化工原理試題庫

試題一

一：填空題（18分）

1、某設備上，真空度的讀數(shù)為80mmHg,其絕壓=mH20,

_______Pa.該地區(qū)的大氣壓為720mmHg。

2、常溫下水的密度為1000笠，，粘度為lep,在d內=100""〃的管內以

3%速度流動，其流動類型為o

3、流體在管內作湍流流動時，從中心到壁可以.

4、氣體的粘度隨溫度的升高而，水的粘度隨溫度的升高o

5、水在管路中流動時，常用流速范圍為/,低壓氣體在管

路中流動時，常用流速范圍為%

6、離心泵與往復泵的啟動與調整的不一樣之處是：離心泵

.往復泵.

7、在非均相物系中，處在____________狀態(tài)的物質，稱為分散物質，處在

狀態(tài)的物質，稱為分散介質。

8、間竭過濾操作包括....o

9、傳熱的基本方式為..。

10、工業(yè)上的換熱措施有...o

11、a稱為,其物理意義為.

提高管內a值的有效措施.

提高管外Q值的有效措施o

12、蒸汽冷凝有二種方式，即和o其中，

由于，其傳熱效果好。

二：問答題（36分）

1、一定量的流體在圓形直管內作層流流動，若將其管徑增長一倍，問能量

損失變?yōu)楸緛淼亩嗌俦叮?/p>

2、何謂氣縛現(xiàn)象？怎樣防止？

3、何謂沉降？沉降可分為哪幾類？何謂重力沉降速度？

4、在列管式換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，問：

（1）傳熱管的壁溫靠近于哪一種流體的溫度？

（2）傳熱系數(shù)K靠近于哪一種流體的對流傳熱膜系數(shù)？

（3）那一種流體走管程？那一種流體走管外？為何？

5、換熱器的設計中為何常常采用逆流操作？

6、單效減壓蒸發(fā)操作有何長處？

三：計算題（46分）

1、如圖所示，水在管內作穩(wěn)定流動，設管路中所有直管管路的阻力系數(shù)

為4=0.03,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)壓力表上的讀數(shù)為5〃月2。，若管徑為100mm,求流體

的流量及閥的局部阻力系數(shù)？

2、在一列管式換熱器中，用冷卻

將100°C的熱水冷卻到50°C,熱水

流量為606%,冷卻水在管內流動，溫度從200。升到45°。。已知傳熱系

數(shù)K為2000y2F換熱管為。25x2.5〃〃〃的鋼管，長為3m.。求冷卻水量

和換熱管數(shù)（逆流,）。

已知："熱水=96。13°熱水冷水=4.187女，長

試題一答案：

一、填充題

1、8.7m”2。，8.53x10。。

0L3，1（05

2、Re==y=3x10o湍

〃1.10-3

流。

3、層流、過渡流和湍流。

4、增長、減少。

5、3-8%\8-15%。

6、啟動前應灌滿液體，關出口閥門、

用調整閥調整流量；往復泵啟動前

不需灌液，開旁路閥、用旁路閥來

調整流量的。圖1-1

7、分散、持續(xù)。

8、過濾、洗滌、卸渣、清洗濾布、重整。

9、熱傳導、對流傳熱、熱輻射。

10、間壁式、混合式、蓄熱式、熱管。

II、稱為對流傳熱膜系數(shù)。當流體與壁面溫度差為1K時，通過單位面積單

位時間內所傳遞熱量的多少。增長流程、加拆流擋板。

12、滴狀冷凝和膜狀冷凝。滴狀冷凝成小液滴沿壁面直接落下。

二：問答題

」】/"產V1

1、%=4?丁?丁。”2=24],"2=77-J

"12gJ、?4/2，4

22=64/^^=2/l1oh2=X2.—.—=—h^

〃^22g16

2、離心泵只能空轉而不能輸送液體的現(xiàn)象。離心泵啟動前應灌滿液體。

3、沉降是指依托外力的作用，運用分散物質與分散介質的密度差異，使之

發(fā)生相對運動而分離的過程。沉降可分為重力沉降和離心沉降。顆粒以加速

運動的末速度這一不變的速度作勻速沉降運動，這一速度稱為重力沉降速

度。

3、傳熱管的壁溫靠近于蒸汽的溫度；傳熱系數(shù)K靠近于空氣的對流傳熱膜

系數(shù)；空氣走管內，飽和蒸汽走管外。（蒸汽散熱快）。

4、由于逆流操作：推進力大，所需的傳熱面積?。粶p少載熱體的用量。

5、可以減少溶液的沸點，可以運用低壓蒸汽或廢氣作為加熱劑，可以濃縮

不耐高溫的溶液，可以減少蒸發(fā)器的熱損失。

三：計算題

1、圖示，在1-1,2-2面間列板努利方程

2?22

wiP\P2,'

Z1+丁+—+h

2K侔

2

I/u..2U

10+0+0=04-5+0

2x9.81

’—!—+0.03.—.—!—+0.5.--

5=u~.

