(完整版)化工原理練習題

化工原理練習題0緒論1.化工原理中的“三傳”是指①動能傳遞、勢能傳遞、化學能傳遞，②動能傳遞、內能傳遞、物質傳遞③動量傳遞、能量傳遞、熱量傳遞，④動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞2.下列單元操作中屬于動量傳遞的有①流體輸送，②蒸發(fā)，③氣體吸收，④結晶3.下列單元操作中屬于質量傳遞的有①攪拌，②液體精餾，③流體加熱，④沉降4.下列單元操作中屬于熱量傳遞的有①固體流態(tài)化，②加熱冷卻，③攪拌，④膜分離5、lkgf/cm2=________mmHg=_______N/m26.在26℃和1大氣壓下,CO2在空氣中的分子擴散系數(shù)D等于0.164cm2/s,將此數(shù)據(jù)換算成m2/h單位,正確的答案為______0.164m2/h0.0164m2/h0.005904m2/h,0.05904m2/h7.己知通用氣體常數(shù)R=82.06atm.cm3/mol.K,將此數(shù)據(jù)換算成用kJ/kmol.K所表示的量,正確的答案應為_______8.0282.068.31483.14第3章機械分離一、選擇題1.下面過濾速率方程式中屬于恒壓過濾方程的是dq/dθ=K/2(q+qe)；q2＋2q.qe=K.θ；q2＋q.qe=2K.θ；q2＋q.qe=K.θ/22.過濾速率基本方程為dq/dθ=K/2(q+qe)；dq/dθ=K/(q+qe)；dq/dθ=KA2/2(V+Ve)；dV/dθ=K/2(V+Ve)3恒壓過濾中單位面積累積濾液量q與時間θ的關系可表示為下圖中的4對靜止流體中顆粒的自由沉降而言，在沉降過程中顆粒所不會受到的力有：①牛頓力；②浮力；③曳力(阻力)；④場力(重力或離心力)5葉濾機洗滌速率與終了過濾速率之比為：。1/2；1/3；1/4；16恒壓過濾中，當過濾時間增加1倍，則過濾速率為原來的/2倍。；/2；2；0.5。7關于離心沉降速度和重力沉降速度，下述說法正確的是離心沉降速度和重力沉降速度是恒定的；。②離心沉降速度和重力沉降速度不是恒定的；③離心沉降速度不是恒定值，而重力沉降速度是恒定的；④離心沉降速度是恒定值，而重力沉降速度不是恒定的8.下面哪個是過濾推動力。液體經過過濾機的壓降；②濾餅兩側的壓差；③過濾介質兩側的壓差；④過濾介質兩側的壓差與濾餅兩側的壓差之和。9.用板框式過濾機進行恒壓過濾，忽略介質阻力，過濾20min得到濾液8m3，若再過濾20min，可再得濾液m3.（計算見化工原理學習指導p63，）8；4；5.3；11.3。10.含塵氣體在降塵室內沉降，沉降區(qū)為層流（符合斯托克斯公式），理論上能完全除去30μm的粒子，現(xiàn)氣體處理量增大一倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒子粒徑為。60μm；15μm；30μm；30μm。11,一密度為7800kg/m3,的小鋼球在密度為1200kg/m3的某液體中自由沉降速度是其在20℃水中沉降速度的1/4000,水的黏度為1mPa.s，則此液體的黏度為。（計算見化工原理學習指導p65）4000mPa.s；40mPa.s；33.82mPa.s；3382mPa.s。12.助濾劑的作用是。①降低濾液黏度，減小流動阻力；②形成疏松餅層，使濾液得以暢流；③幫助介質攔截固體顆粒；④使得濾餅密實并有一定剛性。13.板框過濾機在過濾階段結束的瞬間，設框已充滿，則在每一個濾框中，濾液穿過的厚度為層的濾餅，橫穿洗滌時洗液穿過的厚度為層的濾餅，洗滌速率為過濾終了速率的。1；2；1/2；1/4。14.降塵室沒有以下優(yōu)點。①分離效率高；②阻力??；③結構簡單；④易于操作。15.在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加1倍，則沉降時間，氣流速度，生產能力。①增加1倍；②減小1倍；③不變；④增加2倍。16.