第四章传热
一、名词解释
1、导热
若物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导导热;
2、对流传热
热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递;热对流仅发生在流体之中, 而且必然伴随有导热现象;
3、辐射传热
任何物体, 只要其绝对温度不为零度0K, 都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量, 同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能, 当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时, 该物体就与外界产生热量的传递;这种传热方式称为热辐射;
4、传热速率
单位时间通过单位传热面积所传递的热量W/m2
5、等温面
温度场中将温度相同的点连起来,形成等温面;等温面不相交;
二、单选择题
1、判断下面的说法哪一种是错误的; B
A 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大；
B 在同一温度下,物体吸收率A与黑度ε在数值上相等,因此A与ε的物理意义相同；
C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；
D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度;
2、在房间中利用火炉进行取暖时,其传热方式为_______ ; C
A 传导和对流
B 传导和辐射
C 对流和辐射
3、沸腾传热的壁面与沸腾流体温度增大,其给热系数_________; C
A 增大
B 减小
C 只在某范围变大
D 沸腾传热系数与过热度无关
4、在温度T时,已知耐火砖辐射能力大于磨光铜的辐射能力,耐火砖的黑度是下列三数值之一,其黑度为_______; A
A B 0.03 C 1
5、已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度______耐火砖的黑度; D
A 大于
B 等于
C 不能确定是否大于
D 小于
6、多层间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻_____; A
A 成正比
B 成反比
C 没关系
7、在列管换热器中,用饱和蒸汽加热空气,下面两项判断是否正确： A
甲、传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；
乙、换热器总传热系数K将接近空气侧的对流给热系数;
A 甲乙均对
B 甲乙均不对
C 甲对,乙不对
D 乙对,甲不对
8、列管换热器管程常用流速范围为：一般液体_______,气体__________; A C
A - 3 m/s
B 3 - 15 m/s
C 5 - 30 m/s
9、一管壳式换热器,管内走液体,管间走蒸汽,由于液体入口温度下降,在流量不变情况下,仍要达到原来的出口温度t,此设备已不允许再提高蒸汽压力强度,采取简便有效措施______; A
A 管内加扰流内件
B 提高壳程数
10、碳钢的导热率为_______；不锈钢的导热率为_______；铜的导热率为_______,常压常温空气的导热率为_______；常温水的导热率为_______; C, D, B, F, E
A 151W/m℃
B 370W/m℃
C 45W/m℃
D 16W/m℃
E m℃
F m℃
11、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸气,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时 A B B
①传热系数K应 A 增大 B 减小 C 基本不变
②空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变
③壁温 A 增大 B 略有减小 C 基本不变
12、一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动,其对流给热系数＝1000W/m2·℃;如流量与物性都不变,改用一19×2mm的直管,则其值将变为__________ W/m2·℃; D
A 1059
B 1496
C 1585
D 1678
13、穿过三层平壁的稳定导热过程,如图所示;试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小____________; C A C
A R1> R2+R3
B R1< R2+R3
C R1= R2+R3
D 无法比较
14、①在一列管式换热器中,用冷却水冷凝酒精蒸汽,换热器最好____________放置；冷却水应走____________; A C
A 水平
B 垂直
C 管内
D 管外
②已知某平壁外两层不等厚b1 A 小于 B 不能确定是否大于 C 大于 D 等于 15、稳定传热是指______; B A 传热系统中各点的温度不随位置和时间而变; B 传热系统中各点的温度仅随位置变,而不随时间变; C 传热系统中各点的温度不随位置变而随时间变; D 传热系统中各点的温度随位置和时间而变; 16、棉花保温性能好,主要是因为______; C A 棉纤维素导热率小； B 棉花中含有相当数量的油脂； C 棉花中含有大量空气,而空气的运动又受到阻碍； D 棉花白色,因而黑度小; 17、无相变强制对流α来自_______; C A 纯经验方法 B 纯理论方法 C 因次分析与实验结合半理论、半经验方法 D 数学模型法 E 因次分析法 18、在蒸汽冷凝中,不凝气体的存在对α的影响是______; B A 使α值升高 B 使α值大大降低 C 使α值有一定影响 D 对α值无影响 19、红砖的黑度为,若温度为300℃,则红砖的发射能力为________W/m 2; B A W/m 2 B 5684 W/m 2 C W/m 2 D 1000 W/m 2 20、换热器中冷热流体进出口温度一定时,下面说法中正确的是 ; D A t m 并 B t m 逆＝t m 并＝t m 折 C t m 并 D t m 并< t m 逆 >t m 折 21、对在蒸汽与空气间壁换热过程中,为强化传热下列方案中的_____在工程上可行; A A 提高空气流速 B 提高蒸汽流速 C 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度 D 在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导 走冷凝液; 22、在间壁换热器中,当两流体均变温时,采用折流的目的是 ; A A 提高K B 提高t m C 增加传热面积A D 使K 和A 均增加; 23、100℃时铜的导热率为_____,18℃时钢的导热率近似为_______,20℃时空气的导热率近似为 ______,20℃水的导热率近似为______; C A B D A 45W/mK B mK C 377W/mK D mK 24、在相同温度下,实际物体的吸收率A 与黑体的吸收率A 0的关系是 ; C A A A 0 B A A 0 C A A 0 D 不一定 25、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的_______; C A 通过一定传热面的传热速率不随时间变化,为一定值； B 系统中任一点的温度维持恒定； C 总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各传热面的传热速率之和； D 系统中任一传热面上的热通量在过程中不变; 26、一管壳式换热器,管内走液体,管间走蒸汽,由于液体入口温度下降,在流量不变情况下,仍要达到原 来的出口温度t ,此设备已不允许再提高蒸汽压力强度,采取简便有效措施______; A A 管内加扰流内件 B 提高壳程数 27、有一列管换热器,由38根252.5mm 无缝钢管组成,某有机蒸汽在管外冷凝,管内通冷却水,水流速 0.5m/s,相应的R e=104及对流给热膜系数为;当水流量减为一半时,对流给热膜系数改变为,则 ; A A αα8.0)21(=' B αα8 .0)21(〉' C αα8 .0)21(〈' D 不一定 28、两流体在一套管换热器中换热,热流体温度由90℃降至60℃,冷流体温度由20℃升至50℃;若逆流 操作,t m ＝ ; D A 70℃ B 30℃ C 10℃ D 40℃ 29、热传递的基本方式是： 、对流、辐射; A A 传导 ； B 传递； C 放射； D 流动; 30、物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量 传递称为 ; A A 热传导； B 热传递； C 热放射； D 热流动; 31、流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为 ; A A 对流； B 流动； C 传递； D 透热; 32、物质导热系数的顺序是：; A A 金属＞一般固体＞液体＞气体； B 金属＞液体＞一般固体＞气体； C 金属＞气体＞液体＞一般固体； D 金属＞液体＞气体＞一般固体; 33、吸收率1的物体称为黑体; C A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于; 34、等于1的物体称为白体; B A 吸收率； B 反射率； C 透过率； D 折射率; 35、单原子气体和对称双原子气体均可视为; D A 白体； B 灰体； C 黑体； D 透热体; 36、液体是; D A 白体； B 灰体； C 透热体； D 不透热体; 37、在管壳式换热器中,不洁净和易结垢的流体宜走管内,因为管内; A A 清洗比较方便； B 流速较快； C 流通面积小； D 易于传热; 38、在管壳式换热器中,腐蚀性的流体宜走管内,以免,而且管子也便于清洗和检修; A A 壳体和管子同时受腐蚀； B 流速过快； C 流通面积过小； D 传热过多; 39、在管壳式换热器中,压强高的流体宜走管内,以免,可节省壳程金属消耗量; A 壳体受压； B 流速过快； C 流通面积过小； D 传热过多; A 40、在管壳式换热器中,饱和蒸气宜走管间,以便于,且蒸气较洁净,它对清洗无要求; A A 及时排除冷凝液； B 流速不太快； C 流通面积不太小； D 传热不过多; 41、在管壳式换热器中,有毒流体宜走管内,使; A A 泄漏机会较少； B 流速很快； C 流通面积变小； D 传热增多; 42、在管壳式换热器中,被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用, ; A 以增强冷却效果； B 以免流速过快； C 以免流通面积过小； D 以免传热过多; A 43、在管壳式换热器中,黏度大的液体或流量较小的流体宜走,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re值Re＞100下即可达到湍流,以提高对流传热系数; B A 管内； B 管间； C 管径； D 管轴; 