【正文】 方程為： 故加保溫層后熱損失比原來(lái)減少的百分?jǐn)?shù)為： 【例43】 在外徑為140mm的蒸氣管道外包扎保溫材料，以減少熱損失?！妫┑谋夭牧稀４僮鞣€(wěn)定后，測(cè)得爐膛的內(nèi)表面溫度為700℃，外表面溫度為130℃?！妫╩計(jì)算結(jié)果表明，將導(dǎo)熱系數(shù)按常量或變量計(jì)算時(shí)，所得的導(dǎo)熱通量是相同的，而溫度分布則不同，前者為直線(xiàn)，后者為曲線(xiàn)?！妫?dǎo)熱熱通量為： W/m2設(shè)壁厚x處的溫度為t，則由式46可得 故 上式即為平壁的溫度分布關(guān)系式，表示平壁距離x和等溫表面的溫度呈直線(xiàn)關(guān)系。若將導(dǎo)熱系數(shù)分別按常量（取平均導(dǎo)熱系數(shù)）和變量計(jì)算，試求平壁的溫度分布關(guān)系式和導(dǎo)熱熱通量。第四章 傳熱【例41】 某平壁厚度b=，內(nèi)表面溫度t1=1650℃，外表面溫度t2=300℃，平壁材料導(dǎo)熱系數(shù)λ=+，W/（m若恒壓下測(cè)得其過(guò)濾常數(shù)K=10－5m2/s，qe=。解：過(guò)濾面積A=（）2226=21m2 濾框總?cè)莘e=（）226=已知1m3濾餅的質(zhì)量為1930kg，設(shè)其中含水xkg，水的密度按1000 kg/m3考慮，則 解得 x=518kg故知1m3濾餅中的固相質(zhì)量為 1930－518=1412kg生成1m3濾餅所需的濾漿質(zhì)量為 1412kg則1m3濾餅所對(duì)應(yīng)的濾液質(zhì)量為 57892－1930=55962kg1m3濾餅所對(duì)應(yīng)的濾液體積為 m3由此可知，濾框全部充滿(mǎn)時(shí)的濾液體積為 V==則過(guò)濾終了時(shí)的單位面積濾液量為 m3/m2根據(jù)例36中過(guò)濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)出Δp=105Pa時(shí)的恒壓過(guò)濾方程式為 （q+）2=10－4(θ+)將q= m3/m2代入上式，得 （+）2=10－4(θ+)解得過(guò)濾時(shí)間為：θ=3085s。已知固相密度為2930kg/m3，又測(cè)得濕餅密度為1930kg/m3。每次過(guò)濾完畢用清水洗滌濾餅，洗水溫度及表壓與濾漿相同而其體積為濾液體積的8%。 m3/m2 A=2=濾餅體積 Vc== 單位面積上的濾液體積為 m3/m2將K、qe、qR及q的數(shù)值代入356a得（－）+2（－）=510－3（θ－300）解得 θ= s【例37】對(duì)例36中的懸浮液用具有26個(gè)框的BMS20/63525板框壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾。例35 附表2序號(hào)θ，sΔp，PaV=110－4θ，m3m3/m21100310423006104由式347a知 將上式改寫(xiě)為 應(yīng)用附表2中數(shù)據(jù)便可求得過(guò)濾常數(shù)K和qe，即 （a） （b）本題中正好Δp2=2Δp1，于是，K2=2K1。依式355a，對(duì)不可壓縮濾餅進(jìn)行恒速過(guò)濾時(shí)的Δp－θ關(guān)系為 Δp=aθ+b將測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)分別代入上式： 3104=100a+b 9104=500a+b解得 a=150 b=104即 Δp=150θ+104因板框過(guò)濾機(jī)所處理的懸浮液特性及所用濾布均與實(shí)驗(yàn)時(shí)相同，且過(guò)濾速度也一樣，故板框過(guò)濾機(jī)在恒速階段的Δp－θ關(guān)系也符合上式。解：欲求濾框充滿(mǎn)濾餅所需的時(shí)間θ，可用式356進(jìn)行計(jì)算。過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，以與實(shí)驗(yàn)相同的濾液流速進(jìn)行恒速過(guò)濾，至過(guò)濾壓強(qiáng)差達(dá)到6104Pa時(shí)改為恒壓操作。例35 附表1序號(hào)過(guò)濾時(shí)間θ，s過(guò)濾壓強(qiáng)差Δp，Pa1100 310425009104【例35】，以110－4m3/s的速率對(duì)不可壓縮的濾餅進(jìn)行過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)列于本題附表1中。