化工原理(各章節(jié)考試重點題與答案)匯總

化工原理(各章節(jié)考試重點題與答案)匯總化工原理(各章節(jié)考試重點題與答案)匯總化工原理(各章節(jié)考試重點題與答案)匯總xxx公司化工原理(各章節(jié)考試重點題與答案)匯總文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度第1章

流體流動重點復習題及答案學習目的與要求1、掌握密度、壓強、絕壓、表壓、真空度的有關(guān)概念、有關(guān)表達式和計算。2、掌握流體靜力學平衡方程式。3、掌握流體流動的基本概念——流量和流速，掌握穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流概念。4、掌握連續(xù)性方程式、柏努利方程式及有關(guān)應用、計算。5、掌握牛頓黏性定律及有關(guān)應用、計算。6、掌握雷諾實驗原理、雷諾數(shù)概念及計算、流體三種流態(tài)判斷。7、掌握流體流動阻力計算，掌握簡單管路計算，了解復雜管路計算方法。8、了解測速管、流量計的工作原理，會利用公式進行簡單計算。綜合練習一、填空題1．某設(shè)備的真空表讀數(shù)為200mmHg，則它的絕對壓強為____________mmHg。當?shù)卮髿鈮簭姙?01.33103Pa.2．在靜止的同一種連續(xù)流體的內(nèi)部，各截面上__________與__________之和為常數(shù)。3．法定單位制中粘度的單位為__________，cgs制中粘度的單位為_________，它們之間的關(guān)系是__________。4．牛頓粘性定律表達式為_______，它適用于_________流體呈__________流動時。5．開口U管壓差計是基于__________原理的測壓裝置，它可以測量管流中___________上的___________或__________。6．流體在圓形直管內(nèi)作滯流流動時的速度分布是_____________形曲線，中心最大速度為平均速度的________倍。摩擦系數(shù)與_____________無關(guān)，只隨_____________加大而_____________。7．流體在圓形直管內(nèi)作湍流流動時，摩擦系數(shù)λ是_____________函數(shù)，若流動在阻力平方區(qū)，則摩擦系數(shù)是_____________函數(shù)，與_____________無關(guān)。8．流體在管內(nèi)作湍流流動時，在管壁處速度為_____________。鄰近管壁處存在_____________層，Re值越大，則該層厚度越_____________9．實際流體在直管內(nèi)流過時，各截面上的總機械能_________守恒，因?qū)嶋H流體流動時有_____________。10．測速管測得的是管道中___________速度，孔板流量計測得的是__________速度?？蓮腳_________上直接讀出被測流體的體積流量。答案：1.5602.位能靜壓能3.或4.牛頓型滯流5.流體靜力學任意截面表壓強真空度6.拋物線2管壁粗糙度Re減小7.ε/d及Reε/dRe8.零滯流內(nèi)薄9.不摩擦阻力10.局部平均速度轉(zhuǎn)子流量計二、選擇題1.在法定計量單位制中，粘度的單位為（）A.cPB．PC．g/(cm.s)D．Pa.s2.在靜止流體內(nèi)部各點的靜壓強相等的必要條件是()A.同一種流體內(nèi)部B．連通著的兩種流體C同一種連續(xù)流體D.同一水平面上，同一種連續(xù)的流體3.牛頓粘性定律適用于牛頓型流體，且流體()A.應作滯流流動B.應作湍流流動C.應作過渡流流動D.靜止的4．渦流粘度e是（）。A.流動情況的函數(shù)．B.流體的物理性質(zhì)c．湍流時流體的粘稠度D.內(nèi)摩擦力大小的指標·5.在一水平變徑管道上，細管截面A及粗管截面B與U管壓差計相連，當流體流過時壓差計測量的是（）Ａ.A、B兩截面間的總能量損失B.A、B兩截面間的動能差，C.A、B兩截面間的局部阻力D.A、B兩截面間的壓強差6.直徑為Φ57mm×3.5mm的細管逐漸擴到Φ108mm×4mm的粗管，若流體在細管內(nèi)的流速為4m/s，則在粗管內(nèi)的流速為（）。A.2m/sB.lm/sC.0.5m/sD.0.25m/s7．氣隨直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)流動各截面上的（）.A.速度相等B.體積流量相等C.速度逐漸減小D.質(zhì)量流速相等8.流速在阻力平方區(qū)流動時的摩擦阻力（）A．不變B.隨流速加大而加大C．與u１.２５成比例D.與u２成比例9.孔板流量計與測速管都是屬于定節(jié)流面積的流量計，利用（）來反映流量的。A.變動的壓強差B.動能差C.速度差D.摩擦阻力10.滯流和湍流的本質(zhì)區(qū)別是（）。A.湍流的流速大于滯流的B.湍流的Re值大于滯流的C.滯流無徑向脈動，湍流有徑向脈動D.湍流時邊界層較?。鸢福?.D2.D3.A4.A5.D6.B7.D8.D9.A10.C三、計算題1.燃燒重油所得的燃燒氣，經(jīng)分析知其中含CO28.5％，O27.5％，N276％，H2O8％（體積％），試求此混合氣體在溫度500℃、壓力101.3kPa時的密度。解：混合氣體平均摩爾質(zhì)量∴混合密度2．用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送至敞口高位槽，如附圖所示。輸送量為0.1m3/min，輸送管路為φ38×3mm的無縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m，且在壓送過程中不變。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），硫酸的密度為1830kg/m3，問酸蛋中應保持多大的壓力？

