化工原理上册习题

1、 有一套管换热器，管内为有一套管换热器，管内为54542mm，套管为，套管为1161164mm 的钢管，内管中苯被加热，苯进口的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为温度为50，出口温度为，出口温度为80，流量为，流量为4000kg/h 。环隙为环隙为133.3的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1kJ/kg，冷凝传热膜系数为，冷凝传热膜系数为11630W/m2.K 。苯在苯在5080之间的物性参数平均值为密度之间的物性参数平均值为密度= =880kg/m3，比热，比热 :Cp=1.86kJ/kg.，粘度，粘度=0.39=0.3910-3Pa.sPa.s，导热系数，导

2、热系数=0.134W/m.k=0.134W/m.k，管内壁垢阻为管内壁垢阻为0.000265cm2/W ，管壁及管外侧热，管壁及管外侧热阻不计。试求：阻不计。试求： （1）加热蒸汽消耗量；）加热蒸汽消耗量； （2）所需的传热面积（以内管外表面计）。）所需的传热面积（以内管外表面计）。解：（解：（1）加热蒸汽消耗量：）加热蒸汽消耗量：)(1222ttcwDrphkgDD/103)5080(86. 140001 .2168（2 2）内管中苯的流速：）内管中苯的流速：smdwu/643. 005. 0785. 08803600/4000785. 0/222243210245. 71039. 0880

3、643. 005. 0udRe湍流湍流CmWPRdcPrepr024 . 08 . 044 . 08 . 02233/937)41. 5()10254. 7(05. 0134. 0023. 0023. 041. 5134. 01039. 01086. 1则以内管外表面计的传热系数为：则以内管外表面计的传热系数为：000265. 050545093754116301112212211sRddddk2/656mWK . .2 .67803 .133503 .133ln5080ln2112tTtTtttm21131122241. 12 .67656)5080(1086. 1)36004000()(m

4、SStKSttcwmp 一列管式换热器由一列管式换热器由25*2 钢管制成。钢管制成。 在在管内流动，注量为管内流动，注量为10/s，由，由320K冷却到冷却到310K，的平均比热为的平均比热为0.86J/*K。冷却水在管外。冷却水在管外与呈逆流流动，流量为与呈逆流流动，流量为3.58/s ，进口温度，进口温度为为300K 。已知侧的。已知侧的1 为为50W/K ，水侧，水侧2为为500 W/K，垢，垢 阻不计，水的比热为阻不计，水的比热为4.16J/*K。 试计算：（试计算：（1）冷却水的出口温度。）冷却水的出口温度。 （2）传热系数。）传热系数。 （3）传热面积。）传热面积。 例例1-1

5、如图所示，槽内水位维持不变，如图所示，槽内水位维持不变，在水槽底部用内径为在水槽底部用内径为100mm的水管引水的水管引水至用户至用户C点。管路上装有一个闸阀，阀点。管路上装有一个闸阀，阀的上游距管路入口端的上游距管路入口端10m处安有以汞为处安有以汞为指示液的指示液的U管压差计（管压差计（Hg=13600kg.m)，压差计测压点与用户，压差计测压点与用户C点之间的直点之间的直管长为管长为25m。问：（。问：（1）当闸阀关闭时，）当闸阀关闭时，若测得若测得R=350mm，h=1.5m，则槽内液，则槽内液面与水管中心的垂直距离面与水管中心的垂直距离Z为多少为多少m？ （2）当闸阀全开时（）当闸阀

6、全开时（阀阀=0.17 , =0.02），每小时从管口流出的水为若），每小时从管口流出的水为若干干m3/h？解解:（1）闸阀关闭，系统内处于静止，由）闸阀关闭，系统内处于静止，由U管处等压面管处等压面得：得：水水g(Z+h)=HggRZ=Hg.R/水水-h=136000.35/1000-1.5=3.26m（2）以槽液面为）以槽液面为1-1，管出口内侧为，管出口内侧为2-2，管中心线为基，管中心线为基准面，列柏式：准面，列柏式： 又又 H1-2=(.L/d+). u22 /(2g) =(0.0235/0.1+0.5+0.17) u22 /(2g)=7.67 u22 /(2g) 则则 3.26+0

