化学基础工程习题与答案

化学工程基础习题及答案详解

第一章流体流动与输送一、选择题(每题2分)1、某物体的质量为1000kg,则其重量为( )。B(A)1000N (B)9810N (C)9810kgf (D)1000/9.81kgf2、离心泵的压头H流量Q的关系为()。C(A) Q增大，H增大 (B) H增大，N先增大后减小(C) Q增大，H减小 (D) H增大，N先减小后增大3、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度 u与()有关。Ah相等，d1h相等，d1d2d3,各管流速相等。其读数分别为4、用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离各管流速相等。其读数分别为Ri,R2,R3。则()。(流体皆为水，指示液皆为汞) DR2 RR2 Ri R3Ri R2 R3Ri R2 R3RiRi R2 R3R1 R2 R3附图5、图示所表示的R值大小反映(A、B两截面间压差值(C)A、B两截面间动压头变化)。AA—B截面间流动压降损失(D)突然扩大或缩小流动损失。6、一敞口容器，底部有一出水管(如图示)。容器水面保持恒定，管水流动的速度头为 0.5m水柱。水由容器流入管，则2点的表压p2=()水柱。C

(A)1.5m(B)1.0m(C)0.75m (D)0.5m(A)1.5m(B)1.0m(C)0.75m (D)0.5m7、如图所示，用U形压差计与管道AB两点相连。已知各图中管径、 AB间的管长L及管道中流体流量均相同，管流体均为20C水，指示液均为汞，则( )。B(A) Ri R2, Ri R3 R4 (B) Ri R2 R3 R4(C)R1 R(C)R1 R2 R3 R4(D)RiR2 R3 R48、如图表明，管中的水处于(C)。(A)静止 (B)向上流动 (C)向下流动 (D)不一定(A)湍流流速>层流流速(B)流道截面大的为湍流，截面小的为层流(C)(A)湍流流速>层流流速(B)流道截面大的为湍流，截面小的为层流(C)层流的雷诺数〈湍流的雷诺数(D)层流无径向脉动，而湍流有径向脉动10、如图，若水槽液位不变，在阀门打开后，①、②、③点的流体总机械能的关系为((A)①二②二③ (B)①二②〉③ (CC①>②=③ (D)不能肯定B)。11、一个工程大气压等于( )Pa;((A)1.013X105 (B)9.81XI04(D)735.6 (E)10.33kgf/cm2。B、G(Q760(F)10 (G)112、如图所示，连接A、B两截面间的压差计的读数R表示了()的大小。ABAB间的压头损失HfabAB间的压强差 PAB间的压头损失及动压头差之和AAB间的压头损失及动压头差之和AB间的动压头差2 2Ua Ub2g13、转子流量计的主要特点是( )。(从流道截面与压差改变考虑) C(A)恒截面、恒压差 (B)变截面、变压差(C)恒流速、恒压差 (D)变流速、恒压差14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U形压差计读数()。B(A) R1 R2 (B) Ri R2 (C) Ri R2 (D)不一定15、图示为一异径管段，AB两截面积之比小于0.5,从A段流向B段，测彳导U形压差计的读数为RR1,从B段流向A段测得U形压差计读数为RR2,若两种情况下的水流量相同，则( )。(R只取绝对值)C(A) Ri R2 (B) Ri R2 (C) Ri R2 (D)不能判定16、一敞口容器，底部有一进水管(如图示)。容器水面保持恒定，管水流动的速度头为0.5m水柱。水由水管进入容器，则2点的表压p2 ()水柱。B2.0m1.5m1.0m0.75m

2.0m1.5m1.0m0.75m17、在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数(A)与光滑管一样 (B)只取决于Re(C)只取决于相对粗糙度 (D)与粗糙度无关18、如图，U形压差计测得( )。A数值()。C17、在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数(A)与光滑管一样 (B)只取决于Re(C)只取决于相对粗糙度 (D)与粗糙度无关18、如图，U形压差计测得( )。A数值()。CAB间的阻力损失(C)AB间的位头差加阻力损失AB间的压强差(D)AB间位头差19、如图示，空气以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根等径直管。已知did2,LabLcd,U形压差计指示液相同。则( )。C(A) PAB PCD (B) PAB PCD (C)hfABhfCD(D)R1 R220、下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路,相同，则ab与cd两段静压差()。Cab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度(A) Pab Pcd (B) Pab Pcd 9 Pab Pcd ( D)不一定)。A(A)送水量增加，整个管路阻力损失减少(B)送水量增加，整个管路阻力损失增大(C)送水量增加，泵的轴功率不变(D)送水量增加，泵的轴功率下降22、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )。B

(A)包括能在的总能量 (B)机械能(C)压能 (D)位能(即实际的升扬高度)TOC\o"1-5"\h\z23、已知流体经过泵后，压力增大 pN/m：则单位重量流体压能的增加为( )。C(A) p (B)p/ (C)p/g (D) p/2g24、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )。C(A)泵壳和叶轮 (B)叶轮(C)泵壳 (D)叶轮和导轮25、离心泵停车时要( )。A(A)先关出口阀后断电(B)先断电后关出口阀(C)先关出口阀先断电均可(D)单级式的先断电，多级式的先关出口阀26、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )。A(A)气缚现象 (B)汽蚀现象(C)汽化现象 (D)气浮现象27、离心泵最常用的调节方法是( )。B(A)改变吸入管路中阀门开度(B)改变压出管路中阀门的开度(C)安置回流支路，改变循环量的大小(D)车削离心泵的叶轮TOC\o"1-5"\h\z28、当离心泵充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( )。B(A)气体的黏度太小 (B)气体的密度太小(C)气体比液体更容易起漩涡 (D)气体破坏了液体的连续性29、离心泵漏入大量空气后将发生( )。B(A)汽化现象 (B)气缚现象(C)汽蚀现象 (D)气浮现象30、如图所示，理想流体作定态流动时，若将出口管径减小，而其它条件不变，则其流量( )。C(A)增大 (B)不变 (C)减小 (D)无法确定31、流量为31、流量为0.01m]S的流体从套管环隙(套管外管径为50mm,管外径为25mm,管壁厚为2.5mm)中流过，流体的流速为( )。C(D)31.8m/s也近似认为不变，若流速增加一倍，则(A)20.5m/s (B)14.2m/s ((D)31.8m/s也近似认为不变，若流速增加一倍，则32、流体以湍流在圆管中流动，管长、管径不变，摩擦阻力系数直管阻力hf,为原来的()。D(A)0.25 (B)0.5 (C)2倍 (D)4倍TOC\o"1-5"\h\z33、层流时，管中流体的平均流速为最大流速的( )。A(A) 0.5倍 (B) 0.6倍 (C) 0.7倍 (D) 0.8倍34、湍流时，管中流体的平均流速约为最大流速的( )。D(A) 0.5倍 (B) 0.6倍 (C) 0.7倍 (D) 0.8倍35、某地大气压为101.3kPa,该地某设备的绝对压强为 81.3kPa,则设备的真空度为( )。A(A)20kPa (B)25kPa (C)30kPa (D)35kPa36、流体在圆形直管作定态流动，雷诺准数 Re=1500,则其摩擦系数应为( )。B

