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流体流动与机械习题课

流体流动与输送机械习题课

一、书 1－30

某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m ，相对粗糙度为0.0004。烟气在烟囱内的平均温度为200℃，此温度下烟气的密度为0.67kg/m3，黏度0.026mP·s ，烟气流量80000m3/h 。在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度1.15kg/m3，烟囱内底部的压强低于地面大气压0.2kPa ，（1）求此烟囱应有多少高度？

（2）试讨论用烟囱排气的必要条件是什么？（3）提高吸气量，在设计上应采取什么措施？答案见陈敏恒习题答案。

二、化工原理习题指导书p45 1－51 用压缩空气将密度为1200 kg/m 3的碱液自低位槽送至高位槽，两槽的液面维持恒定。管子规格为φ60×3.5mm ，各管段的能量损失分别为

=∑AB f W ,2,u W CD f =∑，2,5.1u W BC f =∑（J/kg ）

（u 为碱液在管内的流速）。两U 形压差计中的指示液均为水银，R 1=60mm, h=100mm 。试求（1）压缩空气的压力p 1；（2）U 形压差计读数R 2。

解：（1）201,5.1)

(u g R W BC f =-=∑ρ

ρρ

0541200

5112001360081906051012..)

(...)(g R u =?-??=ρρ-ρ=

s m u /01.2=∴

在低位槽1与高位槽2间列柏努利方程

212222121121

21-∑+++=++

f W p u

g z p u g z ρ

ρ 86

.13101.25.381.9125.1222222121

=?+?=+++==∑+=-u u u g z W g z p f ρ

kPa p 2.1581=∴（表压）

附图

12m

（2）在低位槽1与B 处3间列柏努利方程

313233121121

21-∑+++=++

f W p u

g z p u g z ρ

ρ 2

2231,231

01.22

81.941200102.1582

21?-?-?=

---=∑--

-=u u g z p W u g z p p AB f ρρ

kPa .p 81033=∴（表压）

由静力学方程

203gR p gh p a ρρ+=-

m .....g gh p p R a 78081

9136001081912001081033032=???-?=ρρ--=

三．如图示常温水由加压贮槽A 以2.94kg/s 的质量流量流向敞口高位槽B ，两槽液面恒定，液面间距为4.43m ，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，已知管道为φ57×3.5mm 的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m ，截止阀在此开度时的局部阻力系数ξ=7.5。设系统为完全湍流，管路摩擦系数λ为0.026，已知汞的密度为13600 kg / m 3，水的密度为1000kg/ m 3。求：

（1）加压贮槽A 液面上方所需表压为多少kPa ？

（2）阀门前后的压强差)(Pa p ab ?及汞柱压差计的读数R 2(mm)；

（3）若将阀门关小，现读得孔板流量计的读数R 1为原来的0.81倍，设系统仍为完全湍流，λ近似不变，孔板流量计的孔流系数不变，求流速为原来的多少倍？截止阀阻力系数ξ变为多少？

（4）定性分析阀门前a 点的压强如何变化？（给出结论及分析过程）

解答：(1)s m A G u /5.105

.01000785.094

.2/2=??==

ρ 以截面1为基准水平面，在1截面与2截面间列B.E

∑-+=2121

f h z g

p ρ m

g u d

le l h

f 44.481

.925.1)5.705.060026.0(2)(2

1=?+=++=∑∑-ξλ

表）(8781.91000)44.443.4()(2121kPa g h z p f =?+=+=∑-ρ （2）Pa u 84382

5.110005.72p 2

2ab

=??==?ξρ

2)(gR p i ab ρρ-=?

R 2=8438/[（13600-1000）9.81]=0.0683mm m 3.68=

（３）A gR A C u I O O /)/)(2(ρρρ-=Θ

s m R

R u u /35.181.05.1'

===∴

m h h f f 44.421'

21==∑∑-- m

u d

le l h

f 44.42)(2

1=++=∑∑-ξλ

6.16 ,44.481

.9235.1)05.060026.0('2'

1==?+=∑-ξξm h

（4）1-a 面间列B.E

∑-+++=a f a

h p u gz gz a 1212ρ

由上计算知：关小阀门后，流速减少，

↑∴↓∑-a 1p a

f h

四、某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其压头与流量的关系可用H ＝18－6×105Q 2 （H 单位为m ，Q 单位为m 3/s ）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽均为敞口，且水面维持恒定。管路系统的总长为20m （包括所有局部阻力的当量长度）,管子的规格φ46×3mm ，摩擦系数可取为0.02，试计算：（1）输水量m 3/h ；

（2）若泵的效率为65％，水的密度为1000kg/m 3，离心泵在运转时的轴功率KW ；

（3）若将输送系统的高位槽改为密闭容器，其内水面上方的压强为0.5kgf/cm 2(表压)，其它条件均不变，试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化（不必计算，用公式与特性曲线图示说明）解答：

五、化工原理习题指导书p46 1－59

如附图所示，高位槽中水分别从BC 与BD 两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口间的距离为10m 。AB 管段的内径为38mm 、长为28m ；BC 与BD 支管的内径相同，均为32mm ，长度分别为12m 、 15m （以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为0.03。试求：

（1）BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的流量；（2）BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。

解：（1）在高位槽液面与BD 管出口外侧列柏努利方程：

f W u

g z p u g z p ∑+++=++2

2222111

121ρρ 简化： fABD W zg ∑=?

而 2

22211u d l u d l W W W BD AB fBD

fAB fABD λλ+=∑+∑=∑

∴ 2032.015

03.02038.02803.081.9102221u u ?

