化工原理试题库 试题 :填空题(18分) 1、某设备上,真空度的读数为80mmHg,其绝压 mHz a该地区的大气压为720mmHg 2、常温下水的密度为1003,粘度为1cp,在d=10m的管内以 3m。速度流动,其流动类型为 3、流体在管内作湍流流动时,从中心到壁可以 4、气体的粘度随温度的升高而 ,水的粘度随温度的升高 5、水在管路中流动时,常用流速范围为 低压气体在管 路中流动时,常用流速范围为 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是:离心泵 往复泵 7、在非均相物糸中,处于 状态的物质,称为分散物质,处于 状态的物质,称为分散介质 8、间竭过滤操作包括 9、传热的基本方式为 10、工业上的换热方法有 1l、a称为 ,其物理意义为 ,提高管内α值的有效方法 提高管外α值的有效方法 12、蒸汽冷凝有二种方式,即 和 。其中 由于 其传热效果好。 :问答题(36分) 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量 损失变为原来的多少倍? 2、何谓气缚现象?如何防止? 3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度? 4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问: (1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度? (2)传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数? (3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么? 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作? 6、单效减压蒸发操作有何优点? :计算题(46分) 1、如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力糸数 为λ=0.03,现发现压力表上的读数为5mH20,若管径为100mm,求流体
化工原理试题库 试题一 一：填空题（18 分） 1、某设备上，真空度的读数为 80mmHg，其绝压=________mH20, __________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg。 2、常温下水的密度为 1000 3 m Kg ，粘度为 1cp，在 d内= 100mm 的管内以 s 3m 速度流动，其流动类型为 ______________。 3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________ s m ,低压气体在管 路中流动时，常用流速范围为_______________________ s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、 称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内 值的有效方法____________. 提高管外 值的有效方法______________________________________。 12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 二：问答题（36 分） 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量 损 失变为原来的多少倍？ 2、何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2）传热糸数 K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46 分) 1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为 = 0.03 ，现发现压力表上的读数为 5mH20 ，若管径为 100mm,求流体
的流量及阀的局部阻力糸数? 2、在一列管式换热器中,用冷却 将100C的热水冷却到50°C,热水 流量为60m%/,,冷却水在管内流动,温度从20C升到45C。已知传热糸 数K为2000y,,换热管为如235×2.5mm的钢管,长为3m。求冷却水量 和换热管数(逆流)。 已知:P热水=960 m3热水冷水=4.187/Kg1 K 试题一答案: 、填充题 1、8.7mH20,8.53×10 duyp0.1.3.1000 Re ==,,A3=3×103。湍 1.10 流 3、层流、过渡流和湍流。 foi 4、增加、降低 5、3-8m、8-15m。 50m25m 6、启动前应灌满液体,关出口阀门、 用调节阀调节流量:往复泵启动前 不需灌液,开旁路阀、用旁路阀来 调节流量的。 图1-1 7、分散、连续。 8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 9、热传导、对流传热、热辐射 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为ⅠK时,通过单位面积单 位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下 问答题 1、h1=21-241-。d2=2a1,m2 2 YtD 1)=64/ 2A1。h2 22g 2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。 3、沉降是指依靠外力的作用,利用分散物质与分散介质的密度差异,使之 发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速 运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动,这一速度称为重力沉降速