(2x9.810.12x9.812x9.81)

V="=0019優(yōu)％=68.9

u=2.44%

在2?2,3-3面間列板努利方程

“32.229

上+〃3,,「八-Iuuu~

Z24%+—+/?,()+5=0+4.—.—+c由.一+C—

2gPg2gPgd2gs山2g-2g

2/

25

5=2.44G+0.03.—.+G=8。

<2x9.810.12x9.812x9.81)

即流體的流量為0.019弓(,68.9〃，/局部阻力系數(shù)為8。

22n

2、(1)、V=K.A.r242=K.302.30x60A：=3.56x10^/s

2?3

V2=3.2x10.r

'。7I1713

(2)、VK.Az.-r=-V1V=\.7m

22

H

(3)、V2=2K.A2.T,

22-623

V=2K.A.T=2X3.56X10x30.2x3600v,=6.Smo

3、G1C)(7)-72)=,G2=32%

2

A/=42.5°C,4=G2C2(r2-/i)/AT.Ar=39.4/?z0

試題二

一：填充題（20分）

1、牛頓粘性定律，粘度在SI制中的單位是___________。

2、常用測定流量的流..o

3、在流動系統(tǒng)中，若截面上流體的流速、壓強、密度等僅隨

而變，不隨而變，稱為穩(wěn)定流動。若以上各量既隨而

變，又隨而變，稱為不穩(wěn)定流動。

4、等邊三角形的邊長為a,其當最直徑為o

5、流體在圓形直管內滯流流動時，具速度分布是_____________型曲

線，其管中心的最大流速為平均流速的,縻擦系數(shù)4與

Re的關系為。

6、泵是指,按其工作原理來分可分為

7、氣體按壓縮比來分，可分為...。

8、降沉室內顆粒得以沉降的條件o

9、過濾操作實際上是濾液通過_________和的流動過程，

過濾速率是指O

]0、傳熱一般采用逆流操作，但為.

時采用并流操作。

11、用二種厚度相似的材料保溫時，往往把的材料包在內

層，以到達好的保溫效果。

12、蒸發(fā)是運用溶液中溶質的,用加熱的措施使部分溶劑汽化并

除去溶液的濃度或析出溶質。

13、金屬的導熱系數(shù)大都隨其純度的增長而,隨其溫度的升高

14、對流傳熱的熱阻重要集中在，因

強化對流傳熱的重要途徑。

15、工程上流體流經換熱器的壓降一般限定在_________Kpao

二：問答題（30分）

1、流體的流動形態(tài)有哪幾種？怎樣判斷？

2、何謂層流內層？其厚度受哪些原因影響？

3、采用多級壓縮的長處有哪些？

4、列管式換熱器為何要進行熱賠償？

5、單層圓筒壁的內、外半徑分別為口和，壁表面溫度分別為丁,

和若/（T\試寫出圓筒任意半徑「處的溫度體現(xiàn)式？

三：計算題（5（）分）

1、流量為5000〃%的水通過一根20Km長的水平管，總壓降為0.5Mpa。

目前中央接一完全相似的平行管到中點。問總流量變?yōu)槎嗌佟▃%?

（設總壓降一直不變，流動一直為高度湍流，局部阻力忽視）。

2、泵將20°C的水由一貯槽打到另一貯槽，其中吸入管和排出管的管徑為

098x4〃〃〃〃?的無縫鋼管。吸入管長為50m,排出管長為160m。且泵到

管出口的距離為10m,其中流量為35〃。，。(己知：〃0=1必加，

丸=0.02,”5=3.0111,%電=2長卬，77電=0.94).(20()。時水，夕=100()

33

〃=1.24乂10一%.%p°=2.4xl0'V)