?+??=? 化简 1.9803.705.112221

=+u u 又由连续性方程： 1121221241.1)32

()(u u u d d u === 代入上式：

1.9841.103.705.112

1221

=?+u u 解得：s m u /98.11= 流量：h m s m u d q V /08.8/10244.298.1038.0785.04

3332121=?=??==

-π

（2）当 BD ，BC 支路阀均全开时：

ΘC ，D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，

fBD fBC W W ∑=∑∴

2222233u d l u d l BD BC λλ= 附图

231512u u =∴

23118.1u u =∴ (1)

又 321V V V q q q += 32

322

21214

4u d u d u d π

322212323238u u u +==22118.232u ?

21502.1u u =∴ (2) 在高位槽液面与BD 出口列柏努利方程： fBD fAB f W W W zg ∑+∑=∑=?

032.01503

.02038.02803.081.91022

21u u +=? 1.9803.705.112221

=+u u (3) 将（2）代入（3）式中：

1.9803.750

2.105.112

222

2=+?u u 解得：s m u s m u s m u /96.1/63.2/752.1312===

流量：h m s m u d q V /73.10/1098.263.2038.0785.04

33321211=?=??==-π

h m s m u d q V /07.5/10408.1752.1032.0785.04

333222

22=?=??==-π

h m s m u d q V /67.5/10576.196.1032.0785.04

33323233=?=??==

-π

六、化工原理习题指导p44 1－47

如附图所示，水由高位槽经管道从喷嘴流入大气，水槽中水位恒定。已知d 1=125mm ，d 2=100mm ，喷嘴内径d 3=75mm ，U 形压差计的读数R ＝80mmHg 。若忽略水在管路中的流动阻力，求水槽的高度H 及喷嘴前压力表读数。

解：在1－2截面间列柏努利方程

22211

12121u p g z u p g z ++=+

ρρ

)(2

1)(2

1222

121u u p p g z z -=

-ρ 即

)(2

(21220u u Rg -=

-ρ

ρρ （1）由连续性方程

112

256.1100125u u u d

d u =??? ??=???

? ??= （2）将（2）代入（1）中，

21212072.0)56.1(2

(u u u Rg =-=

-ρ

ρρ s m Rg u /7.31000

72.0)

100013600(81.908.072.0)

(01=?-??=

ρρ

s m u u /78.57.356.156.112=?==

喷嘴处流速： s m u u d d u /28.107.3925

7512512

313=?=??? ??=???

? ??= 在水槽与喷嘴出口处列柏努利方程，并简化 m u g H 39.528.1081

.92121223=??==

在喷嘴前后列柏努利方程，并简化

2232

u u p =

+ρ 喷嘴处压力：kPa u u p 1.36)78.528.10(2

1000

)(2

222

4234=-?=

-=ρ

（表压）

七、化工原理习题指导p47 1－62

如图所示的输水实验装置，已知泵进、出管路直径相同，内径均为65mm ，两水池液面间的垂直距离为15m ，孔板流量计的孔径为25mm ，流量系数为0.62。已测得孔板流量计U 形压差计R 1＝0.4m ，泵进、出口间U 形压差计R 2＝1.5m ，指示液均为汞。试求：

（1）泵的有效功率；

（2）管路系统的总压头损失；（3）写出此管路特性方程。

解：（1）在泵进、出口间列柏努利方程，简化得

R g g R z z g p p H e 9.181000

)100013600(5.1)()()(0202121

2=-?=-=-=-+-=

ρρρρρρ

流量：

m 10025.31000

)

100013600(81.94.02025.0785.062.0)

