化工原理题库习题

第一章流体流动一、名词解释（每小题2分）31、法定计量单位由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。62、稳定流动流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。63、不稳定流动流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。64、流动边界层流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。35、边界层分离流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。66、速度梯度速度梯度，即在与流动方向垂直的方向上DUYY流体速度的变化率。37、牛顿黏性定律DYU68、当量长度把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相EL当于流过一段与它直径相同、长度为的直管阻力。所折算的直管EL长度称为该管件或阀门的当量长度。69、因次分析法用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。310、相对粗糙度/D相对粗糙度。611、黏性运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。612、黏度，比例系数，流体的黏性愈大，SYUF其值愈大，所以称为粘滞系数或动力。黏度，简称黏度。312、点速度流通截面上某一点的速度，可直接测量M/S。313、绝压以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。314、表压表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。315、真空度真空度等于大气压强减去绝对压强。三、填空题（每小题2分）31、当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时，其公式中的流速应该用_管中的速度。流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区）其摩擦系数随RE和_而变。细管；E/D32、牛顿黏性定律的数学表达式为_，牛顿黏性定律适用于_型流体。DU/DY；牛顿33、在毕托管中，测压孔正对水流方向的测压管液位代表_，流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表_。动静压头之和；静压头34、稳定流动中，点流速只与_有关，而不稳定流动中，点流速除与位置有关外，还与_有关。位置；时间65、列伯努利方程时选取的截面，期中的两个必须具备的条件是_，_。连续；垂直流动方向或流体流线平行36、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_倍。2；1/467、下图表示流体在圆形直管进口段内流动时边界层发展的情况，图中AB截面管中心A点的流速为US，B点的流速为U，图示中所表示的符号意义是1为，2为_，3为，US表示。滞流边界层厚度；湍流边界层厚度；滞流内层；主流区流速38、在SI制中压强的因次为_，功率的因次为_速度梯度。MT2L1；MT3L239、实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是_。流体具有黏性310、如图示并联管路，流体由高位槽经A、B两路流出。当开大阀门A后，管路A中流速UA，O点压强P0。增大；降低611、流体流动的连续性方程是_；适用于园形直管内不可压缩流体流动的连续性方程是_。U1A11U2A22常数；U1D12U2D22常数312、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为05M/S，压强降为10PA，RE为1000，问管中心处点速度为_M/S，若平均流速增加为1M/S，则压强降为_PA。1M/S；20PA613、LZB40转子流量计其转子为不锈钢（比重792），刻度标值以水为基准，量程范围为02525M3/H，若用此转子流量计来测量酒精（比重08），则酒精的实际流量值要比刻度值_，测量酒精时，此流量计的最大流量值为_。大；284M3/H614、如图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数与压差计读数R的关系式为_。2112UG915、如附图所示，容器中盛有油（800KG/M3）。油上界面A2以上是空气。U形管中指示液为水1000KG/M3，A1，A2，A3在同一水平面上，B1，B2，B3点也在同一高度上，H1100MM，H2200MM，则各点的表压PA1_，PA2_，PB1_，PB3_。（表压值以MM水柱表示）PA10；PA2100MMH2O；PB1300MMH2O；PB3340MMH2O316、流体动力黏度（简称为黏度）的SI单位为_。运动黏度的SI单位为_。