/m/m

求：忽視動壓頭，求泵的安裝高度？

泵的軸功率和效率？

3、一列式換熱器規(guī)格如下：管長3m,管數(shù)30根，管徑為。25x25“〃，管

程為1,現(xiàn)擬選用此換熱器冷凝、冷卻CS2飽和蒸汽，使之從飽和溫

度46°。降至10°C。CS2走管外，其流量為6]=0.07*%,其冷凝潛熱

為356%且，比熱為1.05?=0。水走管內，且與CS2成逆流流

動。冷卻水的進出口溫度分別為5°C和30°C。己知冷凝和冷卻段基于

外表面的總傳熱系數(shù)分別為勺=2000%,0c和K2=l0°%220c。問

此換熱器與否造合用？

4、用一傳熱面積為10〃，的蒸發(fā)器將某溶液由15%濃縮到40%,沸點進

料，規(guī)定每小時蒸得375Kg濃縮液，已知加熱蒸汽壓強為200Kpa,蒸

發(fā)室的操作壓強為2()Kpa,此操作條件下的溫度差損失可取80C,熱損失

可忽視不計。試求：(1)開始設入使用時，此蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多

少？

(2)操作一段時間后，因物料在傳熱面上結垢，為完畢同樣蒸發(fā)任

務，需將加熱蒸汽的壓力提高到350Kpa,問此時蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為多

少？

查得20Kpa水蒸汽的飽和溫度為60.1°。，汽化潛熱為2354.9%合

查得200Kpa水蒸汽的飽和溫度為120.2°C

查得350Kpa水蒸汽的飽和溫度為138.8°C

試題二的答案

一：填充題

2、孔板流量計、文丘里流量計、轉子流量計。

3、位置、時間、時間、位置。

5、拋物線、0.5、%o

6、為液體提供能量的輸送機械，離心式、往復式、旋轉式和流體作用

式。

7、通風機、鼓風機、壓縮機。

8、顆粒的停留時間不小于沉降時間。

9、介質和濾渣層的流動，單位時間內所獲到的濾液量。

10、控制溫度、減少粘度、減少阻力。

11、導熱系數(shù)小的。

12、不揮發(fā)性、提高。

13、增長、增長。

14、層流內層、減薄層流內層的厚度。

15、10.13-101.3.

一：問答題

1、流體的流動形態(tài)有兩種：層流和湍流；用雷諾準數(shù)來判斷，當

/?屋2000,為層流，當為湍流。

2、在湍流主體內靠近管壁處一直存在著一層作層流流動的流體薄層，此

薄層稱為層流內層。受管徑、流速、粘度和密度。

3、防止壓縮后氣體溫度過高，提高氣缸容積系數(shù)，減小功率，使壓縮機

構造更為合理。

4、列管式換熱器中，由于兩流體的溫度不一樣，使管束和殼體的溫度也

不相似，因此它們的熱膨脹程度也有區(qū)別。若兩流體的溫度差較天

（50°。以上）時，由于熱應力會引起設備的變形，甚全彎曲和破裂。

因此我們要考慮熱賠償。

2"%*')2L九?.(r-r)ln

5、Q=--------------1=--------1----1t=T------------

In—In—In—

計算題

設接平行管道后，總流量為七相%\

1、

二平行管流量為匕m%和%6/。

板努利方程：]

U32+&正+為+*

5-2---------------

2P2p乙』'

22

券+包=券+紅+Z5圖2-1

2P2P=」

總壓降相似得：22

H物一

//=/=^//町二53

力=丸2=43=九1=23o

1二二L“初2-2

V35

2、u\―—=--------1---------=1.53，%。

Y^n.d1%/.0.092.3600/s

“2=L53叱。

〃2，

=3.0=1.5557〃

d2g-嘉-。。2喘嘉

考慮0.5m的安裝安全系數(shù)。則泵的安裝高度為1m.

N軸="電〃電=2.0.94=1.88Kw.

，/〃2

//=z+/?=z+z-.—

d2g

?,,160+50,八匚

H=11+|0.02------------F1+0.5."=16.75〃？.

I0.09)2.9.81

N=HQpg=16.75.35.1000.9.81/3600=].6Kw.77==85%.

3、換熱器己經有的傳熱面積：/I=n.7i.dl=30.3.14.0.025.3=7.07w2o

求所需的傳熱面積：

冷凝段的熱量：0=卬/=0.07.356=24.9Kw

冷卻段的熱量：。2==0X7.1.05.36=2.65Kw.

總熱量為：Q=Q]+Q2=27.55KW

冷卻水的用量：G水=小=盛淄書=0263%

冷卻水離開冷卻段的溫度：t-5+—^--7.4°C

G水C比0.263.4.187

(46-7.4)-(46-30)

冷凝段的溫度差：\t==25.7°C

,46-7.4

In----------

46-30

(46-7.4)-(10-5)

冷卻段的溫度差：Z==16.4°C

,46-7.4

In----------

10-5

.Q24.9.1000.

冷凝段所需傳熱面積:Ai==------------=4.84777-2

KAt200.25.7

265100

冷卻段所需傳熱面積：A=-g-=-O=1.61/7?