題2附圖解:以酸蛋中液面為1-1’面,管出口內(nèi)側(cè)為2-2’面,且以1-1’面為基準,在1-1’～2-2’間列柏努力方程:題2附圖簡化:其中:代入:3．用泵將20℃水從水池送至高位槽，槽內(nèi)水面高出池內(nèi)液面30m。輸送量為30m3/h，此時管路的全部能量損失為40J/kg。設(shè)泵的效率為70％，試求泵所需的功率。解:在水池1面與高位槽2面間列柏努力方程:簡化:4．如附圖所示，用泵將貯槽中的某油品以40m3/h的流量輸送至高位槽。兩槽的液位恒定，且相差20m，輸送管內(nèi)徑為100mm，管子總長為45m（包括所有局部阻力的當量長度）。已知油品的密度為890kg/m3，粘度為0.487Pa·s，試計算泵所需的有效功率。題4附圖解:題4附圖在貯槽1截面到高位槽2截面間列柏努力方程:簡化:而:5．如附圖所示，密度為800kg/m3、粘度為1.5mPa·s的液體，由敞口高位槽經(jīng)φ114×4mm的鋼管流入一密閉容器中，其壓力為0.16MPa（表壓），兩槽的液位恒定。液體在管內(nèi)的流速為1.5m/s，管路中閘閥為半開，管壁的相對粗糙度＝0.002，試計算兩槽液面的垂直距離。題5附圖解:在高位槽1截面到容器2截面間列柏努力方程:題5附圖簡化:由 ,查得管路中:進口90℃彎頭2個半開閘閥出口“化工原理”第二章流體輸送機械復習題（化0403、0404班；2006-11-11）一、填空題：1.（3分）某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計算得,需泵提供的壓頭為He=19m水柱,輸水量為0.0079m3/s,則泵的有效功率為________.***答案***1472w2.（2分）離心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______.***答案***泵殼;葉輪;泵軸3.（2分）離心泵的主要參數(shù)有:______,______,______,________.***答案***流量;揚程;功率;效率4．（3分）離心泵的特性曲線有:_____________,_________________,___________________.***答案***壓頭H～流量Q曲線；功率N～流量Q曲線；效率η～流量Q曲線5．（2分）離心泵的最大安裝高度不會大于_______________.***答案***10m6.（2分）離心泵的工作點是如下兩條曲線的交點：______________,________________.***答案***泵特性曲線H--Q；管路特性曲線H--Q7．（3分）調(diào)節(jié)泵流量的方法有：_____________,__________________,____________________.***答案***改變閥門的開度；改變泵的轉(zhuǎn)速；車削葉輪外徑8.（3分）液體輸送設(shè)備有：___________,___________,__________,___________,_______.***答案***離心泵;往復泵;齒輪泵;螺桿泵;旋渦泵9.（3分）氣體輸送設(shè)備有:________,_________,___________.***答案***通風機;鼓風機;壓縮機10.（3分）泵起動時，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿____________**答案**降低起動功率，保護電機，防止超負荷而受到損傷;同時也避免出口管線水力沖擊。11.（3分）若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭＿＿＿，流量＿＿＿，效率＿＿＿，軸功率＿＿＿＿。***答案***減小減小下降增大12.離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵＿＿＿管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù)＿＿＿＿，壓力表的讀數(shù)＿＿__＿。***答案***出口減小增大13.（2分）流體輸送設(shè)備按工作原理大致可分為四類即＿＿＿，＿＿，＿＿＿，＿＿＿＿。***答案***離心式，往復式，旋轉(zhuǎn)式，流體動力作用式14.（2分）離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，離心泵會發(fā)生＿＿___＿＿現(xiàn)象。***答案***氣蝕15.（2分）離心泵的揚程含義是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿***答案***離心泵給單位重量的液體所提供的能量。16.（2分）離心泵葉輪按有無蓋板可分為＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。***答案***敞式半敞式閉式（或開式，半開式，閉式）17.（2分）離心泵銘牌上標明的流量和揚程指的是＿＿＿＿＿＿＿時的流量和揚程。***答案***效率最高18.（3分）用離心泵在兩敞口容器間輸液,在同一管路中，若用離心泵輸送ρ＝1200kg/m3的某液體(該溶液的其它性質(zhì)與水相同），與輸送水相比，離心泵的流量＿＿＿＿＿＿＿,揚程＿＿＿＿＿,泵出口壓力＿＿＿＿,軸功率＿＿＿。(變大,變小,不變,不確定)***答案***不變不變變大變大19.（5分）離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為：Q＝0.05m3/s時H＝20m；管路特性為Q＝0.05m3/s時，He＝18m，則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的壓頭增值ΔH＝＿＿＿＿＿＿m；有效功率ΔN＝＿＿＿＿＿＿kw。***答案***2;0.98120.（2分）離心泵起動時，如果泵內(nèi)沒有充滿液體而存在氣體時，離心泵就不能輸送液體。這種現(xiàn)象稱為__________現(xiàn)象。***答案***氣縛21.（2分）離心泵采用并聯(lián)操作的目的是________，串聯(lián)操作的目的是_________。***答案***提高流量；提高揚程22.（2分）風機的風壓是指_________的氣體通過風機而獲得的能量。***答案**單位體積23.（2分）離心通風機的性能曲線比離心泵的性能曲線多了一條____________曲線。***答案***流量與靜風壓二、選擇題：1.（2分）離心泵起動時，應把出口閥關(guān)閉，以降低起動功率，保護電機，不致超負荷工作，這是因為（）A.Q啟動＝0，N啟動≈0；B.Q啟動〉0，N啟動〉0；C.Q啟動0，N啟動〈0***答案***A2.（2分）題號2073第2章知識點100難度容易離心泵開動以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生()A.氣縛現(xiàn)象B.汽蝕現(xiàn)象C.汽化現(xiàn)象D.氣浮現(xiàn)象***答案***A.3.（2分）題號2074第2章知識點100難度容易離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是()A.改變吸入管路中閥門開度B.改變壓出管路中閥門的開度C.安置回流支路，改變循環(huán)量的大小D.車削離心泵的葉輪**答案***B.4.（2分）離心泵的揚程，是指單位重量流體經(jīng)過泵后能量的值()A.包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量B.機械能C.壓能D.位能（即實際的升揚高度）***答案***B.5.（2分）已知流體經(jīng)過泵后，壓力增大ΔPN/m2，則單位重量流體壓力能增加為()A.ΔPB.ΔP/ρC.ΔP/(ρｇ)D.ΔP/(2ｇ)***答案***C.6.（2分）當離心泵內(nèi)充滿空氣時，將發(fā)生氣縛現(xiàn)象，這是因為()A.氣體的粘度太小B.氣體的密度太小C.氣體比液體更容易起漩渦D.氣體破壞了液體的連續(xù)性***答案***B.7.（2分）某同學進行離心泵特性曲線測定實驗，啟動泵后，出水管不出水，泵進口處真空計指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認為以下可能的原因中，哪一個是真正的原因()A.水溫太高B.真空計壞了C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞***答案***C.8.（2分）題號2089第2章知識點100難度較難在某校離心泵特性曲線實驗裝置中泵的安裝高度為－1m，泵的入口處裝一U形管壓差計，則測得入口處的壓力()A.自始至終大于大氣壓力B.隨著流量的增大，經(jīng)歷大于大氣壓力,等于大氣壓力,小于大氣壓力三個階段C.自始至終小于大氣壓力D.自始至終等于大氣壓力***答案***B.9.（2分）一臺試驗用離心泵，開動不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表也逐漸降低為零，此時離心泵完全打不出水。發(fā)生故障的原因是()A.忘了灌水B.吸入管路堵塞C.壓出管路堵塞D.吸入管路漏氣***答案***D.10.（2分）離心泵的允許吸上真空度隨泵的流量增大而（）A.增大B.減少C.不變***答案***B11.（2分）用離心泵將液體從低處送到高處的垂直距離，稱為（）A.揚程B.升揚高度C.吸液高度***答案***B12.（2分）流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（），往復泵常用（）A.出口閥B.進口閥C.旁路閥***答案***A、C13.（2分）輸送氣體的密度越大，則風機的風壓（）A.越高B.越低C.不變***答案***A14.（2分）欲送潤滑油到高壓壓縮機的氣缸中，應采用（）。輸送大流量，低粘度的液體應采用（）A.離心泵B.往復泵C.齒輪泵***答案***C、A15.（2分）用離心泵從河中抽水，當河面水位下降時，泵提供的流量減少了，其原因是（）。A.發(fā)生了氣縛現(xiàn)象B.泵特性曲線變了C.管路特性曲線變了***答案***C16.（2分）當離心泵輸送的液體的粘度增大時，則其（）A.揚程減少，流量、效率、軸功率均增大；B.揚程、流量、效率均降低，軸功率增大C.揚程、效率增大，流量，軸功率減少；D.揚程、流量、效率均增大，軸功率減少***答案***B17.（2分）離心泵的吸液高度與（）無關(guān)A.排出管路的阻力大?。籅.吸入管路的阻力大小C.當?shù)卮髿鈮篋.被輸送液體的密度***答案***A三、問答題：1.（12分）何謂離心泵的“氣縛”和“氣蝕”現(xiàn)象，它們對泵的操作有何危害應如何防止***答案***“氣縛”：由于泵內(nèi)存氣，啟動泵后吸不上液的現(xiàn)象，稱“氣縛”現(xiàn)象。“氣縛”現(xiàn)象發(fā)生后，泵無液體排出，無噪音，振動。為防止“氣縛”現(xiàn)象發(fā)生，啟動前應灌滿液體?！皻馕g”：由于泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時，液體氣化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱“氣蝕”現(xiàn)象，“氣蝕”發(fā)生時液體因沖擊而產(chǎn)生噪音、振動、使流量減少，甚者無液體排出。為防止“氣蝕”現(xiàn)象發(fā)生；泵的實際安裝高度應不高于允許吸上高度。2.（10分）為什么離心泵可用出口閥來調(diào)節(jié)流量往復泵可否采用同樣方法調(diào)節(jié)流量為什么***答案***由離心泵的工作點知，改變泵出口閥的開度，使局部阻力改變，而管路特性曲線改變，流量隨之改變，此法雖不經(jīng)濟，但對泵運轉(zhuǎn)無其它影響；而往復泵屬容積式泵，壓頭與流量基本無關(guān)，若關(guān)閉出口閥，則因泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。管路和電機的損壞，故不宜用出口閥來調(diào)節(jié)流量。3.（6分）離心泵的揚程和升揚高度有什么不同？

