四川理工《化工原理》复习提要（上）

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《化工原理》复习提要（上）

1.各章要点 1.1流体流动 1.1.1基本概念

连续介质模型；组成的表示（质量分率、摩尔分率、体积分率）；流体的密度及影响因素；流体静压强的特征、单位、表示方式及等压面；流量、流速的各种表达方式及计算；净功、有效功率、轴功率；牛顿粘性定律、 粘度μ及其影响因素；流体的流动类型、雷诺数、层流与湍流的本质区别；边界层厚度、边界层的形成和发展、边界层分离；局部阻力与直管阻力、当量直径与当量长度、相对粗糙度、圆形直管内的速度分布、摩擦系数、因次一致性原则、π定理与因次分析法、局部阻力系数；简单管路、并联管路、分支（汇合）管路。 1.1.2仪器设备

各种液柱式压差计、测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计等的结构、测试原理、安装要求。

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1.1.3基本公式 流体静力学基本方程：

p1p1p2Z1??Z2??g?g

柏努利

方程：

2u12p2u2Z1g???We?Z2g????hf?2?22p1u12p2u2Z1???He?Z2???Hf?g2g?g2g

Z1?g??u122?p1??We?Z2?2?u22?p2??Pf2连续性?d2???c圆管Ws1?Ws1????A1u1?A2u2????u1???d??u2 ?1?方程：

阻力计算方程：

64?层流：??lu2??Rehf?????d2?湍流：???（Re,)(在阻力平方区（完全湍流区）时??f()?dd?leu2u2'hf????(进口阻力系数?0.5；出口阻力系数?1）2d21.2流体输送机械 1.2.1基本概念

流体输送设备的类型；离心泵的主要部件及其作用；工作原理；类型；气缚现象产生的原因及消除措施；离心泵的理论流量与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬

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程、流量的主要因素；离心泵的主要性能参数——流量、扬程、轴功率、效率（容积效率、机械效率、水力效率）；特性曲线的测定、换算和应用及设计点；离心泵的设计点；离心泵的工作点及其调节方法；气蚀现象（避免措施）、临界气蚀余量、必需气蚀余量、最大吸上真空高度、允许吸上真空高度等概念及测定；泵的安装高度及其计算；离心泵的主要类型及型号表示、选择原则；正位移式输送设备的特点及操作要点。 1.12.2仪器设备

离心泵、往复泵的的结构、操作与调节。 基本公式 比例定律 切割定律

Q1n1?Q2n2'D2Q'?()QD2H1n?(1)2H2n2'D2H'?()2HD2N1n?(1)3 N2n2'D2N'?()3ND2

2H?A?BQ管路特性曲线方程 ee

离心泵特性曲线方程 H?C?TQ 允许吸上真空高度的换算

pv1000Hs?[H?(Ha?10)?(?0.24)]3?9.81?10's

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离心泵的安装高度

pu12Hg?Hs??Hf0?1?v?(NPSH)r?Hf0?1

2g?g往复泵的流量 Q??VQT 单动往复泵

QT?ASnr 双动往复泵 QT?(2A?a)Snr 1.3非均相物系的分离和固体流态化 1.3.1基本概念：

颗粒特性（体积、表面积、比表面积、形状系数）、颗粒群的性质（筛分分析、分布函数、密度函数、平均直径、密度）、床层特性（空隙率、比表面积、各向同性）、沉降操作（重力沉降、离心沉降；自由沉降、干扰沉降；沉降速度及影响因素）；尘室的特点及生产能力；离心沉降的原理、离心沉降的沉降速度的特点；离心分离因素；旋风分离器的临界直径及影响因素降、分离效率、压降；滤饼、料浆、滤液；饼层过滤与深层过滤；可压缩滤饼、不可压缩滤饼、助滤剂；过滤基本方程、比阻、过滤速度与过滤速率、恒压过滤、恒速过滤、先恒速后恒压过滤；滤饼洗涤、洗涤速率；板框压滤机、

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叶滤机、转筒真空过滤机的特点；生产能力及影响因素。 1.3.2仪器设备

降尘室、旋风分离器、板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机等的结构、特点。 1.3.3基本公式 重力沉降速度

Stokes区(10?4?Ret?dput???1)ud2p(?p??)gt?18?