=r=常數(shù)，則 已知Δp=103Pa，μ=10－3Pas，過(guò)濾介質(zhì)阻力可以忽略。【例34】 103Pa的恒定壓強(qiáng)差下過(guò)濾某懸浮液。所有這些方案在滿(mǎn)足氣體處理量及不超過(guò)允許壓強(qiáng)降的條件下，效率高低和費(fèi)用大小都不相同?，F(xiàn)要達(dá)到10000 m3/h的生產(chǎn)能力，可采用兩臺(tái)并聯(lián)。根據(jù)式329，在進(jìn)口氣速相同的條件下，氣體通過(guò)旋風(fēng)分離器的壓強(qiáng)降與氣體密度成正比。解：已規(guī)定采用擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器，則其型號(hào)可由表34中選出?！纠?3】 某淀粉廠(chǎng)的氣流干燥器每小時(shí)送出10000m3帶有淀粉的熱空氣，擬采用擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器收取其中的淀粉，要求壓強(qiáng)降不超過(guò)1373Pa。3）需設(shè)置的水平隔板層數(shù) 多層降塵室中需設(shè)置的水平隔板層數(shù)用式320a計(jì)算。t / ut=(d39。由于各種尺寸顆粒在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間均相同，故40μm顆粒的回收率也可用其沉降速度u39。假設(shè)沉降在滯流區(qū)，則可用斯托克斯公式求最小顆粒直徑，即 ＜2核算沉降流型 Ret原設(shè)在滯流區(qū)沉降正確，求得的最小粒徑有效。s；固體的密度為3000 kg/m3；降塵室的生產(chǎn)能力為3 m3/s。降塵室底面積為10m2，寬和高均為2m。s校核顆粒雷諾數(shù)＜2 Ret上述計(jì)算有效。t為顆粒的實(shí)際沉降速度；ut為斯托克斯定律區(qū)的計(jì)算值。測(cè)量是在距液面高度1/3的中段內(nèi)進(jìn)行的，從而免除小球初期的加速及管底對(duì)沉降的影響?，F(xiàn)有密度為8010kg/m kg/m3的某液體中，盛放液體的玻璃管內(nèi)徑為20mm。第三章 機(jī)械分離與固體流態(tài)化【例3－1】 落球粘度計(jì)?？諝廨斔土繛?0000m3/h（15℃，103Pa），管長(zhǎng)與管件、閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度之和為100m。液體的密度為986kg/m3，已知該泵的允許汽蝕余量Δh=，試問(wèn)該泵的安裝位置是否適宜？如不適宜應(yīng)如何重新安排？11．15℃的空氣直接由大氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)而通過(guò)內(nèi)徑為800mm的水平管道送到爐底。10．將某減壓精餾塔釜中的液體產(chǎn)品用離心泵輸送至高位槽，104Pa（其中液體處于沸騰狀態(tài)，即其飽和蒸汽壓等于釜中絕對(duì)壓強(qiáng)）。并確定泵的安裝高度。管路中動(dòng)壓頭可忽略不計(jì)。噴頭入口處較熱水池水面高6m。用離心泵以40m3/h的流量送至涼水塔頂，再經(jīng)噴頭噴出落入涼水池中，達(dá)到冷卻目的。試求泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)流量及壓頭。試求泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)流量及壓頭。s－1）0H/m26232112試求：（1）管路特性曲線(xiàn)； （2）泵的工作點(diǎn)及其相應(yīng)的流量及壓頭。6．用一離心泵將貯水池中的冷卻水經(jīng)換熱器送到高位槽。若水溫為20℃，ε/d=，（1）選擇適當(dāng)?shù)墓軓? （2）今有一離心泵，流量為45 m3/h，揚(yáng)程為42m，效率60%，軸功率7kW。管路長(zhǎng)度（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度在內(nèi)）為94m。5．用泵從江中取水送入一貯水池內(nèi)。兩測(cè)壓點(diǎn)的位差不計(jì)，泵進(jìn)、出口的管徑相同。4．某離心泵在作性能試驗(yàn)時(shí)以恒定轉(zhuǎn)速打水。若排出空間為密閉容器，105Pa（表壓），再求此時(shí)泵的流量。