2KAt100.16.4

所需的總的傳熱面積：A=6.45〃?2.

/\

4、水分蒸發(fā)量：W=F.=0.625F,F-W=375.

F=1000Kg,W=625Kg

溶液的沸點為f=60.1+8=68.1°。。

625541000

傳熱系數(shù)K為：K=-^-=-^-=785y20

AM10.3600.(120.2-68.1)/w2.°C

變化壓力后的傳熱系數(shù)：

二Q二625.2354.9.1000二57gy

-AAr"10.36(X).(138.8-68.1)~/Sn2°C°

可見結垢后來的傳熱系數(shù)減少。

試題三

一：填充題（18分）

1、空氣在原則狀態(tài)下密度為1.29度/3，在。-25Mpa下（絕壓）80°。時

的密度為0

2、產生流體阻力的原因有.

3、轉子流量計在安裝時應_________________。

4、持續(xù)性方程2s2是__________指導出來的，它合用流體。

5、直管阻力的表達式%，管中流出

,出=----------流入管中,入=-------------c

6、離心泵的安裝高度超過容許安裝高度時，離心泵會發(fā)生_______現(xiàn)象。

7、往復式壓縮機的工作循環(huán)為...四個階段。

8、一熱流體將熱量通過壁面?zhèn)鹘o冷流體的過程是______________________

9、固定管板式列管式換熱器中，壓力高、腐蝕性以及不清潔的物料應走

____________程。

10、一根暴露在外的熱管子以.散發(fā)熱量。

ll、a=0.023.衛(wèi)氏嚴㈣〃式中兩個準數(shù)二,

Pr=.若液體被冷卻時n=0

12、多效蒸發(fā)重要有..________三種經典流程。

二：判斷題（18分）

1、在并聯(lián)管路中，它們的阻力相等，同理在串聯(lián)管路中，它們的流速也是相

等的。（穩(wěn)定流動）。

2、轉子流量計可以讀出任何流體的流量。

3、用雷諾準數(shù)來判斷流體的流動形態(tài)時，在SI制中屬層流范圍，在cgs制

中屬湍流范圍。

4、粘度是流體的物理性質之一，則雷諾準數(shù)也是流體的物理性質之一。離心

泵銘牌上的性能參數(shù)是指泵揚程最高點下的性能參數(shù)。

5、往復式壓縮機的工作循環(huán)是由吸氣、排氣、膨脹、壓縮四個階段構成。

6、沉降器的生產能力與沉降速度及沉降面積有關，與沉降高度無關。

7、氣相與液相所構成的物系稱為氣相非均相物系。

8、用板框式過濾機進行恒壓過濾操作，伴隨立濾時間的增長，濾液量不停增

長，生產能力也不停增長。

9、多層導熱時，其推進力為各層推進力之和，阻力也為各層阻力之和。

10、流體對流傳熱膜系數(shù)一般來說有相變時的要比無相變時為大。

11、多層平壁穩(wěn)定導熱時，假如某層壁面導熱系數(shù)小，則該層的導熱熱阻大，

推進力小。

12、若以飽和蒸汽加熱空氣，傳熱的壁面溫度一般取空氣和蒸汽的平均溫度。

13、所謂黑體就是人們所講的黑顏色的物體。

14、在同一種流體中，不也許同步發(fā)生自然對流和強制對流。

15、多效蒸發(fā)可以提高蒸汽的運用率，二次蒸汽運用一次稱為單效蒸發(fā)，運

用二次稱為雙效蒸發(fā)，依次類推。

16、對流傳熱系數(shù)是物質的一種物理性質。

17、黑體、鏡體、和灰體都是理想化的物體，在自然界中并不存在。

18、總傳熱系數(shù)K可用來表達傳熱過程的強弱，與冷、熱流體的物性無關。

三：計算題(64分)

1、圖示，“U”管壓差計甲的上部管內充斥了水，下部為汞，汞的液面落

差為3cm,求AP12?若再接一“U”管壓差計乙，其上部仍為水，下部

放置不著名的液休，且測得R乙=63.5cm,

2、一降層室長為5m,寬為3m,高為4m。

內部用隔板提成20層，用來回收含塵

氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含

塵氣體的流量為36(X)O〃7%\氣體密度

p=0.9，粘度為〃=0.()3〃?巴打。

塵粒密度Q=430()o試求理論上能

100%除去的最小顆粒直徑？

3、外徑為200mm的蒸汽管道，管外壁溫度為

160°Co管外包以導熱系數(shù)為圖3-1

2=0.08+l.lxIO_4/的保溫材料。規(guī)定保溫層外壁面溫度不超過

600C,

每米管長的熱損失不超過150%?。問保溫層的厚度應為多少？

4、欲將濃度為25%,沸點為131.5°C,流量為3600%的NaOH水溶液經

蒸發(fā)濃縮到50%o料液的進口溫度為20°C,加熱蒸汽的壓強為

392.4Kpa(絕壓),冷凝器的壓強為53.32Kpa.據(jù)經驗蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)