2 的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、在一 列管式换热器中，用冷却 将 C 0 100 的热水冷却到 C 0 50 ，热水 流量为 h m 3 60 ，冷却水在管内 流动，温度从 C 0 20 升到 C 0 45 。已 知传热糸 数 K 为 m C w . 2000 2 ， 换热管为 25 2.5mm 的钢管，长 为 3m.。求冷却水量 和换热管数 （逆流）。 已知： 3 960 m = K 热水 Kg K Kj C C . 热水= 冷水= 4.187 试题一答案： 一、填充题 1、8.7m H 20 , pa 4 8.5310 . 2、 5 3 3 10 1.10 0.1.3.1000 = = = − du Re 。湍 流。 3、层流、过渡流和湍流。 4、增加、降低。 5、3-8 s m 、8-15 s m 。 6、启动前应灌满液体，关出口阀门、 用调节阀调节流量；往复泵启动前 不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来 调节流量的。 7、分散、连续。 8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 9、热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为 1K 时，通过单位面积单 位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 二：问答题 1、 g u d l h 2 . . 2 1 1 1=1 。d 2= 2d1， 1 2 2 2 4 1 . . 4 1 u d V u = = ， 1 2 2 2 2 . . 64 / = = d u 。 1 2 2 2 2 2 16 1 2 . . h g u d l h = = 。 2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。 3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之 发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速 运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速 度。 10m 50m 25m 图 1-1
3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度;传热糸数K接近于空气的对流传热膜 糸数;空气走管内,饱和蒸汽走管外。(蒸汽散热快 4、因为逆流操作:推动力大,所需的传热面积小;减少载热体的用量。 5、可以降低溶液的沸点,可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂,可以浓缩 不耐高温的溶液,可以减少蒸发器的热损失 计算题 1、图示,在1-1,2-2面间列板努利方程 p1 10+0+0=0+5+ 2×9.81d +进2g 5 0.03 0.5. 2×981 0.12×981 2×981 l=244m =2xd2u=0.019m=689m 在2-2,3-3面间列板努利方程 h,0+5=0+λ gpg g pg 5=244 5 +0.03 2×981 0.12×9812×9.81 即流体的流量为0019m2689m局部阻力糸数为8 (1)、V=K.A2r242=K.302.30×60K=3.56×10m 2 3 =1.7m (3)、V2=2K.A 2=2KA2r=2×3.56×10-6×3022×3600"=68m 3、G1C11-2)=,G2=32^8 △M=425c4=G2C2(2-1)K△M=394m2 167.即冷却水的流量为32~8和管子根数为167根
3 3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数 K 接近于空气的对流传热膜 糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。 4、因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。 5、可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩 不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。 三：计算题 1、 图示，在 1-1，2-2 面间列板努利方程 g p g u z 1 2 1 1 2 + + = 2 ' 2 2 2 2 h g p g u z + + + g u g u d u l 2 . 2 . . 2 9.81 10 0 0 0 5 2 2 2 + + 进 + + = + + + + = 2 9.81 1 0.5. 2 9.81 1 . 0.1 50 0.03. 2 9.81 1 5 . 2 u s u = 2.44m h m s V d u m 3 3 2 . . 0.019 68.9 4 1 = = = 。 在 2-2，3-3 面间列板努利方程 + + + g p g u z 2 2 2 2 2 = 3 ' 2 3 3 2 h g p g u z + + + ， g u g u g u d l 2 2 . 2 0 5 0 . . 2 2 2 + = + + 出 + + + = 2 9.81 1 2 9.81 1 . 0.1 25 0.03. 2 9.81 5 2.44 2 ， = 8 。 即流体的流量为 h m s m 3 3 0.019 ,68.9 局部阻力糸数为 8。 2、 （1）、 . . 2 2 V = K A 2.4 .30 .30 60 2 2 = K s K m 2 6 3.56 10 − = 3.2 10 . 3 2 − V = （2）、 2 2 2 ' 2 1 2 1 V = K.A . = V 3 ' V = 1.7m （3）、 2 . . 2 2 '' V = K A ， 2 . . 2 3.56 10 30 .2 3600 2 2 6 2 '' = = − V K A '' 3 V = 6.8m 。 3、 ( ) G1C1 T1−T 2 = ， s Kg G2= 32 t C 0 = 42.5 A = ( ) 2 2 2 1 G C t −t / K.t = 2 39.4m 。 n =167. 即冷却水的流量为 s Kg 32 和管子根数为 167 根
