化工原理复习题附答案

1、化工原理第四章复习题（附答案）、选择题1. 间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻（）t 2，蛇管外有热流体A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系2. 翅片管换热器的翅片应安装在（）。A. a小的一侧 B. a大的一侧 C. 管内 D. 管外3. 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻R!与第二、三层热阻R2、R3的大小（）。A. R 1（R 2 +R3 ） B. R 1（R 2+R3）C. R 1=（R2 +R3 ） D.无法比较4. 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t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

2、长度增大 倍,其它条件不变，问出口水温t 2应（）。A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定5. 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（）6. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。A.增加热阻，减少热量损失；B.节约钢材、增强美观；C.增加传热面积，提高传热效果。7. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的a （）滴状冷凝的a。A.等于B.大于C.小于8. 导热是（）热量传递的主要方式。A.固体中B.液

3、体中C.气体中9. 热量传递的基本方式是（）。A.恒温传热和稳态变温传热字B.导热给热和热交换C.气化、冷凝与冷却D. 传导传热、对流传热与辐射传热10. 在比较多的情况下，尤其是液一液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计的是（）。A.热流体的热阻B.冷流体的热阻C.冷热两种流体的热阻D. 金属壁的热阻11. 传热速率公式q = KAAt m 中，At m 的物理意义是（）。A.器壁内外壁面的温度差B.器壁两侧流体对数平均温度差C. 流体进出口的温度差D.器壁与流体的温度差12. 湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（）。A. 流体内；B. 器壁内；C.湍流体滞流内层中；D

4、. 流体湍流区域内。13. 对一台正在工作的列管式换热器，已知a1 = 116w （m2 K） , a 2 = 11600W （m2 K）,要提咼传热系数（K）,最简单有效的途径是（）。A.设法增大a 1; B.设法增大a 2 ; C.同时增大a 1和a 2。14. 用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（）A.蒸汽的温度；B.空气的出口温度；C.空气进、出口平均温度15. 间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K直，关键在于提高对流传热系数（）之值。A. 大者； B. 小者； C. 两者；16. 在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（）。A. a蒸汽 B

5、. a空气 C. a蒸汽与a空气的平均值17.对流传热仅发生在（）中。A. 固体 B. 静止的流体 C.流动的流体18. 稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（A. 愈大 B. 愈小 C. 不变19. 流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（A. 热传导 B.对流传热C. 热辐射）。）方式进行的。20. 物质的导热系数，一般来说：金属的入（），非金的入体的入（）。A. 最小 B. 最大 C. 较小 D. 较大21. 在列管式换热器中，用水冷凝乙醇蒸气，乙醇蒸汽宜安排走（），液体的入（）。），气A.管程 B.壳程 C.管、壳程均可22. 稳定传热是指传热系统

6、内各点的温度（）。C. 只随时间而A.既随时间而变，又随位置而变B.只随位置而变，但不随时间而变变，但不随位而变。23. 对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（）沸腾下操作。A.核状 B.稳定的膜状C.不稳定的膜状24. 蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数值（）。A. 降低 B. 升高 C. 不变25. 在稳定变温传热中，流体的流向选择（）时传热平均温度差最大。A.并流 B. 逆流 C. 错流26. （）是一种以电磁波传递热能的方式。A. 传导 B. 对流 C. 辐射 选择题答案1, A ；2 , A; 3 , C; 4 , A; 5 , (1)A , 2),B ,C ; 6,C

7、; 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, Co、计算题1.在内管为$ 189 x 4.5mm的套管换热器中，将流量为3500kg.h -1的某液态烃从100 C冷却到60 C , 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 40C和50C ,平 均比热水为 4.17kJ.kg -1.K-1

8、，基于传热外面积的总传热系数Ko=2500w.m-2 .K -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。解：（1）由热量衡算得GhCph T2GcCpC t2 t1亠 GhCph T1T2Gc C pC t21(2) (a)逆流时：QGhCPh (T1T2)3500 2.38 (100 60)4.17(50 40)7990kg/htmA035003600T112 仃2 切ln(t2)/(T2 tj925562.38 1000 (10060)92556WK0 tm 2500 32.7410050 (60 40)ln (100