***答案***離心泵的揚程是指泵給以單位重量液體的有效能量、液體獲得能量后，可將液體升揚到一定高度△Z，而且還要用于靜壓頭的增量△P/ρg和動壓頭的增量△u/2g及克服輸送管路的損失壓頭，而升揚高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚高度僅為揚程的一部分，泵工作時，其揚程大于升揚高度。4.（8分）當離心泵啟動后不吸液，其原因主要有哪些？

***答案***不吸液的原因可能是：由于灌液不夠或底閥不嚴密而漏液，使泵內(nèi)存有空氣；由于底閥或吸入管路堵塞；安裝高度過高；電機接線不正確致使葉輪反轉(zhuǎn)等。5.（8分）按圖寫出離心泵開泵及停泵操作程序。***答案***開泵：關(guān)閉閥B一打開閥A一灌液一關(guān)閉閥A一啟動鍵K一全開閥B一調(diào)節(jié)閥A至合適流量。停泵：關(guān)閉閥A一關(guān)閉閥B（若長期停泵可不關(guān)，以便放完管路中的液體）一按停止電鍵K6.（18分）不同類型的離心泵，其Q-H曲線的形狀不同，有的較平（如圖A線），有的較陡（圖中B線），問：（1）當用離心泵來輸送含有泥漿的液體，其部分泥漿會在管道內(nèi)沉積，在此種情況下，宜選哪一類型Q-H線的離心泵才能避免流量發(fā)生過大的波動（2）若用出口閥調(diào)節(jié)流量，對于哪一種形狀的Q一H線離心泵較為理想***答案***（1）選用Q～H線較陡的泵（即圖中的B線），設(shè)曲線I為原來的管路特性曲線；曲線II為后來（阻力增大）的管路特性曲線，從圖中可看出對A泵來說，工作點由M1變?yōu)镸2對應的流量由Qm1到Qm2；對B泵來說工作點由C1變到C2對應的流量由Qc1到Qc2兩泵流量變化（皆變?。┑姆菳泵<A泵即（Qm1-Qm2)<(Qc1-Qc2)（2）對調(diào)節(jié)流量來說，A泵較好，而調(diào)節(jié)流量較為靈敏（變化幅度較大），由圖中工作點變化可知。四、計算題：1.（10分）將20℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽內(nèi)的水面與水池內(nèi)的水面的垂直距離為31.6m。管路總能量損失為50J/kg，流量為20m3/h，試求理論功率為多少kw？

***答案***ｇZ1＋ｕ12/2＋P1/ρ＋Ｗe＝ｇZ2＋ｕ22/2＋P2/ρ+∑WfZ1＝0，Z2＝31.6m，P1＝P2，ｕ1≈0，ｕ2≈0，∑Wf＝50Ｊ/kgＷe＝ｇZ2＋∑Wf＝9.81×31.6＋50＝360Ｊ/kgms＝20/3600×1000＝5.556kg/s;N＝Ｗems＝360×5.556＝2000Ｊ/s＝2kw2.（16分）如圖所示輸水系統(tǒng)。已知:管路總長度(包括所有局部阻力當量長度)為100m，從壓力表至高位槽所有管長（包括所有局部阻力當量長度）為80m,管路摩擦系數(shù)λ=0.025，管子內(nèi)徑為0.05m，水的密度ρ=1000kg/m3,泵的效率為0.8,輸水量為10m3/h，求:(1)泵軸功率N軸=(

2)壓力表的讀數(shù)為多少kgf/cm2**答案***⑴N軸=Ne/η,Ne=ms·We,ms=10×1000/3600=2.778kg/sWe--泵對單位質(zhì)量流體所做的有效功。選取1-1與2-2截面，并以1-1截面的基準面。在兩截面間做能量衡算：Z1＋ｕ12/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ22/2ｇ＋P2/ρｇ+∑hf∵Z1=0Z2=2+18=20mp1=p2=0ｕ1≈0，ｕ2≈0，We=g·Z2+ΣhfΣhf=λ(ΣL/d)(u2/2)u=(V/3600)/[(π/4)d2]=(10/3600)/(0.7852×0.052)=1.415m/sΣhf=0.025×(100/0.05)(1.4152/2)=50.06J/kg;We=9.81×20+50.06=246.25J/kgNe=Ms·We=2.778×246.25=684J/s;N軸=Ne/0.8=684/0.8=855W⑵再就3-3與2-2截面做能量衡算，并取3-3為基準面gZ3+(p3/ρ)+(u32/2)=gZ2+(p2/ρ)+(u22/2)+hf∵Z3=0Z2=18p2=0u2=0∴p3/ρ=gZ2+hf-(u32/2)=9.81×18+λ(l/d)(u32/2)-(u32/2)=176.58+0.025(80/0.05)×(1.4152/2)-(1.4152/2)=176.58+40.04-1.0=215.62J/kg;P3=ρ×215.62=215620N/m2P3=215620/(9.81×104)=2.198kgf/cm2(表)3.（18分）如圖3B57離心泵將20℃的水由敞口水池送到一壓力為2.5at的塔內(nèi),管徑為φ108×4mm管路全長100m(包括局部阻力的當量長度，管的進、出口當量長度也包括在內(nèi))。已知：水的流量為56.5m3/h，水的粘度為1厘泊，密度為1000kg/m3，管路摩擦系數(shù)可取為0.024，試計算并回答：(1)水在管內(nèi)流動時的流動形態(tài)；(2)管路所需要的壓頭和功率；***答案***已知：d=108-2×4=100mm=0.1mA=(π/4)d2=3.14×(1/4)×0.12=0.785×10-2m2l+Σle=100mQ=56.5m3/h∴u=Q/A=56.5/(3600×0.785×10-2)=2m/sμ=1cp=10-3Pa·Sρ=1000kg/m3λ=0.024⑴∵Re=duρ/μ=0.1×2×1000/10-3=2×105>4000;∴水在管內(nèi)流動呈湍流⑵以1-1面為水平基準面,在1-1與2-2面間列柏努利方程：Z1＋ｕ12/2ｇ＋P1/ρｇ＋He＝Z2＋ｕ22/2ｇ＋P2/ρｇ+∑hf∵Z1=0u1=0p1=0(表壓)Z2=18mu2=0;P2/ρg=2.5×9.81×103/(1000×9.81)=25mΣhf=λ[(l+Σle)/d](u2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)]=4.9m;∴He=18+25+4.9=47.9mNe=HQρg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw4.（20分）如圖所示，用離心泵將水從貯水池輸送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面離貯水池的水面高度保持為10m，輸送水量用孔板流量計測得?？装灏惭b在離高位槽水面0.8m處,孔徑為20mm，孔流系數(shù)為0.61。管路為φ57×3.5mm的鋼管，直管長度和局部阻力當量長度之和(包括孔板局部阻力當量長度)為250m，其中貯水池至孔板前測壓點A的直管長度和局部阻力當量長度之和為50m。水的密度為1000kg/m3，水的粘度為1cp,摩擦系數(shù)近似為λ=0.3164/Re0.25。U形管中指示液均為水銀,其密度為13600kg/m3。當水的流量為6.86m3/h時，試確定：(1)水通過泵所獲得的外加能量為多少

