化工原理练习题

1、化工原理练习题0绪论1. 化工原理中的“三传”是指 动能传递、势能传递、化学能传递，动能传递、内能传递、物 质传递动量传递、能量传递、热量传递，动量传递、热量传递、质量传递2. 下列单元操作中属于动量传递的有 流体输送，蒸发，气体吸收，结晶3. 下列单元操作中属于质量传递的有搅拌，液体精馏，流体加热，沉降4. 下列单元操作中属于热量传递的有固体流态化，加热冷却，搅拌，膜分离5. l kgf/cm 2=mmHg二N/m6. 在26 C和1大气压下,CO2在空气中的分子扩散系数 D等于0.164cm2/s,将此数据换算成nl/h单位，正确的答案为 _ 0.164m 7h 0.0164 m 2/h

2、0.005904 m 2/h, 0.05904M/h7. 己知通用气体常数 R=82.06atm.cm 3/mol.K,将此数据换算成用kJ/kmol.K所表示的量，正确的答案应为_ 8.02 82.06 8.314 83.14第3章机械分离、选择题1. 下面过滤速率方程式中属于恒压过滤方程的是dq/d 0 二K/2(q+q e);q2+ 2q.qe=K. 0;22q + q.q e=2K. 0; q + q.q e=K. 0 /22. 过滤速率基本方程为 dq/d 0 =K/2(q+q e); dq/d 0 =K/(q+q e); dq/d 0 二KA/2(V+Ve): dV/d 0 =K/

3、2(V+Ve)3恒压过滤中单位面积累积滤液量 q与时间0的关系可表示为下图中的 4对静止流体中颗粒的自由沉降而言，在沉降过程中颗粒所不会受到的力有： 牛顿力；浮力；曳力(阻力)；场力(重力或离心力)5叶滤机洗涤速率与终了过滤速率之比为： 1/2 ; 1/3 ; 1/4 ; 1。6恒压过滤中，当过滤时间增加1倍，则过滤速率为原来的 2/2倍。匹；2/2 ；2；0.5。7关于离心沉降速度和重力沉降速度，下述说法正确的是。 离心沉降速度和重力沉降速度是恒定的； 离心沉降速度和重力沉降速度不是恒定的； 离心沉降速度不是恒定值，而重力沉降速度是恒定的； 离心沉降速度是恒定值，而重力沉降速度不是恒定的8.

4、 下面哪个是过滤推动力。液体经过过滤机的压降；滤饼两侧的压差；过滤介质两侧的压差；过滤介质两侧的压差与滤饼两侧的压差之和。9. 用板框式过滤机进行恒压过滤， 忽略介质阻力，过滤20min得到滤 液8用，若再过滤20min,可再得滤液 m 3.（计算见化工原理 学习指导p63，）8;4;5.3 ； 11.3。10. 含尘气体在降尘室内沉降，沉降区为层流（符合斯托克斯公式）,理论上能完全除去30卩m勺粒子，现气体处理量增大一倍，则该降尘 室理论上能完全除去的最小粒子粒径为。 601 m 15卩m301 m30迈a m。11. 一密度为7800kg/m3,的小钢球在密度为1200 kg/m3的某液体

5、中自 由沉降速度是其在20C水中沉降速度的1/4000,水的黏度为ImPa.s, 则此液体的黏度为。（计算见化工原理学习指导p65）4000 mPa.s ；40 mPa.s ；33.82 mPa.s ； 3382mPa.So12. 助滤剂的作用是。降低滤液黏度，减小流动阻力；形成疏松饼层，使滤液得以畅流；帮助介质拦截固体颗粒；使得滤饼密实并有一定刚性。13. 板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间， 设框已充满，则在每一个滤框中，滤液穿过的厚度为层的滤饼，横穿洗涤时洗液穿过的厚度为层的滤饼，洗涤速率为过滤终了速率的。1；2;1/2 ；1/4。14降尘室没有以下优点。分离效率高；阻力小；结构简单；易于操