，溶液的密度為。若忽視蒸發(fā)器的熱損

可取111500%3

2.K

失。求加熱蒸汽的消耗量及蒸發(fā)器所需的傳熱面積？C=4.93

°C

已知：p=53.32Kpa,r=83°C,廠=2000

p=392,4Kpa,T=142.9°C/?=2143

試題三答案

一：填充題

1、2.52、內縻擦力和流體的流動狀態(tài)。

3、保持垂直。4、質量守恒定律、0=P2

2

5、2.-—.K0.5.6、氣蝕現(xiàn)象。

d2

7、吸氣、壓縮、排氣、膨脹四個階段所構成。

8、熱流體以對流傳熱的方式將熱量傳給壁面、壁面間的熱傳導、冷流

體以對流傳熱的方式獲得熱量

9、管程。

10、自然對流、熱輻射。

11、Re=皿、p產吟Jn=0.3

12、并流、逆流和平流。

二：判斷題

6、10、17為對，其他都為錯。

三：計算題

3

1、A〃=(O示一O測)他A/?=(13.6-l)0.03.9.81.10=3.708^o

，示-1)0.635.9.81.103=3.708Kpa,0示=1600

=

2、降沉室的總面積：A=20.5.3=300〃/。

V36000

沉降速度:=0.033%。

A300.3600

設沉降區(qū)為層流，則有：〃=幺豈心2k

18〃

”.(4300-0.9)9.81

1=2.06x10-5*

0.033=

18.0.03.10-3

ii△的ndup2.06x10-5.0.033.0.9?,,.

驗算：R=——=--------------z-----=0.66y10

e〃0.03.10-3

3、保溫材料的導熱系數(shù)：4=0.0921%尿。

/fn./\

Q2加加T)=2.3.140.0921(160一60)

=6=47mm

7=FT=/°°十九0=。

水分蒸發(fā)量：W=F.|=3600.fl-—1=1800

4、

〔x"I50j

加熱蒸汽消耗量:

3600.4.93.(131.5-20)=0.736%

Ly--

R2143

D.R0.736.2143

所需的傳熱面積為：A二=125.9,

KAt~1100.(142.5-131.5)

即所需的加熱蒸汽消耗量為0.736做/。所需的傳熱面積為125.9〃/

試題四

一：填充題（20分）

1、邊界層的形成是流體具有成果。

2、用阻力系數(shù)法來計算忽然擴大和忽然縮小的損失時，按管內的流速

來計算動能項。

3、長方形的長為2a,寬為a,其當量直徑為

4、粘度的物理意義是促使流體產生單位速度梯度的__________.

5、經內徑為158mm的鋼管輸送運動粘度為雙）〃?；，的燃料油，若保持油品

作層流流動，則最大流速不能超過_______O

6、用離心泵在兩個敞開容器間輸液，若維持兩容器的液面高度不變，當關

小輸送管道的閥門后，管道的總阻力將o

6、離心泵的工作點是曲線與曲線的交點。

8、往復式壓縮機的余隙系數(shù)￡=.￡則4容增大，生

產能力。

9、沉降操作是指在某種中運用分散和和持續(xù)相之間的，使之

發(fā)生相對運動而實現(xiàn)分離的操作。沉降過程有和沉降兩種方式。

10、工業(yè)上常用的過濾介質重要有、、o

11、在過濾操作中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的重要是而不是O

12、在平壁穩(wěn)定熱傳導過程中，通過三層厚度相似的材料，三層間的溫度差

變化是依次減少，則三層材料的導熱系數(shù)的大小次序O

13、沸騰傳熱可分為三個區(qū)域，它們是_______、、。

應維持在_____________區(qū)內操作。

14、用飽和蒸汽加熱水，通過一段時間后，發(fā)現(xiàn)傳熱阻力迅速加大，這也許

是由于所引起的。

15、溫度差損失包括、、

二：選擇題

1、層流和湍流的本質區(qū)別是（）

A、流速不一樣；B、流通截面積不一樣;

C、雷諾數(shù)不一樣；D、層流無徑向流動，湍流有徑向流動;