降尘室的生产能力 Vs?BLut

dVA2?P1?s过滤基本方程 d????r'(V?Ve)

过滤过程的物料衡算 恒压过滤方程

(V?Ve)2?KA2(???e)或V2?2VVe?KA2?(q?q2e)?K(???e)或q2?2qqe?K?

先恒速后恒压的过滤方程

(V2?V2R)?2Ve(V?VR)?KA2(???R)

洗涤时间

???VWWdVd?? 生产能WQ?3600V3600VT????W??D

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力

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转筒真空过滤机的生产能力Q?465AKn? 1.4传热

1.4.1基本概念：

热传导、热对流、热辐射；对流传热、辐射传热；传热速率、热通量；稳态传热、非稳态传热；冷热流体的接触方式；载热体、加热剂、冷却剂；温度场、温度梯度、等温面及其特点；傅立叶定律、导热系数及影响因素，接触热阻；传热推动力、热阻；牛顿冷却定律、热边界层、对流传热系数及影响因素、进口段、保温层的临界直径；热负荷；总传热系数、污垢热阻；平均温度差、逆流、并流、错流、折流、管程数、壳程数、温度差校正系数；传热效率、传热单元长度、传热单元数、最小值流体；自然对流、强制对流、努塞尔准数(Nu)、普兰特准数(Pr)、格拉斯霍夫准数(Gr)；滴装冷凝、膜装冷凝；大容积沸腾、表面汽化、泡核沸腾、膜状沸腾、沸腾曲线；黑体、镜体、白体、灰体、吸收率、反射率、透过率；辐射能力、辐射系数、单色辐射能力；黑度；克希霍夫定律；

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总辐射系数、角系数；各种换热器的结构及特点。

1.4.2仪器设备：

套管换热器、列管换热器的结构、特点。 1.4.3基本公式： 热传导：

?t?t??平壁Q?圆筒壁Q?b11?r? ?ln??S???2?L?r?iiii?1iii??对流传热系数

Nu?0.023Re0.8Prn(被加热n?0.4；被冷却n?0.3)

热量衡算 Q?W''（H?H)?W（H?H) 1221工艺辅助bd0d0d011总传热系数 K0??0?Rs0??dm?Rsidi??idi

传热速率方程 Q?K0S0?tm?KiSi?tm

?t1??t2?tm????t1平均温度差 ?ln???t??2??T??辐射能力 黑体Eb?C0??100?4?T?灰体E??Co???100?4

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??T1?4?T1?4??????? 辐射传热速率 Q?C1?2?S????100??100???2.基本练习

2.1

基本概念填空

1. 1at=_______kgf/cm2=_______ m.H2O=________mm.Hg=_______N/m2。

2.实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为 ；若Re=500，则最大流速等于平均流速的 倍，摩擦系数λ= 。若保持流量不变，采用内径为为D/2的管道输送该流体，则压降等于原来压降的 倍。 3.流体粘度的因次表达式是 。理想流体的粘度等于 ，通常流体的粘度随流体的温度而变化，气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。

4.当地大气压为760mmHg，则0.25MPa(表)= Kg(f)/cm2(绝)。

5.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力及液位恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小使时，水的流量将 ，摩擦系数将 ，管路总机械能损失将 。

6.稳态流动时，流速只与 有关，而非稳态时的流速却与 和 有关。 7.流体粘度的因次式是 。通常流体的粘度随流体的温度而变化，气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。 8.当地大气压为760mmHg，则70Kpa（绝）= mmHg(真空度)。