助濾劑應具有以下性質。①顆粒均勻，柔軟，可壓縮；②顆粒均勻，堅硬，不可壓縮；③顆粒粒度分布廣，堅硬，不可壓縮；④顆粒均勻，可壓縮，易變形。17.板框過濾機中①框有兩種不同的構造；②板有兩種不同的構造；③框和板都有兩種不同的構造；④框和板都只有一種構造。18.板框過濾機洗滌速率是過濾終了速率的四分之一，這一規(guī)律只有在以下條件下才能成立①過濾時的壓差與洗滌時的壓差相同；。②濾液的黏度與洗滌液的黏度相同；③過濾壓差與洗滌壓差相同且濾液黏度與洗滌液的黏度相同；④過濾壓差與洗滌壓差相同，濾液黏度與洗滌液的黏度相同且過濾面積與洗滌面積相同。19.在重力場中，微小顆粒的沉降速度與下列因素無關①顆粒的幾何形狀；②顆粒的幾何尺寸；③流體與粒子的密度；④流體的流速。20.重力沉降中阻力沉降系數(shù)的適用范圍是①圓柱形微粒，層流區(qū)；②球形微粒，層流區(qū)；③方形微粒，湍流區(qū)；④球形微粒，湍流區(qū)。二、填空1.固體顆粒在空氣中自由沉降,顆粒受重力、浮力、阻力等幾種力的作用。其沉降速度公式為。2.降塵室為氣固或液固兩相分離設備，它們的生產能力與該設備的長度和寬度有關，與高度無關。3.工業(yè)上常用的過濾介質有織物介質、堆積介質和多孔性固體介質4.常用的過濾設備有板框壓濾機、葉濾機和回轉過濾機等。5.間歇式過濾機一個完整的操作周期中所包括的時間有過濾時間，洗滌時間，組裝、卸渣及清洗濾布等的輔助時間。6.根據(jù)濾液流出的方式，過濾分為明流、暗流7.板框過濾機的洗滌方式有置換式和橫穿洗滌法8.BAY10-402-25中B表示板框過濾機，A表示暗流，Y表示液壓壓緊方式，10表示過濾面積10m2,402表示濾框的內邊長為402mm，25表示濾框的厚度為25mm9.流體通過顆粒層的流動多呈層流狀態(tài),故單位體積床層所具有的表面積對流動阻力起決定作用。10.過濾分深層過濾和濾餅過濾兩種方式。11對板框式過濾機，洗滌面積Aw和過濾面積A的定量關系為Aw=A/2。洗水走過的距離Lw和濾液在過濾終了時走過的距離L的定量關系為Lw=2L，洗滌速率（dV/d）w和終了時的過濾速率（dV/d）E的定量關系為（dV/d）w=（dV/d）E/4。12.含塵氣體中塵粒直徑在75μm以上時，一般應選用降塵室除塵，若塵粒直徑在5μm以上，可選用旋風分離器，如塵粒直徑在1μm以下，可選用袋濾器。13.某球形顆粒在一定密度及黏度的空氣中沉降，如處于層流沉降區(qū)，當空氣溫度升高時，空氣黏度增大，顆粒的沉降速度下降。14.除去液體中的固體顆粒一般可采用重力沉降、離心分離和過濾。15.板框過濾機的生產能力可寫為：整理輔助時間之和。其中θc等于一個操作循環(huán)中的過濾時間、洗滌時間和16.恒速操作的過濾機，過濾10min得到濾液0.01m3，繼續(xù)過濾20min，可再得濾液0.02m3，然后，用0.01m3洗滌液洗滌，速率不變，所需洗滌時間為10min。17.板框過濾機恒壓操作，濾布阻力忽略不計，經θ時間后的濾液量為V1，當框數(shù)增加到原來的1.5倍，框厚度增加到原來的2倍，也經過θ時間的濾液為V2，則V2=1.5V1。18.某顆粒的重力沉降適用于斯托克定律，如在水中的沉降速度為u1，在空氣中為u2，則u1小于u2，如在熱空氣中的沉降速度為u3，在冷空氣中為u4，則u3，小于u4大于。（大于，等于，小于，不確定）三、簡述題1.什么是過濾？是指以某種多孔物質作為介質，在外力的作用下，流體通過介質的孔道，而使固體顆粒被截留下來，從而實現(xiàn)固體顆粒與流體分離的操作。2.什么是沉降？利用非均相混合物在重力場或離心力場中，各成分所受重力和離心力的不同，將非均相混合物發(fā)生相對運動，并加以分離的方法稱為沉降分離3．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？由于洗滌液通過兩層過濾介質和整層的濾餅層的厚度，而過濾終了時濾液只通過一層過濾介質和濾餅層厚度的一半，即洗滌液流動距離比濾液長1倍，其阻力也大1倍，故洗滌速率變?yōu)樵瓉淼囊话?