(2332

010

0-?=-?????=-=ρ

ρρg R A C Q

有效功率：W g QH N e 561

81.910009.1810025.33=????==-ρ （2）在两液面间列柏努利方程，简化得

f e h H H ∑+=0

m H H h e f 9.3159.180=-=-=∑

（3）设管路特性方程为 2215BQ BQ A H e +=+= 将18.9m H /s,m 10025.3e 33=?=-Q 代入，

23)10025.3(159.18-??+=B

得 510262.4?=B

所以管路特性方程为 2510262.415Q H e ?+=

过程流体机械试题整理版

、单项选择题（每题 1分，共 10分） 1. 液体从泵入口流到出口的过程中，通常存在的三种损失有流动损失、流量损失和（ A ） A. 机械损失 B .尾迹损失 C.冲击损失 D.泄漏损失 2. 下列零部件中属于离心泵过流部件的是（ C ）。 A. 转轴 B.轴封箱 C.蜗壳 D. 口环 3. 为便于对不同类型泵的性能与结构进行比较，泵的比转数 n s 是其（B ）。 A.任意效率点的比转数 B.最高效率点的比转数 C 最低效率点的比转数 D.最小流量的比转数 4. 在泵出口设有旁路与吸液罐相连通，改变旁路上调节阀的开度调节流量属于（ A ）。 A.改变管路特性工况调节 B.改变工艺参数调节 C.改变尺寸参数调节 D.改变泵特性工况调节 5. 下列零部件中属于离心压缩机定子的零部件的是（ A ）。 A .扩压器 B . 口环 C .阀片 D .气缸 6. 离心压缩机转速越高，压力比越大，但性能曲线越陡，稳定工作区（ D ）。 A. 不变 B. 越宽 C. 等于零 D. 越窄 7. 保持两机流动过程完全相似的条件为：几何相似、进口速度三角形相似、特征马赫数相等和（ C ）。 A .多变指数相等 B .膨胀指数相等 C.绝热指数相等 D .等温指数相等 8. 压缩机实际运行中的排气压力并不总是符合设计压力，其值取决于（ C ） A .进气系统的压力 B.汽缸的压力 C.排气系统的压力 D .活塞的压力 9. 各类压缩机的旋转惯性力或旋转惯性力矩都可以用加（ B ）。 A .气体质量来平衡 B .平衡质量来平衡 C.汽缸质量来平衡 D.往复质量来平衡 10. 在结构尺寸一定时，影响活塞压缩机排气量的主要因素是转速和（ C ） A .凝析系数 B .吸气系数 C.排气系数 D ?抽加气系数二、多项选择题（每题 2分，共 10 分） 11. 离心泵按液体吸入叶轮的方式不同，有（ AE ）。 A.双吸式泵 E.多吸式泵 C.单级泵 D.多级泵 E .单吸式泵 12. 下列零件属于活塞压缩机密封零部件的有（ ABC ） A.活塞环 E.平面填料 C.锥面填料 D.连杆 E.曲轴 13. 根据各列气缸中心线之间的夹角和位置不同，活塞式压缩机分为（ A.立式 E.移动式 C.卧式 D.固定式 E.角度式 14. 下列属于离心压缩机流动损失的是（ BD ）。 A.泄漏损失 E.分离损失 C.机械损失 D.二次涡流损失 E.轮阻损失 15. 下列零部件中属于离心压缩机零部件的是（过程流体机械试题 ACE ) ABD

空气压缩机课程设计

过程流体机械课程设计院系：指导老师：

目录 1 课程设计任务...................................... 错误!未定义书签。 1.已知数据...................................... 错误!未定义书签。 2.课程设计任务及要求............................ 错误!未定义书签。 2 热力计算.......................................... 错误!未定义书签。 1.初步确定压力比及各级名义压力.................. 错误!未定义书签。 2.初步计算各级排气温度.......................... 错误!未定义书签。 3.计算各级排气系数.............................. 错误!未定义书签。 4.计算各级凝析系数及抽加气系数.................. 错误!未定义书签。 5.初步计算各级气缸行程容积...................... 错误!未定义书签。 6.确定活塞杆直径................................ 错误!未定义书签。 7.计算各级气缸直径.............................. 错误!未定义书签。 8.实际行程容积及各级名义压力.................... 错误!未定义书签。 9.计算缸内实际压力.............................. 错误!未定义书签。 10.计算各级实际排气温度......................... 错误!未定义书签。 11.缸内最大实际气体力并核算活塞杆直径........... 错误!未定义书签。 12.复算排气量................................... 错误!未定义书签。 13.计算功率，选取电机........................... 错误!未定义书签。 14.热力计算结果数据............................. 错误!未定义书签。 3 动力计算.......................................... 错误!未定义书签。 1.第Ⅰ级缸解析法................................ 错误!未定义书签。 2.第Ⅰ级缸图解法................................ 错误!未定义书签。 3.第Ⅱ级缸解析法................................ 错误!未定义书签。 4.第Ⅱ级缸图解法................................ 错误!未定义书签。 4 零部件设计........................................ 错误!未定义书签。

球阀设计大致过程

本科课程设计令狐采学题目：过程流体机械课程设计学院：机械与自动控制学院专业班级：过程装备与控制工程姓名：学号：二O一六年七月目录摘要· ·························································I 第一章工作原理和设计方法 (1) 1.1 工作原理 (1) 1.2 设计方法 (1)

1.2.1 球阀结构 (1) 1.2.2 球阀材料 (2) 1.2.3 阀体 (3) 1.2.4 球体 (4) 1.2.5 阀杆 (4) 第二章球阀尺寸计算 (6) 2.1 阀体 (6) 2.2 阀

杆 (6) 2.2.1 阀杆尺寸······················· (6) 2.3 球体尺寸计算 (6) 2.4密封比压 (6) 2.5球阀转矩 (9) 2.6法兰螺栓校核 (10) 2.7法兰选型 (11) 第三章数值模拟计算方法··························

(12) 3.1 数学模型 (12) 3.2 网格划分 (13) 3.3 边界条件 (14) 3.4CFD使用步骤 (14) 第四章管道内流体模拟结果分析 (15) 4.1 球阀在不同相对开度时的速度分析 (15) 4.2 球阀在不同相对开度时的压力分析 (16) 4.3 球阀在不同相对开度时的流量系数分

析 (17) 第五章总结······················································· 参考文献··························································