6、作。15. 在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加 1倍，则沉降时间，气流速度，生产能力 。增加1倍； 减小1倍；不变；增加2倍。16. 助滤剂应具有以下性质。颗粒均匀，柔软，可压缩；颗粒均匀，坚硬，不可压缩；颗粒粒度分布广，坚硬，不可压缩;颗粒均匀，可压缩，易变形。17. 板框过滤机中框有两种不同的构造；板有两种不同的构造；框和板都有两种不同的构造；框和板都只有一种构造。18. 板框过滤机洗涤速率是过滤终了速率的四分之一，这一规律只有在以下条件下才能成立。 过滤时的压差与洗涤时的压差相同； 滤液的黏度与洗涤液的黏度相同； 过滤压差与洗涤压差相同且滤液黏度与洗涤液的黏度相同； 过滤压差与洗涤

7、压差相同，滤液黏度与洗涤液的黏度相同且过滤面 积与洗涤面积相同。19. 在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关颗粒的几何形状；颗粒的几何尺寸；流体与粒子的密度；流体的流速。20. 重力沉降中阻力沉降系数24/Reo的适用范围是圆柱形微粒，层流区；球形微粒，层流区；方形微粒，湍流区；球形微粒，湍流区。二、填空1. 固体颗粒在空气中自由沉降，颗粒受 重力、浮力、阻力等几种力的作用。其沉降速度公式为。2降尘室为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的长度和宽度有关，与高度 无关。3. 工业上常用的过滤介质有织物介质、堆积介质和多孔性固体介质4. 常用的过滤设备有板框压滤机、叶滤机和回转

8、过滤机 等。5. 间歇式过滤机一个完整的操作周期中所包括的时间有过滤时间，洗涤时间，组装、卸渣及清洗滤布等的辅助时间。6. 根据滤液流出的方式，过滤分为明流、暗流7. 板框过滤机的洗涤方式有置换式和横穿洗涤法8. BAY10-402-25中B表示板框过滤机，A表示暗流，Y表示液压压 紧方式,10表示过滤面积10, 402表示滤框的内边长为 402mm 25 表示滤框的厚度为 25mm9. 流体通过颗粒层的流动多呈层流状态,故单位体积床层所具有的表面积对流动阻力起决定作用。10. 过滤分深层过滤和滤饼过滤两种方式。11对板框式过滤机，洗涤面积Aw和过滤面积A的定量关系为Aw=A/2。 洗水走过的

9、距离Lw和滤液在过滤终了时走过的距离 L的定量关系为 L=2L，洗涤速率（dV/d ）w和终了时的过滤速率（dV/d ）e的定量 关系为（dV/d_） w二（dV/d_）e/4。12. 含尘气体中尘粒直径在75 1 m以上时，一般应诜用 降尘室除尘， 若尘粒直径在5 i m以上，可选用旋风分离器，如尘粒直径在 11 m 以下，可选用袋滤器。13. 某球形颗粒在一定密度及黏度的空气中沉降，如处于层流沉降区，当空气温度升高时，空气黏度 增大，颗粒的沉降速度 下降。14. 除去液体中的固体颗粒一般可采用 重力沉降、离心分离 和 过滤。15. 板框过滤机的生产能力可写为？ V/ c其中B c等于一个操

10、作循环中的过滤时间、洗涤时间和整理辅助时间之和。16恒速操作的过滤机，过滤10min得到滤液0.01m3,继续过滤20min, 可再得滤液0.02 m 3,然后，用0.01 m3洗涤液洗涤，速率不变， 所需洗涤时间为10mi n。17. 板框过滤机恒压操作，滤布阻力忽略不计，经B时间后的滤液量 为V1，当框数增加到原来的1.5倍，框厚度增加到原来的2倍，也经 过B时间的滤液为V2,则V2= 1.5 V 1。18. 某颗粒的重力沉降适用于斯托克定律，如在水中的沉降速度为U1,在空气中为U2，贝y U1 小于u 2,如在热空气中的沉降速度为U3,在冷空气中为U4，贝U3, 小于U 4大于。（大于，