9、 50 )/(6040)32.74C1.13m2A0ld03.14(b)并流时：T1 t11.13189 10 31.91mtm仃2 t2)10040 (60 50)ln(切/t2)ln (10040)/(6050)27.91CQK 0 tm925561.33m22500 27.911.331d03.14 189 10 32.24m2 12. 某列管换热器，用120C水蒸汽将物料由20C加热至90C ,传热系数K= 1000W ?m ?k 。经 半年运转后，由于污垢的影响，在相同操作条件下物料出口温度仅为80C ,现欲使物料出口温度仍维持90 C，问加热蒸汽温度应取何值 ？解：(2)70(1)

10、得：20 K/50.98cC PC (t2t1)KAtm .(10020)(10080)ln (10020)/(10080)GcCp,C(t2/tjK/A(10020)(10070)ln (10020)/(10070)原:(1)半年后:G43.28Ctm/tmtm/50.98C80 20 K 43.28?k 1K/70.75W?m2(10分)保持原生产能力 t /LmKAKA tmtm/(K/A)K/A100t /Lm43.28/70.75 61.17 Ct /mT/t1(T/ t2)80 20ln (T/ t1)/(T/ t2)ln (T/20) /(T/80)61.17T/115.8 C3

11、. 有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120C冷却到80C，其对流传热系数21 50W/(m ?K)。壳程的冷却水的进出口温度分别为15 C和90 C ,其对流传热系数22 2000W/(m ?K)，管壁热阻及污垢热阻皆忽略不计。当空气流量增大一倍时，试求：水和空气的出口温度。(忽略流体的物性参数随温度变化，空气在管内流动为湍流。)解：空气流量增加前K1t(T1km2 .t2)仃245.3t21 1 1HO.OVV /IIIf d丿ln2;T2t1CQqm1Cp1 (T1T2)qm2Cp2(t2t1)KA tm空气流量增加后/1K/tm20.8 187.1W /(m2?K)1厂

12、厂1(T1 t2 ) (T2 tj-83.42W/(m2 ?K)Q/T1t2InT2t12qm1C p1 (T1T2 )45.3Cqm2C p2 (t2 t1)k/a tm由式联解2qm1C pl (12(A)与式(B)T2 )qm2C p2 (t215)83.4402(120 T2/)2(120 T)4083.448.8 45.3(120 t2) (T2/ 15)75(t2 15)(120 t2)(C)与式(D)94.6 c； t2得110.2 c4.有一碳钢制造的套管换热器,内管直径为089mnX 3.5mm,4T2/ 15ln屮T2/ 15(B)(C)(D)80 C流量为2000kg/h

13、的苯在内管中从215C升到35C。苯的对流传热系数h 230W/(m K)，比热容2水的对流传热系数C 290W/(m K),比热容冷却到50 C。冷却水在环隙从Cph1.86KJ /(Kg K)Cph4.178KJ /(Kg K) o (假设总传热系数及比热容随温度的变化忽略不计，热损失忽略不计,忽略污垢热阻)试求： 冷却水消耗量； 并流和逆流操作时所需传热面积； 如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量。 解：热量衡算式为WhCph(TiT2)WcCpc(t2tj热负荷 Q200036001.86 103 (80 50)3.1 104W冷却水消耗量Wc3.1 104 3600Cpc (t2 tj 4.178 103 (35 15)1335Kg / h以内表面积Si为基准的总传热系数为Ki，碳钢的导热系数=45W/ ( m K)l_ bdjdi1h dmcdo 2307.54 10 3m2.K/W0.0820.0035 0.08245 0.0855290 0.089Kj 133W /(m2K），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。并流操作tm并65 15.65In -1534.2 C传热面积聖世6.81m133 34.2逆流操作tm逆45 35传热面积QKi t m逆3.1 104133 405.83 m因tm 并