A)0.032BA)0.032B)0.0427C)0.0267（D）无法确定37、管路由直径为 57X3.5mm的细管，逐渐扩大到 108X4mm的粗管，若流体在细管的流速为4m/s。则在粗管的流速为（ ）。B（A）2m/s（B）1m/s（C）0.5m/s （D）0.25m/s38、在阻力平方区，摩擦系数 入（）。C（A）为常数，与Re,£/d均无关（B）随Re值加大而减小（C）与Re值无关，是e/d的函数（D）是Re值与e/d的函数39、通常流体粘度随温度变化的规律为（ ）。C（A）温度升高，粘度减小 （B）温度升高，粘度增大（C）对液体温度升高，粘度减小，对气体则相反（D）对液体温度升高，粘度增大，对气体则相反40、流体在长为3m、高为2m的矩形管道流动，则该矩形管道的当量直径为 （）。C（A）1.2m （B）0.6m （C）2.4m （D）4.8m41、离心泵的效率 和流量Q的关系为（）。B（A） Q增大， 增大 （B） Q增大， 先增大后减小（C） Q增大， 减小 （D） Q增大， 先减小后增大42、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为（）。A（A）Q增大，N增大 （B）Q增大，N先增大后减小（C）Q增大，N减小 （D）Q增大，N先减小后增大43、流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，则摩擦系数 入与雷诺数Re的关系为（）。C（A）Re增加，入增大 （B）Re增加，入减小（C）Re增加，入基本上不变 （D）Re增加，入先增加大后减小44、今确知流体在不等径串联管路中的最大管径段刚达到湍流，请判断在其他较小管径段中流体流动的型态（）。A（A）湍流 （B）层流 （C）过渡流 （D）无法判断45、实际流体在等温条件下，流经一直径均等的水平管路，在流动过程中因流体阻力造成的机械能损耗主要表现为（ ）。A要表现为（ ）。A（A）压强能减小（C）位能减小（B）动能减小（D）三者兼而有之TOC\o"1-5"\h\z46、流体静力学方程 p2p1 g（z1z2）适用于（ ）。B（A）任何场合下的同一种流体 （B）同一种连续的静止流体（C）连续流动的流体 （D）不同种类连续的静止流体47、在静止流体部各点的静压强相等的必要条件是（ ）D（A）同一种流体部 （B）连通着的两种流体（C）同一种连续流体 （D）同一水平面上，同一种连续的流体48、流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速 u的关系为（ ）。B（A）与u2成正比 （B）与u成正比（C）与u1.75成正比 （D）与u0.55成正比4℃水在SI制中密度为（ ）；重度为（ ）；在工程单位制中密度为（ ）；重度为（ ）。B；D；C；A（A）1000kgf/m3 （B）1000kg/m3（Q102kgf-s2/m4 （D）9810N/m3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，则液体通过ab与cd段能量损失（)。B(A) hfabhfcd(B) h同，则液体通过ab与cd段能量损失（)。B(A) hfabhfcdTjI

cdIHkk51、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R值表示（）。C（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二、填空题：1、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。细2、牛顿粘性定律的数学表达式为,牛顿粘性定律适用于型流体。dudy3、稳定流动中，点流速只与有关，而不稳定流动中，点流速除与有关外，还与有关。位置；位置；时间4、列柏努利方程时选取的截面必须具备的条件是,,。按流动方向选取上下游截面；与流动方向垂直；已知条件充分，未知条件可通过其它条件求得5、边长为0.4m的正方形通风管道，其润湿周边长为,当量直径为。1.6m;0.4m6、实际流体在管道流动时产生阻力的主要原因是。流体具有粘性7、通常指边界层的围是。流速在0〜0.99us8、流体流动的连续性方程是;适用于圆形直管不可压缩流体流动的连续性方程是。iuiuiA12 ,22u2A2；u1dl u2d29、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为 0.5m/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。 1 ;2010、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。