2、選擇下述流體在管路中常用的流速

（1）、過熱水蒸汽（），（2）、水及一般流體（）；

（3）、壓強較高的氣體（），（4）、粘度較大的液體（）；

A、1-3么，B、（）.5-1%,C、15-2()%,D、3()-5(吆

3、離心泵銘牌上標明的是泵在（）時的重要性能參數(shù)。

A、流量最大；壓頭最大；

C、效率最高；D、軸功率最??；

4、下列結論對的的是（）。

A、液體的粘度隨溫度的升高而減??；

B、氣體的粘度隨溫度的升高而增大；

C、液體的粘度基本上不隨壓強變化；

D、氣體的粘度隨壓強增大而減小。

5、離心泵吸入管路底閥的作用是（）。

A、阻攔液體中的固體顆粒；B、防止出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象；

C、維持最低的容許吸上高度；D、防止啟動前充入的液體從泵內漏出；

6、在一種過濾周期中，為了到達最大生產能力應（）

A、過濾時間應不小于輔助時間；B、過濾時間應不不小于輔助時間；

C、過濾時間應等于輔助時間；D、過濾加洗滌所需時間等于1/2周期；

7、下述說法中對的的是（）。

A、過濾速率與過濾面積成正比：R、過濾速率與過濾面積的平方成正比：

C、過濾速率與濾布阻力成反比；D、過濾速率與操作壓差的平方成正比；

8、在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列原因無關的是（）。

A、顆粒的幾何尺寸；B、顆粒與流體的密度；

C、流體的水平流速；D、顆粒的形狀；

9、旋液分離器是運用離心力分離（）。

A、離心機可分離液液混合物；B、離心機可分離液固混合物；

C、離心機可分離氣固混合物；

D、離心機所分離的不均勻混合物中至少有一相是液相；

10、傳熱過程中當兩側流體的對流傳熱系數(shù)都較大時，影響傳熱過程的將

是（）。

A、管壁熱阻；B、管內對流傳熱熱阻；

C、污垢熱阻；D、管外對流傳熱熱阻；

11、下述措施中對提高換熱器殼程對流傳熱系數(shù)有效的是（）。

A、設置折流擋板；B、增大板間距；

C、增長管程數(shù)；D、增長管內流體的流速；

12、在確定換熱介質的流程時，一般走管程的有（），走殼程的有

（）O

A、高壓流體；B、蒸汽；C、易結垢的流體；

D、腐蝕性流體；E、粘度大的流體；F、被冷卻的流體；

13、采用多管程換熱器，雖然能提高管內流體的流速，增大其對流傳熱系

數(shù)，但同步地導致（）。

A、管內易結垢；B、殼程流體流速過低；

C、平均溫差下降；D、管內流動阻力增大；

14、增大換熱器傳熱面積的措施有（）。

A、選用粗管排列；B、選用翅片管；

C、增長管程數(shù)；D、增長殼程數(shù)；

15、有關傳熱系數(shù)K下述說法中錯誤的是（）。

A、傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實際上是個平均值；

B、總傳熱系數(shù)K伴隨所取的傳熱面不一樣而異；

C、總傳熱系數(shù)K可用來表達傳熱過程的強弱，與冷熱流體的物性

無關；

D、要提高K值，應從減少最大熱阻著手；

三：計算題

1、圖示為一輸油管路，未裝流量計，

但在A、B分別測得壓強為

PA=\50Kpa,乙二140即試估算管道

中油的流量？己知：管為。89x4〃〃，，A、

B間距為10m,

其中管道的當量長度為9.3m,

p=820^/3，〃=121cp。

2、試證明球形顆粒在重力場中作自由

沉降時，層流區(qū)域內的沉降速度公式為：

d2{ps-p\8

w0---------------。

18/

3、用一板框壓濾機在300Kpa壓強差下過濾圖4-2

某懸浮液。已知過濾常數(shù)K為7.5x10’m/,

qe^O.O12^//2O規(guī)定每一操作周期得切/濾液，過濾時間為().5h。

