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化工原理资料汇编流体输送与流体输送机械复习1、 粘度的定义式是：, 其物理意义是_促使流体产生单位速度梯度的剪应力_, 在法定单位制中，其单位是_Pas_,在物理单位制中，其单位是_P或cP_2、 流体静力学基本方程式主要应用于_压强或压差的测量_、_液位测量_、_液封高度计算_3、 某粘性液体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的粘度将_降低_, 雷诺准数Re将_增大_, 流动阻力将_减小_4、 某设备的表压强为100kPa, 则它的绝对压强为_201.33_kPa, 另一设备的真空度为400mmHg, 则它的绝对压强为_48_kPa（当地大气压为101.33kPa）5、 流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是_抛物线_曲线。其管中心最大流速为平均流速的_2_倍，摩擦系数与Re的关系是_/Re_6、 流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数与_Re_和_/d_有关；若其作完全湍流(阻力平方区)。则仅与_/d _有关7、 因次分析的根据是_物理方程具有因此一致性_8、 牛顿粘性定律的表达式为, 该式应用条件为_牛顿型_流体作_层流_流动。9、 局部阻力的计算方法有_阻力系数法_和_当量长度法_10、 通常流体粘度随温度t的变化规律为_对液体，温度升高，粘度降低；对气体，温度升高，粘度升高_11、 层流和湍流的本质区别是_层流无径向脉动，而湍流有径向脉动_12、 因次分析的目的是_用无因次数群代替变量，使实验与关联简化_13、 离心泵的主要部件有_叶轮_、_泵壳_和_轴封装置_14、 离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是_使部分动能转换为静压能_15、 离心泵的主要特性曲线包括_H-Q_、_Q_和_N-Q_16、 离心泵特性曲线是在一定_转速_下，用常温_水_为介质，通过实验测定得到的17、 离心泵启动前需要先向泵内充满所需要输送的液体，否则将发生_气缚_现象；而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生_气蚀_现象。18、 离心泵压头的物理意义是_离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量_,它的单位是_J/N或m_19、 离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_泵的特性曲线和管路特性曲线的交点_20、 离心泵通常采用_出口阀门_调节流量1、水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动，管路直径没有变化，水流经管路的能量损失可以忽略不计，试计算管内截面2-2、3-3、4-4和5-5处的压强。大气压强为1.0133105Pa。图中所标注的尺寸均以mm计。解：为计算管内各截面的压强，应首先计算管内水的流速。先在贮槽水面1-1及管子出口内侧截面6-6间列柏努利方程式，并以截面6-6为基准水平面。由于管路的能量损失忽略不计，即=0，故柏努利方程式可写为式中 Z1=1m Z6=0 p1=0（表压） p6=0（表压） u10将上列数值代入上式，并简化得 解得 u6=4.43m/s由于管路直径无变化，则管路各截面积相等。根据连续性方程式知Vs=Au=常数，故管内各截面的流速不变，即 u2=u3=u4=u5=u6=4.43m/s则 因流动系统的能量损失可忽略不计，故水可视为理想流体，则系统内各截面上流体的总机械能E相等，即 总机械能可以用系统内任何截面去计算，但根据本题条件，以贮槽水面1-1处的总机械能计算较为简便。现取截面2-2为基准水平面，则上式中Z=2m，p=101330Pa，u0，所以总机械能为 计算各截面的压强时，亦应以截面2-2为基准水平面，则Z2=0，Z3=3m，Z4=3.5m，Z5=3m。（1）截面2-2的压强 （2）截面3-3的压强 （3）截面4-4的压强 （4）截面5-5的压强 从以上结果可以看出，压强不断变化，这是位能与静压强反复转换的结果。2、料液自高位槽流入精馏塔，如附图所示。塔内压强为1.96104Pa（表压），输送管道为362mm无缝钢管，管长8m。管路中装有90标准弯头两个，180回弯头一个，球心阀（全开）一个。为使料液以3m3/h的流量流入塔中，问高位槽应安置多高？（即位差Z应为多少米）。料液在操作温度下的物性：密度=861kg/m3；粘度=0.643103Pas。解：取管出口处的水平面作为基准面。