试题二 一:填充题(20分) 1、牛顿粘性定律 ,粘度在SI制中的单位是 2、常用测定流量的流 3、在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随 而变,不随 而变,称为稳定流动。若以上各量既随 而 变,又随 而变,称为不稳定流动。 4、等边三角形的边长为a,其当量直径为 5、流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是 型曲 线,其管中心的最大流速为平均流速的,縻擦糸数A与 Re的关系为 6、泵是指 ,按其工作原理来分可分为 7、气体按压缩比来分,可分为 8、降沉室内颗粒得以沉降的条件 9、过滤操作实际上是滤液通过 和 的流动过程, 过滤速率是指 10、传热一般采用逆流操作,但为 时采用并流操作 11、用二种厚度相同的材料保温时,往往把 的材料包在内 层,以达到好的保温效果。 12、蒸发是利用溶液中溶质的 ,用加热的方法使部分溶剂汽化并 除去 溶液的浓度或析出溶质。 13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而 随其温度的升高 14、对流传热的热阻主要集中在 因 强化对流传热的重要途径 15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在 K 二:问答题(30分) 1、流体的流动形态有哪几种?如何判断? 2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响 3、采用多级压缩的优点有哪些? 4、列管式换热器为何要进行热补偿? 5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2,壁表面温度分别为T 和t,若t〈T,试写出圆筒任意半径r处的温度表达式? 三:计算题(50分) 流量为500m%0的水通过一根20Km长的水平管,总压降为05Ma 现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少m (设总压降始终不变,流动始终为髙度湍流,局部阻力忽略 2、泵将20°C的水由一贮槽打到另一贮槽,其中吸入管和排出管的管径为 如98×4mmm的无缝钢管。吸入管长为50m,排出管长为160m。且泵到
4 试题二 一：填充题（20 分） 1、牛顿粘性定律_____________，粘度在 SI 制中的单位是___________。 2、常用测定流量的流___________._____________._________________。 3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________ 而变，不随__________而变，称为稳定流动。若以上各量既随__________而 变，又随__________而变，称为不稳定流动。 4、等边三角形的边长为 a，其当量直径为____________________。 5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲 线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数 与 Re 的关系为______________。 6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为 __________._____________._____________.__________________。 7、气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。 8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。 9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程， 过滤速率是指___________________________________________。 10、传热一般采用逆流操作，但为__________________.________________ 时采用并流操作。 11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。 12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并 除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。 13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。 14、对流传热的热阻主要集中在______________,因____________________ 强化对流传热的重要途径。 15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。 二：问答题（30 分） 1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？ 2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 3、采用多级压缩的优点有哪些？ 4、列管式换热器为何要进行热补偿？ 5、单层圆筒壁的内、外半径分别为 1 r 和 2 r ，壁表面温度分别为 ' T 和 ' t ，若 ' t 〈 ' T ，试写出圆筒任意半径 r 处的温度表达式？ 三：计算题（50 分） 1、流量为 5000 h m 3 的水通过一根 20Km长的水平管，总压降为 0.5Mpa。 现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少 h m 3 ？ （设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。 2、泵将 C 0 20 的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为 98 4mmm 的无缝钢管。吸入管长为 50m，排出管长为 160m。且泵到