2Rg(22Rg(211、如附图所示,容器中盛有油（p=800kg/m3）。油上界面a2以上是空气。U形管中指示液为水（p=10003.kg/m）,ai,a2,a3在同一水平面上， bi,b2,b3点也在同一局度上， hi=100mmh2=200mm则各点的表压Pa=, Pa=, Pb=, Pb=, Pb3=。 h3值为。（表压值以mm水柱表不）0;100mmHQ300mmHQ300mmHQ340mmHQ200mm12、流体动力黏度（简称为黏度） 的SI12、流体动力黏度（简称为黏度） 的SI单位为2Pas或Ns/m13、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。214、米糠油在管中作层流流动，若流量不变，w、L不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失—为原来的1/1615、米糠油在管中作层流流动，若流量不变 ，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的倍。216、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（无外加机械能）。TOC\o"1-5"\h\z2 2hfu U1 P1 u U2 PhfgZ1 — — gZ2 ——2 217、层流时，管平均流速是最大流速的;湍流时，管平均流速约是最大流速的。一半；0.81718、如图所示系统，其大管径 d=45mm,液体在管流速为0.5m/s，小管径d2=19mm从1-1到2-2断m/s ,是根据方程而得。面的阻力损失为15m/s ,是根据方程而得。面的阻力损失为15J/kg,则2-2断面处的流速为2.8;连续性方程19、空气在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。减小20、的流体称为理想流体。 无粘性、流动时没有阻力损失21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。气蚀22、离心泵的流量常用调节。泵后阀23、离心泵的允许吸上真空高度的数值于允许的安装高度的数值（大，小） 。大24、用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送 p=1100kg/m3但其他物性与水相同的溶液，则流量,扬程,功率。（增大，不变，减小，不能确定）不变；不变；增大25、若被输送的流体粘度增高，则离心泵的扬程,流量,效率,轴功率。减小；减小；下降；增大26、流体在由25X2.5mm及57X3.5mm钢管组成的套管换热器环隙中流动，其当量直径为。25mm27、当理想流体在水平变径管路中作连续定态流动时，在管路直径缩小处，其静压强将 ,而流速将（增大或减小）。减小；增大28、某设备的真空表读数为500mmHg设备外环境大气压强为640mmHg则它的绝对压强为 Pa _41.866X1029、在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管径为细管的 2倍。则细管水的流速为粗管流速的倍。430、流体在圆管流动时的摩擦阻力可分为和两种。直管阻力；局部阻力31、流体在管作湍流流动时（不是阻力平方区）其摩擦系数入随和而变。雷诺准数Re；相对粗糙度£32、流体在圆形管道中作层流流动，如果将管径增加一倍而流量不变，则阻力损失变为原来的 一倍。11633、流体在圆形管道中作层流流动， 如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的一倍。0.2534、离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是。 将部分动能转换为静压能35、离心泵启动前需要先向泵充满被输送的液体，否则将可能发生现象。气缚36、某设备的表压强为100kPa,则它的绝对压强为 kPa;另一设备的真空度为400mmHg则它的绝对压强为（当地大气压为101.33kPa） 201.33 ;360mmHg37、流体在圆形直管作层流流动时，摩擦系数 与Re的关系是。 —Re38、当密度p=1000kg/m3,粘度（1=1厘泊的水，在径为d=100mm的管中以流速为1m/s流动时，其雷诺准数等于,其流动类型为。 10 %湍流39、圆管中有常温下的水流动 ，管径d=100mm,测得其中的质量流量为 15.7kg/s,其体积流量为,平均流速为。 0.0157m 3/s;2.0m/s40、当20C的甘油（p=1261kg/m3,==1499厘泊）在径为100mm的管流动时，若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为,其摩擦阻力系数 入为。 84.1 ;0.76141、理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 。减少42、液体的粘度随温度升高而,气体的粘度随温度的升高而。减小；增大43、离心泵的压头（又称扬程）是指。泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量44、常温下水的密度为1000kg/m3,粘度为1cp,在d内100mm的管以3m/s的速度流动，其流动类型为。湍流为。湍流形曲线，中心最大速度为平均速度的45、流体在圆形直管作滞流（层流）流动时，其速度分布呈倍。 抛物线；246、边长为a的正方形管道，其当量直径 de为。a47、在静止的同一种连续流体的部，各截面上能与能之和为常数。 位；静压48、流体在管作湍流流动时，雷诺准数越大，则层流底层的厚度。越薄49、长方形的长为49、长方形的长为2a,宽为a,其当量直径为50、单位体积流体所具有的称为流体的密度。 质量51、圆管中有常温下的水流动 ,管径d=100mm,测得其中的质量流量为 15.7kg/s, 其体积流量为,平均流速为。 0.0157m 3/s;2.0m/s52、当20C的甘油（p=1261kg/m3,科=1499厘泊）在径为100mm勺管流动时，若流速为1.0m/s时，其雷诺准数Re为， 其摩擦阻力系数入为。 84.1 ;0.76153、某长方形截面的通风管道 ，其截面尺寸为30X20mm,其当量直径de为。24mm1.0 ;0.554、管出口的局部阻力系数等于 1.0 ;0.555、流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速,动压头,静压头。减少；减少；增加56、如图所示，在充满空气的具有不同压力的两密闭容器 A和B的上、下两侧，各连接管径和高度均不相等的压差计，各连接导管充满空气，压差计指示液为水，则当用下方压差计读数表示时，Pa PPa Pb,当用上方压差计读数表示时， PaPb,R与H值之间关系为(i)gH;(i)gH;R=H57、100kgf•s2/m4=kg/m3;6.0mH2O= 57、100kgf•s2/m4=kg/m3;6.0mH2O= Pa981 ;5,910458、用径为f114'4mm的水管输送20C的清水，其流量为 12m3/h,则管水的流速为 m/s；若水的粘度W=1.005X10-3Pa-s,则水的流动类型为。 0.38 ;湍流59、20c的水在f114'4mm的钢管流动，流速为2m/s,密度为998.2kg/m3,粘度为1.005cp,则雷诺数Re=,流动类型为。 2.11105；湍流60、流体机械能衡算式若衡算基准为 J/m3则可表示为 。（无外加机械能）2 2gZ14P1 gZ2谭P22 2三、简答题：hf1、（3分）质量流量Ws、体积流量Vs与流速u三者之间的关系如何?答：三者之间可以用一个公式表示为:WsVs uA2、（3分）何谓定态流动？答：在流动过程中，若系统的参变量不随时间改变仅随所在空间位置而变的流动称为定态流动。3、什么是理想流体？答：不具有粘性，流动时没有能量损失的流体称为理想流体。4、（4分）应用柏努利方程式时，衡算系统的上、下游截面的选取原则是什么？答：选取原则为：①两截面一定要与流动方向相垂直； （1分）②流体必须充满两个截面间的空间； （1分）TOC\o"1-5"\h\z③所选的截面上各物理量除待求的外，必须是已知或可以算出的； （1分）④计算输送机械有效功时，两个截面应选在输送机械的两侧围； （1分）5、（ 3分）如何判断一流体的流动类型 ?Re<2000的流动称为层流流动， Re>4000的流动称为湍流流动6、（ 3分）层流与湍流是如何定义的？Re<2000的流动称为层流流动， Re>4000的流动称为湍流流动7、（ 3分）简述层流与湍流的区别。流体在管作层流流动时，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。8、（3分）启动离心泵前及停泵前应做哪些工作 ?启动离心泵前应灌泵、关闭泵的出口阀门，停泵前也应关闭泵的出口阀门。9、启动离心泵前为什么要灌泵？为了防止气缚现象发生。10、启动离心泵前为什么要关闭泵的出口阀门？为了减小启动电流，以保护电机。11、停泵前为什么要关闭泵的出口阀门？防止高压液体倒流，对泵造成损害。（2分）启动离心泵前如果不灌泵会发生什么现象？会发生气缚现象。（2分）若离心泵的实际安装高度大于允许安装高度会发生什么现象？会发生气蚀现象。四、名词解释：1、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。2、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。3、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。4、当量长度 le把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为 le的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。5、黏性运动流体部产生的阻碍流体向前运动的特性。6、绝压以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。7、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。8、真空度