在高位槽液面11与管出口截面22间列柏努利方程 式中 Z1=Z Z2=0 p1=0（表压） u10 p2=1.96104Pa 阻力损失 取管壁绝对粗糙度=0.3mm，则： 由图1-23查得=0.039局部阻力系数由表1-4查得为进口突然缩小（入管口） =0.590标准弯头 =0.75180回弯头 =1.5球心阀(全开) =6.4故 =10.6J/kg所求位差 截面22也可取在管出口外端，此时料液流入塔内，速度u2为零。但局部阻力应计入突然扩大（流入大容器的出口）损失=1，故两种计算方法结果相同。传热复习题1、 多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差_最小_。2、 一定质量的流体在25mm2.5mm的直管内作强制的湍流流动，其对流传热系数i=1000W/(m2)，如果流量和物性不变，改在19mm2mm的直管内流动，其i=_1678_W/(m2)3、 在蒸汽空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是_A_。 A.提高空气流速 B.提高蒸汽流速 C.采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D.在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液4、在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则 （1）传热管的壁温接近_饱和蒸汽_温度 （2）换热器总传热系数将接近_空气_对流传热系数5、在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对的影响是_A_ A. 不凝气体的存在会使大大降低 B. 不凝气体的存在会使升高 C. 不凝气体的存在对无影响6、大容器内饱和液体沸腾分为_自然对流_、_泡核沸腾_和_膜状沸腾_阶段。工业上总是设法在_泡核沸腾_下操作。7、斯蒂芬波尔兹曼定律的数学表达式是，该式表明_黑体的辐射能力与热力学温度的四次方成正比_8、物体黑度是指在_相同_温度下，灰体的_辐射能力_和_黑体辐射能力_之比，在数值上它与同一温度下物体的_吸收率_相等。计算题9、质量流量为7200kg/h的常压空气，要求将其温度由20加热到80，选用108的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1104 W/(m2)，且已知空气在平均温度下的物性数据如下：比热容为1kJ/(kg)，导热系数为2.8510-2 W/(m)，粘度为1.9810-5Pas，普兰特准数为0.7。 现有一单程列管式换热器，装有25mm2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热器能否完成上述传热任务？ 计算中可忽略管壁及两侧污垢的热阻，不计热损失解：空气需要吸收的热量是已知的，蒸汽冷凝放出热量能否通过该换热器的传递为空气所获得，就与列管换热器的传热速率密切相关。核算现有的列管换热器是否合用，就是用工艺本身的要求与现有换热器相比较，最直接的方法就是比较两者的Q或S0（1）核算空气所需的热负荷应小于换热器的传热速率，即Q需要Q换热器（2）核算空气所需的传热面积应小于换热器提供的传热面积，即S0需要S0换热器解题时，首先应确定列管换热器中流体的流径，因蒸汽安排在壳程易排出冷凝水，故蒸汽走壳程，空气走管程。 空气热负荷为 换热器的传热速率 管内空气的对流传热系数计算： 所以因忽略壁阻及污垢两侧的热阻，则所以总传热系数 平均温度差为换热器传热面积为 换热器的传热速率为则Q换热器Q需要，说明该换热器能完成上述传热任务。10、在一列管式换热器中，管内的氢氧化钠溶液与管外的冷却水进行逆流传热。氢氧化钠溶液的流量为1.2kg/s，比热容为3770 kJ/(kg)，从70冷却到35，对流传热系数为900 W/(m2)。冷却水的流量为1.8 kg/s，比热容为4180 kJ/(kg)，入口温度为15，对流传热系数为1000 W/(m2)。按平壁处理，管壁热阻、污垢热阻及换热器热损失均忽略。试求：换热器的传热面积。（假设两流体均为湍流，物性不变，传热温度差可用算数平均值计算。）解：换热器的传热面积 先求冷流体出口温度 解出 t2=36因 所以平均温度差可以用算术平均值来计算 因按平壁处理 则 吸收复习题一、 对低浓度溶质的气液平衡系统，当总压降低时，亨利系数E将_不变_, 相平衡常数m将_增大_, H将_不变_二、 亨利定律表达式, 若气体在水中的亨利系数E值很小，说明该气体为_易溶_气体三、 在吸收过程中，Ky和ky是以_yy*_和_yyi_为推动力的吸收系数，它们的单位是_kmol/(m2sy)四、 若总吸收系数和分吸收系数的关系可以用， 其中表示_气膜阻力，当_1/（HkL）_项可忽略时，表示该吸收过程为气膜控制。五、 在1atm，20时，某浓度气体被清水吸收，若气膜吸收系数kG=0.1kmol/（, 液膜吸收系数kL=0.25kmol/（, 溶质的亨利系数H=149.3, 则该溶质为_易溶_气体，气相总吸收系数Ky=_0.0997_kmol/（六、 一般而言，两组分A，B的等摩尔相互扩散体现在_精馏_单元操作当中，而组分A在B中单相扩散体现在_吸收_单元操作中。