11、等于，小 于，不确定）三、简述题1. 什么是过滤？是指以某种多孔物质作为介质，在外力的作用下，流体通过介质的孔道，而使固体颗粒被截留下来，从而实现固体颗粒与流体分离的 操作。2. 什么是沉降?利用非均相混合物在重力场或离心力场中， 各成分所受重力和离心力的不同，将非均相混合物发生相对运动，并加以分离的方法称为 沉降分离3. 为什么板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时过滤速率的四分 之一？由于洗涤液通过两层过滤介质和整层的滤饼层的厚度，而过滤终了时滤液只通过一层过滤介质和滤饼层厚度的一半， 即洗涤液流动距离比 滤液长1倍，其阻力也大1倍，故洗涤速率变为原来的一半，又因洗 涤液的流通面积为滤液的流

12、通面积的 0.5倍，这样洗涤速率又变为原 来的一半，基于上述原因，当洗涤压差与过滤终了相同，且洗涤液的 黏度与滤液的黏度相同时，板框压滤机洗涤速率近似等于过滤终了时 过滤速率的四分之一。4. 降尘室的生产能力与哪些因素有关？为什么降尘室通常制成扁平 型或多层？降尘室适用于分离直径多大的颗粒？降尘室的生产能力公式：Vs AoUo可以看出：降尘室的生产能力与底面积成正比，与沉降速度成正比， 与降尘室的高度无关。因此降尘室通常制成扁平型或多层， 降尘室属 于重力沉降设备，以重力为推动力，速度小，适用于分离100微米以 上的颗粒。5. 写出重力沉降速度的斯托克斯公式，并说明公式的应用条件；Uo18Re

13、。0.3,可延伸到 2第5章传热一、选择题1. 下列关于传热与温度的讨论中正确的是。绝热物系温度不发生变化；恒温物体与外界（环境）无热 能交换；温度变化物体的焓值一定改变； 物体的焓值改变，其温度一 定发生了变化2. 下列关于温度梯度的论断中错误的是。 温度梯度决定于温度场中的温度分布 温度场中存在温度梯度就一定存在热量的传递 热量传递会引起温度梯度的变化 热量是沿温度梯度的方向传递的3. 气体的导热系数值随温度的变化趋势为。T升高，入增大；T升高，入减小；T升高，入可能增大或减小；T变化，入不变4. 空气、水、金属固体的导热系数分别为入1、入2、入3,其大小顺序 。入1入2入3;入1入2入3

14、；入2入3入1;入2入3入15. 水银、水、软木的导热系数分别为入1、入2、入3其大小顺序为_ 。入I入2入3;入I入2入3入2;入3入1入26. 多层平壁定态热传导时，各层的温度降与各相应层的热阻成正比；成反比；没关系；不确定7. 对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言 ，若三层的传热推 动力 tiAt2A t3,则三层平壁的传热阻力 R、R、R3之间的关系 为 RiRR; RivRvR; R R3 R2； R? Ri R38双层平壁稳定热传导，壁厚相同，各层的导热系数分别为入1和入2,其对应的温度差为 t1和厶t2,若厶t1 t2,则入1和入2的 关系为 入1入2;入仁入2;无法确定。9

15、.由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言，若入1入2入3,则热阻R1、R2、R3之间的关系为 RIR2R3; R1VR2VR3 R1R3R2 R3 R1 R2。10对于三层圆筒壁的稳定热传导而言，若Q1 Q2 Q3为从内向外各 层的导热量，则它们之间的关系为 Q1Q2Q3 Q3Q2Q； QI=Q2=Q3; Q1、Q2 Q3之间无法比较11. 某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为t1 、t2,今在炉壁外表面 加一层保温层，炉壁内外表面的温度变化为T1,T2。下列的判断正 确的是 T1= T2,TI- T2t1-t2; T1T2,T1- T2t1-t2 T1tl-t2:（1）、（2）、（3）以外的其他判断