9.当流体在圆形直管内作滞流时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数λ与Re的关系式为 。

10.气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。

11.孔板流量计和转子流量计最主要的区别在于：前者是恒 ，变 ；后者是恒 ，变 。

12.边长为0.5m的正方形通风管道的当量直径为 。

13.在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度的降低而 。

14.当Re为已知时，流体在圆形直管中呈层流时的摩擦系数λ= 。在粗糙管中呈湍流时，摩擦系数λ与 、 有关。

15.当流体在圆形直管内的Re=1500时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数λ= 。 16.液体的粘度随温度的升高而 。

17.当地大气压为760mmHg。测得某容器内的绝对压强为90kPa，则容器内的压强为 mmHg（真空度）= at（表压）。

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18.密度为ρkg/m、粘度为μPa.s的流体在内径为di的圆形直管内以流速u流动，则Re= 。当Re< ，流体呈现为层流（滞流），λ= ，管内速度分布是 型曲线，此时管中心处的流速等于平均流速的 倍。

19.理想流体的粘度为 ，液体粘度随温度的升高而 。 20.层流和湍流的本质区别是 。

21.因次分析法的基础是 ，粘度的因次表达式为 。

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22.减小流体在管路中流动阻力∑hf的措施有 、 、 。 23..当地大气压强为1at，某系统的表压强为0.5at，该系统的绝对压强为 at = mH2O。

24.流体的粘度与温度有关。其中，液体的粘度随温度的升高而 。 25.当地大气压为760mmHg。测得某容器内的绝对压强为90kPa，则容器内的压强为 mH2O（真空度）= at（表压）。

26.对0.2×0.4m的矩形通风管道，其润湿周边长为 ，当量直径为 。 27.功率的因次是 。因次分析的基础是 。

28.已知某油品在管的进口稳定段后的半径为R的圆形管道内流动，其Re=700，平均流速为0.25m/s，流过100m直管的流体阻力为7J/kg，则管道中 流速最大，最大流速为 m/s，摩擦系数λ= 。若将流量增大一倍而其它条件不变，流过100m的流体阻力hf= 。

29.水由液位的敞口高位槽通过一管道流进一液位及压力恒定的反应器。当管道上的阀门开度减小时，管路中水的流量将 ，摩擦系数将 ，管路的总能量损失将 。

30.理想流体是指 的流体。实际流体在可分为牛顿型流体和非牛顿型流体，其中牛顿型流体是指 。

31.当地大气压为10mH2O，则49kPa(真空度)= mmHg(绝)= at(表)。 32.实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为 ；若Re=500，则最大流速等于平均流速的 倍。 33.测量流体流量时，随着流体的流量增加，孔板流量计中孔板两侧的压差将 ；若改用转子流量计，当流量增加时转子上下两端的压差将 。

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34.密度为ρkg/m、粘度为μPa.s的流体在内径为di的圆形直观内流动，则Re= 。 当Re< ，流体呈现为层流（滞流），λ= ，管的速度分布是 型曲线，此时管中心处的流速等于平均流速的 倍。

35.理想流体的粘度为 ，液体的粘度随温度的升高而 。 36.流体粘度是流体分子 的宏观表现，粘度的因次表达式为 ，其中液体的粘度随温度的升高而 。

37.以Pa为单位的柏努利方程表达式为： 。

38.流体的流动类型分为 、 。若流体在直管内流动的摩擦系数只与Re有关的，则流体处于 ，而且摩擦系数的表达式为λ= 。 39.当地大气压强为1at，某系统的表压强为0.5at，该系统的绝对压强为 at= mH2O。 40.套管有Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于 、润湿周边等于 、当量直径等于 。

41.产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的 下，输送 时的性能曲线。

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42.当地大气压强为1at，一设备上压力表的读数为0.1MPa，其绝对压强为 Kg(f)/cm。 43.当地大气压强为1at，一设备上真空表的读数为450mmHg，其绝对压强为 Pa。 44.已知密度为800Kg/m3的油在内径为20mm、长度为L的圆形直管中稳态流动，其平均流速为0.25m/s，其Re=800、ΔPf=800Pa，则油的粘度μ= Pa.s，管道中心的流速= m/s。当油的流量增加一倍，则hf= J/Kg。