，又因洗滌液的流通面積為濾液的流通面積的0.5倍，這樣洗滌速率又變?yōu)樵瓉淼囊话耄谏鲜鲈?，當洗滌壓差與過濾終了相同，且洗滌液的黏度與濾液的黏度相同時，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。4．降塵室的生產能力與哪些因素有關？為什么降塵室通常制成扁平型或多層？降塵室適用于分離直徑多大的顆粒？降塵室的生產能力公式：可以看出：降塵室的生產能力與底面積成正比，與沉降速度成正比，與降塵室的高度無關。因此降塵室通常制成扁平型或多層，降塵室屬于重力沉降設備，以重力為推動力，速度小，適用于分離100微米以上的顆粒。5.寫出重力沉降速度的斯托克斯公式，并說明公式的應用條件；第5章傳熱一、選擇題1.下列關于傳熱與溫度的討論中正確的是。①絕熱物系溫度不發(fā)生變化；②恒溫物體與外界(環(huán)境)無熱能交換；③溫度變化物體的焓值一定改變；④物體的焓值改變,其溫度一定發(fā)生了變化2.下列關于溫度梯度的論斷中錯誤的是。①溫度梯度決定于溫度場中的溫度分布②溫度場中存在溫度梯度就一定存在熱量的傳遞③熱量傳遞會引起溫度梯度的變化④熱量是沿溫度梯度的方向傳遞的3.氣體的導熱系數(shù)值隨溫度的變化趨勢為T升高,λ增大；T升高,λ減??；。T升高,λ可能增大或減??；T變化,λ不變4.空氣、水、金屬固體的導熱系數(shù)分別為λ1、λ2、λ3,其大小順序λ1>λ2>λ3；λ1<λ2<λ3；。λ2>λ3>λ1；λ2<λ3<λ15.水銀、水、軟木的導熱系數(shù)分別為λ1、λ2、λ3其大小順序為λl〉λ2〉λ3；λl〈λ2<λ3；。λ1>λ3>λ2；λ3>λ1>λ26.多層平壁定態(tài)熱傳導時，各層的溫度降與各相應層的熱阻①成正比；②成反比；③沒關系；④不確定7.對由三層平壁組成的多層平壁穩(wěn)定熱傳導而言,若三層的傳熱推動力Δt1>Δt2>Δt3,則三層平壁的傳熱阻力R1、R2、R3之間的關系為Rl>R2>R3；Rl<R2<R3；Rl>R3>R2；R2>Rl>R38雙層平壁穩(wěn)定熱傳導,壁厚相同,各層的導熱系數(shù)分別為λ1和λ2,其對應的溫度差為Δt1和Δt2,若Δt1>Δt2,則λ1和λ2的關系為λ1<λ2；λ1>λ2；λ1=λ2；④無法確定。9.由厚度都相同的平壁組成的三層平壁而言,若λ1>λ2>λ3,則熱阻R1、R2、R3之間的關系為Rl>R2>R3；R1<R2<R3；R1>R3>R2；R3>R1>R2。10對于三層圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導而言,若Q1、Q2、Q3為從內向外各層的導熱量,則它們之間的關系為Q1>Q2>Q3；Q3>Q2>Ql；Ql=Q2=Q3；Q1、Q2、Q3之間無法比較11.某燃燒爐爐壁內外表面溫度分別為t1、t2,今在爐壁外表面加一層保溫層,爐壁內外表面的溫度變化為T1,T2。下列的判斷正確的是T1=T2,TI-T2>t1-t2；T1>T2,T1-T2>t1-t2T1<T2,Tl-T2>tl-t2；(1)、(2)、(3)以外的其他判斷12.設水在一圓直管內呈漏流流動,在穩(wěn)定段處,其對流傳熱系數(shù)為α1;若將水的質量流量加倍,而保持其他條件不變,此時的對流傳熱系數(shù)α2與α1的關系為α2=α1；α2=2α1；α2=20.8α1；α2=20.413.液體在圓形直管內作強制端流時,其對流傳熱系數(shù)α與雷諾準數(shù)Re的n次方成正比,其中n的值為0.5；0.8；1；α1214.下列關于換熱設備的熱負荷及傳熱速率說法中錯誤的是①熱負荷決定于化工工藝的熱量衡算②傳熱速率決定于換熱設備、操作條件及換熱介質③熱負荷是選擇換熱設備應有的生產能力的依據(jù)④換熱設備應有的生產能力由傳熱速率確定15.下列準數(shù)中反映的物體物性對對流傳熱影響的是Nu；Re；Pr；Gr16.