PAS或NS/M2；M2/S617、边长为04M的正方形通风管道，其润湿周边长为_，当量直径为_。16M；04M618、米糠油在管中作层流流动，若流量不变，、L不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_。1/16319、流体机械能衡算式如衡算基准以J/KG表示，则该方程可表示为，若用N/M2（NM/M3）表示则可表示为。（无外加机械能）HFUPGZUPGZ22211HFZUPGZ2222111620、如图所示，液体在等径管中稳定流动，则阀的局部阻力系数与压差计读数R的关系式为。22UGI321、层流时,管内平均流速是最大流速的_；湍流时，管内平均流速约是最大流速的_。05；08622、如图所示系统，其大管内径D145MM，液体在管内流速为05M/S，小管内径D219MM，从11到22断面的阻力损失为15J/KG，则22断面处的流速为_M/S，是根据方程而得。28M/S；连续性323、空气在内径一定的圆管中稳定流动，若气体质量流量一定，当气体温度升高时，RE值将_。下降324、_的流体称为理想流体。无黏性325、某种油漆服从幂率方程10（DU/DY）05，PA。在剪切速率DU/DY11/S时的黏度为_PAS；当DU/DY1001/S时其黏度为PAS。10；1326、并联管路的特点是（1）并联各管段压强降_；（2）主管流量等于并联的各管段_。相等；流量之和627、LZB40转子流量计其转子为不锈钢（比重792），刻度标值以水为基准，量程范围为02525M3/H，若上述转子流量计改用形状完全相同的铅转子（比重1067）代替原不锈钢转子，测量的流体仍为水，则实际流量值要比刻度值_，实际量程范围为_M3/H。大；0295295628、测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将_，若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将_。增加；不变629、已知搅拌器功率P是搅拌桨直径D、转速N、流体密度及黏度的函数，即PF（D，N，），利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有个准数。2330、压强表上的读数表示被测流体的_比大气压强高出的数值，称为表压强。绝对压强四、问答题（每小题2分）31、如何判断一流体的流动类型答RE2000的流动称为层流流动，RE4000的流动称为湍流流动。32、层流与湍流是如何定义的答RE2000的流动称为层流流动，RE4000的流动称为湍流流动。63、简述层流与湍流的区别。答流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。64、什么是“当量直径”答对非圆形截面的通道，可以找到一个与圆形管直径相当的“直径”来代替，此直径即称为“当量直径”。35、当量直径是如何计算的答当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边长。36、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面11的压强、流速也相等。问在三种情况中，下游截面22的流速是否相等答三种情况中，下游截面22的流速相等。67、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面11的压强、流速也相等。问在三种情况中，下游截面22的压强是否相等如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小其理由何在答三种情况中，下游截面22的压强不相等，其中（A）的压强最大，（C）的压强最小。这是因为（C）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静压强降低。68、活塞在汽缸中以02M/S速度移动，见附图。活塞与汽缸之间的油膜厚度为01MM，求油膜的速度梯度是多少答201023YUD6、漆刷以08M/S速度在平板表面移动，漆膜厚度为02MM，见附图。问漆膜中形成的速度梯度为多少答94010283UDY910、如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动为什么答时，水向低位槽流动。2PZGPA六、计算题61、某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为V20Y200Y2，式中Y截面上任一点至管壁的径向距离，M；V该点的点流速，M/S。试求（1）管半径中点处的流速；（2）管壁处的剪应力。该流体的黏度为005PAS。5分解（1）已知V20Y200Y2，则令，204DY0DVY解得Y005M，即管半径R005M当005/20025M，2RV20Y200Y2200025200002520375M/S3分（2）20M/S/M0YDV则W0052010N/M22分0YVD62、水在水平管内流动，截面1处管内径D1为02M，截面2处管内径D2为01M。