44、对于刚性结构的换热器,若两流体的温差较大,对流传热系数较大者宜走,因壁面温度与大的流体温度相近,可以减少热应力; B A 管内； B 管间； C 管径； D 管轴; 45、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的,是为了加大壳程流体的,使湍动程度加剧,以提高壳程对流传热系数; C A 黏度； B 密度； C 速度； D 高度; 46、有一套管换热器,环隙中有119.6℃的蒸气冷凝,管内的空气从20℃被加热到50℃,管壁温度应接近; D A 20℃； B 50℃； C 77.3℃； D 119.6℃; 47、已知在温度T时耐火砖的发射能力辐射能力大于铜的发射能力,则铜的黑度为,耐火砖的黑度为; A B A ； B ； C ； D ; 48、两灰体间进行辐射换热,两者间的温度差为100℃;若将两灰体的温度各升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的传热量相比,将; A A 增大； B 减小； C 不变； D 不一定; 49、判断下面的说法哪一种是错误的 ; B A 在一定的温度下,辐射能力越大的物体,其黑度越大； B 在同一温度下,物体吸收率A 与黑度ε在数值上相等,因此A 与ε的物理意义相同； C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强； D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度; 50、当换热器中冷热流体的进出口温度一定时,判断下面的说法哪一个是错误的 ;B A 逆流时,Δt m 一定大于并流、错流或折流时的Δt m ； B 采用逆流操作时可以节约热流体或冷流体的用量； C 采用逆流操作可以减少所需的传热面积； D 温度差校正系数φΔ t 的大小反映了流体流向接近逆流的程度; 三、 填空题 1、对流给热的热阻主要在____________,此处的__________最大; 滞流内层 温差 2、热损失是_______损失和________损失之和; 热辐射传热引起的 对流给热引起的 3、列管式换热器中,壳程设有折流挡板,当两流体均无相变时,挡板能起强化传热的作用,其原因是 ①______________________________________________________________； ②______________________________________________________________； ③_____________________________________________________________ ; ① 流速增大,使壳程α增大； ② 流体大部分横穿流过管束,流道短,边界层薄,比顺着管子纵向流动α高； ③ 流体在折流挡板间穿行时,流向及流速都在不断变化,增加了扰动,强化了传热; 4、水蒸气冷凝时的α比气体无相变时的α大得多,其原因是气体的_____________________ _________________________,而蒸汽冷凝,其凝液的_____________________________；且只有 _______________才有热阻; 导热率小、密度小,整个气体都呈现热阻 导热率和密度都比气体大 很薄的液膜 5、在管式间壁换热器中,以外表面为基准的传热系数K 的计算式为_________________,与之对应的传 热量Q ＝_______________; 6、① 已知传热系数K =1250kcaL/m 2h ℃,在SI 制中,K =_____W/m 2K ；汽化潜热r =2200kJ/kg,在工程单 位制中r =________________kcaL/kg; ② 普兰德准数的定义式是__________________________; ① 1453 525 ② λ μp C =Pr 7、在压强恒定的条件下,空气黏度随温度升高而________________; 增大 8、厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b 1b 2b 3,导热率1 2 3;在稳定传热过程中,各层 的热阻R 1 R 2 R 3,各层导热速率Q 1 Q 2 Q 3; >, > ； =, = 9、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后,其保温效果应_____________,主要原因是 _______________________________________________________________; 降低 因水的导热率大于保温材料的导热率,受潮后,水占据一定的孔隙空间,使保温层材 料导热率增大,保温效果降低; 8、 蒸汽冷凝放热时,要经常注意排放_________________,这是因为 ___________________ ________________________________________________________; 不凝气和冷凝水 不凝气构成附加的气膜传热阻力,而冷凝水的积累减小换热面积; 11、①设置隔热挡板是____________辐射散热的有效方法;挡板材料的黑度愈低,辐射散热量 ____________; ②有一单层平壁如图所示;已知材料的导热率λ为常数,从左等温面1t 至右等温面2t 的稳定导热 热流量为Q ,则平壁内的温度分布表达式为__________________________; ① 减少 愈低 ② λλQx t t x t t Q -=→-=11)( 12、某物体可近似为灰体在20℃时,其黑度为ε=,其吸收率为______________; 0．8 13、浮头式或带膨胀节的换热器适用于____________ 与____________流体的温差很大的场合; 管程 壳程 14、① 根据有无热补偿或补偿方法不同,列管式热器的一般结构型式有__________________、 __________________、__________________; ② 换热器中,热流体由200℃ 冷却到140℃,冷流体由20℃升高到35℃,热流体的热容量流率较 小, 则传热效率为__________________; ① 膨胀节；浮头式；U 型管 ② % 15、消除列管换热器温差应力常用的方法有三种,即在壳体上加______________,采用______________ 结构或采用______________式结构; 膨胀节 浮头式 U 型管 16、如图所示,为尽量减少Ａ、Ｂ两个温度不同的固体表面间的辐射传热,可以采取的措施 是________________________________________________; 在两固体壁面间,平行放置多块黑度较小的遮热板; 17、① 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃,冷却水初温为15℃,在设计列管式换热器时, 采用两种方案比较;方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃,方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃,则用水量W 1___W 2, 所需传热面积A 1___A 2; ② 如图所示,蒸汽在管束外冷凝,a 、b 两种排列方式的其它条件均一样,比较它们的冷凝给热系数 的大小a α___b α,因为______________________________________; ① 大于, 小于 ② 大于,因为冷凝液从上面各排流到下面各排,液膜逐排增厚,沿垂直方向管数愈多,液膜愈厚; 18、两流体的间壁换热过程中t WC Q p ∆=计算式中,t 表示 ; T 1-T 2 或t 2-t 1 19、设备保温层外包一层表面_________、颜色_________的金属,可使设备的热损失减少; 光滑 较浅 20、举出五种间壁式换热器____________、____________、____________、____________、 ____________; 套管式换热器,列管式换热器,夹套式换热器,板式换热器,螺旋板式换热器,蛇管式换热器,板翅式换热器 等任选五种; 21、导热率的物理意义是____________________________________,其SI 制的单位为_____________, 工程制的单位为_______________; 单位温度梯度、单位导热面积上所传导的热量 W/m ℃ 千卡/小时米℃ 22、① 定性温度是指____________________; ② 沸腾传热可分为三个区域,它们是____________、____________和____________,生产中的沸 腾传热过程应维持在____________区操作; ① 确定准数中各物性参数的温度 ② 自然对流区 核状沸腾区 膜状沸腾区 核状沸腾 23、对多层圆筒壁的热传导,通过各层的传热速率________,热通量________,沿圆筒壁的径向温度分布 为____________线; 相等 不相等 曲线 24、① 已知导热率λ=×10-3Cal/cms ℃, 此值在SI 制中为__________W/mK; ② 写出比热C p 的单位,工程制为____________,SI 制为____________; ③ 物体的辐射传热速率与其绝对温度的_________次方成正比; ① 1 ② kCaL/kg ℃, J/kg ℃ ③ 四 25、在传热实验中,用饱和水蒸气加热空气,总传热系数Ｋ接近于____________侧的对流传热系数,而壁 温接近于________________侧流体的温度;蒸汽冷凝时的对流给热系数α较大;原因是 __________________________; 空气 饱和水蒸气 蒸汽冷凝时释放较大冷凝潜热 26、① 估计列管式换热器中金属管壁的温度t w ,壳程为的饱和水蒸气冷凝; A 管程是平均温度为40℃的空气,t w 约为________； B 管程是平均温度为40℃的水,水的对流给热系数为2000W/m 2℃,基于内面积的总传热系数 K i =1600W/m 2℃ ,t w 约为_______; ② 在设计时,欲略为增大一卧式冷凝器的传热面积,从有利于传热角度看,宜采取的措施为 _____________,因为_____________________________; ① 1 100℃ 2 88℃ ② 增加管长; 如果采用增加管数的办法,则沿垂直方向管数也增加,冷凝液从上面各排流到 下面各排,液膜逐渐增厚,α降低; 27、管内湍流传热,流体内温度梯度最大的部分是在______________,原因是_____________ ____________________________________; 滞流底层 滞流底层的传热机理是导热, 流体的导热率一般比较低; 28、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也____________;滴状冷凝的给热系数_________膜状冷凝给热系 数; 大 大于 29、沸腾传热时,在核状沸腾区壁面与沸腾流体的温差愈大,则α__________; 越大 30、对于间壁式换热器：m h h p c t KA T T C W