填空題

1.(3分)球形粒子在介質(zhì)中自由沉降時，勻速沉降的條件是一粒子所受合刀的

代數(shù)和為零。滯流沉降時，其阻力系數(shù)二24/Rep.

2.在靜止的、連續(xù)的圓柱流體內(nèi)，位于圓二水壬面上各點(diǎn)的壓力均相等。

3.水在內(nèi)徑為4>105mmX2.5mm的只管內(nèi)流動,己知水的粘度為1.005mPa*s,密度

為1000kg*n】3,流速為lm/s,則Re=99502,流動類型為湍流。

4.流體在圓形管道中作層流流動,如果只將流速增加一倍,則阻力損失為原來

的2倍;如果只將管徑增加一倍而流速不變，則阻力損失為原來的1/4倍.

5.求取對流傳熱系數(shù)常采用用次分析法，將眾多影響因素組合成若干2因次

數(shù)群，再通過實(shí)驗(yàn)確定各特征數(shù)數(shù)之間的關(guān)系,即得到各種條件下的關(guān)聯(lián)

式。

6.化工生產(chǎn)中加熱和冷卻的換熱方法有直接換熱,間壁換熱和蓄熱換熱.

7.在列管式換熱器中，用飽和蒸氣加熱空氣，此時傳熱管的壁溫接近飽和蒸汽

側(cè)流體的溫度，總傳熱系數(shù)K接近空氣側(cè)流體的對流給熱系數(shù)。

8.氣液兩相平衡關(guān)系將取決于以下兩種情況：

(1)若pc〉p或C〉C。則屬于解吸過程

(2)若p〉pe或Ce;C則屬于吸收過程

9.計算吸收塔的填料層高度,必須運(yùn)用如下三個方面的知識關(guān)聯(lián)計算：平衡關(guān)系

,物料衡算，傳質(zhì)速率..

10.在一定空氣狀態(tài)下干燥某物料能用干燥方法除去的水分為且由ZK分首先除

去的水分為非結(jié)合水分不能用干燥方法除的水分為平衡水分。

11.，當(dāng)20℃的水(P=998.2kg/m3,口=1.005厘泊)在內(nèi)徑為100mm的光滑管內(nèi)流

動時,若流速為1.Om/s時,其雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為9.93X105；直管摩擦阻力系數(shù)人為

00178.

12.流體流動時產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是流體具有粘性

13.計算管道流體局部阻力的方法有：當(dāng)量長度法:阻力系數(shù)法；,其相應(yīng)的阻力計

算公式為〃土;，ht=^—；o

'd2g2g

14.過濾是一種分離懸浮在液體或氣體中固體微關(guān)立的操作。

15.進(jìn)行換熱的兩流體，若J》時，要提高K值，應(yīng)設(shè)法提高.；當(dāng)a

產(chǎn)Q2時,要提IWJK值，應(yīng)使a?a；；同時提圖。

16.某間壁換熱器中，流體被加熱時，圓形管內(nèi)湍流的傳熱系數(shù)表達(dá)式為

a=0.023-Re08Pr04.當(dāng)管內(nèi)水的流速為0.5m/s時，計算得到管壁對水的傳熱系

d

數(shù)a=2.61(kw/(痛?10.若水的其它物性不變，僅改變水在管內(nèi)的流速，當(dāng)流速

為1.2m/s時,此時傳熱系數(shù)。=3.81(1^/(/?K).

17.強(qiáng)化傳熱的方法之一是提高K值.而要提高K值則應(yīng)提高對流傳熱系數(shù)提高

給熱系數(shù)較小一側(cè)的給熱系數(shù).

18：吸收劑用量增加，操作線斜率增大,吸收推動力增大。(增大，減小，不變)

19.雙膜理論認(rèn)為，吸收阻力主要集中在界面兩側(cè)的氣膜和液膜之中。

20.對不飽和濕空氣，干球溫度大王濕球溫度，露點(diǎn)溫度小王濕球溫度。

21.圓筒壁總傳熱系數(shù)K與間壁兩側(cè)對流傳熱系數(shù)Q1.a2以及間壁導(dǎo)熱系數(shù)入

的關(guān)系為1/K1=l/al+dl/21*lnd2/dl+dl/a2d2.當(dāng)間壁管規(guī)格為e108X4mm,

導(dǎo)熱系數(shù)為45（w.m-2.KT）時,管內(nèi)外兩側(cè)給熱系數(shù)分別為8000（w.m-2.K-l）

和1200（w.m-2KT）時，總傳熱系數(shù)K11=946（帆m-2.KT）.