真空度等于大气压强减去绝对压强。9、相对粗糙度£/d一相对粗糙度。10、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。11、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量。12、轴功率电机为泵轴所提供的功率。13、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象。14、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度。15、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体。五、判断题：TOC\o"1-5"\h\z1、某物体的质量为1000kg,则其重量为9810N。（ ） V2、一敞口容器，底部有一出水管（如图示） 。容器水面保持恒定，管水流动的速度头为 0.5m水柱。水由容器流入管，则2点的表压p2=0.75m水柱。（ ） V3、层流与湍流的本质区别是湍流流速 ＞层流流速。（ ） X4、一个工程大气压等于1.013X105Pa。（ ） X5、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 2倍。（ ），6、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为 0.5m/s,Re为1000,则管中心处点速度为 1m/s。（ ） V六、计算题：1、（本题20分）用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为38.4t/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61084mm油的粘度为3430cp,密度为960kg/m31、（本题20分）用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为38.4t/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61084mm油的粘度为3430cp,密度为960kg/m3,泵的效率为50%求泵的实际功率。解：以贮油池液面为上游截面 11,以高位槽液面为下游截面 22,并以11为基准水平面，列柏努利方程：hfPi P20 4 分上式简化为2Ui20,We管路中流速uPiZ2gZ2WsAWegZ22U22P220m,UiU20,hf38.410323600960—0.1241.415^^ 23.433.43_du0.11.415960Re 39.62000 ，流动为层流 2分2 6.2 6.794Jkg 4 分2 6.2 6.794Jkg 4 分64Re643961.62hflu24301.620.1， ，_2管6973.7Jkg•1'Wegz2hf9.81206973.77169.9J」kgNNeWeWs7169.938400153kW36000.52、（本题20分）用离心泵经657X3.5mm的钢管，将敞口贮槽的有机溶液（密度为800kg/m3,粘度为20cp）输送到反应器中。设贮槽的液面离反应器的液面高度保持16m,见附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25m反应器的压力恒定为 4kgf/cm2（表压），有机溶液输送量为6n3/h,泵的效率为60%试确定泵的轴功率。解：以贮槽液面为上游截面方程：解：以贮槽液面为上游截面方程：11,以反应器液面为下游截面22,并以11为基准水平面，列柏努利式中:gZ12U120,P1WegZ22U22P2hfZ216m,u1U20，P139.24104Pa上式简化为Wegz2因hf 2 分管路中流速uVs 6 2 分A 2 S3600 0.0524Redu0.050.8498000.0216982000，流动为层流 2分 2 分64-64-0.0377Re1698hflu20.0377250.05__20.849hfhf 9.8116654.3Jkg_ 439.2410 6.794800NNeWews654.3680036000.61454W1.451kW3、（本题20分）以离心泵把水由储罐A输至储罐B,B液位比A液位高1.2m,管子径80mmpA=-0.2kgf/cmpB=0.25kgf/cm2（均为表压）,1min输送500为0.02,轴功率0.77kw,求泵的效率。kg水。AB间管线总长5m（包括局部阻力），摩擦系数解：以储罐A液面为柏努利方程，得：11截面,以储罐B液面为22截面，以11截面为基准水平面，在两截面间列式中:因为V•Hf2Ui2gP1

gHeZ2P2

gZ21.2m,500601000lleu22gP10.22,2U22gP20.258.330.02He (Z24）(P2Pi)g103暝,所以管流速uU1 U2 0—4分一 1.66moA s50.08HfgVsHeN4、（本题20分） 21.66 0.17629.811.2(0.250.2)100.1765.88m----3310009.818.3310 5.88 0.6240.771000用轴功率为0.55kW的离心泵，将敞口储槽中的液体输送至表压为槽中。已知液体的流量为4m3/h,密度为1200kg/m3、粘度为0.96103Pa•s;管路总长度为50m（包括管件、阀门等当量长度）；两槽液位维持恒定的高度差的效率。（层流时64—,俪流时Re0.3164~~0.25)Re90kPa的密闭高位输送管路的径为32mm,

15mt试计算该离心泵解：选敞口储槽液面为1-1截面，高位槽液面为2-2'截面，并以截面1-1为基准水平面，在两截面间列柏努利方程，得:Zi2UiPi即He其中2gHeZ22U2P2Z2Zi管路中流速2gHf2 2U2UiP2 Pi2gHf15m,u0,2g90000PaU 236000.7850.03221.382m/s_duRe——0.0321.38212000.961035.528104流动为湍流0.3164Re0.250.3164(5.528104)0.250.0206Hf(LLe2U)2g50(0.0206-0.0321.32821.5) 3.279m29.81He159000012009.813.27925.924mHQ102N25.9244/36001200 0.61661.6%1020.555、（本题12分）用泵将出水池中常温的水送至吸收塔顶部，水面维持恒定，各部分相对位置如图所示。输水管为676X3mm®管，排水管出口与喷头连接处的压强为6.15X104Pa（表压），送水量为34.5岳/h,160J/kg。水的密度取1000kg/m3。水流经全部管道（不包括喷头）的能量损失为d24（2）取水池液面为1-（0.070）21截面，且定为基准水平面，取排水管出口与喷头连接处为22截面，如图所示,在两截面间列柏努利方程，得:式中：Z1Ui0,U22.49ms,P1 0,P2 6.15104Pa,hf12160Jkg代入柏努利方程，得We Z2g2U2 P2表We Z2g2U2 P2表2hf12262(2.49)29.81 —246.1510 I 160479.66J.1000 kgWs Vs345100036009.583kgs而r WeWs479.669.5834596.7W4.597kWw 36、（本题20分）用离心泵将贮水池中的水送到高位槽中水池液面与高位槽液面间的垂直距离为 35m,定态流动。输水管直径为6165X4.5mm,管路中直管总长为1300m,所有局部阻力的当量长度为 50m。若泵的流量为100m3/h,泵的效率为65%摩擦系数入可取为0.02,水的密度取1000kg/m3。求：泵的轴功率N（kw）。解：（1）解：（1）取水池液面为1-1'截面，且定为基准水平面。取高位槽液面为面间列出柏努利方程，得：2-2'截面，如图所示，在两截式中:ZigZi管路中流速2U12PlZ2V式中:ZigZi管路中流速2U12PlZ2VsWe z2g35m,u11003600U22p2hf12U2 0,pP2 0(表压)1.453m/s2-(0.156)hf12le0.02130050(1.453)20.156182.7J/kgWsNehf1359.81182.7526.05J/g1000100360027.78We s526.0527.78 2248322.5kw0.657、（本题20分）用离心泵将水从江中送到高位槽中，水的流量为长度（包括局部阻力的当量长度）为100RI若输水管径为3998kg/m。试求：（1）离心泵的扬程H至少是多少？（2）34m/h,槽中水面高出江面 hf12le0.02130050(1.453)20.156182.7J/kgWsNehf1359.81182.7526.05J/g1000100360027.78We s526.0527.78 2248322.5kw0.657、（本题20分）用离心泵将水从江中送到高位槽中，水的流量为长度（包括局部阻力的当量长度）为100RI若输水管径为3998kg/m。试求：（1）离心泵的扬程H至少是多少？（2）34m/h,槽中水面高出江面 50m,管路100mm管路的摩擦系数 为0.,水的密度为若离心泵的效率为70%则轴功率为多少?解：（1）以江面为1截面且定为基准水平面，高位槽水面为2截面，在两截面间列柏努利方程，得:2U1Z12gHeZ22U22gP2g式中：Z1 0Z250m,U1U2P1P2 0（表压），上式简化为HeZ2Hf管中水的流速UVs