min－1）0100200300400500H/m3837若通過(guò)φ764mm、長(zhǎng)355m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）的導(dǎo)管，用該泵輸送液體。 2．在圖211所示的4B20型離心泵特性曲線(xiàn)圖上，任選一個(gè)流量，讀出其相應(yīng)的壓頭和功率，核算其效率是否與圖中所示一致。試求：（1） 輸送單位重量液體所需提供的外功。堿液的密度ρ=1500kg/m3，粘度μ=210－3Pa該機(jī)性能如下：風(fēng)壓 =198mmH2O風(fēng)量 14100 m3/h效率 91%軸功率 10kW習(xí) 題 1．?dāng)M用一泵將堿液由敞口堿液槽打入位差為10m高的塔中，104Pa（表壓），流量20m3/h。T換算為實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓pT，即 操作條件下ρ39。103Pa。在最大風(fēng)量下輸送系統(tǒng)所需的風(fēng)壓為1600Pa（以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)）。為保證要求的輸水量，可采用泵出口管線(xiàn)的閥門(mén)調(diào)節(jié)流量，即關(guān)小出口閥門(mén)，增大管路的阻力損失。再?gòu)慕滩母戒浿胁?B20型水泵最高效率點(diǎn)的性能數(shù)據(jù)： Q=90m3/h H=20m N= η=78% Hs=5m（2）泵實(shí)際運(yùn)行時(shí)所需的軸功率，即工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的軸功率。解：（1）泵的型號(hào) 由于輸送的是水，故選用B型水泵。【例24】 試選一臺(tái)能滿(mǎn)足Qe=80m3/h、He=180m要求的輸水泵，列出其主要性能。（3）流量、軸功率及效率 附圖中泵的特性曲線(xiàn)與管路特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)就是泵的工作點(diǎn)，從圖中點(diǎn)M讀得： 泵的流量 Q=27L/s= 泵的軸功率 N= 泵的效率 η=77%【例2－3】 選用某臺(tái)離心泵，從樣本上查得其允許吸上真空高度Hs=，現(xiàn)將該泵安裝在海拔高度為500m處，已知吸入管的壓頭損失為1 mH2O， mH2O，夏季平均水溫為40℃，問(wèn)該泵安裝在離水面5m高處是否合適？解：使用時(shí)的水溫及大氣壓強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)條件不同，需校正：當(dāng)水溫為40℃時(shí) pv=7377Pa在海拔500m處大氣壓強(qiáng)可查表21得 Ha= mH2O H39。（1）管路特性曲線(xiàn)方程在貯水池水面與水塔水面間列柏努利方程 式中ΔZ=13m Δp=0由于離心泵特性曲線(xiàn)中Q的單位為L(zhǎng)/s，故輸送流量Qe的單位也為L(zhǎng)/s，輸送管內(nèi)流速為： = 本題的管路特性方程為： He=13+ （2）標(biāo)繪管路特性曲線(xiàn)根據(jù)管路特性方程，可計(jì)算不同流量所需的壓頭值，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列表如下：Qe/L解：求泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流量、軸功率及效率，實(shí)際上是求泵的工作點(diǎn)。輸水管為φ140，總長(zhǎng)為200m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）?！纠?－2】 將20℃的清水從貯水池送至水塔，已知塔內(nèi)水面高于貯水池水面13m。第二章 流體輸送設(shè)備【例2－1】 離心泵特性曲線(xiàn)的測(cè)定附圖為測(cè)定離心泵特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中已測(cè)出如下一組數(shù)據(jù)：泵進(jìn)口處真空表讀數(shù)p1=104Pa(真空度)泵出口處壓強(qiáng)表讀數(shù)p2=105Pa(表壓)泵的流量Q=10－3m3/s吸入管直徑d1=80mm壓出管直徑d2=60mm兩測(cè)壓點(diǎn)間垂直距離Z2－Z1=泵由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，傳動(dòng)效率可視為1，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為20℃的清水試計(jì)算在此流量下泵的壓頭H、軸功率N和效率η。