間壁二側流體的傳熱過程α1、α2值相差較大(α1<<α2),K值總是接近α1；α2；③難以確定；那側的。17.下列準數(shù)中反映流動狀態(tài)和揣流程度對對流傳熱影響的是Nu、②Re、③Pr、④Gr18.下列關于流體在換熱器中走管程或走殼程的安排中不一定妥當?shù)蘑倭髁枯^小的流體宜安排走殼程；②飽和蒸氣宜安排走殼程；③腐蝕性流體及易結垢的流體宜安排走管程；④壓強高的流體宜安排走管程；19.對由外管直徑d1,內管直徑為d2組成的套管而言,其傳熱當量直徑為(d12-d22)/d2；(d12-d22)/d1；(d12-d22)/2；(d12-d22)/（d1＋d2）20.對由外管直徑為d1,內管直徑為d2組成的套管而言,按潤濕周邊計算而得的當量直徑為(d1+d2)/2；d1+d2；d1-d2；d2-d121.換熱器中任一截面上的對流傳熱速率=系數(shù)×推動力,其中推動力是指①兩流體溫差度(T-t)；②冷流體進、出口溫度差(t2-tl)③熱流體進、出口溫度差(T2-T1)；④液體溫度和管壁溫度差(T-Tw)或(tw-t)22.工業(yè)上列管式換熱器用于:I、水一水換熱;II、氣一水換熱;III、飽和蒸氣一水換熱三種情況。有關總傳熱系數(shù)K正確的是。I最大,II其次；II最大,III其次III最大,I其次；I最大,III其次23.對列管式換熱器,當管束和殼體溫差超過60℃；50℃；40℃；30℃時，應采取適當?shù)臏夭钛a償措施。24.冷熱流體進行對流傳熱，冷流體一側的給熱系數(shù)為α1=100W/(m2.K)，熱流體一側的給熱系數(shù)為α2=1000W/(m2.K)，總傳熱系數(shù)K接近哪一側的給熱系數(shù)α，要提高K，應著重提高哪一側的給熱系數(shù)α。接近α1，提高α2；②接近α2，提高α1；③接近α1，提高α1；④接近α2，提高α2。25.一定流量的液體在一的直管內做湍流流動，其給熱系數(shù)αi=1000W/(m2.K)，如流量和物性都不變，改用一的直管，則其將變?yōu)閃/(m2.K)。1259；26.關于傳熱系數(shù)K，下列說法中錯誤的是K實際是個平均值；K可用來表示傳熱過程的強弱，與冷熱流體的物性無關；④要提高K值，應從降低最大的熱阻著1496；1585；1678。K隨所取的傳熱面不同而異；手。27.確定換熱器傳熱系數(shù)K的方法，下列選項錯誤的是。①查手冊；②經驗估算；③公式計算；④實驗測定。28.蒸汽-空氣間壁換熱過程中，為強化傳熱，下列方案中的在工程上是可行的。①提高空氣流速；②蒸汽一側裝翅片；③采用過熱蒸汽以提高蒸汽溫度；④提高蒸汽流速。（分析見化工原理學習指導P93）29.影響給熱系數(shù)的因素有：全部都是①產生對流的原因；②流體的流動狀態(tài)；③流體的物性；④流體有無相變。⑤壁面的幾何因素。30.熱量傳遞的基本方式是。①恒溫傳熱和定態(tài)變溫傳熱；②導熱給熱和熱交換；③汽化、冷凝和冷卻；④熱傳導、對流傳熱和輻射傳熱。31.圓形蒸汽管道外包覆兩層厚度相同而導熱系數(shù)不同的保溫材料，則將導熱系數(shù)大的保溫材料置于內層與置于外層相比，保溫層的總熱阻，蒸汽管道的熱損失。①增大；②減??；③不變；④不確定。32.強制對流（無相變）流體的給熱系數(shù)關聯(lián)式來自。①理論方法；②量綱分析法；③數(shù)學模型法；④量綱分析和實驗結合的方法。33.在間壁傳熱中，熱量從熱流體到冷流體的傳熱過程中，熱阻主要集中在①金屬壁面；②冷、熱流體的層流底層；。③冷、熱流體的主體；④平均分布在各層中。34.換熱器中冷熱流體一般為逆流流動，主要是為了。①提高傳熱系數(shù)；②減少冷卻劑用量；③提高對流平均溫差；④減少流動阻力。35.當換熱器中冷熱流體的進出口溫度一定時，判斷下面的說法中哪一個是錯誤的。①逆流時，△tm一定大于并流、錯流或折流是的△tm；②采用逆流操作可以節(jié)約熱流體（或冷流體）的用量；③采用逆流操作可以減少所需的傳熱面積；④溫差修正系數(shù)Φ的大小反映了流體流向接近逆流的程度。