七、 在吸收过程中，若降低吸收剂用量，对气膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将_不变_, 对液膜控制物系，体积吸收总系数KYa值将_减小_八、 双膜理论是将整个相际传质过程简化为_通过气、液两膜层的分子扩散过程_九、 吸收塔的操作线方程和操作线是通过_物料衡算_得到的。它们与_平衡关系_、_操作温度_和_压强及塔的结构_无关。十、 吸收因数A可表示为_L/mG_, 它在Y-X图中的几何意义是_操作线斜率和平衡线斜率之比_十一、 若分别以S1、S2、S3表示难溶、中等溶解度、易溶气体在吸收过程中的脱吸因数，吸收过程中操作条件相同，则S1_大于_S2_大于_S3十二、 吸收过程中，若减小吸收剂用量，操作线的斜率_变小_,吸收推动力_变小_十三、 吸收过程中，物系平衡关系可以用Y*=mX表示，最小液气比的计算式= 干燥复习题1、 对流干燥操作的必要条件是_湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压；干燥过程是存在传热传质推动力，热量传递和质量传递相结合的过程2、 在101.3kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K、相对湿度为80%的湿空气加热，则该空气下列状态参数变化的趋势是：湿度H不变，相对湿度降低_，湿球温度tW_增高_，露点温度td_不变。3、 在101.3kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气的下列状态参数变化的趋势是：湿度H_降低_，相对湿度_不变_，湿球温度tW_降低_，露点温度td_降低_。4、 在实际的干燥操作中，常用_干湿球温度计_来测量空气的温度。5、 测定空气中水汽分压的实验方法是测量_露点_。6、 恒定的干燥条件是指空气的_温度_、_湿度（或相对湿度）_、_流速_均不变的干燥过程。7、 在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度较大时，则湿物料的平衡水分相应_增大_，其自由水分相应_减小_。8、 恒速干燥阶段又称_表面汽化_控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式；降速干燥阶段又称内部迁移控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是_物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本身的温度_。9、 在恒速干燥阶段，湿物料的表面温度近似等于_热空气的湿球温度_。10、 理想干燥器或绝热干燥过程是指_干燥器不补充热量，忽略干燥器的热损失，忽略加热物料所消耗的热量_，干燥介质进入和离开干燥器的焓值_相等_。11、 物料的平衡水分一定是_结合水分_。12、 在常压和40下，测得湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系是：当=100%时，平衡含水量X*=0.16kg/kg绝干料；当=40%时，平衡含水量X*=0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.23 kg/kg绝干料,现让该物料在40下与=40%的空气充分接触，非结合水含量为_0.07_ kg/kg绝干料，自由含水量为_0.19 kg/kg绝干料_。流体流动与输送机械习题及答案一.填空题1. 当20的甘油(=1261kg.m-3,=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s-1时,其雷诺准数Re为_,其摩擦阻力系数为_.*答案* 168.2; 0.382. 流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的_。*答案* 1/163. 柏努利方程如衡算基准以J.kg-1表示,柏努利方程可表示为_, 若用N.m-2（N.m.m-3）表示则可表示为_。*答案* gZ+P1/+u/2=gZ2+P2/+u/2+hf; gZ1+P1+u/2=gZ2+P2+u/2+hf4. 流体的粘度指_。粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度_；对于气体，温度升高，粘度_。*答案* 流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力 减少 增大5. 牛顿粘性定律表达式为，其粘性系数 (粘度) 的物理意义是。*答案* F/Ad.u/dy；在单位接触面积上，速度梯度为1时，流体层间的内摩擦力。6. 当量直径的定义是de，边长为a正方形风管,当量直径de。