t t C W ∆=-=-)()2112（等式成立的条件 是 、 、 ; 31、下列各种情况下的对流给热系数 空气流速为6m/s 时的1α； 空气流速为25m/s 时的2α；水的流速为1.2m/s 时的3α； 水的流速 为2.5m/s 时的4α； 蒸汽膜状冷凝时的5α之间的数值按自大而小的顺序为 ________ > ________ > ________ > ________ > ________; 32、不需要任何介质的传热称为 传热; 辐射 33、在列管式换热器中,流体在管内流动称为流经 ; 管程 34、列管式换热器中,流体在 流动称为流经壳程; 管间 35、能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波长范围的辐射能的物体称为 ; 灰体 36、在辐射传热中,气体的反射率为 ; 37、在辐射传热中,黑体的透过率为 ; 38、在辐射传热中,灰体的透过率为 ; 39、灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比,称为物体的 ; 黑度 40、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则传热管的壁温接近 的温度; 饱和蒸气 41、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则总传热系数Ｋ接近 的对流传热系数; 空气 42、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则空气应走 ; 管内 43、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则饱和蒸气应走 ; 管间 44、判断下列物性数值大小金属 ____ 液 ___气; ＞ ＞ 四、判断题 每题1分 1、在辐射传热中,黑体的反射率为1; × 2、对流传热包括强制湍流传热和强制层流传热; × 3、滴状冷凝比膜状冷凝效果好; √ 4、圆筒壁热传导是传热速率与热通量相等 × 5、一般固体、液体和气体相比较,导热系数值的大小顺序为固体＞气体＞液体; × 6、夏季人们穿深色衣服不会感觉太热; × 7、对流传热仅发生在流体中; × 8、流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在流动边界层; × 9、一套管换热器逆流操作与并流操作一样; × 10、虽然大气层包围着地球,但阳光仍能照射到地球表面,因为空气是透热体; √ 五、问答题 1、在列管换热器中,拟用饱和蒸气加热空气,传热管的壁温接近哪一种流体的温度 为什么 3分 答： 壁温接近饱和蒸气的温度; 因为o o w i i W A t t A T T αα11-=- , 饱和蒸气的o α＞＞空气的i α,则i α1＜＜o α1 所以,W T T -＜＜t t w -,传热管的壁温接近饱和蒸气α大的温度; 2、为什么内部孔隙多的材料保温效果好 3分 因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体,对导热不利,从而起到了保温的作用; 3、在强化传热的过程中,为什么要想办法提高流体的湍动程度 3分 由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内,提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度,可以提 高传热效果; 4、在传热实验中,试分析说明饱和水蒸气与管壁间的对流给给热系数α如何确定的并指出相应测试的 基本参量有哪些 4分 答：)()(120t t C W t T A Q p c w s -=-=α ∴ 012)() (A t T t t C W w s p c --=α 即需测参数：空气流量c W ； 空气进、出口温度ｔ1、ｔ2； 饱和蒸汽压力,然后查出饱和蒸汽温 度T s ；管壁温ｔw 5、在蒸汽冷凝时,其冷凝液为层流流动,若要提高蒸汽冷凝的给热系数,可考虑采取哪些措施 4分 答： 措施一：让液膜和蒸汽同向流动,则磨擦力使液膜流动加速,厚度减薄,从而使增大； 措施二：若为单根管,将垂直放置改为水平放置;若为管束,则需减小垂直列上的管数,或把管子排 列旋转一定的角度； 措施三：及时排除不凝气体; 6、 ① 作图定性示出沸腾传热系数α随相应的传热温差Δｔ壁面和沸腾液体之间的变化关系; ② 列管换热器封头装置隔板的作用是什么 4分 答：① 如图 ② 隔板将管子分成若干组,构成多程换热器, 增大流速, 以提高管程α; 7、现场有一列管式加热器,管程有φd ×δmm 钢管n 根,每根长L 米,内通水;壳程为压力等于P Pa 绝的饱 和水蒸气冷凝;今欲实测此换热器传热系数K ,试问 ① 需要测取哪些数据说出所用仪表; ② 根据测得的数据列出计算K 值的有关公式及计算方法; 4分 答： ① 需要测水的进、出口温度1t 和2t ,可使用温度计测量;需要的加热蒸汽温度,可使用热电偶测量, 需要测水的流量, 可使用转子流量计测量; ② )(12t t C W Q p -=水 水 换热器面积 L d n A 00π= 平均推动力 2 121ln(t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 12t T t -=∆ 21t T t -=∆ 基于外表面的总传热系数 m p m t L d n t t C V t A Q K ∆⨯-=∆=01200)πρ（水水 五、计算题 1、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100 mm,其导热系数分别为 W/ｍ·℃及 W/ｍ·℃;待操作稳定后,测得炉壁的内表面温度为700℃, 外表面温度为130℃;为减少燃烧炉的热损失,在普通砖的外表面增加一层厚度为40 mm, 导热系数为 W/ｍ·℃的保温材料;操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃, 外表面温度为90℃;设两层材料的导热系数不变;计算加保温层后炉壁的热损失比原来减少百分之几 10分 解：设单位面积炉壁的热损失为q S Q q =,加保温层前,是双层平壁的热传导 22211311/22407 .01.09.01.0130700m w b b t t q =+-=+-=λλ 4分 加保温层后,是三层平壁的热传导 2332211412/70706 .004.07.01.09.01.090740m w b b b t t q =++-=++-=λλλ 4分 热损失减少的百分数 %4.6822407072240121=-=-q q q 2分 2、外径为426 mm 的蒸气管道, 其外包扎一层厚度为426 mm 的保温层, 保温材料的导热系数可取为 W ／ｍ·℃;若蒸汽管道的外表面温度为177℃, 保温层的外表面温度为38℃, 求每米管长的热损失; 10分 解：由已知 r 2 = 2 = 0.213 m, r 3 = + = 0.639 m 5分 每米管长的热损失 m w r r t t L Q /489213.0639.0ln )38177(2ln )(223 32=-=-=πλπλ 5分 3、在一套管换热器中,用水蒸气加热空气,已知空气侧的对流给热系数为 40W/m 2℃,蒸汽冷凝侧的对流 给热系数为5000W ／m 2℃,现欲提高此传热过程的总传热系数,应从何着手解决试用具体数据说明理由; 注：管壁热阻及污垢热阻可忽略,空气湍流 15分 解： 当忽略管壁及污垢热阻时 40 150********+=+=ααK 39.7=K W/m 2℃ 4分 由于1α>>2α,故应设法增大2α之值 在管程允许的压力降范围内增大空气的流量,设将空气流量提高倍,则 80402.44.20.828.02=⨯=='αα W/m 2· ℃ 78.780150001111 1 2 1=+=+='ααK W/m 2·℃ 5分 98.17 .397.78=='K K 若将1α增大一倍100001='α W/m ℃ 3分 8.39='K W/m ℃ 98.17 .398.39=='K K 3分 4、某厂精馏塔顶,采用列管式冷凝器,共有φ25×2.5mm 的管子60根, 管长为2m,蒸汽走管间,冷却水走 管内,水的流速为1m/s ;进、出口温度分别为20℃和60℃,在定性温度下水的物性数据为:ρ=992.2kg/m 3 λ=m·℃ μ=× Pr = ① 求管内水的对流给热系数 ② 如使总管数减为50根,水量和水的物性视为不变,此时管内水的对流给热系数又为多大 15分 解: 100010025.310 56.62.992102.0Re 44〉⨯=⨯⨯⨯==-μρdu 160Pr 6.0〈〈 5010002.02〉==d L 3分 ∴可采用下式计算对流给热系数 n Nu Pr Re 023.08.0= 流体被加热 n = ∴5.158=Nu 2分 50245.15802 .06338.0=⨯=⨯=Nu d λ α W/m 2·℃ 2分 2 当管子根数减少时,流速变大 s m u n n u /2.11)50 60()(=⨯='=' 4分 8.0)(u u '='αα 2分 ⋅=⨯='='28.08.0/(58132.15024)(m W u u αα℃ 2分 5、一套管换热器,由φ48×3mm 和φ25×2.5mm 的钢管组成,两种流体在内管和环隙流过,分别测得对流 给热系数为1α和2α,若两流体的流量保持不变,并忽略出口温度变化对物性所产生的影响; 求将内管改φ32×2.5mm 后,管内对流给热系数有何变化假设流动状态皆为湍流 10分 解: 原内管外径 25m m 1=d 内径 20m m 22.5-25 2=⨯=d 新内管外径 32m m 1 ='d 内径27m m 22.5-322=⨯='d 设 改用φ32×钢管后,内管对流给热系数1 α' 8.18.01)4( d d d μ V ρα∝∝π 5分 583.0)2720('8.1==∴αα 5分 6、一套管换热器用 133℃的饱和水蒸汽将管内的氯苯从 33℃加热到 73℃,氯苯流量为 5500Kg/h;现 因某种原因,氯苯流量减少到 3300Kg/h,但其进出口温度维持不变,试问此时饱和蒸汽温度应为多少才 能满足要求此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几设两种工况下的蒸汽冷凝热阻,管壁热阻,垢层 热阻及热损失均可略,且氯苯在管内作湍流流动,忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化 15分 解：()())2()1(1212m PC C m PC C t S K t t C W t KS t t C W '∆'=-'∆=- 3分 ()()21 21ln ln 33005500:21t T t T t T t T K K ---'-''=得 5分 76.12 1=-'-'t T t T 3分 6.0/='∆∆='m m h h t K t K W W 4分 7、重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动,两种油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃ 和157℃;若维持两种油的流量和初温不变,而将两流体改为逆流,试求此时流体的平均温度差及它们的 终温;假设在两种流动情况下,流体的物性和总传热系数均不变化,换热器的热损失可以忽略; 解： 以下标“′”表示并流的情况;由传热速率和热量衡算式知： )()(12210t t C W T T C W t K Q pc c ph h m -=-=∆= 3分 两式相除,得： 1 212212100t t t t T T T T t K t K Q Q m m --'=-'-=∆'∆=' a 将和比定律应用于下式,得： 1 212122112211221122147)128157()167243()()()()()()()()(t t t t t T t T t t T T t t T T t t T T t t m m ∆-∆=∆-∆---=----'-'-=----'-'-=∆'∆ 4310115ln )157167()128243(=---='∆m t ℃ 4分 所以 43147ln 121212 =∆-∆=∆-∆∆∆t t t t t t 093.14347ln 12==∆∆t t 98.2093.11 2==∆∆e t t 3分 或()222.98128243t T =--+ b 由式a 得： 22243167157128243128 T t --=-- 即： ()220.38243128t T =-+ c 联立式b 和c 解得： 2161.3t =℃ 2155.4T =℃ 7.49093.1)1284.155()3.161243(ln 1 2 12=---=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 5分 8、一套管式换热器管内流体的对流传热系数i α = 20 W/m 2·℃,管间流体的对流传热系数o α= 350 W/m 2·℃;若将管内和管间两种流体的对流传热系数分别提高一倍,总传热系数K 分别相应增加多少管 壁热阻及污垢热阻可忽略不计,管壁厚度按薄壁管处理10分 解：原流动情况 m 2·℃/W K= W/ m 2·℃ 2分 1管内对流传热系数增加一倍 = 2 = 2×20= 40 W/ m 2·℃ m 2·℃/W K= W/ m 2·℃ / = % 4分 2管外对流传热系数增加一倍 = 2×350 = 700 W/ m 2·℃ m 2·℃/W K = W/ m 2·℃ / = % 4分 9、在列管式换热器中用水冷却油,水在管内流动;已知管内水侧对流传热系数i α为349 W/m 2·℃,管外 油侧对流传热系数o α为258 W/m 2·℃;换热器在使用一段时间后,管壁面两侧均有污垢形成,水侧的污 垢热阻R si 为 m 2·℃/W,油侧的污垢热阻SO R 为 m 2·℃/W;若此换热器可按薄壁管处理,管壁导热热阻忽 略不计;10分 求：1产生污垢后热阻增加的百分数； 2总传热系数K; 解：1产生污垢前的热阻 m 2·℃/W 4分 产生污垢后的热阻 m 2·℃/W / = % 4分 2总传热系数 W/m 2·℃ 2分 10、在并流换热器中, 用水冷却油;水的进、出口温度分别为15℃和40℃, 油的进、出口温度分别为 150℃和100℃;现因生产任务要求油的出口温度降至80℃, 设油和水的流量、进口温度及物性均不变, 若原换热器的管长为1m, 求将此换热器的管长增加多少米才能满足要求;换热器的热损失可忽略; 15分 解：原平均温度差 13515-150 1==∆t ℃ 60 40-100 2==∆t ℃ 5.92)60135ln(60135)ln(2 121=-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 3分 由热量衡算 )()(1221t t C W T T C W Q pc C ph h -=-= 5.0100 150********=--=--=T T t t C W C W pc c ph h 4分 当油的温度降至80℃时, 由热量衡算得 或5.080 150152=--'=t C W C W pc c ph h 解得 502='t ℃ 3分 新的平均温度差,1 t '∆= 150-15 = 135℃, 2t '∆= 80-50 = 30℃ 8.6930 135ln 30135=-='∆m t ℃ 由传热速率方程可分别得 原换热器 5.92)100150(⨯=∆=-=dL Kn t KS C W Q m ph h π 新换热器 8.69)80150(⨯'='∆'=-=L d Kn t S K C W Q m ph h π ∴ m L 855.118.695.925070=⨯⨯= ' m L 855.01855.1=-=∆ 5分 11、一单程列管式换热器, 由直径为Φ25×2.5 mm 的钢管束组成;苯在换热器的管内流动, 流量为1.25 kg/s,由80℃冷却到30℃,冷却水在管间和苯呈逆流流动, 进口水温为20℃, 出口不超过50℃;已知水侧 和苯侧的对流传热系数分别为和 kW ／ｍ2·℃,污垢热阻和换热器的热损失可忽略,求换热器的传热面 积;苯的平均比热为 kJ/kg·℃, 管壁材料的导热系数为45 W/m·℃; 10分 解：由总传热速率方程式 m O O t S K Q ∆= 式中 )(21T T C W Q ph h -== ××103×80 - 30= kW 3分 kW ／ｍ2·℃ ℃ 5分 ∴ m 2 2分 12、在一传热外表面积S 0为300 m 2的单程列管换热器中,300℃的某气体流过壳方被加热到420℃;另 一种560℃的气体作为加热介质;两气体逆流流动,流量均为10000 kg/h,平均比热为 kJ ／kg·℃;求总传 热系数K 0; 10分 解：换热器的传热量 )(12t t C W Q pc c -= =10000/3600×1050×420 - 300= ×105 W 热气体出口温度 )(21T T C W Q ph h -= 即 ×105 =10000/3600×1050×560 – T 2 解得 2T = 440 ℃ 4分 流体的平均温度差 ∵ ＜2 ∴ ℃ 3分 W ／ｍ2·℃ 3分 13、某套管换热器内管为φ30×3mm 铜管,外管为φ48×3钢管,长2m,管间通110℃饱和水蒸气加热管内 空气,使空气温度由20℃加热至80℃,已知空气流量为50kg/h,周围环境温度为20℃,试求: 1空气侧对流给热系数； m 2·K 2套管裸露时的蒸汽用量kg/h; 空气比热可取p C =kg·k 换热器外侧壳壁对周围空气的对流给热系数: )(052.04.9w o t t -+=α W/m 2·℃ 式中:w t --换热器外壳温度,℃ t --周围空气的温度,℃ 饱和蒸汽汽化热可取r =kg 15分 1 m i i i t A Q K ∆=≈α 2151.02024.0m L d A i i =⨯⨯==ππ 3分 6.54)30 90ln(2080=-= ∆m t ℃ )/(6.1016.5401515.8372K m W i ⋅=⨯=α 2分 2 110=≈T t w ℃ 1.14)20110(05 2.04.9)(052.04.9=-⨯+=-+=w o t t α W/m 2·K 蒸汽放热 W Q Q Q 12205.8377.382=+='+='' 蒸汽用量 h kg r Q W /2104.2232360012003 =⨯⨯=''= 5分 14、有一单壳程双管程列管换热器,管外用120 0C 饱和蒸汽加热,干空气以12m/s 的流速在管内流动, 管径为φ38×2.5mm ,总管数为200根,已知空气进口温度为26 ℃,要求出口温度为86 ℃,试求：该换热器 的管长应为多少不计出口温度变化对物性影响,忽略热损失、污垢热阻及管壁热阻; 已知定性温度下空气的物性数据为p c =K)kJ/(kg ⋅,ρ=1.07 kg/m 3,μ = cP, λ= m·K,Pr =; 15分 解：因为管外蒸汽冷凝的1α比管内空气的2α大得多,且管壁及污垢热阻可略去,有 1212111-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=d d K αα≈d d 1 22α 2分 m m m t l d n t l d n d d t KA Q ∆=∆≈∆=2211 22παπα 2分 则 t d n Q l m 22∆=πα 2分 注意：上式中的n 为列管换热器总管数;; V s2 = u n d )2/(785.022= × ×200/2×12 = 1.026 m 3/s 注意：求V s2 时必须用每管程的管数,对双管程即n /2,不能用总管数n ; Q =)(122p 2t t c m s - = )(122p 2s t t c V -ρ = ×××103×86-26= ×104 W Re = μρ u d 2 = 10 0199.007.112033.03-⨯⨯⨯ = ×104＞104 为湍流 3分 2α = d 2 λR e 8.0P r 4.0= ×033.00287.0××104× W/m 2·k m t ∆=2 s 1s 12ln t T t T t t ---=8612026120ln 2680--- = 59 ℃ 4分 所以 l = t d n Q m 22∆πα = 59 033.014.3200501062.64 ⨯⨯⨯⨯⨯ = m 1.08 2分 15、用一套管换热器将2000kg/h 的甲苯饱和蒸气110o C 冷凝为饱和液体,甲苯的气化热为363KJ/kg; 冷却水于16 o C 及5000kg/h 的流量进入套管内管内径50mm 作强制湍流流动,其传热膜系数为1740w/m 2 K;水的比热可取为kg o C,假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻; 20分 1求冷却水的出口温度及套管管长; 2由于气候变化,冷却水的进口温度升高到25 o C,试计算换热器的热负荷变化以%表示;忽略物性参数的 变化; 3冷却水温度升高后,有人建议将冷却水流率加倍,问此时的热负荷、冷却水出口温度与末升高时相比 如何,计算出热负荷增加或减少的百分数 1 w t t C W r W Q p c h 5121001.2360010003632000)(⨯=⨯⨯= -== 65.50161000 19.450001000363200012=+⨯⨯⨯⨯=+=t C W r W t p c h o C 2分 1740=≈i K α ⋅2/(m w o C 94161101=-=∆t o C 8.762)35.5994(2)(21=+=∆+∆=∆t t t m o C m i m t dL t KA Q ∆=∆=πα 3分 6.98 .7605.017401001.25 =⨯⨯⨯⨯=∆∆=ππαm i m t d t KA L m 1分 2 2 5.1 6.905.014.3m dL A =⨯⨯==π 1.562 ='t 3分 升温后 852511011 =-='-='∆t T t o C 9.531.5611022 =-='-='∆t T t o C %9.91001.21081.11001.25 5 5=⨯⨯-⨯='-Q Q Q 3分 3 74.12)(8.08.0=='=''W W i i αα )25(22-'=''∆'=''t WC t A K Q p m 2分 根据给出数据算得： C t o 8.522=' w t A K Q m 51023.31.715.16.3027⨯=⨯⨯=''∆'='' 2分 3.422='t o C 85251101=-=∆t o C 7.673.421102=-=∆t o C 21t t ∆∆＜2 4.76221=∆+∆=''∆t t t o C 第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。 