化工原理復(fù)習(xí)題附答案

化工原理第四章復(fù)習(xí)題（附答案）一、選擇題.間壁傳熱時(shí)，各層的溫度降與各相應(yīng)層的熱阻（）1、t2?芷管外斤熱流體A.成正比B.1、t2?芷管外斤熱流體.翅片管換熱器的翅片應(yīng)安裝在（）。A.a小的一側(cè)B.a大的一側(cè)C.管內(nèi)D.管外.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Ri與第一、二口熱阻R21R3的大小（）。A.R1＞（R2+R3）B.R1＜（R2+R3）C.R1=（R2+R3）D.無(wú)法比較.在反應(yīng)器的單根冷卻蛇管內(nèi)通冷卻水，其進(jìn)、出口溫度分別為t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(zhǎng)度增大一倍，其它條件不變，問出口水溫t2應(yīng)（）。A.增大B.減小C.不變D.不一定.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(jìn)口溫度一定，當(dāng)空氣流量增加時(shí)：（1）傳熱系數(shù)匹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（）.工業(yè)采用翅片狀的暖氣管代替圓鋼管，其目的是（）。A.增加熱阻，減少熱量損失；B.節(jié)約鋼材、增強(qiáng)美觀；C.增加傳熱面積，提高傳熱效果。.蒸汽冷凝時(shí)，膜狀冷凝的a（）滴狀冷凝的a。A.等于B.大于C.小于.導(dǎo)熱是（）熱量傳遞的主要方式。A.固體中B.液體中C.氣體中TOC\o"1-5"\h\z.熱量傳遞的基本方式是（）。A.恒溫傳熱和穩(wěn)態(tài)變溫傳熱字B.導(dǎo)熱給熱和熱交換C.氣化、冷凝與冷卻D.傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱與輻射傳熱.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(jì)的是（）。A.熱流體的熱阻B.冷流體的熱阻冷熱兩種流體的熱阻D.金屬壁的熱阻.傳熱速率公式q=KAAtm中.Atm的物壬!點(diǎn):義是〔）。A.器壁內(nèi)外壁面的溫度差B.器壁兩側(cè)流體對(duì)數(shù)平均溫度差C.流體進(jìn)出口的溫度差D.器壁與流體的溫度差.湍流體與器壁間的對(duì)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；流體湍流區(qū)域內(nèi)。.對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知a1=116W/（m2，K）,a2=11600W/（m2K）,要提高傳熱系數(shù)（K）,最簡(jiǎn)單有效的途徑是（）。A.設(shè)法增大a1;B.設(shè)法增大a2；C.同時(shí)增大a1和a2。.用飽和水蒸汽加熱空氣時(shí)，傳熱管的壁溫接近（）A.蒸汽的溫度；B.空氣的出口溫度；C.空氣進(jìn)、出口平均溫度.間壁兩側(cè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，要提高K直，關(guān)鍵在于提高對(duì)流傳熱系數(shù)（）之A.大者；B.小者；C.兩者；.在間壁式換熱器內(nèi)用飽和水蒸汽加熱空氣，此過程的總傳熱系數(shù)K直接近于（）。A.a蒸汽B.a空氣C.a蒸汽與a空氣的平均值

.對(duì)流傳熱僅發(fā)生在（）中。A.固體B.靜止的流體C.流動(dòng)的流體）。）方式進(jìn)行的。,液體的入（），氣）。）方式進(jìn)行的。,液體的入（），氣C.只隨時(shí)間而A.愈大B.愈小C.不變.流體與固體壁面間的對(duì)流傳熱，當(dāng)熱量通過滯流內(nèi)層時(shí)，主要是以（A.熱傳導(dǎo)B.對(duì)流傳熱C.熱輻射.物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，一般來(lái)說：金屬的入（），非金的入體的入（）。A.最小B.最大C.較小D.較大.在列管式換熱器中，用水冷凝乙醇蒸氣，乙醇蒸汽宜安排走A.管程B.殼程C.管、殼程均可.穩(wěn)定傳熱是指?jìng)鳠嵯到y(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度（）。A.既隨時(shí)間而變，又隨位置而變B.只隨位置而變，但不隨時(shí)間而變變，但不隨位而變。.對(duì)于沸騰傳熱，工業(yè)生產(chǎn)一般應(yīng)設(shè)法控制在（）沸騰下操作。A.核狀B.穩(wěn)定的膜狀C.不穩(wěn)定的膜狀.蒸汽中不凝性氣體的存在，會(huì)使它的對(duì)流傳熱系數(shù)a值（）。A.降低B.升高C.不變.在穩(wěn)定變溫傳熱中，流體的流向選擇（）時(shí)傳熱平均溫度差最大。A.并流B.逆流C.錯(cuò)流.（）是一種以電磁波傳遞熱能的方式。A.傳導(dǎo)B.對(duì)流C.輻射選擇題答案A;2,A;3,C;4,A;5,(1)A,2),B,⑶,C;6,C;7,C.;8,A;9,D;10,D;11,B;12,C;13,A;14,A;15,B;16,B;17,C;18,A;19,A;20,B,C,D,A;21,B;22,B;23,A;24,A;25,B;26,C二、計(jì)算題：1.在內(nèi)管為。189x4.5mm的套管換熱器中，將流量為3500kg.h-1的某液態(tài)煌從100c冷卻到60C,其平均比熱為2.38kJ.kg-1.K-1,環(huán)隙走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分別為40c和50C,平均比熱水為4.17kJ.kg-1.K-1,基于傳熱外面積的總傳熱系數(shù)Ko=2500w.m--2.K-1,設(shè)其值恒定，忽略熱損失。試?yán)鋮s水用量；分別計(jì)算兩流體為逆流和并流情況下的平均溫差及所需管長(zhǎng)。解：（1）由熱量衡算得GhCphTi-T2=GcCpCt2-t1GcGhCGcGhCphTi-丁2=35002.38(100-60)CpCt2-t14.17(50-40)=7990kg/h(2)(a)逆流時(shí):3500旌③加叱工卜嬴3500旌③加叱工卜嬴2.381000(100-60)=92556W△tmTiF△tmTiF-①ln[(T1±)/(丁2-⑴]100-50-(60-40)二3274

