北京化工大学2006一一2007学年第一学期 《化工流体流动与传热》期末考试试卷 课程代码CHE2450T 班级： 姓名： 学号： 分数： 题号 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 带*号的是提高题 [一填空题 (1)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，某层材料的热导率愈大，则该层壁面的热阻就愈， 其两侧的温度差愈 (2)为了使多层圆筒壁的绝热效果更好，在绝热层厚度不变的条件下，应将热导率的材料 放在内层，使总热阻增大，热损失。 (3)对流给热速率用 定律描述，若w>1则其数学表达式 为 (4)对流给热包括层流底层中的 传热和流体主体中的 传热。 (⑤)某流体在圆形直管内强制对流，其给热系数为，现任务变更，管内流速降为原来的1/2，且 己知此时R爬>I0,则管内的给热系数为原给热系数的 倍。 (6)随着过热度的增大，大容积沸腾可能出现 个阶段，工业上一般应维持在 阶段操作。 (7)蒸汽冷凝给热热阻主要集中在 ：在列管式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某 种液体，加热器顶部设置排气阀是为了 (8)黑体A的表面温度为27℃，黑体B的表面温度627℃，黑体B的辐射能力为黑体A的倍。 (9)为了减少设备的辐射热损失，可在表面镀以黑度 的材料。（很小：很大） (10)在工厂中，定期清洗换热器，目的是减小 热阻，以提高 (1山)在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数K接近于侧的对流给热系数， 而壁温接近于 侧流体的温度。 (12)翅片管换热器安装翅片的日的是 (13)在列管换热器中，蒸汽一般通入程，压力高的物料则走程：有腐蚀性的流体走 程：易结垢的流体走程。 PmF文件使用"pdfFactory Pro试用版築创健灭，inepint.con.cn
第 1 页 北京化工大学 2006——2007 学年第一学期 《化工流体流动与传热》期末考试试卷 课程代码 C H E 2 4 5 0 T 班级： 姓名： 学号： 分数： 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 带*号的是提高题 [一]填空题 (1)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，某层材料的热导率愈大，则该层壁面的热阻就愈______， 其两侧的温度差愈______。 (2)为了使多层圆筒壁的绝热效果更好，在绝热层厚度不变的条件下，应将热导率_____的材料 放在内层，使总热阻增大，热损失____。 (3) 对 流给热 速 率 用 定 律描述 , 若 tW > t, 则 其 数 学 表 达 式 为 。 (4)对流给热包括层流底层中的________传热和流体主体中的_____________传热。 (5)某流体在圆形直管内强制对流，其给热系数为a，现任务变更，管内流速降为原来的 1/2，且 已知此时 Re > 104，则管内的给热系数为原给热系数的 倍。 (6)随着过热度的增大，大容积沸腾可能出现___________、___________、_____________、三 个阶段，工业上一般应维持在____________阶段操作。 (7)蒸汽冷凝给热热阻主要集中在____________；在列管式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某 种液体，加热器顶部设置排气阀是为了____________________________________。 (8)黑体 A 的表面温度为 27 , ℃ 黑体 B 的表面温度 627 , ℃ 黑体 B 的辐射能力为黑体 A 的____倍。 (9)为了减少设备的辐射热损失，可在表面镀以黑度__________的材料。（很小；很大） (10)在工厂中，定期清洗换热器，目的是减小___________热阻，以提高_____________。 (11)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_______侧的对流给热系数， 而壁温接近于_____________侧流体的温度。 (12) 翅 片 管 换 热 器 安 装 翅 片 的 目 的 是 ______________________________ 和 ________________________________。 (13)在列管换热器中，蒸汽一般通入____程，压力高的物料则走____程；有腐蚀性的流体走 _______程；易结垢的流体走____程。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