22.對于間壁式換熱器:mlCpl（T1-T2）=m2Cp2（t2-tl）=K.A.Atm等式成立的

條件是穩(wěn)定傳熱、無熱變化、無相變化。

選擇題

1.從流體靜力學(xué)基本方程了解到U型管壓力計測量其壓強(qiáng)差是（A）

A.與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)

B.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)

C.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U形管粗細(xì)無關(guān)

2.為使U形壓差計的靈敏度較高，選擇指示液時，應(yīng)使指示液和被測流體的密度

差（P指-P）的值（B）。

A.偏大B.偏小C.越大越好

3.若將20℃硫酸用4）48X3.5mm的無縫鋼管輸送,則硫酸達(dá)到湍流的最低流速

為（D已如20℃時，硫酸的密度為183：kg/n?粘度為25.4cP。

A.0.135m/sB.1.5m/sC.0.15m/sD.1.35m/s

4.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：（D）o

A.湍流流速》層流流速；B.流道截面大的為湍流，截面小的為層

流；

C.層流的雷諾數(shù)〈湍流的雷諾數(shù)；D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向

脈動。

5.離心泵的性能曲線中的H一—Q線是在（C）情況下測定的。

A.效率一一定；B.功率一定；

C.轉(zhuǎn)速一定；D.管路（1+Z1）一定。

6.旋風(fēng)分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來的（A）粒徑。

A.最??；B,最大；C.平均；

7.介質(zhì)阻力系數(shù)C=24/Rep的適用范圍是（BD）。

A.圓柱形微粒；B.球形微粒；C.方形微粒；

D.層流區(qū)；E.過渡區(qū)；F.湍流區(qū)

8.對于沸騰傳熱，工業(yè)生產(chǎn)一般應(yīng)設(shè)法控制在（A）沸騰下操作。

A.泡核B.穩(wěn)定的膜狀C.不穩(wěn)定的膜狀

9.對一臺正在工作的列管式換熱器，已知a=116w/（m2-K）a=11600w/

（n??K）,要提高傳熱系數(shù)（K）,最簡單有效的途徑是（A）?

A.設(shè)法增大a；B.設(shè)法增大a;C.同時增大a和

a

10.穿過三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過程，如圖所示，試比較第一層的熱阻R與第

二、三層熱阻R、R的大?。–）o

A.R>（R+R）B.R<（R+R）

C.R=（R+R）D.無法比較

11.為使脫吸操作易于進(jìn)行，通?？刹捎茫ˋ）或（C）。

A.升溫；B.加壓；C.減壓；D.降溫；

12.對處理易溶氣體的吸收，為較顯著地提高吸收速率，應(yīng)增大（A）的流

速。

A.氣相；B.液相；C.氣液兩相；

13.根據(jù)雙膜理論，吸收質(zhì)從氣相主體轉(zhuǎn)移到液相主體整個過程的阻力可歸結(jié)為

（C）o

A.兩相界面存在的阻力；B.氣液兩相主體中的擴(kuò)散的阻力；

C.氣液兩相滯流層中分子擴(kuò)散的阻力；

14.將不飽和的空氣在總壓和濕度不變的情況下進(jìn)行冷卻而達(dá)到飽和時的溫度，

稱為濕空氣的（C工

A.濕球溫度；B.絕熱飽和溫度；C.露點(diǎn)

15.空氣的飽和濕度H是濕空氣的如下參數(shù)的函數(shù)：（A）。

A.總壓及干球溫度；B.總壓及濕球溫度；

C.總壓及露點(diǎn)；D,濕球溫度及焰。

16.圓管的摩擦系數(shù)入二64Re公式的適用范圍是（B）

A.過渡流B.層流C.湍流

17.一般情況下，溫度升高，液體的粘度（B）;氣體的粘度（A）

A.增大Bo減小C.不變

18.當(dāng)固體微粒在大氣中沉降是層流區(qū)域時，以（C）的大小對沉降速度的影響

最為顯著。

A.顆粒密度；B.空氣粘度；C.顆粒直徑

19.湍流體與器壁間的對流傳熱（即給熱過程）其熱阻主要存在于（C）.

A.流體內(nèi)；B.器壁內(nèi)；C.湍流體滯流內(nèi)層中；

D,流體湍流區(qū)域內(nèi).

20.對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)溫度和壓力不變，而液相總濃

度增加時其溶解度系數(shù)H將（C）,亨利系數(shù)E將（C）o

A,增加B,減少C,不變

21.通常所討論的吸收操作中，當(dāng)吸收劑用量趨于最小用量時，則下列那種情況正

確D_______;

A.,回收率運(yùn)向最高B,吸收推動力趨向最大

C,操作最為經(jīng)濟(jì)D,填料層高度趨向無窮大

22..濕空氣經(jīng)預(yù)熱后,空氣的焰增大,而（B）.

A.H,6都升高;B.H不變e降低;AH,4都降低

24..恒速干燥階段，物料的表面溫度等于空氣的（B）.

