影响响4-9 对流传传热速率率方程 中的的对流传传热系数数与哪些些因素有有关答:流动动状态(气气、液、蒸蒸汽)、流流体的性性质(热热导率、热热容、粘粘度、密密度)、壁壁面形状状等流体有有无相变变化、流流体流动动的原因因、流动动状态、流流动物性性和壁面面情况(换换热器结结构)等等都影响响对流传传热系数数。4-100 流体体在圆管管内强制制对流时时对流换换热系数数的计算算式中,P
13、Pr的指指数n由由什么决决定?流流体在管管内的流流速及管管径对的影响响有多大大?管长长、弯管管的曲率率对管内内对流传传热有何何影响?答:被加加热n=0.44;被冷冷却n=0.33在传热管管的长度度小于进进口段以以前,管管子愈短短,则边边界层愈愈薄,就就愈大。曲率越大,就愈大。4-111 水的的对流传传热系数数一般比比空气大大,为什什么?答:按照照强制对对流公式式4-122 为什什么滴状状冷凝的的对流传传热系数数比膜状状冷凝的的大?由由于壁面面不容易易形成滴滴状冷凝凝,蒸汽汽冷凝多多为膜状状冷凝。影影响膜状状冷凝的的因素有有哪些?答:在滴滴状冷凝凝过程中中,壁面面的大部部分面积积直接暴暴露在蒸蒸
14、汽中,在在这些部部位没有有液膜阻阻碍着热热流,故故滴状冷冷凝的传传热系数数可比膜膜状冷凝凝高十倍倍左右。影响膜状状冷凝的的因素有有:(1)冷冷凝液膜膜两侧的的温度差差当液膜膜呈滞流流流动时时,若温温度差加加大,则则蒸汽冷冷凝速率率增加,因因而液膜膜层厚度度增加,使使冷凝传传热系数数降低。(2)流流体物性性由膜状状冷凝传传热系数数计算式式可知,液液膜的密密度、粘粘度及导导热系数数,蒸汽汽的冷凝凝潜热,都都影响冷冷凝传热热系数。(3)蒸蒸汽的流流速和流流向蒸汽汽以一定定的速度度运动时时,和液液膜间产产生一定定的摩擦擦力,若若蒸汽和和液膜同同向流动动,则摩摩擦力将将是液膜膜加速,厚厚度减薄薄,使传传
15、热系数数增大;若逆向向流动,则则相反。但但这种力力若超过过液膜重重力,液液膜会被被蒸汽吹吹离壁面面,此时时随蒸汽汽流速的的增加,对对流传热热系数急急剧增大大。(4)蒸蒸汽中不不凝气体体含量的的影响若若蒸汽中中含有空空气或其其它不凝凝性气体体,则壁壁面可能能为气体体(导热热系数很很小)层层所遮盖盖,增加加了一层层附加热热阻,使使对流传传热系数数急剧下下降。因因此在冷冷凝器的的设计和和操作中中,都必必须考虑虑排除不不凝气。含含有大量量不凝气气的蒸汽汽冷凝设设备称为为冷却冷冷凝器,其其计算方方法需参参考有关关资料。(5)冷冷凝壁面面的影响响若沿冷冷凝液流流动方向向积存的的液体增增多,则则液膜增增厚,
16、使使传热系系数下降降,故在在设计和和安装冷冷凝器时时,应正正确安放放冷凝壁壁面。例例如,对对于管束束,冷凝凝液面从从上面各各排流到到下面各各排,使使液膜逐逐渐增厚厚,因此此下面管管子的传传热系数数比上排排的要低低。为了了减薄下下面管排排上液膜膜的厚度度,一般般需减少少垂直列列上的管管子数目目,或把把管子的的排列旋旋转一定定的角度度,使冷冷凝液沿沿下一根根管子的的切向流流过,4-133 液体体沸腾的的两个基基本条件件是什么么?答:一是是液体的的温度要要达到沸沸点,二二是需要要从外部部吸热。4-144 为什什么核状状沸腾的的对流传传热系数数比膜状状沸腾的的传热系系数大?影响核核状沸腾腾的因素素主要
17、有有哪些?答:核状状沸腾,气气泡的生生成速度度、成长长速度以以及浮升升速度都都加快。气气泡的剧剧烈运动动使液体体受到剧剧烈的搅搅拌作用用,增大大。膜状状沸腾传传热需要要通过气气膜,所所以其值值比核状状沸腾小小。 影响核核状沸腾腾的因素素主要有有:液体体物性;温度差差;操作作压力;加热面面状况;设备结结构、加加热面形形状和材材料性质质以及液液体深度度等。4-155 同一一液体,为为什么沸沸腾时的的对流传传热系数数比无相相变化时时的对流流传热系系数大?答:因为为相变热热比液体体的热容容大很多多,所以以沸腾时时的对流流传热系系数比无无相变化化时的对对流传热热系数大大。4-166 换热热器中冷冷热流体
18、体在变温温条件下下操作时时,为什什么多采采用逆流流操作?在什么么情况下下可以采采用并流流操作?答:逆流流时的平平均温度度差最大大,并流流时的平平均温度度差最小小,其它它流向的的平均温温度差介介于逆流流和并流流两者之之间,因因此就传传热推动动力而言言,逆流流优于并并流和其其它流动动型式。当当换热器器的传热热量Q 即总总传热系系数K一定时时,采用用逆流操操作,所所需的换换热器传传热面积积较小。在某些生生产工艺艺要求下下,若对对流体的的温度有有所限制制,如冷冷流体被被加热时时不得超超过某一一温度,或或热流体体被冷却却时不得得低于某某一温度度,则宜宜采用并并流操作作。4-177 换热热器在折折流或错错
19、流操作作时的平平均温差差如何计计算?答: 根据冷冷、热流流体的进进、出口口温度,算算出纯逆逆流条件件下的对对数平均均温度差差 ;按下式式计算因因数 RR 和 P:根据RR 和P 的值,从从算图中中查出温温度差校校正系数数 ;将纯逆逆流条件件下的对对数平均均温度差差乘以温温度差校校正系数数 ,即即得所求求的 。4-188 换热热器的总总传热系系数的大大小,受受哪些因因素影响响?怎样样才能有有效地提提高总传传热系数数?答:取决决于流体体的物性性、传热热过程的的操作条条件及换换热器的的类型等等;K值总是是接近于于小的的流体的的对流传传热系数数值,关键在在于提高高小一一侧的对对流传热热系数;减慢污污垢
20、形成成速率或或及时清清除污垢垢。4-199 在换换热器中中,用饱饱和蒸汽汽在换热热管外冷冷凝发热热,加热热管内流流动的空空气。总总传热系系数接近近哪种流流体的对对流传热热系数?壁温接接近哪种种流体的的温度?忽略污污垢和管管壁热阻阻。要想想增大总总传热系系数,应应增大哪哪个流体体的对流流传热系系数?答:总传传热系数数接近空空气一侧侧的对流流传热系系数;壁壁温接近近饱和蒸蒸汽的温温度;要要想增大大总传热热系数,应应增大空空气的对对流传热热系数。4-200 何谓谓透热体体、白体体、黑体体、灰体体?答:能透透过全部部辐射能能的物体体,称为为透热体体;能全部部反射辐辐射能的的物体,称称为白体体;能全部部
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工原理 王志魁 化工 原理 课后 思考题 参考答案 gqlx
限制150内