(2)在孔板前測壓點A處安裝的U形管壓力計中指示液讀數(shù)R1為多少

⑶孔板流量計的U形管中指示液讀數(shù)R2為多少?***答案***⑴u=Vs/(0.785d2)=6.86/(0.785×0.052×3600)=0.971m/sRe=0.05×0.971×1000/(1×10-3)=48550λ=0.3164/Re0.25=0.1364/485500.25=0.0213取貯水池液面為1-1截面,高位槽液面為2-2截面,列柏努利方程式：Z1g+p1/ρ+u12/2+We=Z2g+p2/ρ+u22/2+∑h(f1–2)W=Z2g+∑h(f1–2)=Z2g+λ[(l+∑le)/d](u2/2)=10×9.81+0.0213×(250/0.05)×(0.9712/2)=98.1+50.2=148.3J/kg⑵以A點為2′-2′截面,在1-1與2′-2′截面間列柏努利方程式Z1g+p1/ρ+u12/2+We=Z2′g+p2′/ρ+u2′2/2+∑h(f1–2′)(p2′-p1)/ρ=(pA-pa)/ρ=We-Z2′g-(u2/2)-λ[(l+∑le)/d](u2/2)=148.3-9.2×9.81-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.9712/2)=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53J/kg;pA-pa=47.5366×1000=47.53×103N/m2R1=(pA-pa)/[g(ρo-ρ)]=47.53×103/[9.81×(13600-1000)]=0.3846m=38.46cm⑶根據(jù)Vs=CoAo[2gR2(ρo-ρ)/ρ];R2=(Vs/CoAo)ρ/[2g(ρo-ρ)]式中:Co=0.61,Ao=0.785×0.022=3.14×10-4m2;Vs=6.86/3600m3/s,R2={(6.86/3600)[(1/(0.61×3.14×10-4)}×1000/[2×9.81×(13600-1000)]=0.4m=40cm5.（12分）欲用離心泵將20℃水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，兩液面均保持不變，液面高差為18m，泵的吸入口在水池液面上方2m處。泵的吸入管路全部阻力為1mH2O柱，壓出管路全部阻力為3mH2O柱，泵的效率為0.6，求泵的軸功率。若已知泵的允許吸上真空高度為6m，問上述安裝高度是否合適（

動壓頭可忽略）。水的密度可取1000kg/m3。***答案***如圖取1－1，2－2截面，并以1－1截面為基準面，列柏努里方程得：H＝ΔZ＋∑hf(1–2)＝18＋1＋3＝22m∴N軸＝QHρ/（102η）＝(30/3600)×22×1000/(102×0.6)＝3kwHg允＝Hs允－u2/2ｇ－h(huán)f吸＝6－1＝5m＞2m∵Hg實＜Hg允∴安裝高度合適。6（15分）如附圖所示，計劃在蓄水池A的一側(cè)安裝一臺離心泵，將水輸送至列管換熱器B的殼程內(nèi)作冷卻用，要求水的流量為18m3/h，水自換熱器出來后流進高位水槽C中，回收他用。已知：（1）蓄水池A水面標高3m，高位槽C處進水管末端標高23m；（2）輸水管為φ60×3.5mm的鋼管；（3）管路部份的壓頭損失∑hf＝19×u2/（2ｇ）mH2O，換熱器B殼程的壓力損失ΔP＝73.6×u2/（2ｇ）kN.m-2；（式中，u為管內(nèi)流體流速，m/s）ρ水＝1000kg/m3今庫存有一臺2B－31型離心泵，其性能參數(shù)如下表所示，試核算選用此泵是否合適。流量揚程軸功率允許吸入真空度m3/hmkwm1034.51.878.72030.82.607.230243.075.7本題目有題圖：titu066.bmp***答案***選擇計算截面1－1，2－2面如題圖所示；地平面為基準面。u＝Vs/A＝18/3600/（(π/4)(0.06-2×0.0035）2＝2.27m/sZ1＋P1/ρｇ＋u12/2ｇ＋He＝Z2＋P2/ρｇ＋u22/2ｇ＋∑hfP1＝P2;u1＝0He＝（23-3）＋(2.272/(2×9.81))＋19×2.272/(2×9.81)＋73.6×2.272/(2×9.81)×1000/(1000×9.81)＝27.2mH2O由2B－31型離心泵特性曲線圖查得：Q＝18m3/h,He＝31.5m（＞27.2m）且η＝62％，而ηmax＝65％;65％×90％＝58.5％（＜62％）故此泵通用。7（15分）如圖所示輸水系統(tǒng)，管長、管徑(均以m計)和各局部阻力的阻力系數(shù)ζ均標于圖中。直管部分的λ值均為0.03。求：(1）以流量Qm3/min和壓頭He(m)表示的管路特性曲線方程,(2）輸水量為15m3/h時，要求泵提供的有效功率（以kw計）***答案***（ａ）u1＝（d2/d1）2u2＝0.64u2;Q＝u2(π/4)d2×60＝1.884u2或u2＝0.531Qu1＝0.34Qｈe＝20+(3+0.2+0.03×20/0.25)u12/2g+(2×0.2+0.5+1+0.03×260/0.2)u22/2g＝20+0.286u12+2.086u22＝20+0.0331Q+0.5882Q＝20+0.62Q（ｂ）Q＝15/60＝0.25m3/minHe＝20+0.62×0.25＝20.04mNe＝QHeρｇ/60＝0.25×20.04×1000×9.81/60＝819w＝0.819kw7.（20分）欲用離心泵在兩敞口容器間輸液,該水泵銘牌標有：流量39.6m3/h，揚程15m，軸功率2.02kw,效率80%，配用2.8kw電機，轉(zhuǎn)數(shù)1400r/min。今欲在以下情況使用是否可以？如不可時采用什么措施才能滿足要求（要用計算結(jié)果說明）（1）輸送比重為1.8的溶液，流量為38m3/h，揚程15m,（2）輸送比重為0.8的油類，流量為40m3/h，揚程30m,（3）輸送比重為0.9的清液，流量為30m3/h，揚程15m***答案***（1）電動機功率不夠N＝38/3600×15×1800/(102×0.8)＝3.5kW換大電機（2）揚程不夠H/H'＝（n/n'）2;15/30＝（1400/ｎ'）ｎ'＝1980增加ｎ＝1980轉(zhuǎn)/分。檢查功率：N/N'＝（n/n'）32.02/N'＝（1400/1980）3N'＝5.72kw換一電機功率為5.72Kw，ｎ＝1980轉(zhuǎn)/分。（3）可以使用。通過關(guān)小出口閥調(diào)節(jié)至工作點。8.(8分)有一臺離心泵，銘牌上標出允許吸上真空度Hs＝5m，用來輸送20℃的清水，已知吸入管路的全部阻力損失為1.5mH2O,當?shù)卮髿鈮簽?0mH2O，若略去泵入口處的動壓頭。試計算此泵的允許安裝高度Hg為多少米？