*答案* d4流通截面积/浸润周边 de7. 某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_型曲线，其管中心最大流速为平均流速的_倍，摩擦系数与Re的关系为_。*答案* 抛物线； 2倍； 64/Re8. 已知一密闭管路，管的内径为d，管长为L，液体在管内作稳定连续层流流动，流量为V m3.s-1,总的阻力损失为hf。现将管的内径换成d/2 ，其它均不改变，此时新管路内的流速为_m.s-1，流体流动的总阻力损失为_m。*答案* 4V； 16hf9. 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒_，变_；后者是恒_，变_。*答案* 截面；压差；压差；截面10. 在测速管中，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_。*答案* 冲压头； 静压头二.选择题1. 流体在园管内作湍流流动时，其平均流速u与管中心的最大流速umax的关系为（ ）。 A. u1.5umax B. u0.8umax C. u0.5umax*答案* B2. 在稳定流动的并联管路中，管子长，直径小，而摩擦系数大的管段，通过的流量（ ）。 A. 与主管相同 B. 大 C. 小*答案* C3. 水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。 A. 1/4 B. 1/2 C. 2倍 *答案* A4. 在一定流量下，流体在并联管路中作稳 定连续流动，当并联管路数目愈多，则（ ）。 A. 流体阻力损失越大 B. 流体阻力损失越小 C. 流体阻力损失与并联管数无关*答案* C5. 流体在园管内作滞流流动时，阻力与流速的（ ）成比例，作完全湍流时，则呈（ ）成比例。 A. 平方 B. 五次方 C. 一次方*答案* C； 6. 下图中高位槽液面保持恒定， 液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则( )。（1）U形压差计读数 A. R1R2 B. R1R2 C. R1R2 D. 不定（2）液体通过ab与cd段能量损失_。 A. hf a bhf c d B. hf a bhf c d C. hf a bhf c d D. 不定（3） ab与cd两段压差_。 A. PabPcd B. PabPcd C. PabPcd D. 不定（4） R1值表示_。A. ab段的压差值 B. ab段位能变化 C. ab段流动能量损失D. ab段压差值及流动能量损失*答案* （1） B. R1R2 （2） B. hf a b hf c d （3） C. PabPcd （4） C. R1值表示段流动能量损失。 本题 hf a bR1（i）/ hf c dhf a bR2（i）/ R1R2 Pcd/hf c dR2（i）/Pab/R1（i）/三.判断题1. 离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。 （ ）*答案* 2. 为减少吸入管路的阻力损 失，一般应使吸入管径小于排出管径（ ）*答案* 3. 当关小离心泵的出口阀时，泵的扬程增大了，其升扬高度提高了（ ）。*答案* 4. 离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。 （ ）*答案* 5. 若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线就不一样（ ）。其实际供给管路的最大流量也不一样（ ）。*答案* 6. 若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大，一条阻力很小的管路中进行性能测量时，其测出泵的性能曲线就不一样（ ）。其实际供给管路的最大流量也不一样（ ）。*答案* 四.计算题1. 水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为200mm，试问测量段的阻力为多少？*答案* 在两测压孔之间列柏努利方程式： Z1P1/2 Z2P2/2f 1-2 f 1-2 （P1-P2）/（Z2Z1）（）/2 （P1P2）/Z（）/2 由静力学方程式可得 （P1P2）/（Hg水）/Z f 1-2（汞-水）/（）/2u 11m.s-1，21（d1/d2）2122=4m.s-1 f 1-20.212.6（161）/（29.81）1.755mH2O1755mmH2O17221P 2. 如图所示，用内径d100mm的管道，从水箱中引水。如水箱中水面恒定，水面高出管道出口中心高度H4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失。水在管内流动损失，沿管长均匀发生，hf A-B32/（2）。求：（1）水在管内的流速及流量Q（2）管道中点处M的静压强PM。