36.用常壓水蒸汽加熱空氣，空氣平均溫度為20℃，則壁溫約為20℃；100℃；60℃；49.7℃。37.工業(yè)上采用翅片狀的暖氣管代替圓鋼管，目的是。。①增加熱阻；②節(jié)約鋼材，增加美觀；③增加傳熱面積，提高傳熱效果；④減小熱量損失。38.某套管式換熱器，管間用飽和水蒸汽加熱管內空氣（湍流），使空氣溫度由20℃至80℃，現(xiàn)需空氣流量增加為原來的2倍，若要保持空氣進出口溫度不變，則此時的傳熱溫差應為原來的1.149；1.74；2；1.5。40.比較下列不同對流給熱過程的給熱系數(shù)的值的大?。罕??？諝庾匀粚α鳓?，空氣（u=3m/s）強制對流α2，水（u=3m/s）強制對流α3，水蒸氣冷凝α4。α1＜α2＜α3＜α4二、填空1.間壁式換熱器的傳熱過程是對流、傳導、對流。2.金屬的導熱系數(shù)λ大約為幾十kcal/(m·h·℃),液體的λ大約為10-1kcal/(m·h·℃),氣體的λ大約為10-2kcal/(m·h·℃)3.平壁穩(wěn)定熱傳導過程,通過三層厚度相同的材料,每層間溫度變化Δt1>Δt2>Δt3,則λ1，λ2，λ3的大小順序為λ1<λ2<λ3,每層熱阻的大小順序為R1>R2>R3。4.某圓形管道外有兩層厚度相等的保溫材料A和B,ΔtA>ΔtB,則A層導熱系數(shù)<B層導熱系數(shù),將A層材料放在里層時保溫效果較好5.下面各組傳熱系數(shù)α的數(shù)值大小(飽和蒸氣的壓力相同)為:(1)α空氣<α水(2)α水蒸氣冷凝>α水加熱或冷卻(3)α彎管>α直管6.套管換熱器的總傳熱速率方程的表達式為(忽略垢層熱阻)。;以外表面積為基準的總傳系數(shù)Ko的計算式為7.寫出兩種帶有熱補償?shù)牧泄苁綋Q熱器的名稱U型管式、浮頭式，帶補償圈的固定管板式（任意2種）。8.多程列管式熱交換器的殼程中常裝有一定數(shù)目與管束相垂直的折流擋板(簡稱擋板),其目的是提高對流傳熱系數(shù)9.有相變時的對流傳熱系數(shù)比無相變時大，黏度μ值大，對流給熱系數(shù)小，熱壁面在冷空氣之下比熱壁面在冷空氣之上時對流傳熱系數(shù)大10.當設計一臺用飽和蒸氣加熱空氣的列管式換熱器時空氣宜在管內流動。11.列管式換熱器中,用飽和水蒸氣加熱空氣,則傳熱管的壁溫接近飽和水蒸氣的溫度，總傳熱系數(shù)K的值接近空氣給熱系數(shù)13.固定管板式列管換熱器中,壓力高、腐蝕性以及不清潔的物料應走管程。14．根據(jù)冷、熱兩流體的接觸方式的不同,換熱器分為直接混合式、蓄熱式、間壁式等類型。15．熱量傳遞的基本方式為熱傳導(簡稱導熱)、對流傳熱、熱輻射等。16間壁式換熱器的類型有①夾套式②噴淋式蛇管換熱器③套管式④列管式⑤沉浸式蛇管換熱器等17.根據(jù)所采取的溫差補償措施的不同,列管式換熱器包括固定管板式、浮頭式、U型管式、具有補償圈的固定管板式等類型18在通常情況下的同類換熱器中，設空氣的自然對流的給熱系數(shù)為α1，空氣的強制對流給熱系數(shù)為α2，水的強制對流給熱系數(shù)為α3，蒸汽冷凝的強制對流給熱系數(shù)為α4，則從大到小的順序為α4>α3>α2>α1。對于某些熱敏性物料的加熱而言，為避免出口溫度過高而影響產品質量，冷熱流體宜采用并流操作（逆流、并流、錯流、湍流）。19對于固定管板式換熱器，下列換熱介質通常走管程的有A、C、D，走殼程的有B、E、F。A高壓流體；B蒸汽；C易結垢的流體；D腐蝕性流體；E黏度大的流體；F被冷卻的流體。20兩流體通過間壁換熱，冷流體從20℃升至50℃，熱流體從100℃降到70℃則并流時的℃，逆流時的=50℃。=43.2821在套管式換熱器中，熱流體進出口溫度分別為100℃和60℃，冷流體進口溫度為30℃，且已知冷熱流體的熱容流量mscp相等，則=30℃。