现测得水在某流量下截面1、2处产生的水柱高度差为020M，若忽略水由1至2处的阻力损失，试求水的流量M3/H。10分解4分2211212UPUPZGZGZI、PI均按管中心线取值，因Z1Z2，U24U1得22112145UH02021215PGGU10511M/S4分3322105106157844MVDUSS2分63、水从喷嘴口11截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴内直径D125MM，现要求在高于喷嘴出口5M处水流的直径D2为D1的12倍，试计算出喷嘴口的水流速U1。忽略阻力。5分解令高于喷嘴出口5M处水流截面为22截面12截面间P1P2D212D1，U1D12U2D22U23分11124DUU由即221ZG221129854UU11376M/S2分64、某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中，输液管规格为3825MM，已知料液在管中的流速为UM/S，系统的HF206U2/2J/KG。因扩大生产，须再建一套同样的系统，所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30，问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少10分解U10U2P1P2于是GZ1GZ2HFGZ1Z2HF2064分2U239M/S0505122298166GZ2分Z1Z22061514M2206139528UG2分增高为Z1Z1151411414M2分65、用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为384T/H。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20M，管路总长包括局部阻力430M，进出口阻力不计。管径为1084MM，油的黏度为3430CP，密度为960KG/M3，泵的效率为50，求泵的实际功率。10分解2分32841014596MUS014596033EDUR层流1622分6ER列两截面柏方20981EWZGHFHF80,0UPAA2243014516697LUJHFDKG4分695720981753EJWKG371538410506ESENWKW2分66、用离心泵经5735MM的钢管，将敞口贮槽内的有机溶液（密度为800KG/M3，黏度为20CP）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16M，见附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25M，反应器内的压力恒定为4KGF/CM2（表压），有机溶液输送量为6M3/H，泵的效率为60，试确定泵的轴功率。10分解305804916821EDUR层流2分641982分204905364MUS列两截面柏方22EPWZGHF2分250UHF3249807164250849169865398EJWKG4分365438010456ESENWKW2分67、40水由高位槽经异径收缩管向下流动，40水的密度为992KG/M3，饱和蒸汽压PV738KPA，当地大气压为97KPA。现拟D0取135MM，试问当不计阻力损失，水在流经收缩管时会不会汽化10分解管子出口流速U2GH1098140M/S2分1400152U001352U01728M/S2分由水槽液面至收缩管处排伯努利方程32097117898129PP0170103PA4分P0PV，故收缩管处不会发生水汽化2分68、如图所示，水从槽底部沿内径为100MM的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R50CM，H18M。求（1）阀门全开时的流量（2）阀门全开时B处的表压（阀全开时LE/D15，入管口及出管口的阻力系数分别为05及10，设摩擦系数0018）15分解阀关时ZA1810000513600ZA5M2分（1）阀全开对AA和CC截面外侧列伯努利方程22CCAAPUUGZGZHF取ZC0基准面，4分220,0,0CCAAUPU259815181510CU解出U302M/S3分32013608544MVH（2）对AA到BB截面列伯努利方程2BAPUGZHF4分223050309815181BPB176104N/M2（表）2分69、在图示装置中，水管直径为5735MM。当阀门全闭时，压力表读数为03大气压，而在阀门开启后，压力表读数降至02大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为05MH2O，求水的流量为若干M3/H10分解阀门全闭时，由P2GH，503103198HM即水槽液面距阀门中心线的高度为31M。