A434HfHed2g502.0636001000.0280.1d21.20434 2 1.203600 0.12 2.06m29.8152.06m既扬程至少应为52.06m。⑵N⑵NeWsWe VsgHe998 9.8152.064814W4.81kW-----4 分3600Ne4.81e 6.87kW0.78、（本题20分）如图所示，水从槽底部沿径为 100mmW管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得 R=50cm,h=1.8m。求：⑴阀门全开时的流量⑵阀门全开时B处的表压阀全开时Le/d=15,入管口及出管口的阻力系数分别为 0.5及1.0,设摩擦系数入=0.018,汞的密3度为13600kg/m。为为0.026。为为0.026。「•银解：阀关时(Za1.8)10000.513600Za5m（1）阀全开时，以管中心线所在水平面为基准水平面，在A-A和C-C间列柏努利方程:gZAPa2UA-yWegZC2Pc Uc一下hf式中：Za5mZc,C0,Pa Pc0,uA0,We0,Z「•银解：阀关时(Za1.8)10000.513600Za5m（1）阀全开时，以管中心线所在水平面为基准水平面，在A-A和C-C间列柏努利方程:gZAPa2UA-yWegZC2Pc Uc一下hf式中：Za5mZc,C0,Pa Pc0,uA0,We0,Zc0,UCU---4hf七le2)U20.01850目15)0.5所以9.815 0.01850( 15)0.12 2UU0.5—2 2解得：u3.02m/s2 _2___ __ 3Vs —d2u—0.123.020.24m3/s4 4(2)在A-A和B-B截面间列柏努利方程：_ 385.4m3/hPagZA—2UA——We2gZBPB式中：Za5m,ZB0,Pa0,UA0,We0,Zb0,Ub 3.02m/s----3hf(\_

d300.018——2229.815Pb3.0222(0.018300.13.0220.5) 2解得：Pb1.76104Pa(表)60m,截止阀9、（本题209、（本题20分）如图示常温水由高位槽以阀，已知管道为巾573.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为在某一开度时的局部阻力系数 为7.5。设系统为稳定湍流，管路摩擦系数求：（1）水由高位槽流到低位槽总的能量损失为多大（不计进出口阻力损失）？（2）管路中的质量流量及两槽液面的位差4 Z;（3）阀门前后的压强差。注：汞的密度为13600kg/mlhf( ■2)?解：（1）(0.026607.5)0.050应43.5375J/kg2⑵WsVs Au21000—0,0501.52.94米g/s10.6T/h------3以2-24所在平面为基准水平面，在1-1、2-2间列柏努利方程，得:Zi2U12gP1

gZ22U22gP1

ghf其中:U1U20,P1P2hf=43.5375所以:Z2hf4.438m（3）因阀水平放置，所以阀前后的压力差PPf2—100027.51.52c,cc 8.4832103Pa又•:P()gR8.43810、（本题20分）310=(13.6 1)1039.81R解得R=0.06826m-----3将密度为850kg/m3的油品，从贮槽管长为1000m（包括直管长度和所有局部阻力的当量长度）油的粘度为0.1Pa・s。求此管路系统的输油量为多少A放至B槽，两槽液面均与大气相通。两槽间联接,管子直径为0.20m,两贮槽液面位差为6m,n3/h?假设为定态流动，流程见附图。解：取A槽液面为1-1截面,B槽液面为2-2截面，且定为基准水平面，如图示，在两截面间列出柏努利方程:z〔gU12 P1We2U2P2 4式中:z1 6m,z2d0.20m,0,u1 u2 0,R850kgm3P2 0(表压),we 0,lle100m,上式可化为:69.8110000.2①式设油品流动为滞流，则64 64Redu640.03765将②式代入①式中,0.2u850②式可得:0.1cc〜0.03765100069.81 0.2解得：u0.625m/sdu0.200.625所以Re—— 0.18501062.52000流动为滞流，假设正确Vs —d24 _2u3600—(0.2)

430.625360070.7m/h11、（本题18分）利用虹吸管将池中温度为90C热水引出，两容器水面的垂直距离为管段BC长10m（都包括局部阻力的当量长度），管路直径为20mm直管阻力系数为不发生汽化现象，管路顶点的最大安装高度为多少？已知90c热水的饱和蒸汽压为2m,管段AB长5m,0.02。若要保证管路7.01'104Pa。解：如图所示，设水在虹吸管中的流速为得：u,在1-1和2-2之间列柏努利方程25 ur包gz1 一2式中z1z2H 4Wegz22U2 P22hf•gHhfu162在截面1-1和截面2m,j_u2d2Ui分u2,P1P2,We即9.8120.02150.022uA，口——解得2BB之间列柏努利方程，得:22gZl2U1P1gZBUb万Pbhf式中：ZB1.62mS,Pi1.01hfl1BU10520.02hZbZi9.8112、（本题

如图、Pb0.022upv 7.01104Pad21 P1 Pbg(一2一 一5一 一4(1.0110 7.01101000hf)1.622竽6.5616.561)2.35m20分）水通过倾斜变径管路（ A~B）DA=100mm,DB=240mm水流量为2m3/min。在截面A与B处接U形水银压差计，其读数R=20mm两点间的垂直距离为h=0.3m,②A、B管段阻力损失为多少mmHg③若管路水平放置而流量不变，变化？试求：①A、B两点的压差是多少Pa?U形水银压差计读数及两点压差有什么BH①pg(hR)igR10009.81(0.30.02)136009.810.025.4103Pa--4分②在A与B两个截面间列柏努利方程:2U12gZ2P22U22gHf式中:P2Z20.3mU1VsA1VsU2VsA2D，6040.12604.24m/sVs12-D2604420.242600.74m/s代入可求出阻力损失Phf (乙Z2)——g2U12U2