(14)根据有无热补偿或补偿方法不同，列管式换热器的一般结构型式有 (15)一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉 降速度将 (16降尘室的生产能力只与降尘室的有关，而与 无关。 (17)过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，若恒速过滤过程中滤液体积由V,增多至'2 (=2)时，则操作压差由p,增大至Ap,= (18)回转真空过滤机，回转一周所需时间为T,转鼓的表面积为S,转鼓的沉浸度为，则一个 过滤周期中，过滤时间为 ，过滤面积为 (19)最常见的间歇式过滤机有 和 。连续 式过滤机有 (20)一般认为流化床正常操作的流速范围在 和 之间 [二]计算题(10分) 一降尘室高4m,长8m,宽6m,用于除去炉气中的灰尘，尘粒密度p,=3000kgm3,炉气密度p 0.5kgm,黏度u=3.5x105PaS。若要求完全除去大于10um的尘粒，问：每小时可处理多少立方 米的炉气？ PpF文件使用"pdfFactory Pro”试用版第建，fineprint.com.cn
第 2 页 (14)根据有无热补偿或补偿方法不同，列管式换热器的一般结构型式有__________________、 _________________、__________________。 (15) 一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由 20℃升至 50℃，则其沉 降速度将_______________。 (16)降尘室的生产能力只与降尘室的______有关，而与_______无关。 (17) 过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，若恒速过滤过程中滤液体积由 V1 增多至 V2 （V2=2V1）时，则操作压差由 Δp1增大至 Δp2＝_________________。 (18)回转真空过滤机，回转一周所需时间为 T，转鼓的表面积为 S，转鼓的沉浸度为 ψ，则一个 过滤周期中，过滤时间为_________________，过滤面积为_________________。 (19)最常见的间歇式过滤机有_________________和_______________________________。 连续 式过滤机有___________________________________________________。 (20)一般认为流化床正常操作的流速范围在 _____________和 ______________之间。 [二]计算题 (10 分) 一降尘室高 4m,长 8m,宽 6m,用于除去炉气中的灰尘,尘粒密度 ρp = 3000kg/m3，炉气密度 ρ= 0.5kg/m3，黏度 μ = 3.5´10-5 Pa·S。若要求完全除去大于 10μm 的尘粒,问:每小时可处理多少立方 米的炉气？ PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
三]计算题(10分) 以板框过滤机恒压过滤某悬浮液，每获1m3滤液得滤饼量为0.04m3。压差为1.47×10Pa 时，过滤常数K=2.73×10m5。过滤介质阻力不计。滤饼不可压缩。 (1)要求过滤1h得0.41m滤饼，求所需过滤面积？ (2)在满足(1)条件下，选用框空的长×宽为0.81×0.81m的滤框，过滤1h滤饼刚好充满 滤框，试确定框数及框厚。 [四计算题(20分) 在列管式换热器中，用饱和水蒸汽将空气由10℃加热到90℃，该换热器由38根p25×2.5mm 长1.5m的铜管构成，空气在管内作湍流流动，其流量为740gh,比热为1.005×10J/kg℃)，饱和水 蒸气在管间冷凝。已知操作条件下的空气对流给热系数为70W(m2·℃)，水蒸汽的冷凝给热系数 为8000W(m2℃)，管壁及垢层热阻可忽略不计。 (1)试确定所需饱和水蒸汽的温度； (2)若将空气量增大25%，通过原换热器，在饱和水蒸汽温度及空气进口温度均不变的情况下， 空气能加热到多少度？（设在本题条件下空气出口温度有所改变时，其物性参数可视为不变） PmF文件使用”pdfFactory Pro试用版築健，fineprint.con.cn
第 3 页 [三]计算题(10 分) 以板框过滤机恒压过滤某悬浮液，每获 1m3滤液得滤饼量为 0.04m3。 压差为 1.47×105 Pa 时，过滤常数 K=2.73×10-5 m 2 /s 。过滤介质阻力不计。滤饼不可压缩。 （1） 要求过滤 1h 得 0.41m3滤饼，求所需过滤面积？ （2） 在满足（1）条件下，选用框空的长×宽为 0.81×0.81m2 的滤框，过滤 1h 滤饼刚好充满 滤框，试确定框数及框厚。 [四]计算题（20 分） 在列管式换热器中,用饱和水蒸汽将空气由 10℃加热到 90 , ℃ 该换热器由 38 根 φ25×2.5mm 长 1.5m 的铜管构成,空气在管内作湍流流动,其流量为 740kg/h,比热为 1.005×103 J/(kg·℃),饱和水 蒸气在管间冷凝。 已知操作条件下的空气对流给热系数为 70W/(m2 ·℃),水蒸汽的冷凝给热系数 为 8000W/(m2 ·℃),管壁及垢层热阻可忽略不计。 (1)试确定所需饱和水蒸汽的温度; (2)若将空气量增大 25%，通过原换热器, 在饱和水蒸汽温度及空气进口温度均不变的情况下, 空气能加热到多少度?(设在本题条件下空气出口温度有所改变时,其物性参数可视为不变) PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