7、+0=0+u 22/(2g)+0+7.67u22/(2g) 解得解得 u2=2.72m/s V =.d2.u2 /4 =.(0.1)22.723600/4=76.87m3/h212222121122HgpgUZgpgUZ 例例1-2 用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为流量为 38.4T/ h,高位槽中液面比油池中液面高高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长管路总长(包括阀门及管件的当量长度包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口进出口阻力不计。管径为阻力不计。管径为1084mm,若油在输送温度下的若油在输送温度下的比重为比重为0.9

8、6, 粘度为粘度为3430cp,求泵所需的实际功率求泵所需的实际功率,设泵设泵的效率的效率=50%。20m 对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le )/d(u2/2g)Z=20m l+le =430m d=108-（24）=100mm=0.1m u=Vs/0.785d =38400/36000.7850.1960 =1.415m.s Re=du/=0.11.415960/343010=39.62000 =64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616(430/0.1) (1.415/29.81)=729.2m N=QHe

9、g/=38400729.29.81/(36000.51000) = 152.6kw传热练习题-填空选择 4、用、用0.1Mpa的饱和水蒸气在套管换热器中加热的饱和水蒸气在套管换热器中加热空气。空气走管内，由空气。空气走管内，由20升至升至60，则管内壁，则管内壁的温度约为的温度约为 。 答案：答案：100 5、处理量为、处理量为440kg/h的有机溶液在某换热器中预的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内生成积垢，使热。运转一周期后，该溶液在管内生成积垢，使换热器总热阻增加了换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出。若维持冷、热介质出口温度不变，则该溶剂的处理量变为口温度不变

10、，则该溶剂的处理量变为 。 答案：答案：400kg/h 传热练习题-填空选择 6、苯在内径为、苯在内径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为传热系数为1270W/（）。如果流量和物性不变，改）。如果流量和物性不变，改用内径为用内径为30mm的圆管，其对流传热系数将变为的圆管，其对流传热系数将变为 （）。）。 答案：答案：612 7、关于传热系数、关于传热系数K下述说法中错误的是（下述说法中错误的是（ ） A. 传热过程中总传热系数传热过程中总传热系数K实际是个平均值；实际是个平均值；B. 总传总传热系数热系数K随着所取的传热面不同而异；随着所取的传热面不同

11、而异； C. 总传热系数总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；流体的物性无关； 要提高要提高K值，应从降低最大热阻着手；值，应从降低最大热阻着手； 答案：答案：C传热练习题-填空选择 8、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），），走壳程的有（走壳程的有（ ）。）。 . 高压流体；高压流体； . 蒸汽；蒸汽；. 易结垢的流体；易结垢的流体；. 腐蚀腐蚀性流体；性流体； . 粘度大的流体；粘度大的流体； . 被冷却的流体；被冷却的流体； 答案：、；答案：、；B、 9、关于辐射传热，下述几种说

12、法中错误的是（、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（ ）。）。 A.除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B热辐热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C热射线和可见光一样，都服从则折射定律；热射线和可见光一样，都服从则折射定律；D物体的物体的温度不变，其发射的辐射能也不变温度不变，其发射的辐射能也不变 答案：答案：A传热练习题-计算题 1、某列管热换器用、某列管热换器用109.2的饱和水蒸气加热管的饱和水蒸气加热管内空气，使它由内空气，使它由20升到升到80，现空气流量增加，现空气流量增加一倍，问在传热面积和空气进、出口温度不变的一倍，问在传热面积和空气进、出口温度不变的情况下，加热蒸汽温度应改变为多少？情况下，加热蒸汽温度应改变为多少？ 2、温度为、温度为20比热为比热为的溶剂以的流率流过套的溶剂以的流率流过套管换热器内管，被加热至管换热器内管，被