2g0.3540010009.811.14mH2O83.8mmHg4.2420.74229.81③当管路水平放置时,hf不变，而（ZiZ2）=0,所以hfg（乙2 2Z2）u一u2-应减小。2 313、（本题上方压强为液面15m15分）如图1101.33kPa。所示，用泵将贮槽中密度为 1200kg/m3的溶液送到蒸发器，贮槽液面维持恒定其蒸发器上部的蒸发室操作压强为 200mmHg（真空度）。蒸发器进料口高于贮槽的输送管道的直径为巾68X4mm送料量为20n3/h,溶液流经全部管道的能量损失为120J/kg。若泵的效率为0.65,求泵的轴功率。4V解：以贮槽的液面为11截面且定为基准水平面,式中:管路出口侧为22截面，列柏努利方程得:25 Ul Pgz12Wegz22U22P2hf0,Z215m,u10,Pi0,hf12012003200P2 76010133026670Pa,U2VsA2036000.7850.0621.97吟--4gz22U2P22hf9.8115——21.972 266701200120246.92泵的有效功率Ne246.920120036001647W1.65kW泵的轴功率Ne1.65e——2.54kW14、（本题流量下截面0.6512分）水在水平管流动，截面1处管径d1为0.2m,截面2处管径d2为若忽略水由1至2处的阻力损失,0.1现测得水在某试求水的流量m3/h。1、2处产生的水柱高度差 h为0.20m2U1 P1解：在1、2两截面间列柏努利方程:gz1gz22U2P2因为是水平管，所以ZiZ2U1d12U2d；,所以U2uS 4U1dfPi2U22P2P1P22U222U1P1gP2152U12g0.20Ui0.511ms15、—d；u14（本题120.220.5110.016157.84分）水从喷嘴口1-1截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴直径d125mm,现要求在高于喷嘴出口 5m处水流的直径d2为d1的1.2倍，试计算出喷嘴口的水流速3。忽略阻力。1—1、2-2截面间间列柏努利方程得:1—1、2-2截面间间列柏努利方程得:式中:••U12U1g乙—2P1P21.2d1,gz213.76P1一gZ式中:••U12U1g乙—2P1P21.2d1,gz213.76P1一gZ20（表压）、uR；299.8122U22Z1u2d2P20、Z2U25md；U1-d2df2U11.44d；U11.442U12 _1.44 2A输送至一敞口搅拌反应槽 B中，输16A输送至一敞口搅拌反应槽 B中，输液管规格为638X2.5mm,已知料液在管中的流速为 um/s,系统的阻力损失可按 2hf=20.6U2/2J/kg计算。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？分分分分解：原系统中，以反应槽液面为基准水平面，在高位槽液面与反应槽液面间列柏努利方程:2U1 P12口2 P2gZ2万一hf式中：Z111mZ15m,u1u20,P1 P22口2 P2gZ2万一hf式中：Z111mZ15m,u1u20,P1 P2 0(表压),850kg/3,

mhf20.62—10.3u2（u为管道中料液的流速）2gz1gZ2hf既9.81119.81510.3解得:2.39新系统中,同样列柏努利方程得:gZ1 gZ2hf所以Z1 Z220.6u2 52g20.6(1.32.39)2 15.14m29.81增高为Z1Z14.14m17、（本题20分）如图输水系统，已知管路总长（包括所有局部阻力当量长度）为100m,其中从压力表到管路出口的总长度80m（包括所有局部阻力当量长度），管路摩擦系数 入=0.025,管径0.05m,水的密度=1000Kg/m3,泵的效率为0.8,输水10m3/h求：①泵的轴功率？②压力表的读数是多少 Kgf/cm2?11TOC\o"1-5"\h\z①在1-1、2-2间列柏努利方程得： We gZ2hf 5hfVs hfu- ,l100,d0.05,Vs ,Z220, 0.025A 3600We=246.24J/kgNeWsWe VxWe684W 2ese xeNe c 八N—855W 3 分②在3-3、2-2间列柏努利方程，得:Pi2UPi2Ui万gZ2hf，求得：Pi=2i5.35kPa=2.i98kgf/cm2 2 分18、(本题12分)40C水由高位槽经异径收缩管向下流动， 40c水的密度为992kg/m3,饱和蒸汽压访=7.38kPa,当地大气压为97kPa。现拟do取135mm,试问：当不计阻力损失，水在流经收缩管时会不会汽化？解：设出口处水的流速为u,收缩管管径最小处流速为因不计阻力损失，所以在高位槽液面至出口截面间列柏努利方程并化简得:2gz114.0U gz114.0一，即u42gzi J29.81102由连续性方程ud2u由连续性方程ud2u0do可彳#u°u£d0214.0震17.28ms由水槽液面至收缩管处列柏努利方程得:gz1P1gz22U2P22式中z1Z2gz1P1gz22U2P22式中z1Z27m, P1_ _3_ _ __9710Pa（绝压），u2u017.28992kgm39.819710310 9.8199217.2827 2P2992解得:P2 17.0103Pa因P2p0,故收缩管处不会发生水汽化。第二章传热一、选择题：1一、选择题：1、在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为）。C(A)传导和对流2、棉花保温性能好，主要是因为((A)传导和对流2、棉花保温性能好，主要是因为((B)传导和辐射）。C(C)对流和辐射(A)棉纤维素导热率小 (B)棉花中含有相当数量的油脂(C)棉花中含有大量空气，而空气的运动又受到阻碍(DD棉花白色，因而黑度小3、稳定传热是指( )。B(A)传热系统中各点的温度不随位置和时间而变(B)传热系统中各点的温度仅随位置变，而不随时间变(C)传热系统中各点的温度不随位置变而随时间变(D)传热系统中各点的温度随位置和时间而变4、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的( )。C(A)通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值(B)系统中任一点的温度维持恒定(C)总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各传热面的传热速率之和(D)系统中任一传热面上的热通量在过程中不变TOC\o"1-5"\h\z5、物质导热系数的顺序是( )。A(A)金属>一般固体>液体>气体 (B)金属>液体>一般固体>气体(C)金属>气体>液体>一般固体 (D)金属>液体>气体>一般固体6、空气、水、铁的导热系数分别是 入1、入2和入3,其大小顺序是( )。