2分阀门开启时，以水槽液面为上游截面11，压力表处为下游截面22，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式4分Z1H31M，Z20，P10，P2021013105PA，U10，HF/G05MH2O代入上式25013030598981U解得U2324M/S2分2分32360294MVDUH610、如图示常温水由高位槽以15M/S流速流向低位槽，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，已知管道为5735MM的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60M，截止阀在某一开度时的局部阻力系数为75。设系统为稳定湍流，管路摩擦系数为0026。求（1）管路中的质量流量及两槽液面的位差Z；（2）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2。若将阀门关小，使流速减为原来的08倍，设系统仍为稳定湍流，近似不变。问（3）截止阀的阻力系数变为多少（4）阀门前的压强PA如何变化为什么20分解（1）220510294510644SKGTWDUSH1122截面列伯努利方程ZGHF5分216015274385ZGM（2）阀前后2231575708410UPPAPIGR即84381031361103981R2R2006826M6MM5分（3）1122截面列伯努利方程当U08U081512M/S2LUZGHFD2438LGDU5分298143602935（4）因高位槽水位不变，流量减小，阀前管路阻力减小，必引起A点压强PA增大。5分611、水塔供水系统如附图所示。管路总长50M（不包括局部阻力当量长度），水塔内水位高98M，管内径D45MM，现测得流量V为12M3/H，摩擦系数可按002计，试计算所有局部阻力当量管长LE之值。10分解1122截面列伯努利方程4分21UZGHF2分21136045MUS2ELUHFD221ELUUZGD2分2250198124EL2分2981504852ELM612、有一内径D50MM的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔直径D025MM，U形压差计的指示液为汞，孔流系数C0062。当需测的最大水流量为18M3/H，问U形压差计最大读数MAX为多少5分解002ISGRVAUC期中3分00I229816010180506364IR221898126050630RM2分9R613、密度为103KG/M3、黏度为1CP的水，以10M3/H的流量在513MM的水平光滑管内流过。在管内某处P115AT（表压），若局部阻力不计，问距该处100M下游处P2为多少PA（RE30001105，03164/RE025）10分解2分221010175363644MUSD2分3051707850EDUR1分025316401987列两面的柏方3分2122FPPLUHD2244211075159807190814LUPAD表2分914、内截面为1000MM1200MM的矩形烟囱的高度为30M。平均摩尔质量为30KG/KMOL，平均温度为400的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49PA的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20，地面处的大气压强为10133103PA。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为005，试求烟道气的流量为若干20分解烟囱底端为上游截面11、顶端内侧为下游截面22，并以截面11为基准水平面。在两截面间列柏式，即221122FUPUPGZGZH式中Z10，Z230M，U1U24分由于烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按1033105PA及400计算，即2分53310054/84274PMKGMRT以表示大气的密度，PA，1与PA，2分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即P1PA，149PA因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故P2PA，2PA，1GZ22分标准状况下空气的密度为1293KG/M3，所以10133105PA、20时的密度为37129312/0KGM2分于是P2PA，11298130PA，1353PA将以上各值代入柏式，解得,1,149359081326/0AAFPPHJKG2分2分2FELUHD其中2分124109EDM烟道气的流速为2分261092197/53UMS烟道气的流量为360601972105436210/SUAKGH2分615、已知输水量为15M3/H，管径53MM，总机械能损失为40J/KG，泵的效率06，求泵的轴功率。