30；40；50；7022套管式換熱器的管隙通入壓強一定的飽和蒸汽，使管內的空氣溫度升高，保持空氣的壓強不變，流量增大，其他條件不變，則傳熱速率Q變大，傳熱系數(shù)K變大，空氣出口溫度t2變小，對數(shù)平均溫差變大。23有一并流操作的換熱器，已知冷流體進出口溫度分別為20℃和50℃，熱流體進出口溫度分別為90℃和60℃，則其平均傳熱溫差Δtm為30.8℃。24.列管換熱器的管程設計成多程是為了提高管程的給熱系數(shù)，在殼程設置折流板是為了提高殼程的給熱系數(shù)。25.在確定列管式換熱器的冷熱流體的流程時，通常蒸汽走殼程，高壓流體走管程，易結垢的流體走管程，有腐蝕性的流體走管程，黏度大的流體走殼程，流量小的流體走殼程。26.在溫度小于180℃的條件下，水蒸氣是最適宜的加熱劑，而當溫度不很低時，水是最適宜的冷卻劑。27.某一熱流體流經一段直管后，再流入同一管徑的彎管段，則彎管的傳熱系數(shù)比直管段的大28.一維（x方向）穩(wěn)態(tài)熱傳導，傅里葉定律可表示為：。29.多層平壁的熱傳導公式：30.圓壁熱傳導公式：31.牛頓冷卻定律32.總傳熱系數(shù)K33.傳熱速率方程34.熱量衡算式35.復雜流型：先求Δtm逆，再計算P,R值，然后查圖5-19得到溫度校正系數(shù)36.傳熱效率-傳熱單元數(shù)法先確定最小熱容流量：如熱流體：逆流并流37.圓形直管內的做強制湍流的給熱系數(shù)表達式？及其條件。適用范圍：Re>10000，0.6<Pr<160，<2mPa.s，l/d>50流體被加熱時，n＝0.4，被冷卻時，n＝0.3特征尺寸：管內徑d38.從傳熱速率方程的角度分析列管式換熱器的優(yōu)點：Q=KAtm單位體積的傳熱面積A大；為強制對流，對流傳熱系數(shù)大：K大可以采用逆流，傳熱推動力Δtm大其它優(yōu)點:結構緊湊、堅固、高溫、高壓、耐腐蝕三、簡答題：1．熱水瓶在設計和使用過程中采取了哪些防止熱損失的措施？（從傳熱的角度簡析理由）（1）熱水瓶膽設計成玻璃夾層結構，夾層內空氣被抽出，接近真空，可防止對流熱損失；（2）瓶膽夾層內表面均鍍有銀、鋁等低黑度涂層，減低了輻射散熱量（3）使用中，瓶蓋選用導熱系數(shù)小的軟木塞，而且灌水時還要在瓶口處留一段空氣柱，因為空氣的導熱系數(shù)遠小于水，從而有效的降低了瓶口處的熱損失。2.提高給熱系數(shù)的措施有哪些？（1）提高流速，增加管程數(shù)提高管內流速，增加折流板數(shù)提高殼程流速，但此方法是以增大泵耗為代價的。（2）改變流動狀態(tài)：增加折流板，加強殼程的湍動程度，管內表面加工螺紋槽，管內安裝插入物如麻花紐帶等。（3）有相變的沸騰和冷凝傳熱的強化：液體沸騰保持核狀沸騰，制造人工表面，增加汽化核心數(shù)，冷凝保持滴狀冷凝，排除不凝氣體，保持氣液流向一致，合理布置冷凝面，利用表面張力（溝槽、金屬絲）（4）引入機械振動：傳熱面振動或流體振動，目的是加強層流底層的湍動。3.傳熱基本方程中，推導得出對數(shù)平均推動力的前提條件是什么？假設的前提條件：（1）定態(tài)換熱操作，或略熱損失；（2）傳熱系數(shù)K在整個傳熱面上保持不變；（3）忽略冷、熱流體的比熱容隨溫度的變化。4.室內暖氣片為什么只把外表面制成翅片狀？室內暖氣片內部的熱流體和片外的冷流體（空氣）之間的熱傳遞為對流-導熱-對流的過程，因為暖氣片外壁與空氣的給熱系數(shù)遠小于片內一側水或水蒸氣與內壁的給熱系數(shù)，即片外一側的給熱熱阻為控制熱阻，要提高傳熱速率，改變片外的給熱系數(shù)更重要，暖氣的外表面制成翅片狀后，加劇了空氣的湍動程度，破壞了層流底層，使總傳熱系數(shù)增大。5.氣溫下降，應添加衣服，把保暖性好的衣服穿在里面好還是外面好，為什么？因為保暖性好的衣服導熱系數(shù)小，熱阻大，熱損失小，所以把保暖性好的衣服穿在外面好6.簡述換熱器的強化途徑（P207）從傳熱速率方程Q=KA，因此強化傳熱，有三個途徑：（1）傳熱系數(shù)K：與兩流體的給熱系數(shù)、污垢熱阻、和管壁熱阻有關。