*答案* （1）列00与22截面柏努利方程：Z0P0/2Z2P2/2f以22截面为基准面，Z20，00，P0P2 4/23/24/2 解得 2（2）4.43 m.s-1 VA0.7850.124.43 0.0348 m3.s-1125 m3.h-1 （2）列M点与出口截面的柏努利方程ZMPM/2Z2P2/2f M-2 1PM /2/23/2/2 M2 PM/3/2/210.5 mH2O PM0.59.811034.9103N.m-23. 现用一虹吸管来输送相对密度为1.2的某酸液，如附图示。设酸液流经虹吸管的阻力忽略不计，问：（1）图A处（管内）和B处（管内）的压强各为多少kN.m-2？（2）若要增大输送量，你认为对此装置采用何种改进最为简单？为什么？*答案* （1）在储槽液面1-1及管内A处截面A-A列柏式：Z1g+P1/+u/2=ZAg+PA /+u/2+hf 1-A.(1)在储槽液面1-1及虹吸管出口内侧2-2列柏式：Z1g+P1/+u/2=Z2g+P2/+u/2+hf 1-2.(2)联解（1）（2）得：u2=2.8m.s-1 , PA=-4.7kN.m-2（表压）同时，当液体从1-1连续流到管内B处B-B*时Z1g+P1/+u21/2=ZBg+PB/+uB2/2+h1-B 0=0.29.807+PB/1200+2.82/2 PB=-7.06kN.m-2(表压)（2） V=d2u/4 当h1-2=0时，u=(2gZ)1/2 欲使V，简单方法是： 使d，即换一条直径较大的虹吸管 使u，则应使Z，即可适当加长虹吸管，使其出口处降低。传热单元习题及答案一.填空题1. 平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，试判断1、2、3的大小顺序_,以及每层热阻的大小顺序_。*答案* 312 3/31/12/2本题目有题图titu0822. 在列管换热器中，蒸汽一般通入程，压力高的物料则走程。*答案* 壳； 管。3. 当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的_倍。*答案*20.84. 圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数1.2以及间壁导热系数的关系为_.当间壁管规格为1084mm,导热系数为45(w. m-2.K-1)时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m-2.K-1)和1200(w.m-2K-1)时,总传热系数K1_.*答案* 1/K1=1/1+bd/dm+1d1/2d2； 946(w.m-2.K-1)5. 下列各种情况下的对流传热系数:空气流速为6m.s-1时的1;空气流速为25m.s-1 时的2;水的流速为1.2m.s-1时的3;水的流速为2.5m.s-1时的4;蒸汽膜状冷凝时的5之间的数值按自大而小的顺序为_ _ _ _ _。*答案* 5 4 3 2 16. 列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是_。*答案* 增大壳程流体的湍动程度， 强化对流传热，提高值，支承管子7. 对于间壁式换热器：m1Cp1 (T1-T2) =m2Cp2 (t2-t1)=K.A.tm等式成立的条件是_、 _、_。*答案* 稳定传热 无热损失 无相变化8. 在确定列管换热器冷热流体的流径时， 一般来说，蒸汽走管_； 易结垢的流体走管_；高压流体走管_；有腐蚀性流体走管_；粘度大或流量小的流体走管_。*答案* 外 内 内 内 外9. 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 W1W2，所需传热面积A1A2。*答案* 大于， 小于10. 对流传热中格拉斯霍夫准数式为, 它反映了。*答案* G32t/2, 由温差引起的流体受热时,流体自然对流对给热系数的影响。11. 举出五种间壁式换热器； ； ；。提高间壁式换热器传热系数的主要方法是。*答案* 夹套式， 蛇管式，套管式，列管式，板式，螺旋板式，板翅式等任选五种。 提高传热系数的主要途径是提高流体流速，增强人工扰动；防止结垢，及时清除污垢。12. 如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热 过程的温度分布曲线，该传热过程是由_、_和_三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:1_2，控制热阻应在_侧，因此若强化该传热过程，应从_侧着手。*答案*对流 热传导 对流 12 A A13. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_，折流挡板的形状有_，_等。*答案* 提高壳程流体的流速, 使壳程对流传热系数提高, 园缺形（弓形）,园盘和环形二.选择题1. 