15分解取池内水面为截面1，作为基准面；输水管出口为截面2，则有Z10，Z220M，P10，P2500103PA，U10，2分2分221518936034MUS3分2211212EFUPUPZGWZGH代入数值，得WE738J/KG2分质量流量WS15/36001000417KG/S2分有效功率NE4177383080J/S308KW2分泵的轴功率2分KWPE1356083916、某液体密度为800KG/M3，黏度为73CP，在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径300MM，总长为50M（包括全部局部阻力当量长度），两容器液面差为32M（如图示）。求（1）管内流量为多少（2）若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少按该管折算的当量长度又是多少层流64/RE；湍流0316/RE02515分解（1）在11，22两截面间列柏努力方程，U1U20，P1P20，WE04分2112FLUGZHD由，代入上式02536REE得U3513M/S2分验证RE033513800/0073115504000假设正确，VAU89395M3/H2分（2）流量减半，流速减半，即U17565M/SRE5775符合伯拉修斯式列11，22间柏努力方程2102536RELUGZD则3分434分222025025316REE180316EEELLUUUDDLM917、右图，有一直径为3825MM，长为30M的水平直管段AB，在其中装有孔径为164MM的标准孔板流量计来测量流量，流量系数CO为063，流体流经孔板的永久压降局部损失为6104PA，AB段摩擦系数取为0022，试计算（1）流体流经AB段的压力差；（2）若泵的轴功率为800W，效率为62，求AB管段消耗的功率为泵的有效功率的百分率，已知操作条件下液体密度为870KG/M3，U管指示液为汞，其密度为13600KG/M3。15分解3分0233220698136087614071750/5/4SEFFRGVCAMSVUS（1）由A、B两点列柏努力方程2222344,00521087619610BAEFBABEAFAPUPUZHZHGGLUPPD5分（2）8062496ENW轴AB段消耗的功率4分3417509610695SEFPMWVU则3分169044EN618、一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14MM的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密谋为1400KG/）抽吸入管内混合成稀碱3M液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为573MM，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20M，摩擦系数可取0025。（1）当水流量为8M3/H时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少MMHG；（2）判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关15分解主管道SMAVSU/091054/360/8/2（1）文丘里喉部M处3分SS/41/222在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得真空度）231632/09150/50/48/2/22212MHGOMHGGUDUZP分（2）H碱碱水H水H水151400/100021M，；，99、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道,当石棉泥受潮后，其保温效果应_，主要原因_。降低；因水的导热率大于保温材料的导热率,受潮后,水占据一定的孔隙空间，使保温层材料导热率增大,保温效果降低。910、蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放_，这是因为_。不凝气和冷凝水；凝气构成附加的气膜传热阻力，而冷凝水的积累减小换热面积。611、设置隔热挡板是_辐射散热的有效方法。挡板材料的黑度愈低，辐射散热量_。有一单层平壁如图所示。已知材料的导热率为常数，从左等温面至右等温面的稳定导热热流量为，则平壁内的温度分1T2TQ布表达式为_。减少；愈低QXT1312、某物体（可近似为灰体）在20时，其黑度为08，其吸收率为_。08613、浮头式或带膨胀节的换热器适用于_与_流体的温差很大的场合。管程；壳程314、根据有无热补偿或补偿方法不同，列管式热器的一般结构型式有_、_、_。换热器中，热流体由200冷却到140，冷流体由20升高到35，热流体的热容量流率较小，则传热效率为_。膨胀节；浮头式；U型管333615、消除列管换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加_，采用_结构或采用_式结构。膨胀节；浮头式；U型管616、如图所示，为尽量减少、两个温度不同的固体表面间的辐射传热，可以采取的措施是_。在两固体壁面间，平行放置多块黑度较小的遮热板917、用冷却水将一定量的热流体由100冷却到40，冷却水初温为15，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较。