化工原理题库练习与解答.docx

一、的选时1 .单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。AA质量；B粘度：C位能；D动能。2 .单位体积流体所具有的质量称为流体的（）°AA密度；B粘度；C位能：D动能。3 .层流与湍流的本质区分是（）。DA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。4 .气体是（）的流体。BA可移动；B可压缩；C可流淌；D可测量。5 .在清争止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。CA确定压力；B表压力；C静压力；D真空度。6 .以确定零压作起点计算的压力，称为（）。A确定压力；B表压力；C静压力；D真空度。7 .当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。DA真空度；B表压力：C相对压力；D确定压力。8 .当被测流体的确定压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。AA大于：B小于；C等于：D近似于。9 .（）上的读数表示被测流体的确定压力比大气压力高出的数值，称为表压力。AA压力表：B真空表；C高度表；D速度表。10 .被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。DA大气压：B表压力；C相对压力：D确定压力。11 .流体在园管内流淌时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。BA.Um=1.2Umax:B.Um=O.8Umax：C.Um=3/2UmaX。12 .从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是（）。A.与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关：B.与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C.与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。13 .层流底层越薄（）。A.近壁面速度梯度越小；B.流淌阻力越小；C.流淌阻力越大：D.流体湍动程度越小。14 .双液体U形差压计要求指示液的密度差（）CA.大；B.中等；C.小；D.越大越好。15 .转子流量计的主要特点是（）0CA.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。16 .层流与湍流的本质区分是：（）。DA.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。17 .圆直管内流淌流体，湍流时宙诺准数是（）。BA.Re2000；B.Re24000：C.Re=20004000。18 .某离心泵入口处真空表的读数为200mm1.1.g,当地大气压为IO1.kPa,则泵入口处的确定压强为（）。A.74.3kPa;B.IO1.kPa:C.127.6kPa19 .在稳定流淌系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。C.2；B.8；C.4o20 .流体流淌时产生摩擦阻力的根本缘由是（）。CA.流淌速度大于零：B.管边不够光滑：C.流体具有粘性。21 .在相同条件下，缩小管径，宙诺数（）。AA.增大；B,减小：C.不变。22 .水在园形直管中作滞流流淌，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（）。AA.1/4；B.1/2；C.2倍。23 .单位时间内流过管道随意截面的流体量称为（）。CA流速；B流线；C流量：D流函数。24 .单位时间内流体在流淌方向上所流过的（）称为流速。CA宽度；B高度；C距离；D直线。25 .柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。uaPAgz；B；Cp；D26 .柏努利方程式中的T项表示单位质量流体所具有的（）。A位能：B动能；C静压能；D有效功。27 .柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的静压能。CM2PAgz；BT；CP；DWco28 .柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。Du，PAgz；B；Cp：DWeo29 .柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体因克服流淌阻力而损失的能量。DU3PAgz；BT；Cp；F）hfo30 .流体在直管中流淌，当（）W2000时，流体的流淌类型属于层流。