45.处在等温液体中同一水平高度的各个点压强相等的条件必须是： 、 、 。

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46.非稳态流动系统中，流体的流速与 、 有关。

47.实际流体在管内流动时产生流动阻力的主要原因是 。

48.以N为单位的柏努利方程表达式为 。 49.压强的因次表达式为 。因次分析的理论基础是 ，因次分析的目的是 。

50.已知1kg流体流过离心泵所获得的总机械能为245.25J/Kg，则泵的扬程为 m。 51.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/（s.m2），其体积流量为___________.平均流速为__________.(水的密度取：1000 kg/m3)

52.当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3、μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.5m/s时,其雷诺准数Re为_____ _____，其摩擦阻力系数λ为__ ____.。 53.某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为40×30mm,其当量直径de为_ ____。 54.管出口的局部阻力系数等于___ _____，管入口的局部阻力系数等于___ ___。 55.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿＿＿＿＿＿＿＿，热量衡算的理论基础是＿＿＿＿＿＿＿＿。

56.当地大气压为745mmHg,测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为__________。测得另一容器内的表压强为360mmHg,则其绝对压强为_______。

57.液柱压力计量是基于______________原理的测压装置,用U形管压差计测压时,当一端与大气相通时,读数R表示的是_________或___________。

58.米糠油在管中作完全湍流流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。

59.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区),其摩擦系数λ随___________ 和______________而变。

60.流体的位能是指在______作用下,流体距_______一定高度所具有的能量。

61.流体在管道内作稳定流动时，任一截面处的流速、压强等只随_____________ 变化。 62. 98.1kPa、67℃的空气的密度为__________kg/m3。(气体常数R=8.314J/mol.K,空气的平均分子量取为29g/mol)

63.静止液体中两处压力相等的条件是_______________________________。 64.当20℃的甘油（ρ=1261kg/m3，μ=1499cP），在内径为100mm的管内流动时，若流速为1.0 m/s,其雷诺数Re为______，流体的流动型态为_____，摩擦系数λ= 。 65.某环形截面的流道，由φ108×4mm 和φ76×3mm的钢管构成，当量直径de为______________。

66.流体的粘度是组成流体的分子、原子等微观微粒间 的宏观表现。一般液体的粘度随温度的升高而 。今有黏度为4×10-2Pa.s、密度为800kg/m3的油以0.4m/s的平均流速在内径为150mm长度为100m的直管段内流动，则雷诺准数Re= ，其流动类型为 ，其管内的最大流速为 ，其摩擦系数= ，体积流量为 ，质量流速= ，流体阻力ΔPf= 。 67.离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。

68.离心泵的主要部件有 、 和密封装置。调节离心泵流量的方法有 、 和泵的组合操作等三种。

69.离心泵的轴功率N、有效功率Ne与效率η的关系是 ，泵的效率包含 、 、 等三种效率。

70.泵铭牌上的轴功率和允许吸真空高度是指 时的数值。

71.产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的 下，输送 时的性能曲线。

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附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为 24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑f,1=2u2 与 ∑f,2 =10u2 计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103 Pa(表压).试求泵的有效功率。

