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1、姓名 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )密封线线_ _ 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 流体力学与传热 试卷注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)； 3考试形式：闭卷； 4. 本试卷共六大题，满分100分，考试时间120分钟。题 号一二三四五六总分分数201015201520100得 分评卷人一、 填空选择题：（20分，每题2分）1、 流体在圆形管道中作完全湍流流动，如果只将流速增加一倍，阻力损失为原来的 4 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/2 倍。2、离心泵的特性
2、曲线通常包括 H-Q 曲线、 N-Q 和 -Q 曲线等。3、气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。4、测量流体体积流量的流量计有 转子流量计 、 孔板流量计 和 涡轮流量计。5、(1)离心泵最常用的调节方法是 B （A） 改变吸入管路中阀门开度（B） 改变压出管路中阀门的开度（C） 安置回流支路，改变循环时的大小（D） 车削离心泵的叶轮（2）漩涡泵常用的调节方法是 B （A） 改变吸入管路中阀门开度（B） 安置回流支流，改变循环量的大小（C） 改变压出管路中阀门的开度（D） 改变电源的电压。6、沉降操作是指在某种 力场 中利用分散相和连续相之间的 密度 差异，使之发生相
3、对运动而实现分离的操作过程。7、最常见的间歇式过滤机有 板框过滤机和叶滤机 连续式过滤机有 真空转筒过滤机 。8、在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在 壳程流动，加热器顶部设置排气阀是为了 排放不凝气，防止壳程值大辐度下降。9、（1）为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是 A （A）表面光滑，颜色较浅；（B）表面粗糙，颜色较深（C）表面粗糙，颜色较浅（2）某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为，空气进口温度为，出口温度为，问此套管换热器内管壁温应是_C_。（A）接近空气平均温度（B）接近饱和蒸汽和空气的平均温度（C）接近饱和蒸汽温
4、度10、举出三种间壁式换热器 套管 、 夹套换热器 、 蛇管换热器 。二、问答题：（每题5分，共10分） 1离心泵发生“汽蚀”的主要原因是什么？离心泵工作时，在叶轮中心区域产生真空形成低压而将液体吸上。如果形成的低压很低，则离心泵的吸上能力越强，表现为吸上高度越高。但是，真空区压强太低，以致于低于体的饱和蒸汽压，则被吸上的液体在真空区发生大量汽化产生气泡。含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂。因气泡的消失产生局部真空，周围的液体就以极高的速度流向气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使材料手到破坏。把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，称为气蚀现象。汽蚀是
5、由于液体在一定的温度下达到了它的汽化压力，可见和输送介质，工况有密切的关系造成汽蚀的主要原因有： 进口管路阻力过大或者管路过细；输送介质温度过高；流量过大，也就是说出口阀门开的太大；安装高度过高，影响泵的吸液量；选型问题，包括泵的选型，泵材质的选型等解决办法：清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；降低输送介质的温度；减小流量；降低安装高度； 2、保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？m1m7m1.5m1mABCMA保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构.夹层因空气被抽出接近真空,可防止对流散热损失.其次,瓶胆夹层内两表面均镀有银,铝等低黑度涂层,增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐
6、射。三、（15分）一敞口高位水槽A中水流经一喉径为15mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密度为1400 kg/）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为573mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。（1） 当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg；（2） 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（定量计算说明判断依据）。（3） 如果不能被吸入，可采取那些措施？（举两种方法）解1：主管道(1)文丘里喉部M处在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：(2) h碱碱水h水 h水1.5
7、1400/10002.1m(1.66m)（真空度）故浓碱液不能被吸入管内。在B槽液面与M处水平截面间的列柏努利方程得： 可见吸入量的大小不仅与M处的真空度、B槽液面与M处的位差有关，而且与吸入管的管路情况（管径、管长、粗糙度等）有关，应增加M点的真空度，可减少B与M的位差，增加水的流量，减少A与M的位差。10m2m四、 （20分） 用泵将20水从敞口贮槽送至表压为2105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路尺寸为f1084mm的无缝钢管，吸入管长为20m，排出管长为100m（各段管长均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门为3/4开度时，真空表读数为30000Pa
8、，两测压口的垂直距离为0.5m，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为0.02。试求：(1)阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；(2)压强表读数（Pa）；(3)泵的压头（m）；(4)若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因。解：（1）阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；在贮槽液面0-0与真空表所在截面1-1间列柏努利方程。以0-0截面为基准水平面，有： 其中， , z0=0， u0=0, p0=0（表压）, z1=2m, p1=-30000Pa（表压）代入上式，得： u1=4.1m/s， Q=(2)压强表读数（Pa）；在压力表所在截面2-2与容器液面3-3间列柏努利方程。仍以0-
9、0截面为基准水平面，有： 解得， p2=433270Pa（表压）（3）泵的压头（m）；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得，若离心泵运行一年后发现有气缚现象，原因是进口管有泄露。五、（10分）有一降尘室，长6m，宽3m，共20层，每层100mm，用以除去炉气中的矿尘，矿尘密度，炉气密度，粘度0.035m，现要除去炉气中10以上的颗粒，试求：（1） 为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？（2） 每小时最多可送入炉气若干？（3） 若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？解：（1）设沉降区为滞流，则 因为 则 假设正确由降尘室的分离条件，有 （2）=6052.3（3） 可见加
10、隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。六、(20分)一立式换热器规格如下：管长3m，管数30根，管径为 mm，管程为1。现拟选用此换热器将 饱和蒸气冷凝为饱和液体，其饱和温度为46 ， 走管外，其流量W=0.1kg/s，其冷凝潜热为350kJ/kg，比热容为1kW/(kg) 。水走管内，且与呈逆流流动。冷却水进出口温度为10 和30 。已知基于换热管外表面的总传热系数分别为，其与管内的冷却水的流速0.8次方成正比。（1）所需要的冷却水的用量（2）此换热器是否合用？（3）现将换热器有单管程改为双管程，定量计算换热器是否合用？(4)通过上述计算你得出什么结论？解：（1）以管子外表面为基准计算已有换热器的传热面积： （1） 求所需的传热面积 冷凝段的传热量平均温差冷却水用量 平均温差 所需传热面积 A，即已有传热面积大于所需传热面积，所以此换热器合用。 试卷第 5 页 共 5 页