问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3．分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2）内部压强p=ρgh=1000××； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由) 答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。R1不变，因为该U形管两边同时降低，势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g，所以H增加，压差增加，拔风量大。 问题8.什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些? 1．将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3 /h, 液体的扬升高度为7m 。输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。问：该泵是否合用？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%) 17 30 42 46 44 已知：酸液在输送温度下粘度为1.15?10-3 Pa ?s ；密度为1545kg/m 3 。摩擦系数可取为0.015。 解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得： f e H g p z g u H g p z g u ∑+++=+++ρρ222 2112122 式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m d Q u /99.1080 .0*785.0*360036 42 2 == = π 管路压头损失：m g u d l l H e f 06.681 .9*299.108.0160015.022 2==∑+=∑λ 管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /103600 1000 *36== 由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。 3、如图用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一表压为2.5atm 的塔内，管径为φ108×4mm 管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知： 水的流量为56.5m 3·h -1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m -3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和有效功率； 图2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1m A=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m 化工原理题库 第一章 流体流动 一、名词解释（每小题2分） 1、法定计量单位 由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。 2、稳定流动 流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。 3、不稳定流动 流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。 4、流动边界层 流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。 5、边界层分离 流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。 6、速度梯度 du dy 速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。 7、牛顿黏性定律 dy du μτ= 8、当量长度e l 把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为 e l 的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。 9、因次分析法 用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。 10、相对粗糙度 ε /d —相对粗糙度。 11、黏性与黏度 运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。 S y u F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力黏度，简称黏度。 12、点速度 流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S。 13、绝压 以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。 14、表压 表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。 15、真空度 真空度等于大气压强减去绝对压强。 二、单选择题（每小题2分） 1、某物体的质量为1000kg，则其重量为______。B A 1000 N B 9810 N C9810 kgf D 1000/9.81 kgf 2、4℃水在SI制中密度为______；重度为______；在工程单位制中密度为______；重度为______。 B D C A A1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4 D9810N/m3 3、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度U与______有关A A H B H、d C d D Pa E H、d、Pa 4、用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离h相等，d1＝d2＝d3，各管流速相等。其读数分别为R1，R2，R3。则______。（流体皆为水，指示液皆为汞）。 D A R2＜R1＜R3 B R1＜R2＝R3 C R1＜R2＜R3 D R1＝R2＝R3 E R1＞R2＝R3 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺 解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示 液为水银，煤油的密度为820Kg／?。试求当 压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气 管出口距离ｈ。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解 解：设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1－1′与2－2′截面之间 P1 = P2 + ρ水银gR ∵P1 = P4，P2 = P3 且P3= ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h） 联立这几个方程得到 ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即 ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据 1.03×103×1 - 13.6×103×0.068 = h(1.0×103-0.82×103) ｈ= 0.418ｍ 6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920㎏／ｍ3,998㎏／ｍ3,Ｕ管中油﹑水交接面高度差R = 300 ｍ ｍ，两扩大室的内径D 均为60 ｍｍ，Ｕ管内径ｄ为6 ｍｍ。 当管路内气体压强等于大气压时，两扩大室液面平齐。 分析：此题的关键是找准等压面，根据扩大室一端与大气相 通，另一端与管路相通，可以列出两个方程，联立求解 解：由静力学基本原则，选取1－1‘为等压面， 对于Ｕ管左边ｐ表 + ρ油g(h1+R) = Ｐ1 对于Ｕ管右边Ｐ2 = ρ水gR + ρ油gh2 ｐ表 =ρ水gR + ρ油gh2 -ρ油g(h1+R) =ρ水gR - ρ油gR +ρ油g（h2-h1） 当ｐ表= 0时，扩大室液面平齐即π（D/2）2（h2-h1）= π（d/2）2R h2-h1 = 3 mm ｐ表= 2.57×102Pa 8 .高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管 道中流出，管路出口高于地面2m。在本题特定条件下， 水流经系统的能量损失可按∑ｈf = 6.5 u2计算，其中u 为水在管道的流速。试计算： ⑴ A—A'截面处水的流速； 化工原理试题及答案（绝密请勿到处宣扬） 12 月25 日 一、填空题（共15 空，每空2 分，共30 分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa ，当地大气压强为100 kpa ，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa 计）分别为：（90kpa ）和（-10kpa ）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa ，当地大气压强为100 kpa ，则此容器的绝对压强（以kpa 计）为： （90kpa ）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共 5 题，每题 2 分，共10 分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D ） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C ）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） 化工原理试题库 试题一 一：填充题（ 20 分） 1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线斜 率等于 _______，提馏段操作线的斜率等于________ ,回流比等于 ____________, 馏出液等于 ___________,回流液量等于 _____________。 