原則上減少上式中任意一項分熱阻，都能提高K值，但當分熱阻的相互差別較大時，總熱阻主要有其中較大的熱阻控制，增加K值，應設法減小對K值影響較大的項，如污垢熱阻較大時，應主要考慮如何防止或延緩垢層形成或垢層清洗，當a1和a2相近時，同時提高兩流體的給熱系數(shù)，當差別較大時，設法增加較小的a才能有效提高K值，加大流速，增加湍動程度，以減少層流底層的厚度，可以有效的提高無相變的流體的給熱系數(shù)，從而達到提高K值的目的，如增加列管式換熱器的管程數(shù)和折流板的數(shù)目，管內裝入強化添加物等（2）平均溫差：其大小由冷熱流體的溫度決定，一般的，已為生產條件所決定，從節(jié)能的角度，應盡量在低溫差條件下傳熱，當兩邊流體為變溫傳熱時，盡可能考慮從結構上采用逆流或接近逆流的情況，以得到較大平均溫差（3）單位體積內的傳熱面積：可以從改進傳熱面的結構著手，如翅片式換熱器，在換熱器內外表面帶有各種形狀的翅片，或以各種波紋管代替光管，不僅增加了傳熱面積，同時增大了湍動程度。特別是對于傳熱系數(shù)小的一側采用翅片對提高傳熱系數(shù)更有效。7.提高傳熱系數(shù)K的措施有哪些？傳熱系數(shù)K：與兩流體的給熱系數(shù)、污垢熱阻、和管壁熱阻有關。原則上減少上式中任意一項分熱阻，都能提高K值，但當分熱阻的相互差別較大時，總熱阻主要有其中較大的熱阻控制，增加K值，應設法減小對K值影響較大的項，如污垢熱阻較大時，應主要考慮如何防止或延緩垢層形成或垢層清洗，當a1和a2相近時，同時提高兩流體的給熱系數(shù)，當差別較大時，設法增加較小的a才能有效提高K值，加大流速，增加湍動程度，以減少層流底層的厚度，可以有效的提高無相變的流體的給熱系數(shù)，從而達到提高K值的目的，如增加列管式換熱器的管程數(shù)和折流板的數(shù)目，管內裝入強化添加物等.8.傳熱基本方程中，推導得出對流平均推動力的前提是什么？定態(tài)換熱操作，忽略熱損失；傳熱系數(shù)K在整個傳熱面上保持不變；忽略冷熱流體的比熱容隨溫度的變化。9.夾套式釜式設備，夾套內通蒸汽從上口進還是從下口進？冷卻水從上口進還是從下口進？為什么？（1）加熱蒸汽從上口進，下口出：便于導出冷凝液，利用蒸汽的潛熱進行換熱，傳熱系數(shù)大；（2）冷卻水從下口進，上口出，保證夾套內充滿液體。10．為什么一般情況下，逆流總是優(yōu)于并流？并流適于哪些情況？當冷、熱流體的進出口溫度相同時，逆流操作的平均推動力大于并流，因而傳遞相同的熱流量，所需的傳熱面積較小，此外，逆流操作可以在更寬的范圍內完成傳熱任務。對一定的熱流體進口溫度T1，逆流時冷流體的最高極限出口溫度為T1，而并流時則為T2，所以，如果換熱的目的是單純的冷卻，逆流時冷卻介質溫升可選擇較大而冷卻介質用量可以較少；如果換熱的目的是回收熱量，逆流時回收的熱量溫位（即溫度t2）可以較高，因而利用價值較大。宜采用并流操作的情況：（1）對某些熱敏性物料的加熱過程，并流可避免冷流體出口溫度t2過高而影響產品質量；（2）高溫換熱器中，逆流時兩流體的高溫端集中在一端，會使該處壁溫特別高，為降低壁溫，可采取并流操作，以延長換熱器的使用壽命。11.有相變時與無相變的對流給熱系數(shù)相比較，哪個大？為什么？有相變時的給熱系數(shù)大于無相變時的給熱系數(shù)。這是因為：對流體傳熱，無相變時熱阻主要集中在緊貼換熱壁面的層流內層內，當液體發(fā)生相變（沸騰）時，氣泡的生成和脫離對液體薄層產生強烈擾動，使熱阻大大下降，給熱系數(shù)增加；對氣體傳熱，無相變時熱阻主要集中在壁面附近的層流底層中（主要導熱過程），當發(fā)生相變（蒸汽冷凝時）熱阻主要集中在冷凝液膜內，因蒸汽冷凝給熱系數(shù)大于氣體的導熱系數(shù)，所以給熱系數(shù)增加。12.列管換熱器中用蒸汽加熱空氣，蒸汽走殼程，空氣走管程且做湍流流動，若其他條件不變，下列情況下，Q/Δtm=KA，將如何變化？