AARe；BPr；CNu；DGro31 .流体在直管中流淌，当Re（）4000时，流体的流淌类型属于湍流。BA；B;C；Do32 .流体在直管中流淌，当200OV（）<4000时，流体的流淌类型属于不稳定的过渡区。AARe；BPr；CNu：DGr033 .流体在管内作（）流淌时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。34 .流体在管内作（）流淌时，其质点作不规则的杂乱运动。BA层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。35 .流体在圆管内（）流淌时，平均速度是最大速度的一半。AA层流：B湍流：C过渡流：D漩涡流。36 .对于（），当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。BA圆形管；B非圆形管；C矩形管：D直管。二、填空题1 .流体静力学基本方程式Pi=P1+z¾（21.-Z2）或P=Po+Pgh2 .定态流淌的柏努利方程式能量衡算式gZ,+与+"+1.%=gZ,+上+力Ikg流体:02P2Jkg3 .单位体积流体所具有的3称为流体的密度。4 .雷诺准数的表达式为Re=dup。当密度P=100Okg.m,粘度U=I厘泊的水,在内径为d=1.OOmm1以流速为1.m.s在管中流淌时,其雷诺准数等于10,其流淌类型为湍流。5 .当地大气压为75OmmHg时，测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的确定压强为850mm1.g,真空度为TOOmmHg。6 .当地大气压为75OmnIHg时，测得某体系的表压为100nImHg,则该体系的确定压强为113404Pa.我空度为T33402Pa.7 .某物的比重为0.879,其监度为879kgm;其比容为0.00114m'/kg。8 .圆管中有常温下的水流淌，管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg./s,其体积流垃为0.0157m's,平均流速为2.0ms°9 .当20C的甘油（p=1261kgm=1499厘泊）在内径为100mm的管内流淌时，若流速为1.Om/s时，其雷诺准数Re为84.1,其摩擦阻力系数入为0.761°10 .某长方形截面的通风管道，其截面尺寸为30X20Inm,其当量直径de2411¾n.11 .测垃流体流量:的流量:计主要有如下四种：转子流量:计,孔板流量计,文丘里流量计，一湿式气体流量计,测量管内流体点的速度，则用皮托管°12 .管出口的局部阻力系数等于3,管入口的局部阻力系数等于0.5。13 .化工生产中，物料衡口的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律_014 .流体体积流量确定时，有效截面扩大，则流速一削减，动压头削减，静压头增加。15 .志向流体在变径管路中作稳定的连续流淌时，在管子宜径缩小的地方，其静压力削减。16 .套管由57×2.5mm和25X2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于1633D1.1.n2,润湿周边等于242mm,当量直径等于27mm,17 .流体在等径管中作稳定流淌，流体由于流淌而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变°18 .液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R及示的是表压或真空度。19 .米减油在管中作流淌，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_2倍。20 .米糠油在管中作层流流淌，若流量不变，管长不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的1Z至一倍。21 .当Re为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数A=64/Re在管内呈湍流时，摩擦系数1与Re、有关。22 .液体的粘度随温度上升而减小,气体的粘度随温度的上升而_增大O23 .某流体在圆形直管中作滞流流淌时:其速度分布是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的2倍倍,摩擦系数人与Re的关系为=64Re°24 .牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区分是牛顿型流体符合牛顿粘性定律.25 .稳定流淌的定义是流淌状况不随时间而变0三、计算题1 .一套管换热器的内管外径为80mm,外管内径为150mm,其环隙的当量直径为多少？"50,-8O,)澹通面积4解：de=4×Maf1.12=4×+80)=150-80=70mm2 .