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1、1-101-201-234-44-15第二章 流体输送机械2-1 流体输送机械有何作用？答：提高流体的位能、静压能、流速，克服管路阻力。2-2 离心泵在启动前，为什么泵壳内要灌满液体？启动后，液体在泵内是如何提高压力的？泵入口的压力处在什么状体？答：离心泵在启动前未布满液体，则泵壳内存在空气。由于空气的密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空局限性以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体（气缚）；启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于
2、截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。泵入口处在一定的真空状态（或负压）2-3 离心泵的重要特性参数有哪些？其定义与单位是什么？1、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积，m3/s, m3/min, m3/h.。2、扬程H：单位重量液体流经泵所获得的能量，J/N，m3、功率与效率：轴功率P：泵轴所需的功率。或电动机传给泵轴的功率。有效功率Pe：效率：2-4 离心泵的特性曲线有几条？其曲线的形状是什么样子？离心泵启动时，为什么要关闭出口阀门？答：1、离心泵的H、P、与qv 之间的关系曲线称为特性曲线。共三条；2、离心泵的压头H 一般随流量加大而下降离心泵的轴功率P 在流量为零时为最小，随流量的
3、增大而上升。与qv 先增大，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，相应的值称为最佳工况参数。3、关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。2-5 什么是液体输送机械的扬程？离心泵的扬程与流量的关系是如何测定的？液体的流量、泵的转速、液体的粘度对扬程有何影响？答：1、单位重量液体流经泵所获得的能量2、在泵的进、出口管路处分别安装真空表和压力表，在这两处管路截面1、2 间列伯努利方程得：3、离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而变化，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q 与-Q 曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。当被输送液体的粘度不小
4、于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、扬程减小，效率下降，但轴功率增长，泵的特性曲线均发生变化。2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时，当离心泵出口管路上的阀门开度增大后，泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化？答：泵出口压力变小，进口处真空度增长2-7 离心泵操作系统的管路特性方程是如何推导的？它表达什么与什么之间的关系？答：当离心泵安装到特定的管路系统中操作时，若贮槽与受液槽两液面保持恒定，则泵对单位重量(1N)流体所做的净功为，忽视令，得管路特性方程2-8 管路特性方程中的与k 的大小，受哪些因素影响？答：与液面高度差和静压差有关。k 与管路长度、管径、摩擦系数及局部
5、阻力系数有关。2-9 离心泵的工作点是如何拟定的？流量的调节有哪几种常用的措施？答：1、离心泵在管路中正常运营时，泵所提供的流量和压头应与管路系统所规定的数值一致。安装于管路中的离心泵必须同步满足管路特性方程与泵的特性方程，即管路特性方程和泵的特性方程 H =f(Q)，联解上述两方程所得到两特性曲线的交点，即离心泵的工作点。2、变化口阀开度（变化管路特性曲线）；变化泵的转速（变化泵的特性曲线）；离心泵并联操作；离心泵的串联操作。2-10 何谓离心泵的气蚀现象？如何避免发气愤蚀？答：1、当叶片入口附近的最低压力等于或不不小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析
6、出并形成气泡。含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭，气泡的消失产生局部真空，周边的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，导致冲击和振动。金属表面受到压力大，频率高的冲击而剥蚀以及气泡内夹带的少量氧气等活泼气体对金属表面的电化学腐蚀等，使叶轮表面呈现海绵状、鱼鳞状破坏。这种现象称为汽蚀。2、为了避免气蚀的发生，泵的安装高度不能太高，可用泵规格表中给出的气蚀余量对泵的安装高度加以限制。2-11 影响离心泵最大容许安装高度的因素有哪些？答：最大容许安装高度；环境大气压，工作温度下的液体饱和蒸气压，容许气蚀余量，吸入管路的压头损失。第四章 传热4-1 根据传热机理的不同，有
7、哪三种基本传热方式？她们的传热机理有何不同？答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。热传导（简称导热）：热量不依托宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。在固体、液体和气体中都可以发生。对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。热辐射：因热的因素而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。4-2 傅立叶定律中的负号表达什么意思？答：热量传递的方向沿着温度梯度下降的方向。4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：一般固体液体气体4-4 纯金属与其合计比较，热