化工原理流体流动和输送机械

1.为测量内直径由d1= 40 mm到d2= 80 mm的突然扩大的局部阻力系数，在扩大两侧装一 U型压差计，指示液为CCl4， 43 CCl 1600kg/m ρ=。当水的流量为2.78×10-3 m3/s时，压差计读数R为165 mm，如本题附图所示。忽略两侧压口间的直管阻力，试求实际测得局部阻力系数。计算题1附图 2在一管路系统中,用一台离心泵将密度为1000 kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封贮槽(表压为10m H2O柱),两端液面的位差Δz= 10m,管路总长l=50 m(包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为40 mm,摩擦系数λ=0.02。试求：（1）该管路的特性曲线方程；（2）若离心泵的特性曲线方程为H=40-200 q V2(H为压头，m ；q V为流量，m3/min),则该管路的输送量为多少m3/min？扬程为多少m? 若此时泵的效率为0.6，泵的轴功率为多少W？ 2在一管路系统中,用一台离心泵将密度为1000 kg/m3的清水从敞口地面水池输送到高位密封贮槽(表压为10m H2O柱),两端液面的位差Δz= 10m,管内径均为40 mm, 管路的输送量为0.217 m3/min离心泵的特性曲线方程为H=40-200 q V2 (H为压头，m ；q V为流量，m3/min), 试求： 1、管路的特性曲线方程；扬程为多少m? 若此时泵的效率为0.6，泵的轴功率为多少W？ 2、若阀门开度减小，使得局部阻力系数增大了70，（假设在完全湍流区），求此时管路中流体流量？ 3如本题附图所示，用泵将水由低位槽打到高位槽(均敞口，且液面保持不变)。已知两槽液面距离为20 m，管路全部阻力损失为5 m水柱（包括管路进出口局部阻力损失），泵出口管路内径为50 mm，AB管段长为6 m，其上装有U管压强计，压强计读数R为40 mmHg，R'为1200 mmHg，H为1 mH2O，设摩擦系数为0.02。指示剂为水银。求:

流体流动、流体输送机械计算题

流体流动、流体输送机械习题课例题 1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长 100m （包括当量长），其中压力表后为80m ，管路摩擦系数0.025，管内径0.05m ，当流量为10m 3 /h 时泵效率为80%，求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读数。（取ρ=1000kg/m 3）解：（1）如图取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程： 22 1 122 1222 e f p u p u gz W gz W ρρ+++=+++∑ 1212120;21820;;0z z m p p u u ==+==== 2e f W gz W =+∑ 2 2e f l l u W d λ+∑= ]/[415.105 .0785.03600 /104 2 2 s m d q u v =?= = π 22 100 1.4150.02550.06[/]20.052 e f l l u W J kg d λ+∑==??= 29.812050.06246.26[/]e f W gz W J kg =+∑=?+= 有效功率 10 1000246.26684[/]3600 e m e v e P q W q W J s ρ===??= 轴功率 684 855[/]80% e a P P J s η = = = （2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程： 223 322 323222 f p u p u gz gz W ρρ-++=+++∑ 322230;18;0;0; 1.415/z z m p u u u m s ====== 2 3 3 3322 f P u gz W ρ-=+∑-

《过程流体机械第二版》思考题答案_完整版..

《过程流体机械》思考题参考解答 2 容积式压缩机 ☆思考题2.1 往复压缩机的理论循环与实际循环的差异是什么？ ☆思考题2.2 写出容积系数λ V 的表达式，并解释各字母的意义。容积系数λV （最重要系数） λ V ＝1－α（n 1ε－1）＝1－???? ??????-???? ??11 0n s d S p p V V （2-12）式中：α ——相对余隙容积，α ＝V 0（余隙容积）/ V s （行程容积）；α ＝0.07～0.12（低压），0.09～0.14（中压），0.11～0.16（高压），＞0.2(超高压)。ε ——名义压力比（进排气管口可测点参数），ε ＝p d / p s ＝p 2 / p 1 ，一般单级ε ＝3～4；n ——膨胀过程指数，一般n ≤m （压缩过程指数）。 ☆思考题2.3 比较飞溅润滑与压力润滑的优缺点。飞溅润滑（曲轴或油环甩油飞溅至缸壁和润滑表面），结构简单，耗油量不稳定，供油量难控制，用于小型单作用压缩机；压力润滑（注油器注油润滑气缸，油泵强制输送润滑运动部件），结构复杂（增加油泵、动力、冷却、过滤、控制和显示报警等整套供油系统油站），可控制气缸注油量和注油点以及运动部件压力润滑油压力和润滑油量，适用大中型固定式动力或工艺压缩机，注意润滑油压和润滑油量的设定和设计计算。

☆思考题2.4 多级压缩的好处是什么？多级压缩优点：①.节省功耗（有冷却压缩机的多级压缩过程接近等温过程）；②.降低排气温度（单级压力比小）；③.增加容积流量（排气量，吸气量）（单级压力比ε降低，一级容积系数λV 提高）； ④.降低活塞力（单级活塞面积减少，活塞表面压力降低）。缺点：需要冷却设备（否则无法省功）、结构复杂（增加气缸和传动部件以及级间连接管道等）。 ☆思考题2.5 分析活塞环的密封原理。活塞环原理：阻塞和节流作用，密封面为活塞环外环面和侧端面（内环面受压预紧）；关键技术：材料（耐磨、强度）、环数量（密封要求）、形状（尺寸、切口）、加工质量等。 ☆思考题2.6 动力空气用压缩机常采用切断进气的调节方法，以两级压缩机为例，分析一级切断进气，对机器排气温度，压力比等的影响。两级压缩机分析：1级切断进气→节流（实际ε1↑）→停止进气排气→2级节流（实际ε2↑）→（短暂）排气温度T2↑→（逐渐）停止进气排气（级间存气）；活塞力↑（ε↑），阻力矩变化。 ☆思考题2.7 分析压缩机在高海拔地区运行气量的变化规律并解释其原因。高海拔地区当地大气压力即吸气压力p s↓，若排气压力p d不变，则名义压力比ε↑，根据（2-12）式和（2-11）式，容积系数λV↓，实际吸气量V s0↓，容积流量q V↓。 ☆思考题2.8 一台压缩机的设计转速为200 r/min，如果将转速提高到400 r/min，试分析气阀工作情况。定性分析，定量分析难。如压缩机结构参数（行程s、缸径D1、阀片尺寸等）不变，则容积流量q V↑↑（理论增加一倍），使气阀流速和阻力损失↑↑（激增），进排气频率↑，阀片启闭速度↑，阀片撞击阀座程度↑（加剧），阀片寿命↓（缩短），故障概率↑（增加）。解决问题需改变结构（缩短行程、减小缸径，增加气阀通道面积等）。 ☆思考题2.9 画出螺杆压缩机过压缩和压缩不足的指示图，并分析其对压缩机性能的影响。压力比：内压力比（工作腔压缩终压/进气压力）、外压力比（排气管压/进气压力）；（图2-42）内外压力比不相等时指示图。过压缩：内压力比＞外压力比；欠压缩（压缩不足）：内压力比＜外压力比；过压缩和欠压缩均增加功耗，等压力比减少功耗。 3 离心压缩机 ☆思考题3.1 何谓离心压缩机的级？它由哪些部分组成？各部件有何作用？