某液体在一管路中稳定流过，若将管子直径减小一半，而流量不变，则液体的流速为原流速的多少倍？解：V=uA,uA=u2A2,A=4,当&=2d2时谒ad；54=54,有u1(2dy-utdj,即U1.4d-u1d*得5=4u3 .确定量的液体在圆形直管内作滞流流淌.若管氏与液体物性不变,而管径减至原有的一半，问因流淌阻力产生的能量损失为原来的多少倍?r.r11.解：流淌阻力dT,设管径变更后dt'T,则依据UA=UA.«64M1.u,321人MBBaaVa*VX可得u；=4u.滞流时ReA*P.<pd2=dpd321p,.：.hf1hf1.=164 .某设备上真空表的读数为13.3X10'Pa,计算设备内的确定压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7X10'Pa。解：确定压强=大气压一真空度=98.7X10'13.3X1.Oi=85.4×10iPa表压强=一真空度=-13.3×10Pa5 .甲乙两地的平均大气压强分别为85.3X10'Pa和101.33×10'Pa,在甲地操作的真空精帽塔塔顶的真空表读数为80×10'Pa,在乙地操作时，若要求塔内维持相同的确定压强，真空表读数应为多少？解：在甲地确定压强=大气压一真空度=85.3X10'80XIO3=5.3×10'Pa在乙地真空度=大气压一确定压强=101.33X10'5.3XIO3=96.03×IO3Pa6 .在兰州操作的苯乙烯真空精福塔顶的真空表读数为80X10'Pa,在天津操作时，若要求塔内维持相同的确定压强，真空表的读数应为多少？兰州地区的平均大气压强为85.3X10、Pa,天津地区的平均大气压强为101.33×10'Pa。解：在兰州确定压强=大气压一真空度=85.3X1.O380×IO3=5.3×10'Pa在天津真空度=大气压一确定压强=101.33×10,-5.3×IO1=96.03×101.Pa7 .某设备的进、出口压强分别为120OnUnH2。（真空度）和1.6kgf7cr（表压）。若当地大气压为760mmHg,求此设备进、出口的压强差。（用S1.制表示）解：进口P1（绝压>=P（大气压）-P（真空度）出口P2（绝压）=P（大气压）+P（表压）P1（真空度）=1200InniH20=0.12kgfcm2P1.（绝压）-P2（绝压）=-（真空度）+E（表压）=-（0.12+1.6）=-1.72kgfcm2=-1.72×9.81×10,=-1.687X10'Nm211 .有一内径为25mm的水管，如管中水的流速为1.Oms,求：（1）管中水的流淌类型；（2）管中水保持层流状态的最大流速（水的密度P=100Okgm粘度=1cp）.解：（I）Re=duP=O.025×1.×10000.OO1.=25000>4000流淌类型为湍流。（2）层流时，Re2000,流速最大时，Re=2000,即dupU=2000u=2000dp=2000×0.001/(0.025×1000)=O.08m/s12 .密度为850kgm粘度为8X10$Pa-s的液体在内径为Mmm的钢管内流淌，液体的流速为1m/s。计算：（1）雷诺准数，并指出屈于何种流型：（2）若要使该流淌达到湍流，液体的流速至少应为多少？解：（I）Re=duP/口=0.014×1.×8508×103=1487.52000流淌类型为层流（2）湍流时，Re.4000,流速最小时，Re=4000,即duP/=4000u=4000/dP=4000X0.008/（0.014X850）=2.69m/s13 .用4H08X4mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150m（包拈管件的当量长度）。若此管路的全部能量损失为U8Jkg,此管路输水量为若干m7h?（管路摩擦系数可取为0.02,水的密度取为100Okgm,）解：能量损失-"W"118J/kgu,sii12×0is7670.02×150.u=2.8m/s流量V=u=2.8×4x01，x36C0"79.13m/h14 .用168X9mm的钢管输送原油。管线总长100km,油量为60000kgh,油管最大抗压实力为1.57X10；Pa.已知50P时油的密度为890kg11粘度为181cpo假定输油管水平放置，其局部阻力忽视不计。问：为完成上述输油任务，中途需设几个加压站？-hf-解：U1=2,Z1.=Z2,Pd2u=V/A=(60000/890)/(3600X0.785X0.152)=1.06m/sRe=dup=0.15×1.06×890(181×IO3)=782层流=64/Re=64/782=0.0818P=(1.d)(u72)p=0.0818×(1070.15)×(1.0622)×890=2.72×IO7Pan=2.72×107(1.57×IO7)=1.73中途应设一个加压站钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23X10hPa,问：至少须要几个螺钉？