4.本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m3，循环量为36 m3/h。管路的直径相同，盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为98.1J/ kg, 由B流至A的能量损失为49 J/ kg，试计算：（1）若泵的效率为70%时,泵的轴功率为若干KW?（2）若A处的压强表读数为245.2×103Pa时，B处的压强表读数为若干Pa？ 第3题附图 第4题附图 5. 20℃的水以2.5 m/s的流速流经Ф38×2.5mm的水平管,此管以锥形管与另一Ф53×3mm的水平管相连。如本题附图所示,在锥形管两侧A、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经 A、B 两截面间的能量损失为1.5 J/ kg ,求两玻璃管的水面差(以mm计),并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。 6.用压缩空气将密度为1100 kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液面维持恒定。管路直径均为Ф60×3.5mm，其它尺寸见本题附图。各管段的能量损失为∑hf,AB=∑hf,CD=u2，∑hf,BC=1.18u2。压差计中的指示液均为水银。试求当R1=45mm，h=200mm时：（1）压缩空气的压强P1为若干？（2）U管压差计读数 R2为多少？ 第5题附图 第6题附图 7.每小时将2×104kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持26.7×103Pa的真空度，高位槽液面上方为大气压强。管道为Ф76×4mm的钢管，总长为50m，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为15m。若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。 溶液的密度为1073kg/m3，粘度为6.3×10-4 Pa·s。管壁绝对粗糙度ε可取为0.3mm。

8.如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100mm的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20m。

（1）当闸阀关闭时，测得R=600mm、h=1500mm；当闸阀部分开启时，测得R=400mm、h=1400mm。摩擦系数λ可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为0.5。问每小时从管

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中流出水若干立方米。

（2）当闸阀全开时，U管压差计测压处的静压强为若干（Pa，表压）。闸阀全开时?e/d≈15，摩擦系数仍可取为0.025。 第7题附图 第8题附图 9.某油品的密度为800㎏/ m3、粘度为41cP，由附图中所示的A槽送至B槽，A槽的液面比B槽的液面高1.5m。输送管径为Ф89×3.5mm、长50m（包括阀门的当量长度），进、出口损失可忽略。试求：（1）油的流量（m3/h）；（2）若调节阀门的开度，使油的流量减少20%，此时阀门的当量长度为若干（m）？ 第9题附图 10.示输水系统。已知：管路总长度（包括所有局部阻力当量长度）为100m，其中压力表至高位槽为80m，管路摩擦系数λ=0.025，管的内径为0.05m，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为10m3/h，当地大气压强为760mmHg。求： 1)泵的轴功率N=？；2)压力表的读数为多少kg(f)/cm2？

11.如图所示，用内径d=100mm的管道，从水箱中引水。如果水箱中水面恒定，水面与出口管道中心所在水平面间的高度差为4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失，HfA-B=3u2（不含出口阻力损失），HfA-M=2u2。水的密度取1000kg/m3,当地大气压强为750mmHg。求：1)水在管内的流速及流量（m3/h）？2)管道中M的静压强PM(表)=？

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A18m压力表2m4m1mMB 第10题附图 第11题附图 12.将20oC的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J/kg，流量为20m3/h。试求理论功率为多少KW?

13.水在下图的管道中流动，流量为42.4m3/h，A、B两截面的内径分别为50mm、100mm，从A流向B的突然扩大阻力系数ζe=0.56，从B流向A的突然缩小阻力系数ζc=0.42，压差计的指示液为汞，密度为13600kg/m3，水的密度取1000kg/m3。试求： 1）流体由A流向B时，压差计的读数R1=? 2) 流体由B流向A时，压差计的读数R2=? ABR1ABR2(1)第13题附图

(2) 14.在内径di=50mm的管道中安装有一孔径为d0=25mm的孔板流量计以测量水的流量，孔板的孔流系数C0=0.62（设与管内Re无关），测量条件下，水的密度为1000kg/m3，粘度为1mPa.s，U型压差计的指示液为汞（密度为13600kg/m3）。试求： 1）压差计的读数R=200mm时，水的流量为多少？水在管道中Re=？ 2）压差计的最大读数Rmax=800mm，流量计所能测量的最大流量是多少？ 3）若用上述U型管压差计，当测量的最大流量Vmax=40m3/h，孔板的孔径d0=？（设孔板的孔流系数不变）

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R 第14题附图 四川理工学院 材料与化学工程系 化学工程教研室