***答案***Hg＝Hs－u2/2ｇ－∑hf＝5－1.5＝3.5m實際安裝高度H實≤3.5-0.5=3.0m9（16分）圖示為n=960轉(zhuǎn)/分的離心通風機的特性曲線。如用此風機向鍋爐輸送空氣，已知管路特性曲線方程為H=5Q2(H的單位為mmH2O,Q的單位m3/s)問：（1）風機的送風量為多少m3/h消耗的軸功率為多少kw（2）若想使風量變?yōu)?.5m3/s,你認為可采取什么措施？

***答案***（1）送風量Q及軸功率N由管路特性曲線方程H=5Q2列表作圖。Qm3/s0 2 3 3.5 4HmmH2O 20 45 61.3 80由兩線交點讀得：送風量Q=3.6m3/s風壓H=64mmH2O效率η=0.4軸功率：N=QH/η=3.6×64×9.807/（0.4×1000）=5.65kW(2)使風量變?yōu)?.5m3/s，可采用提高轉(zhuǎn)速的措施∵Q2/Q1=n2/n1∴n2=Q2/Q1n2=5.5/3.6×960=1500rpm即將轉(zhuǎn)速提高到1500rpm。10．如圖所示的輸水系統(tǒng)，已知管內(nèi)徑為d=50mm，在閥門全開時輸送系統(tǒng)的（l+Σle）=50m，摩擦系數(shù)λ可取0.03,泵的性能曲線在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可用下式描述:H=18.92－0.82Q0.8,H為泵的揚程m,Q為泵的流量m3/h。問:(1)如要求輸送量為10m3/h,單位質(zhì)量的水所需外加功為多少此泵能否完成任務

(2)如要求輸送量減至8m3/h(通過關(guān)小閥門來達到),泵的軸功率減少百分之多少(

設(shè)泵的效率變化忽略不計)。

解：（1）在兩水面間列伯努利方程：11．用一臺離心泵將20℃清水從敞口水池送入吸收塔頂部。己知：吸牧塔頂部的壓力表讀數(shù)為150kPa,輸送管出口處比水池液面高12m；輸送管用76×3mm無縫鋼管，管全長為45m（包括閥門等管件的當量長度），摩擦系數(shù)由下式確定：＝0.01227十0.7543／Re0.38在流量為20 ～30m3/h范圍內(nèi)，所用離心泵的特征曲線可表征為：H＝30.8－0.82Q0.8式中：H為泵的揚程，m；Q為泵的流量，m3/h。試求：1)要求達到26m3/h的輸水量，該泵能否完成此輸送任務?計算說明之。

2)若單泵不能完成此輸送任務，現(xiàn)將兩臺型號相同的泵串聯(lián)起來操作是否可行?計算說明之?！痘ぴ怼返谌隆皺C械分離”復習題（2009-09-01）一、填空題：1.（2分）懸浮液屬液態(tài)非均相物系，其中分散相是指______；分散介質(zhì)是指__________。***答案***固體微粒，包圍在微粒周圍的液體2.（3分）懸浮在靜止流體中的固體微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降時，會受到_____________三個力的作用。當此三個力的______________時，微粒即作勻速沉降運動。此時微粒相對于流體的運動速度，稱為____________。***答案***重力、阻力、浮力；代數(shù)和為零；沉降速度3.（2分）沉降操作是使懸浮在流體中的固體微粒，在_________力或__________力的作用下，沿受力方向發(fā)生運動而___________，從而與流體分離的過程。***答案***重；離心；沉積4.（3分）氣體的凈制按操作原理可分為________，_______，______.旋風分離器屬_____________。***答案***重力沉降、離心沉降、過濾；離心沉降。5.（2分）過濾是一種分離懸浮在____________________的操作。***答案***液體或氣體中固體微粒6.（2分）懸浮液中加入助濾劑進行過濾的目的是____________________________________。***答案***在濾餅中形成骨架，使濾渣疏松，孔隙率加大，濾液得以暢流7.（2分）過濾阻力由兩方面因素決定：一方面是濾液本身的性質(zhì)，即其_________；另一方面是濾渣層本身的性質(zhì)，即_______。***答案***μ；γL8.（3分）某板框壓濾機的框的尺寸為：長×寬×厚=810×810×25mm，若該機有10塊框，其過濾面積約為_______________m2。***答案***13.12。9.（3分）轉(zhuǎn)鼓真空過濾機，轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)一周，過濾面積，的任一部分都順次經(jīng)歷___________________________________等五個階段。***答案***過濾、吸干、洗滌、吹松、卸渣10.（3分）離心分離因數(shù)是指_________________________________。為了提高離心機的分離效率，通常使離心機的___________增高，而將它的________減少。***答案***物料在離心力場中所受的離心力與重力之比;轉(zhuǎn)速；直徑適當。二、選擇題1.（2分）欲提高降塵寶的生產(chǎn)能力，主要的措施是（）。***答案***CA.提高降塵寶的高度；B.延長沉降時間；C.增大沉降面積2.（2分）為使離心機有較大的分離因數(shù)和保證轉(zhuǎn)鼓有關(guān)足夠的機械強度，應采用（）的轉(zhuǎn)鼓。***答案***BA.高轉(zhuǎn)速、大直徑；B.高轉(zhuǎn)速、小直徑；C.低轉(zhuǎn)速、大直徑；D.低轉(zhuǎn)速，小直徑；3.（2分）旋風分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來的（）粒徑。*答案*AA.最??；B.最大；C.平均；4.（2分）要使微粒從氣流中除去的條件，必須使微粒在降塵室內(nèi)的停留時間（）微粒的沉降時間。***答案***AA.≥；B.≤；C.＜；D.＞5.（2分）板框過濾機采用橫穿法洗滌濾渣時，若洗滌壓差等于最終過濾壓差，洗滌液粘度等于濾液粘度，則其洗滌速率為過濾終了速率的（）倍。***答案***CA.1；B.0.5；C.0.25三、問答題1.（8分）為什么旋風分離器的直徑D不宜太大當處理的含塵氣體量大時，采用旋風分高器除塵，要達到工業(yè)要求的分離效果，應采取什么措施***答案***旋風分離器的臨界直徑d=(9μB/πNu0ρ)0.5，可見D↑時，B也↑（B=D/4），此時d也↑，則分離效率η↑，為提高分離效率，不宜采用D太大的分離器。為果氣體處理大時，可采用幾個小直徑的旋風分離器并聯(lián)操作，這樣則可達到要求的分離效果。2.（8分）為什么板框壓濾機洗滌速率近似等于過濾終了時過濾速率的四分之一倍？