解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为P，则P就是管内液体作用与孔盅上的平均压强。由流体静力学基本方程式知P-P.+P8h作用在孔盖外侧的是大气压强P.,.故孔盖内外两侧所受压强差为AP=P-Pjpt+pgh-p,=Pghp-960981(9-08)-8291.0,Nm,作用在孔盖上的静压力为P-Apx-829X1.O4JXo%-376x10*H44每个螺钉能承受的力为«0x9.81X1.O4X-x014,-604x1.,N图27解：已知：d=1082×4=100mm=O.Im=(114)d2=3.14×(1.4)×0.1'=0.785X10Tm1.+1.=100mqv=56.5m,hu=q/A=56.5/(3600X0.785X10?)=2ms=Icp=10iPaSP=100Okg.=O.024(1)VKe=du=O.1×2×1000/10'=2×10s>4000.水在管内流淌呈湍流以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程:Z+(u72g)+(pPg)+H=Z2+(u272g)+(pPg)+Hf*.*Z=0,u=0,p=O(表压)，Zz=ISm,5=0p2Pg=2.5X9,81×10,(1000×9.81)=25mHf=(1.+1.e)d(u72g)=0.024×(100/0.1)×27(2×9.81)=4.9mH=18+25+4.9=47.9mNe=HqvPg=47.9×1000×9.81×56.5/3600=7.4kw2、拟用泵将碱液由敞口碱液槽大入位差为Iom高的塔中，塔顶压强（表压）为0.06VPa.全部输送管均为f57nm,3.5mm无缝钢管。管长50m（包括局部阻力的当量长度）。碱液的密度r=1200kgm粘度为m=2mPaso管路粗糙度为0.3mm。试求：（1）流淌处于阻力平方区时的管路特性曲线：（2）流量为30m7h时的H.和P.。解：（1）在阻力平方区，1=f（ed）e/d=0.006,查图得：1=0.033管路特性方程：i0.06x1O68×O.O33×5O=IOhH7q200×9.81.9.83.1.40.052=I5+4.4×1O5×9k2D结构简洁，流体阻力小，但体积浩大，分别效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。CA.颗粒的几何尺寸B.颗粒与流体的密度C.流体的水平流速：D.颗粒的形态6、在探讨旋风分别器分别性能时，临界粒径这一术语是指.旋风分别器效率最高时的旋风分别器的直径；B.旋风分别器允许的最小直径；C.旋风分别器能够全部分别出来的最小颗粒的直径;D.能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、旋风分别器的总的分别效率是指OD.颗粒群中具有平均直径的粒子的分别效率；B.颗粒群中最小粒子的分别效率；C.不同粒级（直径范围）粒子分别效率之和；D.全部颗粒中被分别下来的部分所占的质量分率8、对标准旋风分别器系列，下述说法哪一个是正确的OCA.尺寸大，则处理量大，但压降也大；B.尺寸大，则分别效率高，且压降小；C.尺寸小，则处理量小，分别效率高：D.尺寸小，则分别效率差，且压降大。9、恒压过滤时，如滤饼不行压缩，介质阻力可忽视，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的BA.1倍：B.2倍；C.五倍：D.1/2倍10、助滤剂应具有以下性质。BA.颗粒匀称、松软、可压缩；B.颗粒匀称、坚硬、不行压缩；C.粒度分布广、坚硬、不行压缩；D.颗粒匀称、可压缩、易变形11、助滤剂的作用是.BA.降低灌液粘度，削减流淌阻力：B.形成疏松饼层，使滤液得以畅流；c.帮助介质拦截固体颗粒；D使得滤饼密实并具有确定的刚性设沉降以滞流状态进行，则：U独£,=dM(PM卑-PM,i1.)g/(18UM«e)=(0.0025)2X(7900-900)×9.81(18×0.005)=4.77Pa-s验算:Re=dmumPJ岛/触区=0.0025X0.005X900/4.77=2.36×10,<1.假设正确3、直径为30的球形颗粒,于大气压与20-C卜在某气体中的沉降速度为在水中沉降速度的88倍，又知此颗粒在此气体中的有效重量为水中有效重量的1.6倍。试求此颗粒在此气体中的沉降速度.20C的水：=ICP,。=100ftIK1.'m'气体的密度为1.2kgm'(有效重量指重力减浮力)(p->t)g解：8一琳乐k.O-100o)b解得：2665版加设球形颗粒在水中的沉降为层流，则在水中沉降速度：d“PPJg(30x0-6)2(2665-I0)×9.8I,n.4fjj,Uitt=；=o.1.×IUmis18必181.O3R301.048171.0'X1.OoOC,校核：f,fi10,一.<1假设正确.则此颗粒在气体中的沉降速度为Um=88m0,=8HX0.0245=2.16/»/.?4、有一降尘室，长6m,宽3m,共20层，每层1001.nm,用以除去炉气中的矿尘，矿尘密度。