ln[(100-50)/(60-40)].cA_QAA_QA0一K0'：tm92556250032.742=1.13m1A01.13.c.l==3=1.91m二d03.1418910-1A01.13.c.l==3=1.91m二d03.1418910-(b)并流時(shí)：1.13；：tmT1-!1-'(T21t2)

ln[(T1f)/(T2F100一40一(60-50)_2791ln[(100-40)/(60-50)]".cA0-92556K0.：tm250027.912=1.33ml/1.333.1418910，=2.24m21J2.某列管換熱器，用120c水蒸汽將物料由20c加熱至90C,傳熱系數(shù)K=1000W*m,k。經(jīng)半年運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于污垢的影響，在相同操作條件下物料出口溫度僅為80C,現(xiàn)欲使物料出口溫度仍維持90C,問加熱蒸汽溫度應(yīng)取何值？解：原:GCCPC(t2-t1原:GCCPC(t2-t1)=KA；tm(1)st(100-20)-(100-80)ln[(100-20)/(100-80)]=43.28C半年后：GcCpcKT)/公%/(2)#:(100-20)-(100-70)=50.98ln[(100-20)/(100-70)]c(2)/(1)得:70-20K/50.9880-20-K43.28K/=70.75W*m^，k,(10分)保持原生產(chǎn)能力，即KA&m"A&m-KA4m/(K/A)-10043.28/70.75-61.17r△t〃

mT/△t〃

mT/-t1-(T/-t2)80-20ln[(「-％)/(rF)]ln[(T/-20)/(T/-80)]=61.17丁=115.8C120C冷卻到120C冷卻到80C,其對(duì)流傳熱系數(shù)2.%—50W/(m*K)o殼程的冷卻水的進(jìn)出口溫度分別為15c和90C,其對(duì)流傳熱系數(shù)22=2000W/(m*K)管壁熱阻及污垢熱阻皆忽略不計(jì)。當(dāng)空氣流量增大一倍時(shí)，試求：7k和空氣的出口溫度。(忽略流體的物性參數(shù)隨溫度變化，空氣在管內(nèi)流動(dòng)為湍流。解：空氣流量增加前1：111：11：2二tm=48.8W/(m2*K)(…)一…):45.3lnT^T2-t1Q=qm1Cp1(T1-丁2)=qm2Cp2(t2-L)=KAtm40qm1C40qm1Cp1=75qm2cp2=48.845.3A(A)空氣流量增加后二?；=2o-8:1=87.1W/(m2.K)/12K，=/83.4W/(m2.K)1：1-1.C：,2；：tm(T1；：tm(T1—^2)—'G-3)lnT^T2-t1=45.3Q/=2qm￡p1(T1-T；)=qmzCp2(t2-tj=4.匕2qMCp1(120-T；)=qm2C2qMCp1(120-T；)=qm2Cp2(t2-15)=83.4A(120-t2)-(T；-15)lngT；-15(B)由式(A)與式(B)得4075(C)(D)2(120-T2/)一(t2-15)(C)(D)2(120」；)83.4(120-t2)-(T；-15)/4048.845.3,120-t2In--T；-15聯(lián)解(C)與式(D)得T2/=94.6c；t2=110.2c.有一碳鋼制造的套管換熱器，內(nèi)管直徑為(f)89mm<3.5mm,流量為2000kg/h的苯在內(nèi)管中從80C2冷卻到50C。冷卻水在環(huán)隙從15c升到35C。苯的對(duì)流傳熱系數(shù)"h230W/(mK),比熱容2Cph=1.86KJ/(KgK)水的對(duì)流傳熱系數(shù)0c=290W/(mK)比熱容Cph=4.178KJ/(KgK)o(假設(shè)總傳熱系數(shù)及比熱容隨溫度的變化忽略不計(jì)，熱損失忽略不計(jì)，忽略污垢熱阻)。試求：①冷卻水消耗量；②并流和逆流操作時(shí)所需傳熱面積；③如果逆流操作時(shí)所采用的傳熱面積與并流時(shí)的相同，計(jì)算冷卻水出口溫度與消耗量。解：①熱量衡算式為Q=WhCph(T1-T2)=WcCpc(t2-3)熱負(fù)荷20003600熱負(fù)荷200036001.86103(80-50)=3.1104W冷去口水消耗量Wc二——Q——二一3.110—3600一二1335Kg/hCpc(t2-匕)4.178103(35-15)②以內(nèi)表面積§為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)為Kj,碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)九=45W/(m-K)11bdidi10.00350.0820.082=十十=r+Ki二hdm二cdo230450.08552900.089co=7.5410“m2.K/W

Ki=133W/(m2K),本題管壁熱阻與其它傳熱阻力相比很小，可忽略不計(jì)。并流操作65-15△tm并=M=34.2C65In15傳熱面積Q3.11042、并===6.81m《At科133M34.2逆流操作4535一△tm逆=竺津=40C2傳熱面積二Q3.1104，832Si逆===5.83mKiAtm逆133M40因&m并＜Atm逆，故Si并aS］逆。包=也=1.17Si逆&m并