控制专业综合课程设计指导书(甲醇制氢)

过程装备与控制工程专业综合课程设计指导书及任务书南京工业大学过程装备与控制工程系

过程装备与控制工程专业综合课程设计指导书 1. 专业综合课程设计的目的专业综合课程设计在专业教学计划中占有很重要的地位,在设计过程中将综合应用所学的专业知识和专业基础知识,同时获得一次工程设计实践的实际训练。课程设计涉及的知识领域包括化工计算、化工原理、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程，本课程设计是以甲醇制氢生产装置为模拟设计对象，进行过程装备成套设计的全面训练。在课程设计中每个同学都要经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算和结构设计、管道设计，单参数、单回路的自动控制设计、机器选型和技术经济评价等各个设计环节的基本训练。 2.专业综合课程设计的任务 2.1 题目：生产能力为××× Nm3/h甲醇制氢生产装置设计为确保每位同学得到独立思考和独立解决实际问题能力的训练，原则上不允许有两个完全相同的设计。所以，各组生产能力不同，同组的同学设计不同的设备。 2.2设计内容（1）工艺计算，主要的物料衡算和能量衡算，绘出物流图。（2）生产装置工艺设计，按各人的工艺参数进行工艺设计，绘出管道仪表流程图，管道号中的公称直径要使用计算得出的尺寸。（3）设备设计，分组进行。各组中，每人在换热器、汽化塔、过热器、转化器、冷凝器、吸收塔中任选1种各不相同的设备。各人独立完成设备设计。（4）机器选型，装置中所用到的机器都要合理选定型号，并记录必要的技术参数和主要装配、安装尺寸。（5）设备布置设计，设备尺寸按实际设计计算结果绘图（包括相同设计能力同小组其他同学的设计参数）。某些在课程设计中无人设计的设备参数自行类比确定。说明书中注明采用某某同学的计算结果或假设数据。（6）管道布置设计，绘出管道布置图，为使大家了解分区的方法及表示方法，一律分区画图，一般可用平面布置图表示，必要时也可配合使用立面图。（7）绘制管道空视图，每人分工绘制2根管道空视图，其中至少有1根管道包含阀门等多种管、附件。（8）设计一个单参数的自动控制方案。各人自由选择温度、压力、流量、液位中的一个参数进行设计。（9）对该装置进行技术经济评价。（10）整理设计计算说明书。 3.要求 (1)课程设计是一次综合应用所学知识的实际训练环节，每一步都要独立完成。 (2)鉴于装置设计涉及的面很广。设计内容有的相互有关联，要相互配合好，及时交流相关情况。这样可以获得某些参加大型设计工作的体验。 (3)本指南由于篇幅限制，列出的参考资料都是节录，有的可能不能完全解决设计中所需的各种资料，到时可根据指南提供文献的索引去查找。 (4)设计参考资料仅供参考，不能照抄，各个环节可比照本指南介绍的方法进行，但要理解。 (5)设计计算说明书是一个重要的设计文件，要认真整理编写，不得草率从事。内容格式和要

流体流动及流体输送机械

流体流动及输送装置一、填空 1. 按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同，可将单元操作分为动量传递、热量传递、质量传递。 2. 化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。 3. 当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg，则该体系的绝对压强为850mmHg，真空度为-100mmHg. 4. 液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置，用U形管压强计测压时，当压强计一端与大气相通时，读数R表示的是表压或真空度。 5. 转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了压强差。 6. 静止液体中两处压力相等的条件是连续、同一液体、同一水平面。 7. 流体在圆管内作稳定连续流动时，当Re≤2000时为滞流流动，其摩擦系数λ=64/Re；当 Re≥4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为过渡流。流体沿壁面流动时，有显著速度梯度的区域称为流动边界层。 8. 当流体的体积流量一定时，流动截面扩大，则流速减少，动压头减少，静压头增加。 9. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时，液位高度降低，因为阻力损失增大。 10. 理想流体是指没有粘性或没有摩擦阻力，而实际流体是指具有粘性或有摩擦力，流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。 11. 一般情况下，温度升高，液体的粘度减小，气体的粘度增大。 12. P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。 13. 雷诺准数的表达式为Re=dμρ/μ。当密度ρ＝1000kg/m，粘度μ=1厘泊的水在内径为d=100mm，以流速为1m/s在管中流动时，其流动类型为湍流 14. 流体在圆直管内流动，当Re≥4000时的流型称为湍流，其平均速度与最大流速的关系为u＝0.8u max；Re≤2000的流型称为滞流，其平均速度为u＝0.5u max。 15. 在管内呈层流时，摩擦系数λ与Re有关。在管内呈湍流时，摩擦系数λ与Re，ε/d 有关。当Re继续增大到大于某一定值时，则流体流动在完全湍流区，摩擦系数λ与ε/d