16、12. 设水在一圆直管内呈漏流流动，在稳定段处，其对流传热系数为a 1；若将水的质量流量加倍，而保持其他条件不变，此时的对流 传热系数a 2与a 1的关系为 a 2= a 1； a 2=2 a 1 ； a 2=2 a 1 ； a 2=2 a 113液体在圆形直管内作强制端流时，其对流传热系数a与雷诺准数Re的n次方成正比，其中n的值为 0.5 : 0.8 : 1 ; 214. 下列关于换热设备的热负荷及传热速率说法中错误的是 热负荷决定于化工工艺的热量衡算 传热速率决定于换热设备、操作条件及换热介质 热负荷是选择换热设备应有的生产能力的依据 换热设备应有的生产能力由传热速率确定15. 下列准数

17、中反映的物体物性对对流传热影响的是Nu :Re :Pr :Gr16. 间壁二侧流体的传热过程a 1、a 2值相差较大（a 1a 2）,K值总是接近那侧的。_a 1；a 2；难以确定;17. 下列准数中反映流动状态和揣流程度对对流传热影响的是Nu、Re、Pr、Gr18. 下列关于流体在换热器中走管程或走壳程的安排中不一定妥当的 流量较小的流体宜安排走壳程；饱和蒸气宜安排走壳程； 腐蚀性流体及易结垢的流体宜安排走管程； 压强高的流体宜安排走管程；19. 对由外管直径d1,内管直径为d2组成的套管而言，其传热当量 直径为 (d12-d22)/d2 :(d12-d22)/d1 :(d12-d2)/2

18、:(d12-d22)/(d1 + d2)20. 对由外管直径为d1,内管直径为d2组成的套管而言，按润湿周边计算而得的当量直径为(d1+d2)/2 : d1+d2； d1-d2 : d2-d121. 换热器中任一截面上的对流传热速率 二系数X推动力，其中推动 力是指两流体温差度(T-t);冷流体进、出口温度差(t2-tl)热流体进、出口温度差(T2-T1);液体温度和管壁温度差 (T-Tw)或(tw-t)22. 工业上列管式换热器用于：1、水一水换热；11、气一水换热；III、饱和蒸气一水换热三种情况。有关总传热系数K正确的是I最大，11其次；II最大，111其次III最大,1其次；I最大,I

19、II其次23. 对列管式换热器，当管束和壳体温差超过 时，应采取适当的温差补偿措施。 60 C; 50 C; 40 C; 30 C24. 冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的给热系数为a1 = 100W/(m.K)，热流体一侧的给热系数为a 2=1000 W/(m2.K)，总传热 系数K接近哪一侧的给热系数a,要提高K,应着重提高哪一侧的 给热系数a。接近a i,提咼a 2;接近a 2,提咼a 1 ；接近a 1,提咼a 1 ； 接近a 2, 提咼a 2。25. 一定流量的液体在一 25mm 2.5mm的直管内做湍流流动，其给 热系数a i=1000 W/(m2.K)，如流量和物性都不变，改用一1

20、9mm 2mm的直管，则其将变为 W/(m .K)。1259；1496；1585；1678。26. 关于传热系数K,下列说法中错误的是。K实际是个平均值；K随所取的传热面不同而异；K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关；要提高K值，应从降低最大的热阻着手。27. 确定换热器传热系数K的方法，下列选项错误的是。查手册；经验估算；公式计算；实验测定。28. 蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的在工程上是可行的。提高空气流速；蒸汽一侧装翅片；采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；提高蒸汽流速。（分析见化工原理学习指导P93）29. 影响给热系数的因素有：全部都是产生对流的原因； 流体的

21、流动状态；流体的物性；流体有无相变。 壁面的几何因素。30. 热量传递的基本方式是。恒温传热和定态变温传热；导热给热和热交换；汽化、冷凝和冷却；热传导、对流传热和辐射传热。31. 圆形蒸汽管道外包覆两层厚度相同而导热系数不同的保温材料，则将导热系数大的保温材料置于内层与置于外层相比，保温层 的总热阻 ，蒸汽管道的热损失 。增大；减小；不变；不确定。32. 强制对流（无相变）流体的给热系数关联式来自。理论方法；量纲分析法；数学模型法；量纲分析和实验结合的方法。33. 在间壁传热中，热量从热流体到冷流体的传热过程中，热阻主要集中在 。金属壁面； 冷、热流体的层流底层；34. 换热器中冷热流体一般为