管出口的距离为10m,其中流量为35m,。(已知:po=lam, =00,1=30m,N电=2Km,D电=094)(20C时水,P=1009 H=1.24×10N p=24×10 求:忽略动压头,求泵的安装高度? 泵的轴功率和效率? 3、一列式换热器规格如下:管长3m,管数30根,管径为φ25×2.5mm,管 程为1,现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽,使之从饱和温 度46°C降至10°C。CS2走管外,其流量为Gi=0078,其冷凝潜热 为35Kg,比热为1058y 水走管内,且与CS2成逆流流 C 动。冷却水的进出口温度分别为50C和30°C。已知冷凝和冷却段基于 面的总传热糸数分别为K=200020和K2=100W/C 此换热器是否造适用? 4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%,沸点进 料,要求每小时蒸得375Kg浓缩液,已知加热蒸汽压强为200Kpa,蒸 发室的操作压强为20Kpa此操作条件下的温度差损失可取8"C,热损失 可忽略不计。试求:(1)开始设入使用时,此蒸发器的传热糸数为多 少 (2)操作一段时间后,因物料在传热面上结垢,为完成同样蒸发任 务,需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa,问此时蒸发器的传热糸数为多 查得20Ka水蒸汽的饱和温度为601°c,汽化潜热为23549 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为1202C 查得350Ka水蒸汽的饱和温度为1388°c 试题二的答案 填充题 dr N 1、r=.,、 孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计 3、位置、时间、时间、位置。 5、抛物线、0.5、6 6、为液体提供能量的输送机械,离心式、往复式、旋转式和流体作用 7、通风机、鼓风机、压缩机
5 管出口的距离为 10m，其中流量为 h m 3 35 。（已知： p0= 1atm， = 0.02 , H s = 3.0 m, N电= 2Kw,电= 0.94 ）.( C 0 20 时水， 3 1000 m Kg = ， 2 3 . 1.24 10 m N s − = ， 2 3 0 2.4 10 m p = N ) 求：忽略动压头，求泵的安装高度？ 泵的轴功率和效率？ 3、一列式换热器规格如下：管长 3m,管数 30 根，管径为 25 2.5mm ，管 程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却 CS2 饱和蒸汽，使之从饱和温 度 C 0 46 降至 C 0 10 。CS2 走管外，其流量为 s Kg G1= 0.07 ，其冷凝潜热 为 Kg Kj 356 ，比热为 Kg C Kw 0 . 1.05 。水走管内，且与 CS2 成逆流流 动。冷却水的进出口温度分别为 C 0 5 和 C 0 30 。已知冷凝和冷却段基于 外表面的总传热糸数分别为 m C K W 1 2 0 . = 2000 和 m C K W 2 2 0 . = 100 。问 此换热器是否造适用？ 4、用一传热面积为 2 10m 的蒸发器将某溶液由 15%浓缩到 40%，沸点进 料，要求每小时蒸得 375Kg 浓缩液，已知加热蒸汽压强为 200Kpa，蒸 发室的操作压强为 20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取 C 0 8 ，热损失 可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多 少？ （２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任 务，需将加热蒸汽的压力提高到 350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多 少？ 查得 20Kpa 水蒸汽的饱和温度为 C 0 60.1 ，汽化潜热为 Kg Kj 2354.9 查得 200Kpa 水蒸汽的饱和温度为 C 0 120.2 查得 350Kpa 水蒸汽的饱和温度为 C 0 138.8 试题二的答案 一：填充题 1、 dy dw = . 、 2 . m N s 。 2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。 3 、位置、时间、时间、位置。 4、 a 3 3 。 5、抛物线、0.5、 Re 64 。 6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用 式。 7、通风机、鼓风机、压缩机
8、颗粒的停留时间大于沉降时间。 9、介质和滤渣层的流动,单位时间内所获到的滤液量。 10、控制温度、降低粘度、减少阻力 11、导热糸数小的。 12、不挥发性、提高。 13、增加、增加。 14、层流内层、减薄层流内层的厚度 15、10.13-101.3 二:问答题 1、流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当 R4000为湍流。 2、在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层,此 薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。 3、避免压缩后气体温度过高,提高气缸容积糸数,减小功率,使压缩机 结构更为合理。 4、列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不 相同,因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大 (50°C以上)时,由于热应力会引起设备的变形,甚至弯曲和破裂。 因此我们要考虑热补偿 s、g=2nLp 2r. L iIT-I 三:计算题 1、设接平行管道后,总流量为V,m3 二平行管流量为V,m和m 板努利方程: 3 P P P2 -+22+h 图2 总压降相同得: 2 A=12=42=,=12=21。=3 u y=,9=630m 图22