流体流动与输送设备(习题及答案)

第一章流体流动与输送设备 1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含％，％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力时的密度。解：混合气体平均摩尔质量 mol kg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-?=?+?+?+?=∑=∴ 混合密度 3 3 3/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+????==-ρ 2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。解：乙醇水溶液的混合密度 7895 .02.9985.01 22 11+ = + = ρρρa a m 3 /36.881m kg m =∴ρ 相对误差： % 74.5%10093536.8811%100=???? ??-=?-实实m m m ρρρ 3．在大气压力为的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少解：' '真真绝 p p p p p a a -=-= ∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真 4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。试计算液面到下方测压口的距离。解：液面下测压口处压力 gh p z g p p ρρ+=?+=10 m h g p p g p gh p z 36.255.081.990010)4258(3 0101=+??-=+-=-+=?∴ρρρ 5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3。（1）计算玻璃管内水柱的高度；（2）判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。解：（1）容器底部压力 gh p gh gh p p a a 水水油ρρρ+=++=21 m h h h h h 16.16.07.01000800 2121=+?=+=+=∴水油水水油ρρρρρ 题4 附图 D h 1 h 2 A C 题5 附图

化工原理绪论、流体流动与流体输送机械

化工原理绪论、流体流动、流体输送机械一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。 6．单位时间内过程的变化率称为___________。二问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8．提高过程速率的途径是什么？ 9．第一章流体流动一填空题 1．单位体积流体的质量称为________，它与________互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为____________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________，其表示方法有________和________两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是_________的。 5．产生流体阻力的根本原因是________；而___________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。

过程流体机械考试题(1)

一、填空（本大题15分，每空0.5分） 1、按工作介质的不同，流体机械可分为（压缩机）、（泵）和（分离机）。 2、平面填料的典型结构是三六瓣结构，即朝向气缸的一侧由（三瓣）组成，背离气缸的一侧由（六瓣）组成，每一块平面填料外缘绕有螺旋弹簧，起（预紧）作用。 3、往复活塞泵由（液力端）和（动力端）组成。 4、防止离心压缩机的转子因受其重力下沉需要两个（径向）轴承，防止转子因受轴向推力窜动需要（轴向止推）轴承。 5、压缩机中的惯性力可分为（往复）惯性力和（旋转）惯性力。 6、往复式压缩机的工作腔部分主要由（气阀）、（气缸）和（活塞）构成。 7、离心泵的过流部件是（吸入室）、（叶轮）和（蜗壳）。 8、泵的运行工况点是（泵特性曲线）和（装置特性曲线）的交点。 9、离心压缩机级内的能量损失主要包括：（流动）损失、（漏气）损失和（轮阻）损失。 10、往复式压缩机的传动部分是把电动机的（旋转）运动转化为活塞的（往复）运动。 11、由比转数的定义式可知，比转数大反映泵的流量（大）、扬程（低）。 12、离心压缩机中，在每个转速下，每条压力比与流量关系曲线的左端点为（喘振点）。各喘振点联成（喘振线），压缩机只能在喘振线的（右面）性能曲线上正常工作。二、（本大题10分，每小题1分）判断 1、（×）采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行中间冷却。 2、（×）压缩机的冷却方式主要分为（风冷）和（水冷）。 3、（×）管网特性曲线决定于（管网本身的结构）和用户的要求。 4、（×）按级数可将离心泵分为（单级泵）和（多级泵）。 5、（×）活塞与气缸之间需采用（活塞环）密封，活塞杆与气缸之间需采用（填料）密封。 6、（×）往复式压缩机的传动部分是把电动机的旋转运动转化为活塞的往复直线运动。 7、（×）气阀中弹簧的作用是帮助阀片关闭和减轻阀片开启时与（升程限制器）的撞击。 8、（×）在双作用气缸中，为利于填料密封，在曲轴一侧配置（较低）压力级。 9、（×）压缩机串联工作可增大气流的排出压力，压缩机并联工作可增大气流的输送流量。 10、（×）如果泵几何相似，则（比转数）相等下的工况为相似工况。三、（本大题20分，每小题2分名词解释 1、过程流体机械：是以流体为工质进行能量转换、处理与输送的机械，是过程装控的重要组成部分。 2、理论工作循环：压缩机完成一次进气、压缩、排气过程称为一个工作循环。 3、余隙容积：是由气缸盖端面与活塞端面所留必要的间隙而形成的容积，气缸至进气、排气阀之间通道所形成的容积，以及活塞与气缸径向间隙在第一道活塞环之前形成的容积等三部分构成。 4、多级压缩：多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。 5、灌泵：离心泵在启动之前，应关闭出口阀门，泵内应灌满液体，此过程称为灌泵。 6、有效汽蚀余量：有效汽蚀余量是指液流自吸液罐（池）经吸入管路到达泵吸入口 p所富余的那部分能量头，用NPSH a表示。后，高出汽化压力 V