2、理想溶液的特点是同分子间作用力_____异分子间作用力，形成的混合 溶液中没有 __________________.。 3、精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率 一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成______,塔底组成 ________ 4、精馏塔的塔底温度总是_______塔顶温度，其原因 ________________、- 。 5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为 0.70、0. 82,其中x40.70 ，试判断：y4______、y 5______、 x50.62、0.75、____。 6 、塔板负荷性能图中有______线，分别是 ___________、____________、 _________________、_____________________、_____________________。 7、在选择吸收剂时，应主要考虑的 4 个方面是 _____________、 ___________、_____________、______________。 8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是 __________________，对数平均推动力法的适用条件是__________________， 梯级图解法的适用条件是____________, 图解积分法的适用条件是_______。 9、生产上常见的脱吸方法有___________、____________、__________。 10、萃取过程是。 11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为_____________，曲线以外为 _________，萃取操作只能在 _______________内进行。 12、恒定干燥条件是指 _______________以及 _______________都不变。 二：选择题（ 30 分） 1、精馏的操作线为直线主要是因为（） A、理论板假设； B、理想物糸； C、塔顶泡点回流； D、恒縻尔流假设； 2、某二元混合物，其中 A 为易挥发组分，液相组成x A 平衡的气相组成y A0.75 时，相应的露点温度为t 2，则（ A、t 1= t 2； B、t1〈t2； C、t1〉 t 2； D、不能判断；0.5 时泡点 为）。 t 1，与之相 3、精馏操作中，若其它条件都不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成x D变化为（）。 A、变小； B、变大； C、不变； D、不确定； 目录 第一章流体流动与输送机械 (2) 第二章非均相物系分离 (32) 第三章传热 (42) 第四章蒸发 (69) 第五章气体吸收 (73) 第六章蒸馏 (95) 第七章固体干燥 (119) 第一章 流体流动与输送机械 1. 某烟道气的组成为CO 2 13％，N 2 76％，H 2O 11％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。 解：混合气体平均摩尔质量 kg/mol 1098.2810)1811.02876.04413.0(33--?=??+?+?=∑=i i m M y M ∴ 混合密度 33 3kg/m 457.0) 500273(31.81098.28103.101=+????== -RT pM ρm m 2．已知20℃时苯和甲苯的密度分别为879 kg/m 3和867 kg/m 3,试计算含苯40％及甲苯60％（质量％）的混合液密度。 解： 867 6 .08794.01 2 2 1 1 += + = ρρρa a m 混合液密度 3 kg/m 8.871=m ρ 3．某地区大气压力为101.3kPa ，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？ 解： ' '表表绝＋p p p p p a a =+= ∴kPa 3.15675)1303.101)(' '=-==＋（ －＋真表a a p p p p 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 题4 附图 第一章 流体流动 填空题 1边界层的形成是液体具有 的结果; 答案：粘性 2用离心泵在两个敞口容器间输液;若维持两容器的液面高度不变,当关小输送管道的阀门后,管道的总阻力将____; 答案：不变 分析：在两个液面间列柏努力方程式,因位能、静压能和动能均不变化,所以管道总损失不变；阀门开度减小后,导致局部阻力增大,水量减小,直管阻力减小,总阻力不变化; 3粘性流体流体绕过固体表面的阻力为 和 之和,称局部阻力; 答案：摩擦阻力；形体阻力 4经内径为158mm 的钢管输送运动粘度为902mm /s 的燃料油;若保持油品作滞流流动,最大流速不能超过 ; 答案：s m / 分析：令临界雷诺数等于2000,即可求得大速度; 200010 90158.0Re 6=⨯==-u v du 解之 s m u /14.1= 6流体在阻力平方区流动,若其他条件不变,其压降随着管子的相对粗糙度增加而_____,随着流体的密度增大而_____; 答案：增加：增大 分析：在阻力区,λ只与相对粗糙度有关,且随其增大而增大; 由范宁公式 7流体沿壁面流动时,在边界层内垂直于流动方向上存在着显着的_____,即使_____很小,_______仍然很大,不容忽视; 答案：速度梯度；粘度；内摩擦应力 选择题 1滞流与湍流的本质区别是 A．流速不同； C. 雷诺数不同； B．流通截面积不同 D 滞流无径向运动,湍流有径向运动； 答案：D 3完成下面各类泵的比较： 1 离心泵； 2 往复泵； 3 旋转泵 ; A．流量可变,压头不很高,适用于粘性大的流体； B．流量不均匀,压头根据系统需要而定,用旁路阀调节流量；C．流量恒定,压头随流量变化,往复运动振动很大； D．流量较小,压头可达很高,适于输送油类及粘稠性液体；E．流量均匀,压头随流量而变,操作方便; 答案： 1 E ；2 B ；3 D 3用离心泵将贮槽内的溶液送到敞口的高位槽A和B中;已知泵下游的三通处到A槽的管子规格为Ф76mm⨯3mm,管长20 m,管件及阀门的 化工原理前四章的习题概念题部分答案发给你们,后面二章的题目同前几章一样,先自己做 期中考试总体考得不错,希望拿到这个后,同学们能认真比对,思考；以获得知识的强化,进而提升自己 的知识面,及分析问题,解决问题的超强能力 因学校网络断网,又考虑恰逢五一小长假,故4日回校将电脑上存贮的这个文档发给你们研究一下,至 上课时有疑问再讨论; 诚祝大家青年节快乐 第一章 流体流动 一、选择题 1. 连续操作时,物料衡算通式中的过程积累量G A 为 ;B A.零 B.正数 C.负数 D.任意值 2. 热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定 的焓为零;A ℃液体 ℃气体 ℃液体 ℃气体 3. 流体阻力的表现,下列阐述错误的是 ;D A.阻力越大,静压强下降就越大 B.流体的粘度越大,阻力越大 流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa,用基本单位表示是 ;A m2 5. 水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速 ;B A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 6. 对可压缩流体,满足 条件时,才能应用柏努力方程求解; C A.)%(20p p p 121式中压强采用表压表示<- B. )%(01p p p 1 21式中压强采用表压表示<- C. )%(20p p p 121式中压强采用绝压表示<- D. )%(01p p p 121式中压强采用绝压表示<- 7. 判断流体的流动类型用 准数;C A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中层流流动时的速度分布曲线为 ;B A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线 9. 增大流体的流量,则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差 ;A A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与 有关;B A.雷诺准数和绝对粗糙度 B.雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 B. 欧拉准数和相对粗糙度 第1章流体流动 学习目的与要求 1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。 2、掌握流体静力学平衡方程式。 3、掌握流体流动的基本概念——流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。 4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。 5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。 6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。 7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。 8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。 综合练习 一、填空题 1．某设备的真空表读数为200 mmHg，则它的绝对压强为____________mmHg。当地大气压强为101.33 103Pa. 2．在静止的同一种连续流体的内部，各截面上__________与__________之和为常数。 3．法定单位制中粘度的单位为__________，cgs制中粘度的单位为_________，它们之间的关系是__________。 4．牛顿粘性定律表达式为_______，它适用于_________流体呈__________流动时。 5．开口U管压差计是基于__________原理的测压装置，它可以测量管流中___________上的___________或__________。 6．流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是_____________形曲线，中心最大速度为平均速度的________倍。摩擦系数与_____________无关，只随_____________加大而_____________。 7．流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数λ是_____________函数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是_____________函数，与_____________无关。 