6 8、颗粒的停留时间大于沉降时间。 9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。 10、控制温度、降低粘度、减少阻力。 11、导热糸数小的。 12、不挥发性、提高。 13、增加、增加。 14、层流内层、减薄层流内层的厚度。 15、10.13-101.3. 二：问答题 1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当 Re 2000 ，为层流，当 Re 4000 为湍流。 2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此 薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。 3、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机 结构更为合理。 4、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不 相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大 （ C 0 50 以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。 因此我们要考虑热补偿。 5、 ( ) 1 2 ' ' ln 2 . . . r r L T t Q − = = ( ) 1 ' ln 2 . . . r r L T −t ( ) 1 2 1 ' ' ' ln . .ln r r r r T t t T − = − 三：计算题 1、 设接平行管道后，总流量为 h V m 3 3 。 二平行管流量为 h V m 3 1 和 h V m 3 2 。 板努利方程： + = 3 2 3 2 u p + + 1 1 2 1 2 h f u p + = 3 2 3 2 u p + + 2 2 2 2 2 h f u p 总压降相同得： + 2 . . 2 3 3 3 u d l 2 . . 2 1 1 1 u d l = 2 . . 2 u d l ， 1= 2= 3= ，l l l l 2 1 1= 2= 3= 。 1 3 2 1 u = u u u 5 8 3= h V V m 3 ' 6330 5 8 = = 。 1 3 2 图 2-1 2 2 10m 1 1 图 2-2
Y4T d2 44 153m。 丌.00923600 2=1.5 1.53 501.532 g d 2g 29.81-02092981 考虑05m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m N轴=N电7电=2094=1.88Kw H=Zth=Z+a 286进+sb g H=11+0.02 000-+1+05)1532 160+50 H=16.75m 2.981 N=BQg=167535.1000981/3600=1.6Kv.n= =85 电 3、换热器已有的传热面积:A=mzd=303.1400253=707m2。 求所需的传热面积 冷凝段的热量:Q1=wr=007356=24.9Ki 冷却段的热量:Q2=C1(1-72)=007105.36=265K。 总热量为:Q=Q1+Q2=2755Kw 冷却水的用量:O水C(2-1)41870-50268 2755 冷却水离开冷却段的温度:t=1￥0GS+265 0.2634.187 74C 冷凝段的温度差:M=46-74)-(4-30)=257c 46-74 冷却段的温度差:M=-5-30 -(10 46-74 5)=1649C 10-5 冷凝段所需传热面积:41=9249100 4.84n K.△200.25.7 冷却段所需传热面积:A2=Q265.100016M KAt100.164 所需的总的传热面积:A=645n 、水分蒸发量:W=F1-x0|=0635F,F-W=375 XI F=1000K W=625K 溶液的沸点为t=60.1+8=6810C
7 2、 s m d V u 1.53 . .0.09 .3600 4 1 35 . 4 1 2 2 1= = = 。 s u 1.53m 2= 。 m g u d l g u h H g u Z H s f s 1.555 2.9.81 1.53 . 0.09 50 0.02. 2.9.81 1.53 3.0 2 . . 2 2 2 2 2 2 ' 2 = − − = − − = − − = 考虑 0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为 1m. N 轴=N电电= 2.0.94 = 1.88Kw. ( ) g u g u d l H Z h Z 2 2 . . 2 2 ' = + = + + 进+ 出 . 2.9.81 1.53 1 0.5 . 0.09 160 50 11 0.02 2 + + + H = + . H =16.75m. N = HQg = 16.75.35.1000.9.81/ 3600 = 1.6Kw . = = 85% N电 N . 3、换热器已有的传热面积： 2 A = n..dl = 30.3.14.0.025.3 = 7.07m 。 求所需的传热面积： 冷凝段的热量： Q1 =w.r = 0.07.356 = 24.9Kw 冷却段的热量： Q2= w.C1 .(T1−T 2 ) = 0.07.1.05.36 = 2.65Kw。 总热量为：Q= Q1 + Q2 =27.55Kw 冷却水的用量： ( ) ( ) s Kg C t t Q G 0263 4.187. 30 5 27.55 . 2 1 = − = − 水= 冷却水离开冷却段的温度： C G C Q t t 0 1 7.4 0.263.4.187 2.65 = + = 5 + = 水 比 冷凝段的温度差： ( ) ( ) t C 0 25.7 46 30 46 7.4 ln 46 7.4 46 30 = − − − − − = 冷却段的温度差： ( ) ( ) t C 0 16.4 10 5 46 7.4 ln 46 7.4 10 5 = − − − − − = 冷凝段所需传热面积： 2 1 4.84 200.25.7 24.9.1000 . m K t Q A = = = 冷却段所需传热面积： 2 2 1.61 100.16.4 2.65.1000 . m K t Q A = = = 所需的总的传热面积：A=6.45 2 m . 4、水分蒸发量： F x x W F. 1 0.625 1 0 = = − ， F −W = 375. F=1000Kg , W=625Kg 溶液的沸点为 t C 0 = 60.1+ 8 = 68.1