B(A)入1>入2>入3 (B)入1<入2<入3(C)入2>入3>入1 (D)入2<入3<入17、穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为 t1 40c , 12 35c , t3 5c ,则第一层热阻与第二、三层热阻的关系为( )。B(A)R>(R2+R3) (B)R=(R2+R3) (C)R<(R2+R3) (D)不确定8、双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为 1和2，其对应的温度差为 L和t2,若t1>t2,则1和2的关系为()。A(A) 1< 2 (B) 1> 2 (C) 1= 2 (D)无法确定则A层导热率()B层的导9、已知某平壁外两层不等厚(b则A层导热率()B层的导(A)小于 (B)不能确定是否大于 (C)大于(D)等于10、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R1与第二、三层热阻R、R的大小R>(R2R>(R2+R3)R<(R2+R)R=(R2+R3)(D)无法比较TOC\o"1-5"\h\z11、多层间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻（ ）。A（A）成正比 （B）成反比 （C）没关系12、在对流传热过程中，对流传热的热阻主要集中在（ ）。D（A湍流主体 （B）过渡层 （C）相界面（DD层流层13、对流体热速率=系数X推动力，其中推动力是（ ）。B（A）两流体的温度差 （B）流体与壁面（或反之）间的温度差（C）同一流体的温度差 （D）流体的速度差14、在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否正确（甲、传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙、换热器总传热系数K将接近空气侧的对流给热系数。（A）甲乙均对（A）甲乙均对（C）甲对，乙不对（B）甲乙均不对（D）乙对，甲不对15、套管冷凝器的管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，空气出口温度（ ）。B（A）增大 （B）减小 （C）基本不变16、套管冷凝器的管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，传热系数K应（）。A（A）增大 （B）减小 （C）基本不变17、套管冷凝器的管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，壁温（ ）。B（A）增大 （B）略有减小 （C）基本不变18、在一列管式换热器中，用冷却水冷凝酒精蒸汽，换热器最好（ ）放置。A（A）水平 （B）垂直 （C）管 （D）管外19、在一列管式换热器中，用冷却水冷凝酒精蒸汽，冷却水应走（ ）。C（A）水平 （B）垂直 （C）管 （D）管外（A）20、对间壁两侧流体一侧恒温，另一侧变温的传热过程，逆流和并流时tm大小为（）。C(A)(A)tm^>tm并(C) tm逆=tm并（D）无法确定21、对间壁两侧流体均变温的传热过程，逆流和并流时21、对间壁两侧流体均变温的传热过程，逆流和并流时tm大小为（）。Atm^<ttm^<tm并tm逆=tm并 （D）无法确定22、传热速率公式 QKAtm中，tm的物理意义是（ ）。B（A）器壁外壁面的温度差 （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23、有一套管换热器，在管中空气从 46℃被加热到 50℃，环隙有 119.6℃的水蒸气冷凝，管壁温度接近（）。B（A）35℃ （B）119.6℃ （C）77.3℃24、壁阻和污垢热阻忽略不计时，要想有效提高传热过程的总传热系数 K值，关键是（）。CTOC\o"1-5"\h\z（A）减小 小的流体则的 值 （B）减小 大的流体则的 值（C）增大小的流体侧的 值 （D）增大大的流体侧的 值25、管壁及污垢热阻可略 ,对薄管壁来说 ,当两流体对流体热系数相差悬殊时 （如io）,为有效提高值，关键在于（ ）。B（A）提高i （B）提高。 （C）减小垢层热阻 （D）提高管流体流量26、对在蒸汽与空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的（ ）在工程上可行。 A（A）提高空气流速（（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温度（D）在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液27、对流传热系数 的单位为（ ）。B2(D)W/(m•s)2(D)W/(m•s)2(D)W/(m•s)A（A）W/（m-K） （B）W/（m•K） （C）W/（m-s）28、导热系数入的单位为（）。A2（A）W/（m-K） （B）W/（m•K） （C）W/（m-s）29、在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对 的影响是（（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30、一套管换热器，长10m,管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指TOC\o"1-5"\h\z定温度，则套管换热器的长度应该（ ）。A（A）增长 （B）缩短 （C）不变 （D）无法确定31、两流体可作严格逆流的换热器是（ ）。D（A）板翅式换热器 （B）U型管式列管换热器（C）浮头式列管换热器 （D）套管式换热器32、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（ ）。C①空气流速为 30m/s时的；②水的流速为 1.5m/s时的；③蒸汽滴状冷凝时的 ；④水沸腾时的 ；（A）③>①>①洛 （B）④〉③⑶①（C）③>①>②E （D）③>②>④>①33、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（ ）。B（A）管避热阻 （B）污垢热阻（C）管对流传热热阻 （D）管外对流传热热阻34、在常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为 20℃，则壁温约为（ ）。B（A）20℃ （B）100℃ （C）60℃ （D）49.7℃35、物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为（ ）。 A