（1）空氣壓強加倍；（2）傳熱管數(shù)目加倍。（1）p增加一倍，cp、μ、λ不變，則Pr準數(shù)不變，p增加，質量流率G=uρ不變，雷諾數(shù)Re不變，所以傳熱系數(shù)K不變，因此Q/Δtm=KA不變（2）傳熱管數(shù)目加倍，A’=2A，則u’=0.5u，13.在一列管式換熱器中用飽和水蒸汽預熱某有機溶液（無相變），蒸汽走殼程，現(xiàn)若蒸汽壓力變大，而其它操作參數(shù)不變，試定性分析K、Q、t2、Δtm的變化趨勢？根據(jù)-NTU法，冷流體蒸汽壓力變大，T增加所以t2增大，K不變，Q增加，Δtm增加第7章蒸發(fā)一、選擇題1.提高蒸發(fā)裝置的真空度,一定能取得的效果為①將增大加熱器的傳熱溫差；②將增大冷凝器的傳熱溫差③將提高加熱器的總傳熱系數(shù)；④會降低二次蒸氣流動的阻力損失2.采用多效蒸發(fā)的目的在于①提高完成液的濃度；②提高蒸發(fā)器的生產能力③提高生蒸氣的利用率（節(jié)省生蒸汽的用量，節(jié)能）；④提高完成液的產量3.下列關于并流加料多效蒸發(fā)裝置的各效總傳熱系數(shù)(K1,K2，K3…)以及各效蒸發(fā)量(W1,W2，W3…)相對大小的判斷中正確的是K1>K2>K3……,W1<W2<W3……；K1<K2<K3……,W1<W2<W3……K1>K2>K3……,W1>W2>W3……；K1<K2<K3……,W1>W2>W3……4.在常壓單效蒸發(fā)器中蒸發(fā)某種鹽溶液。已測知該鹽溶液在常壓下因蒸氣壓降低引起的沸點升高為12℃,液柱靜壓引起的平均沸點升高為4℃,請據(jù)下表選定該蒸發(fā)操作至少得用表壓的生蒸氣飽和水蒸氣絕對壓強1.522.533.5飽和水蒸氣的溫度/℃1151201281321382.5；2；1.5；15.有一四效蒸發(fā)裝置，冷料液從第三效加入，繼而經第四效，第二效后再經第一效蒸發(fā)得完成液，可斷定自蒸發(fā)現(xiàn)象將在出現(xiàn)。①第一效；②第二效；③第三效；④第四效6.有一套平流加料蒸發(fā)裝置,一共三效,各效蒸發(fā)器的形式及傳熱面均相同?，F(xiàn)以W1、W2、W3分別表示第一、二、三效在相同時間內蒸發(fā)出的水分量,它們的大小順序為W1>W2>W3；W2>W1>W3；W3>W2>W1；7.導出蒸發(fā)器的簡化熱量衡算式時，所做的基本假定是W1=W2=W3。①沸點進料；②溶液的熱焓和比熱容取溶質和溶劑的質量平均值；忽略溶解熱和稀釋熱；④無熱損失。8.在單效蒸發(fā)器中，將某水溶液從20%濃縮至50%，原料沸點進料，加熱蒸汽溫度為96,2℃，有效傳熱溫差為11.2℃，二次蒸汽的溫度為75,4℃，則溶液的沸點升高為11.2；20.8；85；4．為蒸發(fā)某種黏度隨溫度和濃度變化較大的溶液，宜采用℃。9.6流程。①并流加料；②逆流加料；③平流加料；④自然雙效三體并流加料。10.并流加料的多效蒸發(fā)中，除第一效外，各效的進料溫度該效溶液的沸點。①高于；②低于；③等于；④不確定。11.提高蒸發(fā)器生產強度的主要途徑是增大。①傳熱溫度差；②加熱蒸汽壓力；③傳熱系數(shù)；④傳熱面積。12.蒸發(fā)器的生產強度隨效數(shù)的增多而，隨傳熱溫差的增大而，隨傳熱系數(shù)的減小而。①增大；②減?。虎鄄蛔?；④不確定。13.生蒸汽的經濟性隨蒸發(fā)器的熱損失增大而，隨溶液的進料溫度升高而，隨效數(shù)的增多而。①增大；②減小；③不變；④不確定。14.為了提高蒸發(fā)器的生產強度。①不應考慮傳熱系數(shù)問題，而應設法提高傳熱溫差；②不應考慮傳熱系數(shù)問題，而應設法降低傳熱溫差；③盡可能采用并流進料法；④應該設法提高總傳熱系數(shù)或增加傳熱溫度差，或兩者同時并進。二填空題1.將一流量10000kg/h，含量為68%（質量，下同）的硝酸銨水溶液濃縮至90%，則水分蒸發(fā)量為___________kg/h。2蒸發(fā)