，=3000心)'，炉气密度O"*/，:粘度0.03511's,现要除去炉气中10以上的颗粒，试求：】)为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？(2)每小时最多可送入炉气若干？(3)若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？解：(1)设沉降区为滞流，则”"二一厮因为PC>P则介质阻力可忽视。试求：（1）新工况过滤机的转速应为多少？（2）新工况所生成的滤饼厚度为多少？解：（1）匕=O所以V2=K2r设浸没度为夕，转速为n（rmin）则转筒旋转一周所需时间为斗,其中转筒整个面积浸入滤槽即过滤时间为沙所以V=A、嗨叵故Q=60nV=60A辰奇，所以Q,k由题知S=0与故"2=畸丁蜀铲=3”由（2）设滤饼的厚度为d,则有_2n1.<51._2×1×1277=260V吟/饼所以1n：3.1（一）选择题：1、关于传热系数K下述说法中错误的是（）A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值：B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异：C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关：D、要提高K值，应从降低最大热阻着手；答案：C2、揭示了物体辐射实力与吸效率之间关系的定律是（）»A、斯蒂芬-波尔兹曼定律；C、折射：B、克希霍夫；D、普郎克；答案：B3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（）,走壳程的有（）.A、高压流体：B、蒸汽：C、易结垢的流体：D、腐蚀性流体：E、粘度大的流体；F、被冷却的流体；答案：A、C、D：B、E、F4、影响对流传热系数的因素有（）。A、产生对流的缘由；B、流体的流淌状况;C、流体的物性：D、流体有无相变：E、壁面的几何因素；答案:A、B、C、D、E5、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流淌的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流淌状态与其他条件均不变），你认为此措施是：A、不行行的；B、可行的；C、可能行,也可能不行;D、视详细状况而定；答案：解：缘由是：流量不变d%=常数当管径增大时,a."t""=1.dMib.d增大时，增大，a/d综合以上结果，aAd',管径增加，球下降依据5,gJ=必,二KAA1.=aA讹;In对于该系统KNa，T-tz/=aA1.n-i-A即Tf.rIIn1.1.aU则T-t2./Jn本题在于敏捷应用管内强制湍流表面传热系数阅历关联式:N1.°023Rc,Pr",即物性确定时，aOC1.1.n/dii2oy=2d%=常数依据连续性方程，流量不变时，4,所以管径变更,管内流速也发生变更。管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽视不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K=a6,对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列依次应是（）。A、>>>；热流体气体水蒸气冷凝水轻油B、>>>C、>>>I）、>>>冷流体水水沸腾水水答案：D7、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：加热器应置于该空间的上部；冷凝器应置于该空间的卜部：正确的结论应当是()。A、这两种说法都对：C、第一种说法对，其次种说法错：B、这两种说法都不对；D、其次种说法对，第一种说法错：答案：B8、下述各种状况下对流传热系数由大到小的正确依次应当是()oA、>>>：C、>XD：B、>>>：D、XD：空气流速为30mS时的a；水的流速为1.5ms时的a；蒸汽滴状冷凝时的a；水沸腾时的a；答案：C9、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()oA、管避热阻；B、污垢热阻；C、管内对流传热热阻：D、管外对流传热热阻：答案：B10、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷诺数R-=1.2x10：此时对流传热系数为°若将水的流量减半，其对流传热系数1()oAs>(12)QkB、<(1/2严a；C、=(1/2)Q%：D、无法确认；答案：B以气体走管内，串联逆流操作；气体走管外，串联逆流操作；答案：D16、对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中（）在工程上是