***答案***由于洗滌液通過兩層過濾介質(zhì)和整層濾渣層的厚度，而過濾終了時濾液只通過一層過濾介質(zhì)和濾渣層厚度的一半，即洗滌液流動距離比濾液長1倍，其阻力也就大1倍，故（dv/dq)w就慢了0.5倍；又因洗滌液的流通面積此濾液的流通面積少1倍，這樣（dv/dq)w又慢了0.5?；谏鲜鰞蓚€原因，故當洗滌壓差與過濾終了時壓差相同時，且洗滌液的粘度與濾液粘度相近時，則（dV/dθ)w≈(1/4)(dV/dθ)四、計算題1.（16分）某廠準備建一個降塵室來凈化常壓，溫度為40℃的含塵空氣流，氣體進入降塵室的流速保持在0.15m/s，而微粒在室內(nèi)的沉降速度為0.025m/s，現(xiàn)依廠房面積分配，降塵室只允許做成寬為3m，高為2m。問：（1）降塵室的最小長度應為多少m（

2）降塵室的最大生產(chǎn)能力為多少標準m3/h（3）若因廠房面積有限，降塵室的長度僅允許為你計算的最小長度的一半，你認為應采取計什么措施來完成此凈制任務***答案***（1）求最小長度L∵(L/ut)≥(H/u0)∴L≥（utH/u0)=0.15×2/0.025=12m（2）最大生產(chǎn)能力V標V實=A0u0=Lbu0=12×3×0.025=0.9m3/s=3240m3/hV標=V實T標/T實=3240×273/(40＋273)=2826m3/h（3）若L只能為原來的0.5時，為完成同樣的生產(chǎn)任務，可在降塵室中間加一隔板。2.（16分）用一板框壓濾機在147.1kN/m2（表壓）下恒壓過濾某懸浮液，要求在1.5小時內(nèi)獲得4m3的濾液，若過濾介質(zhì)阻力忽略，濾渣為不可壓縮，并測得過濾常數(shù)K=1.6×10-5m2/s，問：（1）需要過濾面積多少m2（2）若選用濾框尺寸：長×寬×厚=635×635×25mm，需濾框多少塊（3）過濾完畢，用清水在與過濾壓力相同的情況下洗滌30分鐘，洗水的消耗量為多少m3（4）若把壓力加倍，其它情況不變過濾1.5小時，可得濾液多少m3***答案***（1）求過濾面積∵V2=KA2θ∴A=V(1/Kθ)0.5=4×[1/（1.6×10-5×1.5×3600)]0.5=13.6m2（2）求框數(shù)；13.6/（0.635×0.635×2）=17塊（3）求洗水量；(dV/dθ)W=V/8θ=4/(8×1.5)=0.33m3/h∴VW=(dV/dθ)W×θW=0.33×30/60=0.17m3（4）求濾液量(K2)/(K1)=(△P2)/(△P1)=2；V2=V1×(2)1.5=4(2)1.5=5.66m33.（16分）用一板框壓濾機在147.1kN/m2（表壓）下恒壓過濾某懸浮液，要求在2小時內(nèi)得濾液8m3，若過濾介質(zhì)阻力可忽略，濾渣不可壓縮，過濾常數(shù)K=1.65×10-5m2/s，問：（1）現(xiàn)有一板框壓濾機，濾框的規(guī)格為長×寬×厚=810×810×25mm，共框18塊，是否合用（

忽略角孔占去面積）。（2）過濾完畢，用清水0.25m3在與過濾相同壓力下進行洗滌，問洗滌用了多少時間？***答案***（1）現(xiàn)有板框壓濾機面積是否夠用？V實=0.81×0.81×18×2=23.62m3V2=KA2θ；A計=V(1/Kθ)0.5=8[1/（1.65×10-5×2×3600)]0.5=23.2m3A實＞A計，可滿足要求（2）求θW(dV/dθ)W=(1/4)(dV/dq)=V/8θ=8/(8×2)=0.5m3/hθW=VW/(dV/dθ)W=0.25/0.5=0.5h4.（18分）某廠用一臺規(guī)格為635×635×25mm板框壓濾機（共25個框）來恒壓過濾某懸浮液，經(jīng)過濾52min后，再用清水洗滌濾渣，洗水溫度，壓力與過濾時相同，而其體積為濾液體積的8%，又已知卸渣，清理和裝合等輔助時間為30min，過濾常數(shù)K=1.7×10-5m2/s，試求不考濾過濾介質(zhì)阻力時，該機的生產(chǎn)能力為多少濾液(m3/h)

***答案***（1）過濾52min時的濾液量A=0.635×0.635×25×2=20.16m2V2=KA2θ=1.7×10-5×(20.16)2×52×60=215.57；V=14.68m3（2）(dV/dθ)W=(1/4)(dV/dθ)=V/8q=14.68/(8×52)=0.0353m3/minθW=VW/(dV/dθ)W=0.08×14.68/0.0353=33.27min（3）過濾機的生產(chǎn)能力θ總=52+33.27+30=115.27min；生產(chǎn)能力=14.68/(115.27/60)=7.64m3/h5.（20分）在實驗室用一片過濾面積為0.1m2的濾葉對某種顆粒在水中懸浮液進行試驗，過濾壓強差為67kN/m2。過濾5分鐘后得濾液1升，又過濾5分鐘得濾液0.6升。若再過濾5分鐘，可再得濾液若干升？

***答案***為要了解濾液量隨過濾時間而變化的關(guān)系，需先求出恒壓下的過濾常數(shù)K及qe。恒壓過濾方程式亦可寫成如下形式，即:q2+2qeq=Kθ將已測得的兩組數(shù)據(jù)代入上式，即（1×10-3/0.1)2+2qe(1×10-3/0.1)=K(5×60)及（1.6×10-3/0.1)2+2qe((1.6×10-3/0.1)=K(10×60)解此方程組得:qe=7×10-3m;K=8×10m2/s;則△p=67KN/m2時的過濾方程式為:q2+2×7×10q=8×10-7將θ=(5+5+5)×60=900s代入上式，即q2+2×7×10-3q=8×10-6×(900);解得q=2.1×10-2mV=(2.1×10-2)×0.1=2.1×10-3m3=2.1升由此可知，若再過濾5分鐘，可再得濾液量為:[2.1－(1+0.6)]=0.5升“化工原理”第四章傳熱重點復習題和答案一、填空題1.（2分）某大型化工容器的外層包上隔熱層,以減少熱損失,若容器外表溫度為500℃,而環(huán)境溫度為20℃,采用某隔熱材料,其厚度為240mm,λ=0.57W/（m.K）,此時單位面積的熱損失為_______。(注:大型容器可視為平壁)***答案***1140W2.（2分）某間壁換熱器中,流體被加熱時,圓形直管內(nèi)湍流的傳熱系數(shù)表達式為___________________.當管內(nèi)水的流速為0.5m/s時,計算得到管壁對水的傳熱系數(shù)α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不變,僅改變水在管內(nèi)的流速,當流速為0.8m/s時,此時傳熱系數(shù)α=_____________.***答案***α=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4；α=3.81(kW/（m2.K）)3.（2分）牛頓冷卻定律的表達式為_________，給熱系數(shù)（或?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)）α的單位是_______。***答案***q=αA△t；W/（m2.K）4.某并流操作的間壁式換熱器中,熱流體的進出口溫度為90℃和50℃,冷流體的進出口溫度為30℃和40℃,此時傳熱平均溫度差△tm=_________.***答案***27.9K5.（2分）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________流體的溫度,總傳熱系數(shù)K接近______流體的對流給熱系數(shù).***答案***蒸氣；空氣6.（2分）實現(xiàn)傳熱過程的設(shè)備主要有如下三種類型___________、_____________、__________________.***答案***間壁式；蓄熱式；直接混合式。7.（2分）熱量傳遞的方式主要有三種:_____、_______、__________.***答案***熱傳導；熱對流；熱輻射。8．（2分）強化傳熱的方法之一是提高K值.而要提高K值,則應提高對流傳熱系數(shù)_______________________.***答案***提高給熱系數(shù)較小一側(cè)的給熱系數(shù)。9．（2分）平壁總傳熱系數(shù)K與間壁兩側(cè)對流傳熱系數(shù)α1,α2以及間壁導熱系數(shù)λ的關(guān)系為________________.當平壁厚4mm,導熱系數(shù)為45(W/(m.K))時,兩側(cè)給熱系數(shù)分別為8000(W/（m2.K）)和600(W/（m2.K）)時,總傳熱系數(shù)K=_____________.***答案***(1/K)=(1/α1+δ/λ+1/α2)；532(W/（m2.K）)10.（2分）間壁傳熱的總傳熱速率方程為_____.某換熱過程中,要求q=30kW,K=555(W/（m2.K）)△t=25K,則傳熱面積為______.***答案***q=K×A×△tm；2.16m211.（2分）化工生產(chǎn)中常用三種換熱方法,其特征是＿＿＿＿＿＿＿＿____________。***答案***冷熱兩種流體直接混合、冷熱兩種流體不允許直接接觸而是通過間壁換熱和流體通過爐內(nèi)吸走熱量。12.（2分）傳導傳熱的傅立葉定律為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___＿＿其各項表示為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