15.用离心泵经Φ57×3.5mm的钢管将敞口贮槽内的有机溶剂（密度为800kg/m，粘度为0.02Pa.s）输送到反应器中。设贮槽内的液面距反应器内的管道出口间的高度差保持16m，如图所示。已知钢管总长（包括所有局部阻力当量长度）为25m,反应器内的压力恒定为

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4kg(f)/cm（表压），有机溶剂的流量为6m/h，泵的效率为60%。试确定泵的轴功率。

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16.如图所示，水以13.6m/h的流量流经一扩大管段，已知d1=40mm，d2=80mm，倒U型压差计中水位差R=170mm。试求：1）水流经扩大段的流体阻力hf，2）如将粗管一端抬高，使管段成倾斜放置而流量不变，推导说明R的读数有何变化。

R3

16md1d2 第15题附图

第16题附图

17.如图所示的管路系统中，有一直径为Φ38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB，并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C0=0.63。流体流经孔板的永久

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压降为3.5×10N/m，AB段的摩擦系数可取为0.024。试计算：1）液体流经AB段的压强降；2）若泵的轴功率为500W，效率为60%，则AB段所消耗的功率为泵有效功率的百分

3

率。（被输送液体密度为867Kg/m，指示剂密

3

度为13600Kg/m）

ABR=600mm 第17题附图

18.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4T. h,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。

19.如图所示:水以一定流速自下向上流动，在U形压差计中测得读数h＝100mm，二测压孔间距为1m，求：（1）流体由2-2截面流至1-1截面的能量损失h为多少m水柱？（2）2-2与1-1截面间静压差ΔP为多少m水柱？（3）若流体作反向流动，则U形压差计读数ｈ为多大？

第19题附图

20.密度为1200kg.m20m.h75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为25m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25％。

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试求泵的轴功率。 假设：（1）摩擦系数λ＝0.03；（2）泵的效率η＝0.6 21.如图3B57离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m3/h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg.m3，管路摩擦系数可取为0.024，试计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2)管路所需要的压头和功率；

第21题附图

22在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa，轴功率为2.45kW，转速为2900r/min。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。

23.用某离心泵以40m3/h的流量将贮水池中65℃的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落入凉水池中，以达到冷却的目的。已知水在进入喷头之前需要维持49kPa的表压强，喷头入口较贮水池水面高6 m。吸入管路和排出管路中压头损失分别为1 m和5m，管路中的动压头可以忽略不计。试选用合适的离心泵，并确定泵的安装高度。当地大气压按101.33kPa计。 24.常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/ m3，粘度小于20cSt，在贮存条件下饱和蒸汽压为80kPa，现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压强为177kPa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m和4 m。试核算该泵是否合用。

若油泵位于贮槽液面以下1.2 m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33kPa计。 25.用两台离心泵从水池向高位槽送水，单台泵的特性曲线方程为

H=25－1×106Q2 管路特性曲线方程可近似表示为

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Heee=10＋1×10Qe

两式中Q的单位为m3/s，H的单位为m。

试问两泵如何组合才能使输液量大？（输水过程为定态流动）

26.现采用一台三效单动往复泵，将敞口贮罐中密度为1250 kg/ m3的液体输送到表压强为1.28×106Pa的塔内，贮罐液面比塔入口低10m，管路系统的总压头损失为2m。已知泵的活塞直径为70mm，冲程为225mm，往复次数为200l/min，泵的总效率和容积效率分别为0.9和0.95。试求泵的实际流量、压头和轴功率。

27.用3B33A型离心泵从敞口水槽中将70℃的热水送到它处，槽内液位恒定。输水量为

3

35~45m/h。在最大流量下吸入管的压头损失为1m。液体在吸入管路的动压头不计。试确定

3

泵的允许安装高度。（流量为35~45m/h时泵的允许吸上真空高度为6.4~5.0m，70℃的热水

3

的密度为977.8kg/m、饱和蒸汽压为31.164kPa）。

3

28.某厂准备用离心泵将20oC的清水以40m/h的流量由敞口槽送至吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为1.0kgf/cm2，塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6m，吸入管和排出管的压头损失分别为1m、3m，管路内的动压头不计。当地大气压为760mmHg，水的密度为1000kg/m3。仓库中现有三台离心泵，其型号和性能参数如下所示，从中选一台比较合适的以作上述送水之用，并确定其安装高度。