可行的：A、提高空气流速；B、提高蒸汽流速：C、采纳过热蒸汽以提高蒸汽温度：D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并与时导走冷凝液：答案：A17、推断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的，错误的是（）A、通过确定传热面的传热速率不随时间变更，为确定值；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层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：答案：C18、在常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20C,则壁温约为（）A.20；B.100,C;C、60；D、49.7,Co答案：B19、有一套管换热器，长10m,管间用饱和水蒸气作加热剂。确定流量下且做湍流流淌的空气由内管流过，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定温度，则套管换热器的长度为原来的（）A、2倍：B、1.75倍；C、1.15倍；D、2.30倍:答案：C20、为了削减室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应当是（）A、表面光滑，颜色较浅；B、表面粗糙，颜色较深；C、表面粗糙，颜色较浅：D、表面光滑，颜色较深：答案：Aj6(K)+2731方成正比，而非摄氏温度，BRU(X)+273J=5.39。9、流体在圆形直管内作强制湍流流淌，若传热推动力增大1倍，则对流传热速率增大一倍。答案：110、由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为»答案：临界温度差；临界热负荷11、处理量为440kgh的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后,该溶液在管内生成枳垢，使换热器总热阻增加了10%n若维持冷、热介质出口温度不变，则该溶剂的处理量变为。答案：400kgh2=匹=牛分析：设Q=K'WQ=KAM1.Q-K-K=1.1Q440故Q=1.iTT=400kgh12、茶在内径为20mm的圆形有管中作湍流流淌，对流传热系数为1270W(zn2.)o假如流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管,其对流传热系数将变为W/(/C)。答案：6122Re。”分析：=0.023dr=120；=o.482'=0.482=0.4821.270=6121Y/（尸C）20、传热效率随传热单元数的增加而,但最终趋于确定值。答案：增大三)计算题1、某流体通过内径为100mm圆管时的流传热系数为120W(m?C),流体流淌的雷诺数Re=I.2X10：此时的对流传热系数关联式为Nit=0.023RcftPrM。今拟改用周长与圆管相同、高与宽之比为1：3的矩形扁管，而保持流速不变，试问对流传热系数有何变更？=0.023吆Pru4解：由对流传热系数。的计算公式：4)当物性不变时切产2"二F不变，.0cd也求扁管的当量宜径de：设a、b,分别为矩形截面的宽与长由题意不一§2(+)=J解之=t”=丁_nd3rrdde=8,§=-×3.I4×0.005=0.0295，”2(a+b)1616：.设以便分别为圆管与扁管的对流传热系数，则巴=(且严=(3-产=1.1|ad/0.0295.,.a=1.11«=1.1.1.1.00=1.1.1.W(w2C)对流传热系数由原来的100W/(m?°C)，增至现在的111W(m2eC).w2cf2(t2-t1.)KA,tm=(4(M)()×1.86×10j(80-50)=656A×67.2.'O1./K/A1=1.4Iw2(3)苯的流量增加50%,而进出口温度不变，=1.50-*=1.383则%=>a,=1.383×937=1296W1.m1'Qk'a"2d1.ka1d2.1144_154_54_a'id2ia2d2-+1296×50937×50nK=83OW,RC(以内管外表面计).,.5w2cp2(t2-1.)=K'A1r,w=>1.5w2cr2(f2-t,)=K'A1t't'In-1即:,5h'2cInQ=K'A1=>1.5×()×1.860'1.n-三=830×1.41.3600-80解得：=145.2-C即苯的流量增加50监而温度不变时，加热蒸汽的温度应为M5.2C。14、有一套管换热器，内管为84x2"皿,外管为d1.64,w11的钢管。现用120的饱和水蒸气加热苯，使苯由50C加热至80,笨在内管中以400OM,的流量流淌，试求：（八）加热蒸汽消耗量；(B)所需套管的有效长度：(C)由于某种缘由，加热蒸汽的温度降为I1.OC,苯的出口温度将变为多少？(假设。