***答案***ｄQ/ｄτ＝－λAｄt/ｄδ,ｄQ/ｄτ表示單位時間傳遞的熱量,－表示溫度向降低方向傳遞,A表示傳熱面積,λ表示導然系數(shù)和ｄt/ｄδ表示溫度梯度。13.影響傳導傳熱系數(shù)的因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***物質(zhì)種類和組成,物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)、溫度、濕度、壓強等。14.（2分）對流傳熱牛頓冷卻定律為＿＿＿＿＿＿＿,其各項表示為＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***Q＝αA（T－tw）,Q表示傳熱速度、α表示傳熱系數(shù)、A表示對流傳熱面積、T表示熱流體主體平均溫度和tw表示為低溫流體壁面溫度。15.（2分）影響給熱系數(shù)α的因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***流體種類、流體性質(zhì)、流體流動狀態(tài)和傳熱壁面的幾何尺寸16.（2分）對流傳熱中的努塞特準數(shù)式是＿＿＿＿＿＿,它反映了＿＿____________。***答案***Nu＝αｌ/λ,對流傳熱過程幾何尺寸對α的影響。17.（2分）對流體傳熱中普蘭德準數(shù)式為＿＿＿＿＿＿＿,它反映了＿___________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***Pｒ＝μCｐ/λ,流體的物理性質(zhì)對α的影響。18.（2分）厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁,各層接觸良好,已知b1>b2>b3;導熱系數(shù)λ1<λ2<λ3。在穩(wěn)定傳熱過程中，各層的熱阻R1______R2______R3;各層導熱速率Q___Q___Q。***答案***R1>R2>R3；Q1=Q2=Q319.（2分）一包有石棉泥保溫層的蒸汽管道，當石棉泥受潮后，其保溫效果應＿＿＿＿＿＿，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。***答案***降低；因水的導熱系數(shù)大于保溫材料的導熱系數(shù)，受潮后，使保溫層材料導熱系數(shù)增大，保溫效果降低。20.（2分）用冷卻水將一定量的熱流體由100℃冷卻到40℃，冷卻水初溫為15℃，在設(shè)計列管式換熱器時，采用兩種方案比較，方案Ⅰ是令冷卻水終溫為30℃，方案Ⅱ是令冷卻水終溫為35℃，則用水量W1＿＿W2，所需傳熱面積A1＿＿＿A2。***答案***大于；小于21.（2分）列管式換熱器的殼程內(nèi)設(shè)置折流擋板的作用在于___________________，折流擋板的形狀有____________________，____________________等。***答案***提高殼程流體的流速,使殼程對流傳熱系數(shù)提高,園缺形（弓形）,園盤和環(huán)形22.（5分）在確定列管換熱器冷熱流體的流徑時，一般來說，蒸汽走管______；易結(jié)垢的流體走管______；高壓流體走管______；有腐蝕性流體走管______；粘度大或流量小的流體走管______。***答案***外；內(nèi)；內(nèi)；內(nèi)；外。23.（2分）列管換熱器的管程設(shè)計成多程是為了________________________；在殼程設(shè)置折流擋板是為了______________________________________。***答案***提高管程α值；提高殼程α值。24.85.（2分）題號4088第4章知識點100難度容易有兩種不同的固體材料，它們的導熱系數(shù)第一種為λ1》第二種為λ2，若作為換熱器材料，應選用_________種；當作為保溫材料時，應選用__________種。***答案***第一；第二25..當水在圓形直管內(nèi)作無相變強制湍流對流傳熱時，若僅將其流速提高1倍，則其對流傳熱系數(shù)可變?yōu)樵瓉淼腳________倍。***答案***20.826..（2分）沸騰傳熱中，保持__________沸騰是比較理想的。***答案***泡核27.（2分）進行換熱的兩流體，若α1》α2時，要提高K值，應設(shè)法提高_______；當α1≈α2時，要提高K值，應使_________________。***答案***α2；α1與α2同時提高。28.（2分）水垢的熱阻較大的原理，主要是________________________。***答案***垢層的導熱系數(shù)很小。二、選擇題1.（2）穿過三層平壁的穩(wěn)定導熱過程，如圖所示，試比較第一層的熱阻R1與第二、三層熱阻R2、R3的大小()。A.R1>(R2+R3)B.R1<(R2+R3)C.R1=(R2+R3)D.無法比較***答案***C2.（2分）在反應器的單根冷卻蛇管內(nèi)通冷卻水，其進、出口溫度分別為t1、t2，蛇管外有熱流體穩(wěn)定流過,借攪拌器作用，使熱流體保持均勻溫度T(T為熱流體出口溫度)，如冷卻蛇管長度增大一倍,其它條件不變,問出口水溫t2應()。A.增大B.減小C.不變D.不一定***答案***A；∵ms2Cp2(t2-t1）=KA△tmms2Cp2(t2-t1）=KπdL{[（T-t1）-（T-t2）]/[ln(T-t1）/（T-t2）]}上式可簡化為ms2Cp2/Kπd=L/[ln[ln(T-t1）/（T-t2）；此等式左邊為定值，則右邊也應為定值，當L增大一倍，ln（T-t1）/（T-t2）也增大一倍，而T，t均恒定，故t必增大3.（6分）套管冷凝器的內(nèi)管走空氣，管間走飽和水蒸汽，如果蒸汽壓力一定，空氣進口溫度一定，當空氣流量增加時:（1）傳熱系數(shù)K應:A增大B減小C基本不變()（2）空氣出口溫度:A增大B減小C基本不變()（3）壁溫A增大B略有減小C基本不變()***答案***（1）A（2）A（3）B4.（2分）在平壁導熱過程中q＝λA（t1-t2）／δ，傳熱推動力是（）。A.λ;B.（t1-t2）;C.δ***答案***B5.（2分）有一列管換熱器，用飽和水蒸汽（溫度為120℃）將管內(nèi)一定流量的氫氧化鈉溶液由20℃加熱到80℃，該換熱器的平均傳熱溫度差Δtm為（）。A.-60/ln2.5;B.60/ln2.5;C.120/ln5***答案***B6.（2分）將1500kg/h，80℃的硝基苯通過換熱器冷卻到40℃，冷卻水初溫為30℃，出口溫度不超過35℃，硝基苯比熱為1.38kJ/(kg.K)，則換熱器的熱負荷為（）。A.19800kJ/h;B.82800kJ/h;C.82800kW;***答案***B7.（2分）在比較多的情況下，尤其是液－液熱交換過程中，熱阻通常較小可以忽略不計的是（）。A.熱流體的熱阻;B.冷流體的熱阻;C.冷熱兩種流體的熱阻;D.金屬壁的熱阻。***答案***D8.（2分）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（）。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)。***答案***C9．（2分）對一臺正在工作的列管式換熱器，已知α1＝116W/(m2.K),α2＝11600W/(m2.K)，要提高傳熱系數(shù)（K），最簡單有效的途徑是（）。A.設(shè)法增大α1;B.設(shè)法增大α2;C.同時增大α1和α2。**答案***A10.（2分）流體與固體壁面間的對流傳熱，當熱量通過滯流內(nèi)層時，主要是以（）方式進行的。A.熱傳導B.對流傳熱C.熱輻射。***答案***A11.（4分）物質(zhì)的導熱系數(shù)，一般來說：金屬的λ（），非金屬的λ（），液體的λ（），氣體的λ（）。A.最小B.最大C.較小D.較大***答案***B；D；C；A。12.（2分）用-10℃的冷凍鹽水冷卻某溶液，使用列管式換熱器應將冷凍鹽水安排走（）。A.殼程B.管程C.殼、管程均可。***答案***B13.（2分）蒸汽中不凝性氣體的存在，會使它的對流傳熱系數(shù)α值（）。A.降低B.升高C.不變。***答案***A14.（3分）在下面幾種換熱器中，傳熱系數(shù)較大的是（）；能適用于高溫高壓場合的是（）；單位傳熱面積的金屬耗較大的是（）。A.套管式；B.列管式；C.板式。***答案***C；B；A。15.（2分）蒸汽冷凝時，膜狀冷凝的α()滴狀冷凝的α。A.等于；B.大于；C.小于。***答案***B。三、判斷題1.（2分）凡穩(wěn)定的圓筒壁傳熱，熱通量為常數(shù)。()***答案***×2.（2分）強化傳熱過程最有效的途徑是增大傳熱面積，提高傳熱溫度差。（）*答案*×3.（2分）導熱系數(shù)和給熱系數(shù)都是物質(zhì)的屬性之一。（）***答案***×4.（2分）當保溫材料的厚度加大時，內(nèi)外壁面的總溫度差增大，總的熱阻也增大，總推動力與總阻力之比為定值，即導熱速率不變。（）***答案***×5.（2分）在相同條件下，采用逆流操作比采用并流操作，所需傳熱面積要小。（）答案：√6.（2分）無相變的折，錯流換熱器，其平均溫度差△t都比逆流時為小。（）*答案*√7.（2分）換熱器的導熱管，應選用導熱系數(shù)值大的材料。（）*答案*√8.（2分）計算對流傳熱速率Q=αA△t時，若為圓管，則式中的傳熱面積應取管內(nèi)、外表面積的平均值（）***答案***×9.（2分）在列管換熱器管間裝設(shè)了兩塊橫向折流檔板，則該換熱器變成為雙殼程的換熱器（）***答案***×10.（2分）列管換熱器采用多管程的目的是提高管內(nèi)流體的對流傳熱系數(shù)α（）***答案***√四、問答題1.（5分）試述對流傳熱的機理