4L-20丨8活塞式压缩机过程流体机械课程设计说明书

目录第一章概述 (2) 1.1压缩机简介 (2) 1.2压缩机分类 (2) 1.3活塞式压缩机特点 (2) 第二章总体结构方案 (3) 2.1设计基本原则 (3) 2.2气缸排列型式 (3) 2.3运动机构 (3) 第三章设计计算 (4) 3.1 设计题目及设计参数 (4) 3.2 计算任务 (4) 3.3 设计计算 (4) 3.3.1 压缩机设计计算 (4) 3.3.2 皮带传动设计计算 (8) 第四章压缩机结构设计 (11) 4.1气缸 (11) 4.2气阀 (12) 4.3活塞 (12) 4.4活塞环 (13) 4.5填料 (13) 4.6曲轴 (13) 4.7中间冷却器 (13) 参考文献 (14)

第一章概述 1.1压缩机简介压缩机（compressor），是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝（放热）→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。作为一种工业装备，压缩机广泛应用于石油、化工、天然气管线、冶炼、制冷和矿山通风等诸多重要部门；作为燃气涡轮发动机的基本组成元件，在航空、水、陆交通运输和发电等领域随处可见；作为增压器，已成为当代内燃机不可缺少的组成部件。在诸如大型化肥、大型乙烯等工艺装置中，它所需投资可观，耗能比重大，其性能的高低直接影响装置经济效益，安全运行与整个装置的可靠性紧密相关，因而成为备受关注的心脏设备。 1.2压缩机分类压缩机按工作原理可分为容积式和动力式两大类；按压缩级数分类，可分为单级压缩机、两级压缩机和多级压缩机；按功率大小分类，可分为微小型压缩机、中型压缩机和大型压缩机。按压缩机的结构形式可分为立式、卧式。压缩机具有其鲜明的特点，根据其工作原理的不同决定了其不同的适用范围。 1.3活塞式压缩机特点活塞式压缩机与其他类型的压缩机相比，特点是：（1）压力范围最广。活塞式压缩机从低压到超高压都适用，目前工业上使用的最高工作压力达350MPa，实验室中使用的压力则更高。（2）效率高。由于工作原理不同，活塞式压缩机比离心式压缩机的效率高很多。而回转式压缩机由于高速气流阻力损失和气体内泄漏等原内，效率亦较低。（3）适应性强。活塞式压缩机的排气量可在较广泛的范围内进行选择；特则是在较小排气量的情况下，要做成速度型，往往很困难，甚至是不可能的。此外，气体的重度对压缩机性能的影响也不如速度型那样显著，所以同一规格的压缩机，将其用于不同介质时，较

化工原理绪论、流体流动与流体输送机械(doc 9页)

1．

2．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将_______，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值 ________。一、选择题 3．液体的密度随温度的升高而_________。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不一定 4．表压值是从压强表上读得的，它表示的是 _________。 A 比大气压强高出的部分 B 设备的真实压力 C 比大气压强低的部分 D 大气压强 5．流体的流动类型可以用___________的大小来判定。 A 流速 B 雷诺准数 C 流量 D 摩擦系数 6．气体在等截面的管道中流动时，如质量流量不变则其质量流速_________。 A 随温度大小变化 B 随压力大小变化 C 不变 D 随流速大小变化7．粘度愈大的流体其流动阻力__________。 A 愈大 B 愈小 C 二者无关系 D 不会变化 8．柏努利方程式既可说明流体流动时的基本规律也能说明流体静止时的基本规律，它表

过程流体机械讲稿

《过程流体机械》课程讲义课程基本信息 1．课程中文名称：过程流体机械 2．课程英文名称：Process Liquid Machine 3．适用专业：过程装备与控制工程专业 4．总学时：48学时（其中理论48学时） 5．总学分：1.5学分 6．课程编码：050304008 7．课程类别：专业必修课 8．编制日期：2012年2月主讲人：王红教材：《过程流体机械》姜培正主编化学工业出版社,2001.8

主讲内容： 1.绪论 1.1专业概述，流体机械分类 1.2过程流体机械用途、发展趋势 1.3气体性质和热力过程 2.容积式压缩机 2.1 容积式压缩机分类、工作原理、结构 2.2 往复活塞式压缩机的热力性能、功、功率 2.3 动力性能、惯性力平衡，其它容积式压缩机 3.离心压缩机 3.1 离心压缩机结构、工作原理、特点 3.2 叶轮式机械热力性能，欧拉方程、能量方程、伯努利方程3.3 级内能量损失，功率及效率 3.4 性能、调节与控制 3.5 相似理论及应用、离心压缩机选型 4.泵 4.1 泵的分类、特点、结构、工作原理 4.2 泵叶轮上能量计算、伯努利方程应用 4.3 离心泵的吸入特性、气蚀原理、相似理论 4.4 其他泵类结构、工作原理、选泵 5.离心机 5.1 介质的分类、分离原理 5.2 过滤式离心机和沉降式离心机、分离机结构、原理 5.3 过滤机与压滤设备，各类机型选择

第一次课（2学时）第一章绪论（1）(Introduction) 讲述过程流体机械的在生产过程中的地位、流体机械的分类、流体机械的用途、流体机械的发展趋势以及流体机械的控制和故障诊断方法等。 1.1 过程流体机械的相关概念 1.1.1讲述什么是过程工业(Process Industry) 过程工业是以流程性物料为主要处理对象、完成各种过程或其中某些过程的工业生产的总称。过程工业遍及几乎所有现代工业生产领域。工业特点：大型化、管道化、连续化、快速化、自动化。生产效率高、成本低、节能环保、安全可靠、控制先进、人员少。如：石化、化工、生物化工、热电、医药、食品、染料、冶金、煤炭、环保等。科学技术越发达，过程工业就越多、越大。他是现代工业的主要体现，国民经济的支柱产业之一。 1.1.2讲述什么是过程装置由设备、管道和控制系统构成一个完整的过程工业的生产系统，并保持生产正常进行。 1.1.3讲述什么是过程装备化工生产过程中的生产工具：包括过程设备和过程机器。过程工业的任何一个生产装置都需要使用多种机器、设备。过程装备：(Process Equipment ) 三大部分：过程设备、过程机器、测控设备 ( Process Equipment; Process Machinery; Survey-control Equipment ）（1）过程设备（静设备）：（Process Equipment）压力容器、塔、反应釜、换热器、储罐、加热炉、管道等。也称为：化工设备；压力容器，占过程工业总设备投资的80 ~ 85%。《过程设备设计》课程内容讲。（2）过程机械（动设备）：（Process Machinery）Process Fluid Machinery 压缩机、泵、分离机械（二机一泵）；电机、风机、制冷机、蒸汽轮机、废气轮