套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时: （1）传热系数K应 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （2）空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （3）壁温 A 增大B 略有减小 C 基本不变 ( )*答案* （1） A （2） A （3） B2. 列管换热器管程常用流速范围为：一般液体( ),气体( )。 A. 0.53m.s-1 B. 315m.s-1 C. 530m.s-1*答案* A. C.3. 翅片管换热器的翅片应安装在( )。 A. 小的一侧 B. 大的一侧 C. 管内 D. 管外*答案* A4. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为1、2，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温2应( )。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定*答案* A mc(t2-t1）=KAtm mc(t2-t1）=KdL（T-t1）-（T-t2）/ln(T-t1）/（T-t2） 上式可简化为 mc/Kd =L/ln（T-t1）/（T-t2）此等式左边为定值，则右边也应为定值，当L增大一倍，ln（T-t1）/（T-t2） 也增大一倍，而T，t1均恒定，故t2必增大三.判断题1. 凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。( )*答案* 2. 在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。( )*答案* 3. 流体流动时，滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。（ ）*答案* 4. 传导和对流传热的传热速率与温度的一次方之差成正比，而辐射的传热速率与温度的四次方之差成正比。（ ）*答案* 5. 导热系数和给热系数都是物质的属性之一。（ ）*答案* 6. 热量传递过程的规律与流体流动过程相似，流速越大，则其过程的阻力越大。（ ）*答案* 7. 换热器的平均传热温度差，是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的平均温度的差值。（ ）*答案* 8. 多层平面壁稳态热传导时，推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻是各层热阻的倒数之和。（ ）*答案* 9. 当保温材料的厚度加大时，内外壁面的总温度差增大，总的热阻也增大，总推动力与总阻力之比为定值，即导热速率不变 。（ ）*答案*10. 在列管换热器管间装设了两块横向折流档板，则该换热器变成为双壳程的换热器（ ）*答案* 四.问答题1. 试述对流传热的机理?*答案*热流体流过管道时, 在湍流主体中,流体剧烈拢动,形成漩涡, 使质点强烈混合而交换热量，温度较均匀，几乎不存在温度梯度；但在紧靠管壁，有一层很薄的作层流流动的流体层（层流底层），在这层薄层内，热量传递以导热方式进行，从微观上言，是靠分子传递。由于流体的导热系数很小，故热阻丝要集中层流底层内。对管内层流流动，热量传递也是主要靠导热。但由于温度存在（轴向的，径向的），有密度差，会引起质点的对流，比较复杂。 2. 强化传热过程应采取哪些途径?*答案* 根据K.A.tm方程, 指任一个K、A、tm都能提高强化传热 (1) 增加传热面积,如在管内外壁装上翅片,采用螺旋管或粗糙管代替光滑管；(2)增大传热温差tm可采用逆流操作,因为当T1，T2，t1，t2四个温度一定时，逆流传热温差tm最大； (3)提高传热系数K由 K1/（1/11/2（j/j） 提高、降低j,都能强化传热,要提高由单层改为多层,或在壳程中增设档板，对于蛇管中,加入搅拌装置或在蛇管圈中增设杯状物（强化圈）在列管换热器中可,还可采用导热系数大的流体作载热体。3. 换热器的散热损失是如何产生的？应如何来减少此热损失？*答案*由于换热器外壁面温度往往高于周围外界空气的温度，外壁面不断通过对流和辐射传将热量传给换热器周围的空气而散失，即产生散热损失。为了减少散热损失，一般在换热器外壁面上包上一层（或两层）导热系数较小的绝热材料（或不同的两种导热系数较小的绝热材料），使传热热阻增大，外壁面温度降低，从而减小了散热损失。4. 传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同?*答案* 传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。对流传热则是流体质点发生相对位移来传递热量, 辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。5. 