***答案***熱流體流過管道時,在湍流主體中,流體劇烈攏動,形成漩渦,使質(zhì)點強烈混合而交換熱量，溫度較均勻，幾乎不存在溫度梯度；但在緊靠管壁，有一層很薄的作層流流動的流體層（層流底層），在這層薄層內(nèi)，熱量傳遞以導熱方式進行，從微觀上言，是靠分子傳遞。由于流體的導熱系數(shù)很小，故熱阻絲要集中層流底層內(nèi)。對管內(nèi)層流流動，熱量傳遞也是主要靠導熱。但由于溫度存在（軸向的，徑向的），有密度差，會引起質(zhì)點的對流，比較復雜。2.（5分）強化傳熱過程應采取哪些途徑?

***答案***根據(jù)Q＝KA△tm方程,指任一個K、A、△t都能提高強化傳熱(1)增加傳熱面積,如在管內(nèi)外壁裝上翅片,采用螺旋管或粗糙管代替光滑管；(2)增大傳熱溫差△tm可采用逆流操作,因為當T1，T2，t1，t2四個溫度一定時，逆流傳熱溫差△tm最大；(3)提高傳熱系數(shù)K由K＝1/（1/αo＋1/αi＋Σ（δ/λ））提高α1、α2降低δ,都能強化傳熱,要提高α由單層改為多層,或在殼程中增設(shè)檔板，對于蛇管中,加入攪拌裝置或在蛇管圈中增設(shè)杯狀物（強化圈）在列管換熱器中可,還可采用導熱系數(shù)大的流體作載熱體。3.（5分）為什么工業(yè)換熱器的冷、熱流體的流向大多采用逆流操作

***答案***操作可以獲得較大的平均傳熱溫度差，從傳遞相同熱負荷言，須較小的傳熱面積，節(jié)省設(shè)備費用。此外，逆流熱流體出口溫度T可接近冷流流體進口溫度t，對相同熱負荷言，需加熱劑少；同樣，就冷流體而言，逆流體出口溫度t可接近熱流體進口溫度T，對相同熱負荷言，需要冷卻劑少，故對逆流就加熱劑或冷卻劑用量考慮，逆流操作費小。4.（5分）什么是穩(wěn)定傳熱和不穩(wěn)定傳熱

***答案***在傳熱過程中，傳熱面上各點的溫度不隨時間變化，稱為穩(wěn)定傳熱。穩(wěn)定傳熱時，傳熱速率為定值。反之，若傳熱面上各的溫度隨時間而變，則為不穩(wěn)定傳熱。不穩(wěn)定傳熱時，傳熱速率也隨時間而變。5.（5分）說明流體流動類型對給熱系數(shù)的影響。***答案***流體為層流時，傳熱是以導熱方式進行的。則此時給熱系數(shù)較小。當為湍流時，傳熱是以對流方式進行的，此時給熱系數(shù)增大。所以流體的傳熱，多在湍流情況下進行。6.（6分）給熱系數(shù)受哪些因素影響

***答案***流動類型：湍流時的給熱系數(shù)大。流體的物性：粘度μ、密度ρ、比熱Cp，導熱系數(shù)λ均對給熱系數(shù)有影響。傳熱面的形狀、大小和位置：管子的排列、折流都是為了提高給熱系數(shù)。流體的對流情況，強制對流比自然對流的給熱系數(shù)大，流體在傳熱過程有無相變，有相變α大。分析α＝0.023λ/dRe0.8Pr03~0.4也可以回答上列問題。7.（3分）提高傳熱系數(shù)時,為什么要著重提高給熱系數(shù)小的這一側(cè)?

***答案***當忽略金屬壁面的導熱熱阻時，1/K=1/α1+1/α2=(α1+α2)/(α1×α2)；若α1>>α2,則α1+α2≈α1∴K≈α2即K接近α小的數(shù)值。8（5分）列管換熱器由哪幾個基本部分組成各起什么作用

***答案***主要由殼體、管