支管上裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)。33．用內(nèi)徑為300mm的鋼管輸送20℃的水，為了測(cè)量管內(nèi)水的流量，采用了如圖所示的安排。試求： （1）D、C兩支管的流量及水槽的總排水量； （2）當(dāng)D閥關(guān)閉，求水槽由C支管流出的水量。BD長(zhǎng)24m，內(nèi)徑25mm。AB段管長(zhǎng)6m，內(nèi)徑41mm。（提示：用試差法時(shí)可先設(shè)λ=）。求每分鐘可送酸多少m3？酸的密度ρ=1650 kg/m3，粘度μ=由于使用已久。s。A、B兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度為40m，有6個(gè)90176。試估計(jì)管路中油的流量?，F(xiàn)將閥門(mén)打開(kāi)至1/4開(kāi)度，閥門(mén)阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度為30m。管路中有一閥門(mén)，閥前管長(zhǎng)50m，閥后管長(zhǎng)20m（均包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）。s、密度為900 kg/m3的液體自容器A流過(guò)內(nèi)徑40mm的管路進(jìn)入容器B。s。彎頭。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m，在壓送過(guò)程中設(shè)位差不變。27．用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送到敞口高位槽。溶液ρ=1073 kg/m3，μ=10－4Pa反應(yīng)器內(nèi)液面與管出口的距離為15m。103Pa的真空度，高位槽液面上方為大氣壓。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)，試問(wèn)為完成上述輸送任務(wù)，中途需幾個(gè)加壓站？所謂油管最大抗壓能力系指管內(nèi)輸送的流體壓強(qiáng)不能大于此值，否則管子損壞。已知50℃時(shí)油的密度為890kg/m3，試通過(guò)因次分析方法導(dǎo)出顆粒沉降速度的無(wú)因次函數(shù)式。試求當(dāng)槽內(nèi)液面下降1m所需的時(shí)間。管內(nèi)的流動(dòng)阻力損失按hf=20u2計(jì)算。22．貯槽內(nèi)徑D為2m，槽底與內(nèi)徑d0為32mm的鋼管相連，如圖所示。求水的流量為多少m3/s？欲使水量增加20%，應(yīng)將水槽的水面升高多少？21．10－3m3/s的流量流經(jīng)一擴(kuò)大管段。輸水管徑為φ57。進(jìn)料管為φ38，管內(nèi)流動(dòng)的阻力損失為30J/kg。高位槽液面維持恒定。鹽水的密度為1100 kg/m3，試求： （1）泵的功率，； （2）104Pa，則B處的壓力表讀數(shù)應(yīng)為多少Pa？18．在水平管路中，已知管內(nèi)徑d1=5cm，d2==1m，若忽略能量損失，問(wèn)連接于該管收縮面上的水管，可將水自容器內(nèi)吸上高度h2為多少？水密度ρ=1000 kg/m3。鹽水的循環(huán)量為45 m3/h，管徑相同。上部細(xì)管直徑為20mm，下部粗管直徑為36mm。試求泵的有效功率。式中u為吸入管或排出管的流速。各部分相對(duì)位置如圖所示。若不計(jì)阻力損失，試求管路內(nèi)空氣的流量。求水的流量為若干m3/h？水密度ρ=1000kg/m3。當(dāng)閥門(mén)全閉時(shí)，104Pa。在本題中，水流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失可按hf=，其中u為水在管內(nèi)的流速，試計(jì)算： （1）A－A截面處水的流速； （2）出口水的流量，以m3/h計(jì)。注：φ25，內(nèi)徑為20mm?？諝庠诠軆?nèi)的平均溫度為50℃，壓強(qiáng)為196103Pa（表壓），103Pa。管與杯的直徑之比d/D。 10．為測(cè)量氣罐中的壓強(qiáng)pB，采用如圖所示的雙液杯式微