設濾

餅不可壓縮，且濾餅與濾液體積之比為0.025。試求：過濾時間；若操作

壓強

差提高至6()()Kpa,既有一臺板框過濾機，每框的尺寸為

635x635x25mm,若

規(guī)定每個過濾周期仍得8,/濾液，則至少需要多少個框能滿足規(guī)定？過

濾時間

又為多少？

4、一臥式列管換熱器，鋼質換熱管長為3m,直徑為025x2〃〃〃。水以

().7%的

流速在管內流動，并從17°。被加熱到37°。。流量為1.25%、溫度為

72°C

烽的飽和蒸汽在管外冷凝成同溫度的液體。燃蒸汽的冷凝潛熱為

3廉。

已測得：蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為800%?。，管內側熱阻為個側熱阻的

/m2yc

40%,

污垢熱阻又為管內側熱阻的70%,試核算換熱管的總根數(shù)及換熱器的管

程數(shù)。

計算時可忽視管壁熱阻及熱損失。

試題四答案

一：填充題

1、粘性。2、細。3、%。。4、剪應力。

5、1.14Vo6、不變。7、管路特性曲線、離心泵特性曲線。

/3

8、"為「匕、小、大。9、力場、密度、重力、離心。

10、織物介質、粒狀介質、多孔性固體介質。

11＞濾餅層、過濾介質。12、依次增長。

13、自然對流、膜狀對流、核狀對流、核狀對流。

14、冷凝水未排出、不凝性氣體未排

15、溶液沸點升高、靜壓力、流體阻力所引起的溫度差損失。

二：判斷題

1、D.2、D、A、Co3、Co

4、A、B、C.5、Bo6、D

7、B.8、Co9、Bo

10、B.11、A。12、A、C、D；B、E、Fo

13、C、D.14、Bo15、Co

三：計算題

1、在AB兩點間列板努利方程:

區(qū)+匕ZB+^+J/I班.心

p.g2gp.g2gd2g

150xl03140xlO319.3〃2

0+------=-1--+--------2.W2=0.02.

820.9.81820.9.810.081,2.9.81

,0.117

設流體在管路中作層流流動，則：A=—X=-----

u

Zw2=0.02=.M2=0.02ow=1.7m/。

u八

核算雷諾準數(shù)：絲=933Y2000。

則：油品的流量為V=；md2M=31.52m%。

受力：尸］=；乃43.夕那13

2、顆粒作自由沉降,F=-jr.d'.pg

o26

22

尸P；，〃口。尸「尸2一尸3=。

出.（i）g,層流：-%,〃=八（「「白匕

\3M小18/

3、過濾面積：（q+4e）2=K.r,+0.0127.5.10-5.05.3600,

4=22.5〃/。

二07

濾餅體積：V=8.0.025=0.2〃，,框數(shù)〃=-------------=20。

0.635.0.635.0.025

22

過濾總面積：A=0.635.2.20=16.13/no

24

(4+%)2=K.7,(%n+0.012)=1.5.10-r,r=0.478/zo

5、傳熱量為：Q=394Kw。所需水量：卬=4.713%。A/=44.25°CO

單管水量：W=0.243%,每程所需管子數(shù)為：〃=20。

每程傳熱面積：A=4.71/?r,傳熱系數(shù)：K=476.2/2

所需傳熱面積；A=18.7加2管程數(shù)為：產4.總管數(shù)為80根。

試題五

一：簡答題(60分)

1、圖示管路中，流體作穩(wěn)定流動。問：

(1)、靜壓頭〃■哪個大？為何？

Pg

(2)、體積流量V哪個大？為何？

(3)、質量流速哪個大？為何？

(不計阻力)

2、圖示，測出A、B兩端點的壓力差？

3、管子的類型有哪幾種？表達措施有哪

兒種？家里的自來水管是什么管？

4、何謂離心泵的汽蝕現(xiàn)象？怎樣防

止？

5、何謂過濾介質？對過濾介質有何規(guī)