[五计算题(20分) 一列管冷凝器，换热管规格为25×2.5mm,其有效长度为3.0m。水以0.65ms的流速在管 内流过，其温度由20℃升至40℃。流量为4600kg小、温度为75℃的饱和有机蒸汽在壳程冷凝 为同温度的液体后排出，冷凝潜热为310kg。己知蒸汽冷凝给热系数为820W/m2℃，水侧 污垢热阻为0.0007m2K/W。蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻忽略不计。试核算该换热器中换热管 的总根数及管程数。 PmF文件使用”pdfFactory Pro'试用版築建风，ineprint.coL.n
第 5 页 [五]计算题（20 分） 一列管冷凝器，换热管规格为 25×2.5mm，其有效长度为 3.0m。水以 0.65m/s 的流速在管 内流过，其温度由 20℃升至 40℃。流量为 4600kg/h、温度为 75℃的饱和有机蒸汽在壳程冷凝 为同温度的液体后排出，冷凝潜热为 310kJ/kg。已知蒸汽冷凝给热系数为 820 W/ m 2 ℃，水侧 污垢热阻为 0.0007m2 K/W。蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻忽略不计。试核算该换热器中换热管 的总根数及管程数。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
*六填空题(10分) (1)在分支管路供水系统中，调节某一支路的阀门开度对其它支路流量基本没有影响的条件 是 (2)哪些对流给热系数与壁温有关？请任举出其中三种（不必写出公式）。 (3) ε-NTU法是将 和 联解而导出有关计算式进行计算的。 (4)除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用 等方法（列举三种方法）。 *七联线题(5分) 分别将下列泵名称与其主要特点相连 离心泵 以小流量、高压头输送含固体悬浮物的液体 螺杆泵 输送量不很大，压头可以达到很高，但不宜输送含固体悬浮物的液体 往复泵 特别适用于大流量、低压头的流体输送 计量泵 压头不是很高，流量可以达到很大 轴流泵 流量不大，但输送量或输送流体的配比要求很精确 *八(5分) 如附图所示，将常温水计量、预热后用泵送往一高位配料槽。常温水槽至泵吸入口的直管 长度为35m,泵至配料槽管线长度15m。此流程中有多处不合理之处，请分别指出，并简要说 明如何改正。 配料槽 调节阀 +×了 离心泵 加热蒸汽一 列管换热器 冷凝水排地沟 常温水槽 转子流量计 PpF文件使用”pdfFactory Pro”试用版袋创键m,fineprint.col.cn
第 6 页 *六 填空题(10 分) (1) 在分支管路供水系统中，调节某一支路的阀门开度对其它支路流量基本没有影响的条件 是 。 (2) 哪些对流给热系数与壁温有关?请任举出其中三种(不必写出公式)。 ________________、________________、________________。 (3) e－NTU 法是将____________和______________联解而导出有关计算式进行计算的。 (4) 除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用______________、_____________、 _______________等方法（列举三种方法）。 *七 联线题 （5 分） 分别将下列泵名称与其主要特点相连 离心泵 以小流量、高压头输送含固体悬浮物的液体 螺杆泵 输送量不很大，压头可以达到很高，但不宜输送含固体悬浮物的液体 往复泵 特别适用于大流量、低压头的流体输送 计量泵 压头不是很高，流量可以达到很大 轴流泵 流量不大，但输送量或输送流体的配比要求很精确 *八（5 分） 如附图所示，将常温水计量、预热后用泵送往一高位配料槽。常温水槽至泵吸入口的直管 长度为 35m，泵至配料槽管线长度 15m。此流程中有多处不合理之处，请分别指出，并简要说 明如何改正。 E-3 V-3 E-4 E-5 V-4 V-5 冷凝水排地沟 加热蒸汽 列管换热器 转子流量计 离心泵 调节阀 常温水槽 配料槽 8m 4m PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