8、导率哪个大？答：纯金属不小于合金4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关？答：密度小，则所含的空气越多，气体的导热系数低于固体。4-6 在厚度相似的两层平壁中的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小。哪一层热阻大。答：温差大的热阻大，热导率低。4-7 在平壁热传导中，可以计算平壁总面积A 的导热速率Q，也可以计算单位面积的导热速率（即热流密度）。而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率Q，也可以计算单位圆周长度的壁面导热速率ql，为什么不能计算热流密度？答：圆筒壁的传热面积和热流密度不再是常量，但传热速率在稳态时是常量4-8 输送水蒸气的圆管外包覆两层厚度相似、热导率不
9、同的保温材料。若变化两层保温材料的先后顺序，其保温效果与否变化？若被保温的不是圆管而是平壁，保温材料的先后顺序对保温效果与否有影响？答：圆筒壁： 有影响平壁 没有影响4-9 对流传热速率方程 中的对流传热系数与哪些因素有关答：流动状态（气、液、蒸汽）、流体的性质（热导率、热容、粘度、密度）、壁面形状等流体有无相变化、流体流动的因素、流动状态、流动物性和壁面状况（换热器构造）等都影响对流传热系数。4-10 流体在圆管内强制对流时对流换热系数的计算式中，Pr 的指数n 由什么决定？流体在管内的流速及管径对的影响有多大？管长、弯管的曲率对管内对流传热有何影响？答：被加热n=0.4;被冷却n=0.3在
10、传热管的长度不不小于进口段此前，管子愈短，则边界层愈薄，就愈大。曲率越大，就愈大。4-11 水的对流传热系数一般比空气大，为什么？答：按照强制对流公式4-12 为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大？由于壁面不容易形成滴状冷凝，蒸汽冷凝多为膜状冷凝。影响膜状冷凝的因素有哪些？答：在滴状冷凝过程中，壁面的大部分面积直接暴露在蒸汽中，在这些部位没有液膜阻碍着热流，故滴状冷凝的传热系数可比膜状冷凝高十倍左右。影响膜状冷凝的因素有：（1）冷凝液膜两侧的温度差当液膜呈滞流流动时，若温度差加大，则蒸汽冷凝速率增长，因而液膜层厚度增长，使冷凝传热系数减少。（2）流体物性由膜状冷凝传热系数计算式可知，液膜
11、的密度、粘度及导热系数，蒸汽的冷凝潜热，都影响冷凝传热系数。（3）蒸汽的流速和流向蒸汽以一定的速度运动时，和液膜间产生一定的摩擦力，若蒸汽和液膜同向流动，则摩擦力将是液膜加速，厚度减薄，使传热系数增大；若逆向流动，则相反。但这种力若超过液膜重力，液膜会被蒸汽吹离壁面，此时随蒸汽流速的增长，对流传热系数急剧增大。（4）蒸汽中不凝气体含量的影响若蒸汽中具有空气或其他不凝性气体，则壁面也许为气体（导热系数很小）层所遮盖，增长了一层附加热阻，使对流传热系数急剧下降。因此在冷凝器的设计和操作中，都必须考虑排除不凝气。具有大量不凝气的蒸汽冷凝设备称为冷却冷凝器，其计算措施需参照有关资料。（5）冷凝壁面的影
12、响若沿冷凝液流动方向积存的液体增多，则液膜增厚，使传热系数下降，故在设计和安装冷凝器时，应对的安放冷凝壁面。例如，对于管束，冷凝液面从上面各排流到下面各排，使液膜逐渐增厚，因此下面管子的传热系数比上排的要低。为了减薄下面管排上液膜的厚度，一般需减少垂直列上的管子数目，或把管子的排列旋转一定的角度，使冷凝液沿下一根管子的切向流过，4-13 液体沸腾的两个基本条件是什么？答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。4-14 为什么核状沸腾的对流传热系数比膜状沸腾的传热系数大？影响核状沸腾的因素重要有哪些？答：核状沸腾，气泡的生成速度、成长速度以及浮升速度都加快。气泡的剧烈运动使液体受到剧烈的
13、搅拌作用，增大。膜状沸腾传热需要通过气膜，因此其值比核状沸腾小。影响核状沸腾的因素重要有：液体物性；温度差；操作压力；加热面状况；设备构造、加热面形状和材料性质以及液体深度等。4-15 同一液体，为什么沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热系数大？答：由于相变热比液体的热容大诸多，因此沸腾时的对流传热系数比无相变化时的对流传热系数大。4-16 换热器中冷热流体在变温条件下操作时，为什么多采用逆流操作？在什么状况下可以采用并流操作？答：逆流时的平均温度差最大，并流时的平均温度差最小，其他流向的平均温度差介于逆流和并流两者之间，因此就传热推动力而言，逆流优于并流和其他流动型式。当换热器的传热量
14、Q 即总传热系数K 一定期，采用逆流操作，所需的换热器传热面积较小。在某些生产工艺规定下，若对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不得超过某一温度，或热流体被冷却时不得低于某一温度，则宜采用并流操作。4-17 换热器在折流或错流操作时的平均温差如何计算？答： 根据冷、热流体的进、出口温度，算出纯逆流条件下的对数平均温度差 ；按下式计算因数 R 和 P：根据R 和P 的值，从算图中查出温度差校正系数 ；将纯逆流条件下的对数平均温度差乘以温度差校正系数 ，即得所求的 。4-18 换热器的总传热系数的大小，受哪些因素影响？如何才干有效地提高总传热系数？答：取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器
15、的类型等；K 值总是接近于小的流体的对流传热系数值，核心在于提高小一侧的对流传热系数；减慢污垢形成速率或及时清除污垢。4-19 在换热器中，用饱和蒸汽在换热管外冷凝发热，加热管内流动的空气。总传热系数接近哪种流体的对流传热系数？壁温接近哪种流体的温度？忽视污垢和管壁热阻。要想增大总传热系数，应增大哪个流体的对流传热系数？答：总传热系数接近空气一侧的对流传热系数；壁温接近饱和蒸汽的温度；要想增大总传热系数，应增大空气的对流传热系数。4-20 何谓透热体、白体、黑体、灰体？答：能透过所有辐射能的物体，称为透热体；能所有反射辐射能的物体，称为白体；能所有吸取辐射能的物体，称为黑体或绝对黑体；可以以相等的吸取率吸取所有波长辐射能的物体，称为灰体。4-21 何谓黑度？影响固体表面黑度的重要因素有哪些？答：在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。影响固体