定？

6、闡明熱負荷與傳熱速率的概念及兩者

之間的關系？

7、何謂加熱劑和冷卻劑？舉例闡明之？

8、論述導熱系數(shù)、對流傳熱膜系數(shù)、

傳熱系數(shù)的單位及物理意義？

9、強化傳熱的途徑有哪些？

10、蒸發(fā)操作有何特點？

二：計算題

1、容器A、B分別盛有水和密度為

800y/3的灑精，中間接一水銀壓差計。

(1)當容器A中的壓強尸A=2.943xl()4pa

(表壓)時，測得R=0.3/??,/?i=0.5/zz

，2=0.2相，求容器B內的壓強為多少？

(2)當容器A中的壓強減小至

2八二1.962x1O,,。，容器B內的壓強不變,圖5-3

則水銀壓差計內的讀數(shù)為多少？

2、用油泵從貯罐向反應器輸送液態(tài)異丁烷，貯罐內異丁烷液面恒定，其上方

壓強為652.365Kpa0泵位于貯罐液面如下1.5m處，吸入管路的所有壓頭

損失為1.6m。異丁烷在輸送條件下的密度為53()%/『飽和蒸汽壓為

637.65Kpa。在泵的性能表上查得，輸送流量下泵的容許汽蝕余量為

3.5m0試問該泵能否正常操作？

3、在一板框過濾機上過濾某種懸浮液，在O.IMpa（表壓）下20分鐘可在每

平方米過濾面積上得到0.197的濾液，再過濾20分鐘又得到濾液

0.09試求共過濾1小時可得總濾液量為多少？

4、某溶液在單效蒸發(fā)器中蒸濃，用飽和蒸汽加熱，需加熱蒸汽量

2100K%,加熱蒸汽的溫度為120°。，其汽化潛熱為2205%且。己知

蒸發(fā)器內二次蒸汽的冷凝溫度為81°C,各項溫度差損失共為9°C。取飽

和蒸汽冷凝的傳熱膜系數(shù)。2為8。0（）%2犬，沸騰溶液的傳熱膜系數(shù)S

為3500^2長，求該換熱器的傳熱面積？（管壁熱阻、垢層熱阻及熱損

失忽視不計）

試題五答案

一：問答題

22

1、區(qū)+9=ZB+%+”，區(qū)Y%。

pg2gpg2gp.gpg

V^VBoW=up,WA=W8。

2、〃=〃4+夕測€.（氏+〃），〃=〃8+夕測￡.億+/?）+夕示出.氏

△p=〃A-〃4二夕測?g?Z+仿示一夕測）g.R.Ap=夕測遙2+（夕示一夕測）g.Ro

3、管子的類型有：鋼管、鑄鐵管、有色金屬管和非金屬管。

表達措施有：英寸表達法、公寸直徑表達法、外徑乘壁厚。

4、泵內壓強最低處的壓強等于同溫度r輸送液體的飽和蒸汽壓時，此

時液體將急劇汽化，并產生大量汽泡，使得葉輪表面或泵內殼表面產生裂

縫，泵體振動，產生噪聲，其流量和揚程明顯下降。這一現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)

象。確定合適的安裝高度以保證不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

5、過濾介質：一種多孔性物質。

規(guī)定：多孔性、阻力小；有一定的機械強度；有一定的化學穩(wěn)定

性。

6、傳熱速率：單位時間內通過傳熱面的傳熱量。

熱負荷：當生產上需要加熱（或冷卻）某物料時，便規(guī)定換

熱器在單位時間內向該物料輸入或輸出一定的熱量，這是生產對換熱器奧熱

能力的規(guī)定，稱為該換熱器的熱負荷。

一種滿足生產的換熱器應當是：傳熱速率等于（略不小于）熱負

荷。7、加熱劑：給出熱量對物料起加熱作用的載熱體稱為加熱劑。

例蒸汽。

冷卻劑：取走熱量對物料起冷卻作用的載熱體稱為冷卻劑。例水。

8、導熱系數(shù)：在壁厚為1m時，在單位面積單位時間內以熱傳導的方

式所傳遞熱量的多少。單位是：%Ko

傳熱系數(shù)：當冷熱流體的溫度差為1K時，通過單位面積單位時間

內所傳遞熱量的多少。單位是：%2K0

對流傳熱膜系數(shù)：當流體與壁面溫度差為1K時，通過單位面積單

位時間內以對流傳熱的方式所傳遞熱量的多少。單位是:0

.K

9、強化傳熱的途徑有：增長傳熱面積；（增長有效傳熱面積）

增長溫度差；（采用逆流流動）增長傳熱系數(shù)K（增長流體的湍流流動，防

止垢層熱阻的形成及及時地消除垢層熱阻）

10、蒸發(fā)操咋的特點：溶液沸點的升高；節(jié)省能源；物料自身的工藝

特性。

二：計算題：

1、P=PA+P\^h\，P=PB+P2gh2+PHggR。

PB=-P2gh2-pHg?R+，PB=-726x1（）3p*

?、?、

R-RR-R

0g

hl~T~，P=PB+P2g?卜2十~T+PHggR

R-R,R-R

〃A+0g加=PB+P2gh2+f+PHggR。

J

R=0.221nto

7〃0一〃°A/i7652365-637650

2、Z=-------kh-hf,Z=------------------3.5-1.6=-2.27/7?

p.g」530.9.813

即泵不能正常工作。

22

3、(q+久>=K.r,(0.197+qe)=K.20.60,(0.206+qe)=K.2.20.60。

K22.20.600.022^3/K=3.96x1

（4+%產。qe=2。。刀歹。

/tn7s

^=0.356^/2o過濾1小時所得到的總濾液量為0.356

4、傳熱量：Q=O/=21O%6O0><22O5=129OKW.

溶液的沸點：r=8l+9=900Co

溫差：△，=120-90=30°。。

傳熱系數(shù)：K