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一、简答题

1． 何谓平衡水、自由水、结合水和非结合水？它们之间有何相互关系？

【答案】平衡水:当气体为不饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量称为平衡含水量

低于

的水分称为平衡水，高于

的水分称为自由水。

物料中大于

的那

当气体为饱和气体时，与气体的水分分压呈平衡的物料含水量定义为部分水分称为非结合水，小于

水量，结合水与非结合水的总合为物料的总含水量。

2． 简述如何通过实验测定过滤常数。

【答案】（1）安装过滤设备，配料，在恒压测定不同时刻的滤液量V ; （2）利用（3）用

将数据整理得到

关系表；

数据作图（或数据拟合）；

的那部分水分称为结合水。自由水和平衡水的总合为物料的总含

（4）将数据拟合成直线，根据直线斜率和截距求出过滤常数

3． 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？

【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，对传递相同热负荷而言，需较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度

可接近冷流体进口温度

对相同热负荷而言，对相同热负荷而

需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度可接近热流体进口温度言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。

二、计算题

4． 密度为

的某液体从敞口容器通过内径为40mm 的管路进入敞口容器B ，两容器内的

液面高度恒定，管路中有一调节阀。阀前管长65m ，阀后管长25m （均包括全部阻力损失的当量长度，进口阻力损失忽略不计）。当阀门全关时，阀前后的压强表读数分别为80KPa 和40KPa 。现将调节阀开至某一开度，阀门阻力的当量长度为30m ，直管摩擦系数

（1）管内流量为多少

（2）阀前后的压强表的读数为多少？

（3）将阀门调节至另一开度，且液面不再恒定（液面初始高度同上），试求两液面高度差降至3m 时所需要的时间。（两容器内径均为5m ，假定流动系统总能量损失为

）。

试求:

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图

【答案】（1

）设A 液面的高度为代入数值后可求出:

设B

液面高度为代入数值后可求出:

对于A , B 两截面间列柏努利方程

:

代入数值可以求出:

（2

）对液面A 和阀前截面列柏努利方程可得:

代入数值可以求出:

对阀后和B 液面列柏努利方程为:

代入数值为:

（3）设当两槽液位高度差为3m 时，较高的槽其最终液位高度为

可以求出:

对于高位槽设在任意时刻高位槽的液位高度为z 。设在时间为

则

:

则:

则有:

内液面下降高度dz 。

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列物料平衡方程为:积累速率=-出料速率，即:

可化简为:

对两槽瞬时液面列柏努利方程为:

代入数值为:

化简后:

则:

对上式进行积分，由8.89到8.16, 用式子表示为:

5． 已知湿空气的总压为101.3kPa ，相对湿度为50%，干球温度为20°C 。试用I-H 图

求解:（1）水汽分压P ; （2）湿度H ; （3）焓I ; （4）露点500kg/h干空

气的湿空气预热至117°C , 求所需热量Q 。 【答案】见图。 由已知条件：

在I-H 图上定出湿空气状态A 点。

（1）水汽分压由点A 沿等H 线向下交水汽分压线于点C , 在图右端纵坐标上读得p=1.2kPa。（2）湿度H 由点A 沿等H 线交水平辅助轴得H=0.0075kg水/kg绝干空气。 （3）焓I 通过A 点作斜轴的平行线，读得（4）露点

由点A 沿等H 线与

（5）湿球温度过点D 的等t 线读得线相交于点G , 读得

绝干空气。

饱和线相交于点D , 由通

饱和线相交于点B , 由通过点B 的等t 线读得

绝干空气（即湿空气离开预热器时的焓值）。含1kg 绝干空气

通过上例的计算过程说明，采用焓湿图求取湿空气的各项参数，与用数学式计算相比， 不仅计算迅速简便，而且物理意义也较明确。

（5）湿球温度（6）如将含

（绝热饱和温度Ls ）由点A 沿等I 线与

（6）热量Q 因湿空气通过预热器加热时其湿度不变，所以可由点A 沿等H 线向上与的湿空气通过预热器所获得的热量为：

每小时含有500kg 绝干空气的湿空气通过预热器所获得的热量为：