苯不变，在5080C范围内，苯的物性为Cp=IMkJikgy,ju=3.9xI04Ps,=0.145VV/m»Ci0=88OJm',钢的导热系数为45WmC,120时水蒸气冷凝潜热=2205人心，蒸汽侧对流传热系数=100oOWC,壁两侧垢层热阻与换热器损失均可忽视，加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排HK)解：(1)加热蒸汽消耗量:=f(D台换热器在空气流量、进、出口温度与饱和蒸汽温度都相同的条件下操作。原换热器列管数为外,管径为4,管长为R而新换热器管数为处=四)，管径为出q=0.54)。试问新换热器管长4为原换热器管长1.的几倍。解：二台换热器的空气流量、进、出口温度与饱和蒸汽温度都相同,且，外，A原换热器：Wd)=心M"%A"(1)新换热器：SQa1.G=K/M1.*Ak(2)(2)/(1)得：%H=*Ag/P其中：原换热器管内流速，,一畸不丁新换热器管内流速，。：85武2一=(守便=2、2严=2=>-=-=-!-2-=-则%1，就3，叫=%，哈卜弧1.t2(1.2n2222即新换热器管长人为原换热器管长人的2倍。16、某常用套管换热器每小时冷凝甲苯接汽3双巴冷凝温度110,冷凝潜热为363。/依，冷凝膜系数=三WMC,冷却水温16C,以2500""”的流量进入内管内(内径50")，作湍流流淌，膜系数四=2WMc,水的比热取为419ZK1.C,忽视壁阻与污垢热阻。试求A)冷却水出口温度与管长：B)如在夏季，冷却水入口温度将升至25C,使换热器传热实力下降，为此建议将水流量增加一倍，那么，该换热器的传热实力能否增加？定量地说明。解：(1)冷却水出口温度：gCj4Tj=D"=25(X)×4.19(/,-16)=I(X)Ox36350.7-16_,o-T753In110-50.7c管长:,+0,2=50.7c=21.6×1°,=17761Vm?2160+IO4CDr=KruUmz>21×363xO,=1.776×11×0.05×7531.i36(X)J/=4.80/n-=2=1.741(2)当八=25'C时。而流量加倍时，%a'i=1.741×2160=3761w/MCK'=生气=竺喀=2733，病,1+a03761+IO4C2/。储-。)=K血/-¾r7”In廿-.JnR=KK"IT2'一22×()×4.!9×10'1.nH0-=2733××0.05×4.80即：36001.0-r'2/'2=50.3C=71.6,c_f2-t_50,3-25z"1T-110-25In1.InT-t110-50.3则传热实Q=K'AM=2733×11×0.054.8()×71.6=1.475×IO5»»原传热实Q=KAMm=1776××0.05×4.80×75.3=1.008×10、，>e换热器的传热实力能增加。17、在列管式换热器中，用饱和水蒸气符空气由K)C加热到90C,该换热器由38根025x2.5，长1.5m的胴管构成,空气在管内作湍流流淌，其流量为740Kgh,比热为1.005x10'&C饱和水蒸气在管间冷凝。已知操作条件卜的空气对流给热系数(或称对流传热膜系数)为70W/亡C,水蒸气的冷凝给热系数为800(M/，”1.C管壁与垢层热阻可忽视不计.A）试确定所需饱和水蒸气的温度：B）若将空气量增大25%通过原换热器，在饱和水蒸气温度与空气进口温度均不变的状况下，空气能加热到多少度？（设在本题条件下空气出口温度有所变更时，其物性参数可视为不变）解：（1）饱和水蒸气的温度T:wCp(ti-t1.)KAtm=KA=w2CpsIn其中:乜=KAT-I2A=11dt1.n=11×0.025×1.5×38=4.477m'25800070x2()=A=556MC(以外表面计)-)×1.(X)5×IO3In=55.6X4.4773600T-90T=124C=(1.25)*=1.20(2)若空气量增大25队则%=>a2=1.204=1.20×70=84u/rOCIId1.125""zz=,«4»Kqm)84×20=66.6»t/rr由式(1)可知：1.25w,Crt,In=KA=>1.25(-)×1.00510,In124"1°=66.6×4.477*T-t23600124-zj解得:n=88.1即空气加热到88.1。C18、欲设计一列管式换热器，用I1.（TC的饱和水蒸气将MOO依?的常压空气由20预热到959。A、若初步选定采纳单管程换热器，空气走管程，管束由】20根。25x2.5的铜管组成。试确定所需管束长。B、若选用双管程浮头式列管换热器。管子总数、管长与直径同上。则空气的出口温度有无变更？试确定之。在计算中，冷凝液膜的热阻、管壁与其两侧污垢热阻可忽视不计,其空气平均温度下的物性可取：粘度=°°2CP,比热：CP=.0kJkxQt导热系数1.=0.029W="j°C,密度/,“（“Mg/”，；解：（1）管长:14(X)/3600管内流速："O*=1.076X120X0.785X0.022=9.59/.5%=>空帆您=1.a32×1()0.02×IO湍流0.029Cy1.oXIO,X0.02XIOT八工2=v.11S