方案是令冷却水终温为30，方案是令冷却水终温为35，则用水量W1_W2，所需传热面积A1_A2。如图所示,蒸汽在管束外冷凝，A、B两种排列方式的其它条件均一样，比较它们的冷凝给热系数的大小_，因为AB_。大于；小于大于；因为冷凝液从上面各排流到下面各排，液膜逐排增厚，沿垂直方向管数愈多，液膜愈厚。318、两流体的间壁换热过程中计算式中，T表示WCQP。T1T2或T2T1619、设备保温层外包一层表面_、颜色_的金属，可使设备的热损失减少。光滑；较浅620、举出五种间壁式换热器_、_、_、_、_。套管式换热器；列管式换热器；夹套式换热器；板式换热器；螺旋板式换热器；蛇管式换热器；板翅式换热器等任选五种621、导热率的物理意义是_，其SI制的单位为_，工程制的单位为_。单位温度梯度、单位导热面积上所传导的热量；W/（M）；千卡/小时米922、定性温度是指_。沸腾传热可分为三个区域，它们是_、_和_，生产中的沸腾传热过程应维持在_区操作。确定准数中各物性参数的温度自然对流区；核状沸腾区；膜状沸腾区；核状沸腾623、对多层圆筒壁的热传导，通过各层的传热速率_，热通量_,沿圆筒壁的径向温度分布为_线。相等；不相等；曲线924、已知导热率2388103CAL/CMS，此值在SI制中为_W/MK。写出比热CP的单位，工程制为_，SI制为_。物体的辐射传热速率与其绝对温度的_次方成正比。1KCAL/（KG）；J/（KG）四925、在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数接近于_侧的对流传热系数，而壁温接近于_侧流体的温度。蒸汽冷凝时的对流给热系数较大。原因是_。空气；饱和水蒸气；蒸汽冷凝时释放较大冷凝潜热926、估计列管式换热器中金属管壁的温度TW，壳程为01MPA的饱和水蒸气冷凝。A管程是平均温度为40的空气，TW约为_；B管程是平均温度为40的水，水的对流给热系数为2000W/M2，基于内面积的总传热系数KI1600W/M2，TW约为_。在设计时，欲略为增大一卧式冷凝器的传热面积，从有利于传热角度看，宜采取的措施为_，因为_。100；88增加管长；如果采用增加管数的办法，则沿垂直方向管数也增加，冷凝液从上面各排流到下面各排，液膜逐渐增厚，降低327、管内湍流传热，流体内温度梯度最大的部分是在_，原因是_。滞流底层；滞流底层的传热机理是导热，流体的导热率一般比较低。628、在稳态传热中，凡热阻大处其温差也_。滴状冷凝的给热系数_膜状冷凝给热系数。大；大于629、沸腾传热时，在核状沸腾区壁面与沸腾流体的温差愈大，则_。越大931、下列各种情况下的对流给热系数空气流速为6M/S时的；空气流速为25M/S时的；水的流12速为12M/S时的；水的流速为25M/S时的；蒸汽膜状冷凝时34的之间的数值按自大而小的顺序为_5_。；54321332、不需要任何介质的传热称为_传热。辐射633、在列管式换热器中，流体在管内流动称为流经_。管程634、列管式换热器中，流体在_流动称为流经壳程。管间635、能以相同的吸收率且部分地吸收由零到的所有波长范围的辐射能的物体称_。灰体336、在辐射传热中，气体的反射率为_。0337、在辐射传热中，黑体的透过率为_。0338、在辐射传热中，灰体的透过率为_。0339、灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比，称为物体的_。黑度340、在列管换热器中，若用饱和蒸气加热空气，则传热管的壁温接近_的温度。饱和蒸气941、在列管换热器中，若用饱和蒸气加热空气，则总传热系数接近_的对流传热系数。空气942、在列管换热器中，若用饱和蒸气加热空气，则空气应走_。管内943、在列管换热器中，若用饱和蒸气加热空气，则饱和蒸气应走_。管间944、判断下列物性数值大小金属_液_气。；五、问答题61、在列管换热器中，拟用饱和蒸气加热空气，传热管的壁温接近哪一种流体的温度为什么（3分）答壁温接近饱和蒸气的温度。因为，饱和蒸气的空气的，则OWIWATT11OI所以，,传热管的壁温接近饱IOWTTTW和蒸气大的温度。62、为什么内部孔隙多的材料保温效果好3分答因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体，对导热不利，从而起到了保温的作用。63、在强化传热的过程中，为什么要想办法提高流体的湍动程度3分答由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内，提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度，可以提高传热效果。94、在传热实验中，试分析说明饱和水蒸气与管壁间的对流给给热系数如何确定的并指出相应测试的基本参量有哪些4分答120TCWTTAQPCWS012ATTTCWWSPC即需测参数空气流量；空气进、出口温度（1、2）；C饱和蒸汽压力,然后查出饱和蒸汽温度TS；管壁温（W）95、在蒸汽冷凝时，其冷凝液为层流流动，若要提高蒸汽冷凝的给热系数，可考虑采取哪些措施4分答措施一让液膜和蒸汽同向流动，则磨擦力使液膜流动加速，厚度减薄，从而使增大；措施二若为单根管，将垂直放置改为水平放置。