8．流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为_____________。邻近管壁处存在_____________层，Re值越大，则该层厚度越_____________ 9．实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能_________守恒，因实际流体流动时有_____________。 化工原理—传热复习题及答案 化工原理—传热复习题及答案 一、选择题 1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（） A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值； B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异； C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手； C 2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； A、C、D； B、E、F 3、影响对流传热系数的因素有()。 A、产生对流的原因； B、流体的流动状况； C、流体的物性； D、流体有无相变； E、壁面的几何因素； A、B、C、D、E 4、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）。 A、②>④>③>①； B、③>④>②>①； C、③>②>①>④； D、②>③>④>①； 冷流体热流体 ①水气体 ②水沸腾水蒸气冷凝 ③水水 ④水轻油 D 5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。 A、③>④>①>②； B、④>③>②>①； C、③>④>②>①； D、③>②>④>①； ①空气流速为30m/S时的a；②水的流速为1.5m/s时的a； ③蒸汽滴状冷凝时的a；④水沸腾时的a； C 6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。 A、管避热阻； B、污垢热阻； C、管内对流传热热阻； D、管外对流传热热阻； B 7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。 A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过； B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围； C、热射线和可见光一样，都服从折射定律； D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变； 化工原理习题整理汇总 第一章测试及答案 第一题填空题（22分） 1. （3分）流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变。 2. （3分）米糠油在管中作流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的 2 倍。 3. （3分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变变大，直管阻力变变小，计算局部阻力的当量长度变变大。 4. （3分）用内径为200mm的管子输送液体，Re为1750。若流体及其流量不变，改用内径为50mm的管子，则Re变为 7000 。 5. （3分）苯（密度为880kg/m3，黏度为×10-4Pa·s）流经内径为20mm的圆形直管时，其平均流速为0.06m/s，其雷诺数Re为 1625 ，流动形态为层流，摩擦系数λ为。 6. （4分）某液体在套管环隙内流动，大管规格为φ56mm×3mm，小管规格为φ30mm×2.5mm，液体黏度为1 Pa·s，密度为1000 kg/L，流速为1 m/s，则该液体在套管环隙内流动的Re为 20000 。 7. （3分）流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速减小，动压头减小，静压头增大。 第二题选择题（每题4分，共28分） 1.如下图所示，若水槽液位不变，阀门打开时，各处的流体总机械能的关系为（B）。 >E 2>E 3 B. E 1 =E 2 >E 3 C. E 1 =E 2 =E 3 D. E 1 >E 2 =E 3 Re的增大而（ B ）。 。 、向上流动 C、向下流动 D、以上都有可能 4. 转子流量计的主要特点是（ C ） A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.变截面、恒压差 5、流体在圆管内作层流流动时其阻力损失（ A ）。 A 、与管壁粗糙度无关 B 、与雷诺数无关 C 、与管壁粗糙度、雷诺数有关 D 、只与管壁粗糙度有关 6. 水在异径管中作稳定流动，体积流量为q v ，质量流量为q m ，质量速度为G ，平均流速为u ，则在流动中数值不变化的是（ D ）。 A 、G 和u B 、q v 和G C 、q m 和 u D 、q v 和q m 7. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值 C 。 A) 与光滑管一样； B) 只取决于雷诺准树Re; C) 只取决于相对粗糙度； D) 与粗糙度无关。 三、计算题： 第1题（17分）：如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m ，水从Φ108×4mm 钢管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m ，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按∑h f = (J/kg)计算，式中u 为水在管内的流速（m/s ）。求 （1）A-A'截面（垂直管路中的某一截面）处的流速m/s （2）水的流量为多少m 3/h 解：（1）设水槽液面为1-1，管出口外侧为2-2，以地面为基准面，列柏努利方程式得： Z 1g + (P 1/ρ) + (u 12/2) = Z 2g + (P 2/ρ) + (u 22/2) +Σh f ---------3分 代入数据：10×+0+0=2×+0+ u 22+ - -3分 得 u 2=2.2 m/s -------------3分 ∵ 水在管内连续流动 d A =d 2 , ∴ A-A’截面处流速 u A =u 2=2.2m/s -------3分 （2）q V =3600π×2×4=62.17m 3/h ----------5分 《化工原理》考试试题 一、选择与填空 1. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 2. 流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数与和有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则仅与有关。 3. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。 4. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将。 B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 5. 离心泵的效率η和流量Q的关系为。 B. Q增大，η先增大后减小； 6. 若沉降室高度降低，则沉降时间下降；；生产能力. 不变。 7. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为（θ的单位为s），则K为m2/s，qe为m3/ m2，为s。 8. 在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有、 和。 二、解释下列概念或术语 1. 质量流速 2. 汽蚀余量 3. 过滤速率 化工原理（上）练习题 一、填空 1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前_ 、启动后通过__ 调节流量；住复泵启动前_ _、启动后通过_____ 调节流量。 2.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍时，则水的流量为原来流量的_______倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。 3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种，一般以________来区分，前者值为___ ____，后者值为___ ____；而两者的本质区别在于流体流动时。 4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系，可用图表示，根据两者关系及流动状态，可将图分为四个区，其中，滞流区λ与Re ，完全湍流区λ与Re 。 5.有相变时的对流传数系数比无相变时________，粘度值大，对流传热系数________；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。 6. 离心泵的工作点是__ _____曲线与___ ____曲线的交点，生产中离心泵工作点的变 2－1用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为2×105Pa 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φ108×4mm 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）。当阀门全开时，真空表读数为30000Pa ，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λ可取为0.02。