型号 流量(m3/h) 扬程（m） 允许吸上真空高度（m） 3B57A 50 38 7.0

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76.在一传热面积为30m2的列管换热器中，用120℃的水蒸汽冷凝将某气体从30℃加热到

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80℃，气体走管内，流量为5000m/h，密度为1Kg/m，比热为1KJ/Kg.K。试估算该换热器的传热总系数K=?

若气体流量减小50%，加热蒸汽温度及气体进口温度不变，气体的出口温度为多少？（流量减小后仍处于湍流区）（K≈αi）

2

77.用一传热面积为3m的由Φ25×2.5mm钢管组成的单程列管换热器将机油从200℃冷却到100℃，冷却水的进口温度为10℃，水走管内，油走管外，两流体呈逆流流动。已知油和水的质量流量分别为1200Kg/h、1000Kg/h，比热分别为2KJ/Kg. ℃、4.184KJ/Kg. ℃,油侧和

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水侧的对流传热系数分别为250W/m. ℃、2000W/m. ℃，管壁热阻及垢阻不计。试求：1）算说明该换热器是否合用；2）夏天当水的进口温度升高到30℃，而油的流量及冷却程度不变时，该换热器是否合用？如何解决？

78.某列管换热器用109.2℃的饱和水蒸气加热管内的空气，使它由20℃升温至80℃，现空气的流量增加一倍，问在传热面积和空气的进、出口温度不变的情况下，加热蒸汽的温度应改为多少？（管壁热阻和污垢热阻不计，K0按平壁计算）

79.采用传热面积为4.48m2的单程管壳式换热器，进行溶剂苯和某水溶液的换热。苯的流量为3600kg/h，比热为1.88kJ/kg. ℃，温度从80℃冷却到30℃，水溶液由20℃加热至30℃。忽略热损失。试求：

1）传热系数K；2）因前工段的生产情况有变动，水溶液进口温度降到10℃，但由于工艺条件的需要，水溶液出口温度不能低于30℃。若两流体的流量不变及苯的进口温度不变，原换热器是否能保证水溶液的出口温度不低于30℃？（两种情况下两流体的物性常数可视为不变）

2

80.在一传热面积为30m的列管换热器中，用120℃的饱和水蒸汽恰好将某工艺气体从30℃

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加热到80℃，工艺气体走管程，流量为5000m/h，密度为1Kg/m（均以入口状态计），比热为1KJ/Kg.℃,估算此换热器的总传热系数。若将工艺气体的流量减少50%，而进口温度及加热蒸汽温度不变，估算工艺气体的出口温度。

81.某厂一单管程单壳程列管换热器, 列管规格为φ25×2.5mm,管长6m,管数501 根,管程走热气体,流量为5000kg/h,平均比热3.04kJ/kg.K，进口温度500℃；壳程走冷气体,流量为4000 kg/h,平均比热3.14kJ/kg.K,进口温度30℃。逆流操作时,测得热气体的出口温度为200℃,求总传热系数K为多少

82.某车间有一台换热面积（以外表面积计）为2.5m2的单程列管换热器。用180℃的热废气预热轻油, 轻油走管外,其流量为200kg/h比热为2kJ/kg.K,温度由30℃升至80℃。轻油与热气体作逆流流动。热废气出口温度为70℃。求：换热器的热负荷和传热系数。

83. 采用传热面积为4.48m2单程管壳式换热器，进行溶剂和某水溶液间的换热.流量为3600kg/h,比热为1.88kJ/kg.K的苯,80℃冷却至30℃, 水溶液由20℃被加热到30℃。忽略热损失。试求：传热系数K

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