若为管束，则需减小垂直列上的管数，或把管子排列旋转一定的角度；措施三及时排除不凝气体。96、作图定性示出沸腾传热系数随相应的传热温差（壁面和沸腾液体之间）的变化关系。列管换热器封头装置隔板的作用是什么4分答如图隔板将管子分成若干组，构成多程换热器,增大流速,以提高管程。97、现场有一列管式加热器，管程有DMM钢管N根，每根长L米,内通水。壳程为压力等于PPA绝的饱和水蒸气冷凝。今欲实测此换热器传热系数K，试问需要测取哪些数据说出所用仪表。根据测得的数据列出计算K值的有关公式及计算方法。4分答需要测水的进、出口温度和，可使用温度计测量需1T2要的加热蒸汽温度,可使用热电偶测量,需要测水的流量,可使用转子流量计测量。12TTCWQP水水换热器面积LDNA00平均推动力21LTTTM12TTT21TTT基于外表面的总传热系数MPMTLDNTTCVTAQK01200（水水五、计算题31、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100MM，其导热系数分别为09W/（）及07W/（）。待操作稳定后，测得炉壁的内表面温度为700，外表面温度为130。为减少燃烧炉的热损失，在普通砖的外表面增加一层厚度为40MM,导热系数为006W/（）的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740，外表面温度为90。设两层材料的导热系数不变。计算加保温层后炉壁的热损失比原来减少百分之几10分解设单位面积炉壁的热损失为（），加保温层前，是双层QSQ平壁的热传导4分221311/24070193MWBTQ加保温层后，是三层平壁的热传导4分2321412/706470194MWBBTQ热损失减少的百分数2分468240712Q62、外径为426MM的蒸气管道，其外包扎一层厚度为426MM的保温层，保温材料的导热系数可取为0615W。若蒸汽管道的外表面温度为177，保温层的外表面温度为38，求每米管长的热损失。10分解由已知R20426/20213M，R3021304260639M5分每米管长的热损失5分MWRTLQ/489213069LN7LN223263、在一套管换热器中，用水蒸气加热空气，已知空气侧的对流给热系数为40W/M2,蒸汽冷凝侧的对流给热系数为5000WM2，现欲提高此传热过程的总传热系数，应从何着手解决试用具体数据说明理由。（注管壁热阻及污垢热阻可忽略，空气湍流）15分解当忽略管壁及污垢热阻时4015112KW/M24分397由于,故应设法增大之值122在管程允许的压力降范围内增大空气的流量，设将空气流量提高24倍，则W/M28042420880W/M25分7801512K91738K若将增大一倍W/M3分101W/M8393分17K64、某厂精馏塔顶，采用列管式冷凝器，共有2525MM的管子60根，管长为2M，蒸汽走管间，冷却水走管内，水的流速为1M/S。进、出口温度分别为20和60，在定性温度下水的物性数据为9922KG/M306338W/（M）656104PASPR431（1）求管内水的对流给热系数；（2）如使总管数减为50根，水量和水的物性视为不变，此时管内水的对流给热系数又为多大15分解（1）1002531056920RE44DU16PR03分5002DL可采用下式计算对流给热系数NNUPRRE02380流体被加热N042分518NUW/M204502638UD2分（2）当管子根数减少时,流速变大4分SMUNU/215062分8）28080/5132154MWU2分35、一套管换热器，由483MM和2525MM的钢管组成，两种流体在内管和环隙流过，分别测得对流给热系数为和，若两流12体的流量保持不变，并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。求将内管改3225MM后，管内对流给热系数有何变化（假设流动状态皆为湍流）10分解原内管外径25M1D内径20M2新内管外径321D内径2752设改用3225钢管后，内管对流给热系数15分81804DDV5分530278166、一套管换热器用133的饱和水蒸汽将管内的氯苯从33加热到73，氯苯流量为5500KG/H。现因某种原因，氯苯流量减少到3300KG/H，但其进出口温度维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几（设两种工况下的蒸汽冷凝热阻，管壁热阻，垢层热阻及热损失均可略，且氯苯在管内作湍流流动，忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化）15分解J2112MPCTSKTTWI3分KK605038052121LNL30521TTTTK得分L5670731LN603521TTN3分712TCTT9125760376014分/MHHTKW67、重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，两种油的初温分别为243和128；终温分别为167和157。若维持两种油的流量和初温不变，而将两流体改为逆流，试求此时流体的平均温度差及它们的终温。