有一高温炉，炉内温度高达1000以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。*答案* 炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面。在炉壁内通过传导传热，将热量以炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联，所以该传热过程的特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；（2）并联、串联的联合传热同时存在。6. 有一高温炉，炉内温度高达1000以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。*答案*炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面。在炉壁内通过传导传热，将热量以炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联，所以该传热过程的特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；（2）并联、串联的联合传热同时存在。五.计算题1. 某平面炉壁，由绝热砖和普通砖组成，已知绝热砖厚度b1 200mm，导热系数10.2w.m-1.K-1,普通砖外侧温度t350,普通砖导热系数2=0.7w.m-1.K-1周围大气温度t=20。炉壁外侧对大气的综合对流传热系数为20w.m-1.K-1,试问: 1)单位面积炉外壁的热损失是多少? 2)如果t1800,求t2及b2；*答案* （1） Q/A1 （t3 -t）T （t3 -t） 20（5020）600w.m-2 （2） (1 /1)（t1 -t2 ） t2 1 /1 t1 6000.2/0.2800200 (2 /2) （t2 -t3 ） 2 (2 /)（t2 -t3 ）0.7/600（20050）0.175m2. 在2大气压、293K下，60 m3.h-1的空气在套管换热器的内管被加热到353K，内管规格为573.5mm，试求管壁对空气的对流给热系数。已知：空气在定性温度t=323K时，物性数据如下： =1.9610-5Pa.s, =2.82610-2 w.m-1.K-1 Cp=1.017103 J.kg-1.K-1*答案* =0.023(/d)(dUp/) (Cp/) U=Vs/A=8.49 m.S-1 =W/V=PM/RT=2.19 kg.m-3 =0.023(2.82610-2/(0.05) 0.058.492.19/1.9610-50.8 1.0171031.9610-5/2.82610-20.4 =62.27 w.m-2.K-1校验Re=0.058.492.19/（1.9610）=4743110000 故可用上述公式算3. 在内管为18010mm的套管换热器中,将流量为 3500kg.h-1的某液态烃从 100冷却到60,其平均比热为2.38kJ.kg-1.K-1,环隙走冷却水,其进出口温度分别为40和50,平均比热为4.17kJ.kg-1K-1,基于传热外面积的总传热系数K0=1800w.m-2K-1, 设其值恒定,忽略热损失。试求：(1)冷却水用量；(2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。*答案* 冷却水用量 h Cph (T1 -T2 )c Cpc(t2 -t1 ) 35002.38(100-60)c 4.17(50-40) c 7990kg.h-1 t逆(50-20)/(50/20)32.75 t并(60-10)/(60/10)27.91 QKAtm Q79904.17(50-40)=3.332106kJ.h-1 A逆3.332105/(1800/1000)32.753600 1.57 (m2) 0 1.57 3.140.181.57 逆2.77(m )A并3.332106/(1800/1000)27.9136001.84 (m2) 3.140.18并1.84 并3.26 (m )4. 有一壁厚为10mm的钢制平壁容器, 内盛80的恒温热水。水对内壁面的对流传热系数为240w.m-2.K。现在容器外表面复盖一层导热系数为0.16w.m-1.K-1 ,厚度为 50mm 的保温材料。保温层为10的空气所包围,外壁对空气的联合传热系数为10 w.m-1.K-1。试求： 1)每小时从每m2面积所损失的热量kJ.h-1.m-2; 2)容器内表面的温度T(钢材的导热系数为45w.m-1.K-1)*答案* 1.q=Ktm tm=80-10=70 K=1/(1/0+1/i+b1/1+b2/2) =1/(1/10+1/240+0.01/45+0.05/0.16) =2.399w.m-2.K-1 q=2.39970=167.9w.m-2 每小时散热量 qh=3600168/1000=604.4kJ.m-2.h-12.q=i(80-T) 80-T=167.9