（A）热传导 （B）热传递 （C）热辐射 （D）热对流36、流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为（ ）。 A（A）热对流 （B）热传导 （C）热辐射 （D）热传递37、物质导热系数的顺序是（ ）。 A（A）金属〉一般固体〉液体〉气体 （B）金属〉液体〉一般固体〉气体（C）金属〉气体〉液体〉一般固体 （D）金属〉液体〉气体〉一般固体38、在管壳式换热器中，饱和蒸气宜走管间，以便于（ ），且蒸气较洁净，它对清洗无要求。A（A）及时排除冷凝液 （B）流速不太快（C）流通面积不太小 （DD传热不过多TOC\o"1-5"\h\z39、在管壳式换热器中，有毒流体宜走管，使（ ）。A（A）泄漏机会较少 （B）流速很快 （Q流通面积变小 （D）传热增多40、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的，是为了加大壳程流体的（ ），使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数。 C（A）黏度 （B）密度 （C）流速 （D）高度二、填空题：1、两流体在一套管换热器中换热，热流体温度由 90c降至60C,冷流体温度由20c升至50C,若逆流操彳,tm=。 40C层流底层2、流体与固体壁面间的对流传热（给热）热阻主要是集中于层流底层3、热损失是损失和损失之和。4、为减少圆形管导热损失，采用包覆两种保温材料a3、热损失是损失和损失之和。4、为减少圆形管导热损失，采用包覆两种保温材料a、b,对流热；辐射热若它们厚度相同，导热系数的顺序从到外依次为5、在管式间壁换热器中，以外表面为基准的传热系数的计算式为,与之对应的传热1 LdoKidiRsidobdodidm5、在管式间壁换热器中，以外表面为基准的传热系数的计算式为,与之对应的传热1 LdoKidiRsidobdodidmRsoKoAotm6、已知传热系数 K1250kcal/（m2C),在SI制中，K2 、 W/（mK）；汽化潜热,r2200kJ/kg,在工程单位制中rkcal/kg14537、厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1 b2b3,导热率1 2 3。在稳定> ；>；=；主要原因是传热过程中，各层的热阻 R_R2_R3,各层导热速率Q_Q2_Q> ；>；=；主要原因是8、8、，受潮后，水占据一定的孔隙空间，使保温层材料导热率增大下降；因水的导热率大于保温材料的导热率保温效果降低，受潮后，水占据一定的孔隙空间，使保温层材料导热率增大9、蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放O固定管板式;不凝气体和冷凝水；不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10、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、浮头式；UO固定管板式;11、两流体的间壁换热过程中QWscpt计算式中，t表示。冷流体或热流体进出口温度差。12、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13、在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数 K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度。 空气；水蒸汽14、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15、对流传热系数的定义式为 。 一Q一或 一Q一 A(TTw) A(twt)16、传热的基本方式有、和三种。热传导；热对流；热辐射17、在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有、、和四种。 并流；逆流；错流、折流18、总传热系数的倒数1代表 ，提高K值的关键是 。K间壁两侧流体间传热的总热阻；设法减小起决定作用的分热阻19、在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气加热原油，则原油宜走 程，而总传热系数 K接近于的对流传热系数。 管；原油20、若间壁一侧流体的传热膜系数 1远远小于另一侧流体的传热膜系数 2,为了提高热流量，应着重考TOC\o"1-5"\h\z虑改善一侧的传热条件。 121、用饱和蒸气加热某有机化合物时，逆流的平均温差应流时的平均温差。(=,>,<) =22、流体的湍流程度越大，则传热过程的传热膜系数越。 大23、多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差。最大24、在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油，则水蒸汽宜在流动，传热壁面的温度接近于温度。 壳程；水蒸汽25、对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为 1和2，其对应的温差分别为 t1和t2,右t1>t2,贝U12。 <26、某化工厂，用河水在一间壁式换热器冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是。传热壁面上形成污垢，产生附加热阻，使 K值下降27、蒸汽冷凝有和两种方式。 滴状冷凝；膜状冷凝28、液体沸腾有和两种方式。 泡核沸腾；膜状沸腾29、现有一换热器，原油在管外流动，进口温度为 120°C,出口温度为160°C;机油在管流动，进口温度为245°C,出口温度为175°Q则逆流时平均温度差约为。69°C30、水与苯通过间壁换热器进行换热。水从20c升至30C,苯由80c降至40C,则逆流时平均温度差为。 32.7C31、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于的缘故。传热管表面有污垢积存32、有一列管式热交换器，热流体进、出口温度分别为280c和80C,冷流体进、出口温度分别为40C和190C。对这种换热，必须采用操作方式进行，其传热平均温度差为。逆流；61.7CTOC\o"1-5"\h\z33、当管壁及污垢热阻可忽略时，薄管壁求 K公式可简化为：--,此时若0 1,K0 1则有。 K0。34、判断下列各组物性数值大小： 金属液气；液气 >；>；>35、判断下列各组物性数值大小： 汽液；scr100°（水蒸气汽化潜热） <;>36、现有一换热器，原油在管外流动，进口温度为 120°C,出口温度为160°C;机油在管流动，进口温度为245°C,出口温度为175°Q则并流时平均温度差=。52°C37、水与苯通过间壁换热器进行换热。水从20C升至30C,苯由80c降至40C,则并流时平均温度差为。 27.9C三、判断TOC\o"1-5"\h\z1、保温材料应采用导热系数小的材料制作。 （）对2、管壳式换热器的传热面积既是管子截面积，可按照 Sn-di2来计算。（）错43、在对流传热时，热阻主要集中在缓冲层。 （）错4、导热系数入，对流传热系数 及总传热系数K都是表征物质性能的参数。（）错1 15、对于符合K（一——）1情况来说，若1 2时，要提高K值时则主要用提高 1的值。（）对1 26、换热器应采用导热系数大的材料来制造。 （）对7、管壳式换热器设计时，而饱和水蒸气冷凝时宜走壳程。 （）对8、滴状冷凝比膜状冷凝效果好。 （）对9、一般固体、液体和气体相比较，导热系数值的大小顺序为固体〉气体〉液体。（ ）错10、对流传热仅发生在液体中。 （）错四、名词解释：1、导热若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导（导热）。2、对流传热热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递。热对流仅发生在流体之中，而且必然伴随有导热现象。3、辐射传热任何物体，只要其绝又•温度不为零度（ 0K）,都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量，同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能，当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时，该物体就与外界产生热量的传递。这种传热方式称为热辐射。4、传热速率单位时间通过单位传热面积所传递的热量（ W/rri）5、等温面温度场中将温度相同的点连起来，形成等温面。等温面不相交。五、简答题：1、（本题4分）何谓定态传热？有什么特点？答：在传热系统（如换热器）中温度分布不随时间而变的传热过程称为定态传热， （2分）它的特点是通过传热表面的传热速率为常量（2分）2、（本题4分）傅立叶定律的表达式如何？简述式中各项含义及单位。答：傅立叶定律的表达式为dQ ds—（2分）n式中：Q-----热传导速率，W —------温度梯度，C/mnS—— 等温表面的面积，m2 入——比例系数，称为导热系数 w/（mc）TOC\o"1-5"\h\z负号表示热流方向总是和温度梯度的方向相反（ 2分）3、（本题6分）对流传热系数的物理意义是什么？它的单位是什么？它与导热系数有何不同？答：由 -Q-可知，对流传热系数 表示在单位温度差下单位传热面积的对流传热速率，其单位为Stw/（m2C）,越大，表示地流传热越快。 （4分）它与导热系数入不同，它不是物性，而是受多种因素影响的一个参数。 （2分）4、（本题3分）若热流体走管，冷流体走管外，两流体通过间壁的传热包括那几个过程？答：包括以下三个过程：1热流体以对流传热方式将热量传给管壁（ 1分）2热量由壁面以热传导方式传给外壁面（ 1分）3热量由外壁面以对流传热的方式传给冷流体（ 1分）5、（本题4分）换热器为何应定期清洗？答：换热器运行一段时间后，传热壁面常有污垢积存，对传热产生附加热阻，使 K值下降。通常污垢热阻较壁面热阻要大，因此在设计中必须考虑其影响，运行中的换热器应定期清洗。 （4分）6、（本题5分）简述何谓强化传热？有哪三个主要途径？答：强化传热是指提高冷热流体间的传热速率。 （2分）强化传热的三个主要途径是：（1）增大总传热系数K,这是强化传热的重点。（1分）（2）增大传热面积A（1分）（3）增大平均温度差 tm（1分）7、（本题3分）蒸汽冷凝加热时，蒸汽中的不凝气体有何影响？答：不凝气体的存在会使蒸汽冷凝的传热系数大大降低，使传热效率下降。8、（本题3分）在套管式换热器中用饱和水蒸汽加热空气，若加大空气流量则总传热系数如何变化？为什么？TOC\o"1-5"\h\z答：加大空气流量会使总传热系数增大。 （1分）因为流量增大，湍动程度增大，层流底层变薄，从而使热阻减小，总传热系数增大。 （2分）9、（本题3分）对流传热与热对流的区别是什么？答：对流传热是冷、热流体在固体壁面两侧流动时，热量透过壁面进行传递的过程。而热对流是热量传递的一种基本方式，是热量由于流体质点的相对位移而进行传递。10、为什么部孔隙多的材料保温效果好 ？ （3分）因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体，且流动受到限制，对传热不利，从而起到了保温的作用五、计算题：1、（本题8分）将0.417kg/s、80c的有机苯，通过一换热器冷却到 40C；冷却水初温为30C,出口温度不超过35C。假设热损失可略，已查出在平均温度下，硝基苯和水的比热容分别为 1.6kJ/（kgC）。求：（1）冷却水用量m/h?（2）在（1）题中如将冷却水的流量增加到 6m3/h,问此时冷却水的终温将是多少？解：（1）.•QWshCphTiT2WscCpct2t1WhCphTiT2 0.4171.61038040 3 八WC—— 3 1.275K