A.干球溫度；B.濕球溫度；C.露點(diǎn)

計算題

、

某車間準(zhǔn)備用一臺離心泵將儲槽內(nèi)的熱水送到敞口的高位槽內(nèi)，已知管子規(guī)格為

①60X3.5mm鋼管,管內(nèi)流速為2m/s,吸入管路的能量損失為19.6J/kg壓出管

路的壓頭損失為4mHQ(均包括全部的局部阻力損失在內(nèi))，其余參數(shù)見附圖示。

試求該泵提供的有效功率。

P液=980kg,m-3

解：設(shè)定儲槽液面為1-1,且為基準(zhǔn)面，高位槽液面為2-2,列柏式:

4分

196

￡“心=吃吸+%樂+4=1.999+4=5.999mH,O4分

9.807

...—②X101325-”二。0—2)+5.999

760980x9.807'7

H=12.612mH2O

CL=-d2u=x0.0532x2=O.(X)44ImVs4分

,44

P=pgHq,=980x9.807x12.612x0.00441=534.55W4分

三、某廠準(zhǔn)備選用規(guī)格為625X2.5mm,長3m的管子組成的列管式換熱器來將

25c的液體加熱到40℃。已知液體的流量為36m/h,相對密度為1.1,平均比

熱為2.9kJ/(kg?K)，加熱劑用410K的飽和水蒸汽(走管外)其冷凝潛熱為

2155kJ/kg,冷凝水在飽和溫度下排出，此換熱器的散熱損失為21000w,傳熱系

數(shù)K=660w/(nr?K)，試求：

(1)加熱劑的消耗量為多少kg/.h?(2)此換熱器應(yīng)用多少條管子組成？

解：02=%,2%(G-A)=xl.1x1000x2.9x(40-25)=478.5kw2分

3600

Q熱=Q2+Q描=478.5+21=499.5kw2分

Q\=夕"=Q熱

O4995

垢=±二W：0?2317kg/s=834?2分

r2155

137737

25-40

△ti=l37-25=112℃:Ab=l37-40=97℃

Ati/At2<2

△tm=(112+97)/2=104.5C2分

°%J=6.938而

A)=4分

104.5x0.66

)6.938

A.=29.4

dj3.1415x0.025x3

取30條

四、接觸法硫酸生產(chǎn)中用氧化后的高溫SQ,混合氣預(yù)熱原料氣(SO2及空氣混合

物)，己知：列管換熱宿的傳熱面積為90布，原料氣入口溫度。二300C,出口溫

度度430coSO3混合氣入口溫度7尸560℃,兩種流體的流量均為10000kg/h,

熱損失為原料氣所獲得熱量的6%,設(shè)兩種氣體的二匕熱均可取為1.05kJ/(kg-K),

且兩流體可近似作為逆流處理，求：

(1)S0：,混合氣的出口溫度總

(2)傳熱系數(shù)《(W/(m2-℃))o

so3

1.10000xI.05X(560-72)=10000X1.05X(430-300)X1.06

得△二422.2℃....................(5分)

2.Q=1000()X1.05X(560-422.2)

=1.447X106kJ/h...................(5分)

△rm=((560-430i-(422.2-300))/(Ln(560-430)/(422.2-300))

=126℃------------------(5分)

Q=KAA/m

K=I.447X106X：000/(90X126X3600)

=35.4w/(m2?℃)(5分)

五、在常壓逆流操作的填料塔內(nèi)，用純?nèi)軇㏒吸收混合氣體中的可溶組分A。

入塔氣體中A的摩爾分率為0.03,要求吸收率為95%。己知操作條件下的解吸

因數(shù)為0.8,物系服從亨利定律，與入塔氣體成平衡的液相濃度為0.03(摩爾

分率)。試計算：

(1)操作液氣比為最小液氣比的倍數(shù)；(2)出塔液體的濃度；

(3)完成上述分離任務(wù)所需的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)No

解：①據(jù)題意：yi=0.03,XFO.03由y二mx所以1分

(―=—~—=mq-0.95

1分

IG人訪A

m

1分

1分

②由物料衡算上=入二比

2分

Gxy-x2

必=X(1-/7)=0.03(1-0.95)=0.00151分

巧三=2L/二竺上竺竺二0.02281分

LL1.25

GG

③N“二—!—In=7.843。4分

JS「\y2)J

六、在某一直徑為0.5m的填料塔中，在20℃、760mniHg下，用清水對空氣

一氨混合氣進(jìn)行逆流吸收操作，每小時向塔送入含NH：,1.5mo整的混合氣48(rf(操

作態(tài))，要求加3的回收率為95%。已知20℃的平衡關(guān)系為y=0.75x(x、y均為

摩爾分率)，出塔溶液中NH,的濃度為平衡濃度的80機(jī)試求：

(1)出塔溶液中氨的濃度(用摩爾分率表示)；

(2)水用量(kg/h);(3)已知?dú)庀囿w積總傳質(zhì)系數(shù)Ra為0.09kmol/(m^s),

計算所需填料層高度(m)o

1.x,=0.8x；=0.8^=0.8x^^=0.0163分

用0.75

2.由物料衡算

L_y-y_-y_mrj_0.75x0.95

---2--.............2---------------------------=---0--.-8-9--1---2分

G()?3y0.80.8

in

G=—x—=20kmol/h

22.4293

D.891G=17.82kmol/h=320kg/h2分

G20x3600

3.H（x；=0.3145，〃3分

Ky.Q0.09X0.785X0.52

L,

G_0.891_

A=—=--------=l.loo-=0.842

m0.75A

A=J_=_L=20

%1-770.05

1+1=8.78

N°GIn3分

A

1--

A

Z=*心=0.3145x8.78=2.76m