试求： (1)阀门全开时管路的流量(m 3⋅h － 1)； (2)泵出口压强表读数（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）阀门全开时管路的流量(m 3/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： ∑-+++=++10,1211020022f h g p g u z g p g u z ρρ 其中， 2121211 0,204.081 .921.02002.02u u g u d l l h f =⨯⨯⨯=⋅+⋅=∑∑-λ, z 0=0， u 0=0, p 0=0（表压）, z 1=2m, p 1=-30000Pa （表压） 代入上式，得： u 1=2.1m/s ， h m u d Q /5936001.21.04 4 322=⨯⨯= = π π (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0-0´截面为基准水平面，有： ∑-+++=++ 32,32332 2 2222f h g p g u z g p g u z ρρ 81.922 1.21.01000 2.01000510201010002221.25.2⨯⨯⨯+⨯⨯++=++g g p g 解得， p 2=315588Pa （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， m H g p p z z H f 7.35081.9100030000 3155885.0)(1212=+⨯++=+-+-=ρ （3）若离心泵运行一年后发现有气缚现象，原因是进口管有泄漏。 2－2如图所示，用某离心泵将水从一敞口水池输送到另一高位槽中，高位槽的压力为0.2kgf/m 2，要求送水量为每小时50 m 3，管路总长（包括所有局部阻力的当量长度）为150m ，吸入管和排出管路均Ф108×4mm 的光滑管，当Re=3000~106时，管路的摩擦系数λ 《化工原理》试题库答案 选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×2.5mm的圆管中以0.1m/s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11.流体在管内呈湍流流动时B。 A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000 沉降与过滤一章习题及答案 一、选择题 1、一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000， 则此溶液的粘度为（设沉降区为层流20℃水密度998.2 kg/m 3粘度为100.5×10-5 Pa ·s ）。A ⋅A 4000mPa ·s ；⋅B 40mPa ·s ；⋅C 33.82Pa ·s ；⋅D 3382mPa ·s 2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。D A ．m μ302⨯； B 。m μ32/1⨯； C 。m μ30； D 。m μ302⨯ 3、降尘室的生产能力取决于。B A ．沉降面积和降尘室高度； B ．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； C ．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； D ．降尘室的宽度和高度。 4 5A C 6A 7A.粒子分离效率之和8A C 910A.1112A ．面积大，处理量大；B ．面积小，处理量大；C ．压差小，处理量小；D ．压差大，面积小 13、以下说法是正确的。B A.过滤速率与A(过滤面积)成正比; B.过滤速率与A 2 成正比;C.过滤速率与滤液体积成正比;D.过滤速率与滤布阻力成反比 14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量。C A. 增大至原来的2倍; B.增大至原来的4倍; C.增大至原来的倍; D.增大至原来的1.5倍 15、过滤推动力一般是指。B A ．过滤介质两边的压差；B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差;C.滤饼两面的压差;D.液体进出过滤机的压差 16、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，则在同样的时间里所得滤液量将（忽略介质阻力）。A A ．增大至原来的2倍； B ．增大至原来的2倍； 化工原理（上）考试复习题及答案 一、选择题（将正确答案字母填入括号内、四选一） 1．遵循流体动力学规律的单元操作是（ A ）。 A、沉降 B、蒸发 C、冷冻 D、干燥 2．U型管液柱压力计两管的液柱差稳定时，在管中任意一个截面上左右两端所受压力（ A ）。 A、相等 B、不相等 C、有变化 D、无法确定 3．以下有关全回流的说法正确的是（ A ）。 A、精馏段操作线与提馏段操作线对角线重合 B、此时所需理论塔板数量多 C、塔顶产品产出量多 D、此时所用回流比最小 4．吸收操作是利用气体混合物中各种组分（ B ）的不同而进行分离的。 A、相对挥发度 B、溶解度 C、气化速度 D、电离度 5．压力表在刻度盘上有红线是表示（ C ）。 A、设计压力、 B、公称压力 C、最高工作压力 D、最低工作压力 6．某车间测得一精馏塔得真空度为540mmHg，绝对压强为100mm/Hg，则当地大气压为（ C ）mmHg。 A、440 B、540 C、640 D、760 7. 用水吸收混合气体中的二氧化碳时，（ A ）下吸收效果最好。 A．低温高压B．高温高压C．高温低压D．低温低压 8. 表压值是从压强表上读得的，它表示的是（ A ）。 A．比大气压强高出的部分B．设备的真实压力C 9. A 10. A 11 A D．发生不同情况的变化 12. ）。 A 1330%，那么( B )。 A C 14 A D．克希霍夫定律151> t2> t3,则热阻最大的是（ A ）。 A．第一层B．第二层C．第三层D．无法确定 16．在列管换热器中，用水将80℃某有机溶剂冷却至35℃，冷却水进口温度为30℃，出口温度不低于35℃，两流体应（B）操作。 A．并流B．逆流C．都可以D．无法确定 17．当压力不变时，气体溶解度随着温度升高的情况是（ B ）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不一定 18．一定量的理想气体，在等温过程中体积增加一倍，则该气体的压力的变化情况是（ A ）。 A、减少一半 B、没有变化 C、增加一倍 D、无规律可循 19．流体在流动过程中损失能量的根本原因是（D ）。 A、管子太长 B、管件太多 C、管壁太粗糙 D、流体有粘性20．泵的特性曲线是以水作实验介质测定的，当泵输送的液体沸点低于水的沸点时，则泵的安装高度应该（ B ）。 A、加大 B、减小 C、不变 D、不一定 21．若将泵的转速增加一倍，则该泵的轴功率将为原来的（ C ）倍。 A、4 B、2 C、8 D、16 22．将泵的转速增加一倍，则泵的流量将为原流量的（C ）倍。 A、1 B、2 C、4 D、8 化工原理练习题库与参考答案 一、单选题（共50题，每题1分，共50分） 1、能缓和冲击、吸收振动并且允许被连接的两轴间有微小位移的是：（） A、钢性联轴器 B、链条联轴器 C、弹性套柱销联轴器 正确答案：C 2、填料塔操作时控制在载液区区域时，连续相是_____，分散相是______。 A、气体、固体 B、固体、液体 C、气体、液体 D、液体、气体 正确答案：C 3、机械工作时不运动，依靠特定的机械结构等条件，让物料通过机械内部自动完成工作任务的，称为（）。 A、化工机械 B、化工设备 C、化工机器 正确答案：B 4、当化学反应的热效应较小，反应过程对温度要求较宽，反应过程要求单程转化率较低时，可采用( )。 A、换热式固定床反应器 B、自热式固定床反应器 C、多段绝热式固定床反应器 D、单段绝热式固定床反应器 正确答案：D 5、在各种板式塔中，筛板塔的压降_____，造价____，生产能力大。 A、大、低 B、小、低 C、小、高 D、大、高 正确答案：B 6、按所承受的压力高低，压力为1.78MPa的压力容器属于（）。 A、超高压容器 B、中压容器 C、低压容器 D、高压容器 正确答案：B 7、塔内汽相负荷增加,塔顶压力( )。 A、不变 B、下降 C、上升 正确答案：C 8、填料塔所用的填料分为实体填料和网体填料两大类，以下属于实体填料的是：（） A、阶梯环 B、波纹板 C、鞍形网 正确答案：B 9、确定输送生活用水管道的涂色为（）。 A、红 B、绿 C、黄 D、白 正确答案：B 10、筛板塔与浮阀塔相比较，筛板塔塔板效率( )浮阀塔。 A、稍低于 B、稍高于 C、远高于 D、远低于 正确答案：A 11、刚性圆筒会不会发生被压瘪的情况（）。 A、不会 B、无法确定 C、会 正确答案：A 12、为用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备连接，一般在塔设 第一章 流体流动习题解答 1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg,乙城市的大气压为750mmHg 。某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。 ［590mmHg, 7.86×104 Pa] 解：P(甲绝对）=760—600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104 Pa 1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0。2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0。3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？ （2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？ 习题1－2 附图 [（1） 3.51×104 N m －2 (表压)； （2)0.554m] 解: 1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρH P B ＝ρ， gR 因等高面就是等压面，故P A ＝ P B P 0＝ρ， gR －ρgH ＝13600×9.81×0。3－1000×9.81(0。2+0。3）=3。51×104 N/㎡ (表压） 2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ， ＝R ＋△R，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H ， ＝H ＋ 2 R ∆.同理， ''''''02 R p gR gH gR g R gH g ρρρρρρ∆=-=+∆-- 000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4 ，，－（－）－ 3.5110＝ ＝＝＝－－－ 22 0.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝化工原理第一章习题及答案
化工原理计算练习题(含答案)
化工原理题库习题及答案(修改)
化工原理课后习题答案
化工原理试题(含答案)
化工原理复习题库及答案
化工原理1_7章习题答案解析
化工原理习题
化工原理配套习题章部分答案
化工原理(第一章练习题与答案)
化工原理—传热复习题及答案
化工原理习题整理汇总
化工原理试卷习题及答案
化工原理输送机械习题(含答案)
化工原理题库及答案
化工原理--沉降与过滤习题及答案
化工原理考试习题(含答案)(含答案)
化工原理练习题库与参考答案
(完整版)化工原理课后习题答案上下册(钟理版)
相关主题
文本预览