假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化，换热器的热损失可以忽略。15分解以下标“”表示并流的情况。由传热速率和热量衡算式知12210TTCWTCWTKQPCPHM12210TTTPCCPH3分两式相除，得（A）12210TTTKQM将和比定律应用于下式，得122112212121243675847MTTTTTTTTTTT4分43105LN768MT所以4317LN2122TTTTT0943LN1T982093112ET3分222439818TT或（B）2243T由式A得2243167518TT即（C）22038418T联立式B和C解得2163T2154T74909312864LN121TTTM5分38、一套管式换热器管内流体的对流传热系数20W/（M2），I管间流体的对流传热系数350W/（M2）。若将管内和管间两O种流体的对流传热系数分别提高一倍，总传热系数K分别相应增加多少（管壁热阻及污垢热阻可忽略不计，管壁厚度按薄壁管处理）10分解原流动情况M2/WK1892W/M22分（1）管内对流传热系数增加一倍222040W/M2M2/WK359W/M2（3591892）/189289754分（2）管外对流传热系数增加一倍2350700W/M2M2/WK1944W/M2（19441892）/18922754分39、在列管式换热器中用水冷却油，水在管内流动。已知管内水侧对流传热系数为349W/（M2），管外油侧对流传热系数为IO258W/（M2）。换热器在使用一段时间后，管壁面两侧均有污垢形成，水侧的污垢热阻RSI为000026（M2）/W，油侧的污垢热阻为0000176（M2）/W。若此换热器可按薄壁管处理，管壁SOR导热热阻忽略不计。10分求（1）产生污垢后热阻增加的百分数；（2）总传热系数K。解（1）产生污垢前的热阻（M2）/W4分产生污垢后的热阻（M2）/W3分（0007177000674）/0006746484分（2）总传热系数W/（M2）2分610、在并流换热器中，用水冷却油。水的进、出口温度分别为15和40，油的进、出口温度分别为150和100。现因生产任务要求油的出口温度降至80，设油和水的流量、进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为1M，求将此换热器的管长增加多少米才能满足要求。换热器的热损失可忽略。15分解原平均温度差135150T60423分59260135LNLN21TTTTM由热量衡算1221TTCWTCWQPCPH4分50150421TPCH当油的温度降至80时,由热量衡算得1580152TCWCWQPCPH或580152TPCH解得3分02T新的平均温度差，15015135,1T2T8050308693015LNMT由传热速率方程可分别得原换热器592105DLKNTSCWQMPH新换热器8698015LDNTSKMPH5分L85186952507311、一单程列管式换热器，由直径为2525MM的钢管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为125KG/S，由80冷却到30，冷却水在管间和苯呈逆流流动，进口水温为20，出口不超过50。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为170和085KW/（2），污垢热阻和换热器的热损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平均比热为19KJ/（KG），管壁材料的导热系数为45W/（M）。10分解由总传热速率方程式MOTSKQ式中21TCWQPH12519103（8030）1188KW3分KW/（2）5分M22分312、在一传热外表面积S0为300M2的单程列管换热器中，300的某气体流过壳方被加热到420。另一种560的气体作为加热介质。两气体逆流流动，流量均为10000KG/H，平均比热为105KJ/（KG）。求总传热系数K0。10分解换热器的传热量12TTCWQPC（10000/3600）1050（420300）35105W热气体出口温度21TCWQPH即35105（10000/3600）1050（560T2）解得4404分2T流体的平均温度差23分W23分913、某套管换热器内管为303MM铜管，外管为483钢管，长2M,管间通110饱和水蒸气加热管内空气，使空气温度由20加热至80，已知空气流量为50KG/H，周围环境温度为20。试求（1）空气侧对流给热系数，W/（M2K）（2）套管裸露时的蒸汽用量，（KG/H）。空气比热可取1005KJ/（KGK）PC换热器外侧壳壁对周围空气的对流给热系数W/（M2）05249WOT式中换热器外壳温度，WT周围空气的温度，T饱和蒸汽汽化热可取22324KJ/KG15分R解（1）MIIITAQKWHKJTCWQP5837/301528051501225分224LDAII65309LN8MT2分/6106541872KMWI（2）0TTW142010524905249