传热糸数K为:K=Q=-62523549100 785 A△r103600(120 68.1 改变压力后的传热糸数: 625.23549.1000 K 578V AM10.3600(1388-68.1) 20 可见结垢以后的传热糸数降低
8 传热糸数 K 为： ( ) m C w A t Q K 2 0 . 785 10.3600. 120.2 68.1 625.2354.9.1000 = − = = 改变压力后的传热糸数： ( ) m C w A t Q K 2 0 ' . 578 10.3600. 138.8 68.1 625.2354.9.1000 = − = = 。 可见结垢以后的传热糸数降低
试题三 :填充题(18分) 1、空气在标准状态下密度为129~8/3,在025Mpa下(绝压)80C时 的密度为 2、产生流体阻力的原因有 3、转子流量计在安装时应 4、连续性方程u1s1=u2S2是 指导出来的,它适用流体。 5、直管阻力的表示式为 管中流出 流入管中5入 6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生 现象。 7、往复式压缩机的工作循环为 四个阶段 8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是 9、固定管板式列管式换热器中,压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 程 0、一根暴露在外的热管子以 散发热量。 113a=0023A(R2)98(Pr)式中两个准数Re 若液体被冷却时n= 12、多效蒸发主要有 三种典型流程 二:判断题(18分) 1、在并联管路中,它们的阻力相等,同理在串联管路中,它们的流速也是相 等的。(稳定流动)。 2、转子流量计可以读出任何流体的流量。 3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时,在SI制中属层流范围,在cgs制 中属湍流范围。 4、粘度是流体的物理性质之一,则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心 泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。 5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。 6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关,与沉降高度无关 7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸 8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作,随着过滤时间的增加,滤液量不断增 加,生产能力也不断增加。 9、多层导热时,其推动力为各层推动力之和,阻力也为各层阻力之和 10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。 11、多层平壁稳定导热时,如果某层壁面导热糸数小,则该层的导热热阻大, 推动力小 12、若以饱和蒸汽加热空气,传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。 所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体 14、在同一种流体中,不可能同时发生自然对流和强制对流
9 试题三 一：填充题（18 分） 1、空气在标准状态下密度为 1.29 3 m Kg ，在 0.25Mpa 下（绝压） C 0 80 时 的密 度为__________________。 2、产生流体阻力的原因有_________________._______________________ 3、转子流量计在安装时应_________________。 4、连续性方程 1 1 2 2 u s =u s 是__________指导出来的，它适用______流体。 5、 直管阻力的表示式为____________________，管中流出 出=__________流入管中 入 =_____________。 6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生________现象。 7、 往复式压缩机的工作循环为_______._____ ._____._______四个阶段。 8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________ _______________.________________________________. 9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 ______________程。 10、一根暴露在外的热管子以__________.___________散发热量。 11、 ( ) ( ) n Re d 0.023. . Pr 0.8 内 = 式中两个准数 Re =__________， Pr=__________. 若液体被冷却时 n=____________。 12、多效蒸发主要有_______._________._________三种典型流程。 二：判断题（18 分） 1、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相 等 的。（稳定流动）。 2、转子流量计可以读出任何流体的流量。 3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在 SI 制中属层流范围，在 cgs 制 中属 湍流范围。 4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心 泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。 5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。 