过程流体机械试题

过程流体机械试题一、单项选择题(每题1分，共10分) 1.液体从泵入口流到出口的过程中,通常存在的三种损失有流动损失、流量损失和（ A )。 A.机械损失 B.尾迹损失 C.冲击损失 D．泄漏损失 2.下列零部件中属于离心泵过流部件的是( Ｃ )。Ａ.转轴 B.轴封箱 C.蜗壳 D.口环 3．为便于对不同类型泵的性能与结构进行比较,泵的比转数n s是其（ B ）。 A.任意效率点的比转数 B.最高效率点的比转数Ｃ.最低效率点的比转数 D．最小流量的比转数 4.在泵出口设有旁路与吸液罐相连通,改变旁路上调节阀的开度调节流量属于( A )。 A.改变管路特性工况调节 B.改变工艺参数调节 C.改变尺寸参数调节 D.改变泵特性工况调节 5.下列零部件中属于离心压缩机定子的零部件的是（ A ）。 A．扩压器B．口环 C.阀片? D.气缸 6.离心压缩机转速越高,压力比越大，但性能曲线越陡，稳定工作区( Ｄ）。 A．不变 B．越宽 C. 等于零 D．越窄７.保持两机流动过程完全相似的条件为:几何相似、进口速度三角形相似、特征马赫数相等和（Ｃ）。 A.多变指数相等Ｂ.膨胀指数相等 C．绝热指数相等 D．等温指数相等８.压缩机实际运行中的排气压力并不总是符合设计压力,其值取决于( C ）。 A．进气系统的压力 B.汽缸的压力Ｃ．排气系统的压力Ｄ．活塞的压力 9.各类压缩机的旋转惯性力或旋转惯性力矩都可以用加（Ｂ )。 A．气体质量来平衡Ｂ．平衡质量来平衡Ｃ．汽缸质量来平衡Ｄ.往复质量来平衡１0.在结构尺寸一定时,影响活塞压缩机排气量的主要因素是转速和（ C ）。 A.凝析系数Ｂ．吸气系数 C.排气系数D．抽加气系数二、多项选择题（每题2分，共１０分）１１.离心泵按液体吸入叶轮的方式不同，有（ＡE )。 A．双吸式泵Ｂ.多吸式泵Ｃ.单级泵 D．多级泵 E.单吸式泵 12.下列零件属于活塞压缩机密封零部件的有( ＡBC )。Ａ.活塞环 B．平面填料Ｃ．锥面填料Ｄ．连杆 E．曲轴 13．根据各列气缸中心线之间的夹角和位置不同，活塞式压缩机分为（ACE ）。 A.立式 B．移动式C．卧式 D.固定式 E.角度式 1４．下列属于离心压缩机流动损失的是（ＢＤ )。Ａ．泄漏损失Ｂ．分离损失 C.机械损失D．二次涡流损失 E.轮阻损失 15．下列零部件中属于离心压缩机零部件的是（ ABD )。 A.叶轮 B．扩压器Ｃ.气阀 D．平衡盘 E．活塞三、填空题 (每空１分,共15分) 16.齿轮泵的工作容积由泵体、侧盖及（齿轮 )各齿间槽构成。

空气压缩机课程设计样本

过程流体机械课程设计院系: 指导老师:

目录 1 课程设计任务........................................................... 错误!未定义书签。 1.已知数据.............................................................. 错误!未定义书签。 2.课程设计任务及要求 ......................................... 错误!未定义书签。 2 热力计算................................................................... 错误!未定义书签。 1.初步确定压力比及各级名义压力 ..................... 错误!未定义书签。 2.初步计算各级排气温度 ..................................... 错误!未定义书签。 3.计算各级排气系数 ............................................. 错误!未定义书签。 4.计算各级凝析系数及抽加气系数 ..................... 错误!未定义书签。 5.初步计算各级气缸行程容积 ............................. 错误!未定义书签。 6.确定活塞杆直径 ................................................. 错误!未定义书签。 7.计算各级气缸直径 ............................................. 错误!未定义书签。 8.实际行程容积及各级名义压力 ......................... 错误!未定义书签。 9.计算缸内实际压力 ............................................. 错误!未定义书签。 10.计算各级实际排气温度 ................................... 错误!未定义书签。 11.缸内最大实际气体力并核算活塞杆直径 ....... 错误!未定义书签。 12.复算排气量........................................................ 错误!未定义书签。 13.计算功率, 选取电机......................................... 错误!未定义书签。 14.热力计算结果数据 ........................................... 错误!未定义书签。 3 动力计算................................................................... 错误!未定义书签。 1.第Ⅰ级缸解析法 ................................................. 错误!未定义书签。

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