6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。 7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。 8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增 加，生产能力也不断增加。 9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。 10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。 11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大， 推动力小。 12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。 13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。 14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流
15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率,二次蒸汽利用一次称为单效蒸发,利 用二次称为双效蒸发,依次类推 16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。 17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体,在自然界中并不存在。 18、总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关。 三:计算题(64分) 1、图示,“U”管压差计甲的上部管内充满了水,下部为汞,汞的液面落 放置不知名的液体,且测得Rz=635cm,求吃平 差为3cm,求AP12?若再接一“U”管压差计乙,其 部仍为水,下部 2、一降层室长为5m,宽为3m,高为4m。 内部用隔板分成20层,用来回收含尘 气体中的球形固体颗粒,操作条件下含 尘气体的流量为36007,气体密度 甲 p=0948/3,粘度为y=003ma 尘粒密度p=43008/3。试求理论上能 100%除去的最小颗粒直径? 3、外径为200mm的蒸汽管道,管外壁温度为 1600C。管外包以导热糸数为 图3-1 λ=008+1.1×10-4t的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过 每米管长的热损失不超过150%。问保温层的厚度应为多少? 欲将浓度为25%,沸点为131.5C,流量为36008%的NaOH水溶液经 蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为20°C,加热蒸汽的压强为 3924Kpa(绝压),冷凝器的压强为53.32Kpa据经验蒸发器的传热糸数 可取10y2,溶液的密度为15008/3。若忽略蒸发器的热损 失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积?C=493 已知:p=532Kpa.,sC,P=2000/Kg g p=3924Kpa,T=142.9CR=2143 试题三答案 :填充题 1、2.5 2、内縻擦力和流体的流动状态 3、保持垂直。 4、质量守恒定律、P1=P2
10 15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利 用二次称为双效蒸发，依次类推。 16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。 17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。 18、总传热糸数 K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。 三：计算题（64 分） 1、图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落 差为 3cm ，求 P12 ？若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部 放置不知名的液体，且测得 R乙= 63.5cm ，求 乙 ？ 2、一降层室长为 5m,宽为 3m，高为 4m。 内部用隔板分成 20 层，用来回收含尘 气体中的球形固体颗粒，操作条件下含 尘气体的流量为 h m 3 36000 ，气体密度 3 0.9 m Kg = ，粘度为 = 0.03mPa.s 。 尘粒密度 3 4300 m Kg = 。试求理论上能 100%除去的最小颗粒直径？ 3、外径为 200mm的蒸汽管道，管外壁温度 为 C 0 160 。管外包以导热糸数为 图 3-1 t 4 0.08 1.1 10− = + 的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过 C 0 60 ， 每米 管长的热损失不超过 m 150w 。问保温层的厚度应为多少？ 4、欲将浓度为 25%，沸点为 C 0 131.5 ，流量为 h Kg 3600 的 NaOH 水溶液经 蒸发浓缩到 50%。料液的进口温度为 C 0 20 ，加热蒸汽的压强为 392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为 53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数 可取 m K W . 1100 2 ，溶液的密度为 3 1500 m Kg 。若忽略蒸发器的热损 失。求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？ Kg C Kj C 0 . = 4.93 已知：p=53.32Kpa, t C 0 = 83 , Kg Kj r = 2000 p=392.4Kpa, T C 0 = 142.9 Kg Kj R = 2143 试题三答案 一：填充题 1、 3 2.5 m Kg 。 2、内縻擦力和流体的流动状态。 3、保持垂直。 4、质量守恒定律、 1= 2 甲 乙 P1 P2