22、逆流流动，主要是为了提咼传热系数；减少冷却剂用量；提咼对流平均温差；减少流动阻力。35. 当换热器中冷热流体的进出口温度一定时，判断下面的说法中哪一个是错误的。 逆流时， tm定大于并流、错流或折流是的 t m；采用逆流操作可以节约热流体（或冷流体）的用量；采用逆流操作可以减少所需的传热面积；温差修正系数的大小反映了流体流向接近逆流的程度。36. 用常压水蒸汽加热空气，空气平均温度为 20 C，则壁温约为 _ _。20C; 100C;60C; 49.7 C。37. 工业上采用翅片状的暖气管代替圆钢管，目的是 。增加热阻；节约钢材，增加美观；增加传热面积，提高传热效果；减小热量损失。38. 某套

23、管式换热器，管间用饱和水蒸汽加热管内空气（湍流），使空气温度由20C至80C,现需空气流量增加为原来的2倍，若要保 持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的倍。 1.149 ； 1.74 ；2； 1.5。40.比较下列不同对流给热过程的给热系数的值的大小:空气自然对流a i,空气（u=3m/s）强制对流a 2,水（u=3m/s）强制对流a 3，水蒸气冷凝a 4a iVa 2a 3 t2 t3,则入1,入2,入3的大小顺序为入1入2R2R3。4. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料 A和B, tA tB,则A层导热系数JB层导热系数，将层材料放在里层时保温效 果较好5. 下面各组传热系

24、数a的数值大小（饱和蒸气的压力相同）为：(1)a空气 a水加热或冷却a弯管 a直管6. 套管换热器的总传热速率方程的表达式为 ；以外表 面积为基准的总传系数Ko的计算式为 （ 忽略垢层热 阻）。7. 写出两种带有热补偿的列管式换热器的名称U型管式、浮头式，带补偿圈的固定管板式（任意 2种）。8. 多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板（简称挡板）,其目的是 提高对流传热系数9. 有相变时的对流传热系数比无相变时大，黏度值大，对流给热系数小，热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对 流传热系数大10. 当设计一台用饱和蒸气加热空气的列管式换热器时空气 宜在管内流动。11

25、. 列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接 近饱和水蒸气的温度，总传热系数K的值接近空气给热系数13. 固定管板式列管换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料 应走管程。14. 根据冷、热两流体的接触方式的不同，换热器分为直接混合式、 蓄热式、间壁式等类型。15. 热量传递的基本方式为热传导（简称导热）、对流传热、热 辐射等。16间壁式换热器的类型有 夹套式喷淋式蛇管换热器套管式列管式沉浸式蛇管换热器等17.根据所采取的温差补偿措施的不同，列管式换热器包括固定管 板式、浮头式、 U型管式、具有补偿圈的固定管板式等类型18在通常情况下的同类换热器中，设空气的自然对流的给热系数为

26、a 1,空气的强制对流给热系数为a 2,水的强制对流给热系数为a 3, 蒸汽冷凝的强制对流给热系数为a 4,则从大到小的顺序为 _ 4 a a 2a J 。对于某些热敏性物料的加热而言，为避免出口温度过高而 影响产品质量，冷热流体宜采用并流操作（逆流、并流、错流、湍流）。19对于固定管板式换热器，下列换热介质通常走管程的有A、C、D,走壳程的有B、E、F。A高压流体；B蒸汽；C易结垢的流体；D腐蚀性流体；E黏度大的 流体；F被冷却的流体。20两流体通过间壁换热，冷流体从 20C升至50C，热流体从100C 降到70C则并流时的tm二43.28 C,逆流时的tm=50C。21在套管式换热器中，热

27、流体进出口温度分别为 100C和60C,冷 流体进口温度为30C，且已知冷热流体的热容流量 mcp相等，则tm = 30C。30；40;50；70。22套管式换热器的管隙通入压强一定的饱和蒸汽，使管内的空气温 度升高，保持空气的压强不变，流量增大，其他条件不变，则传热速 率Q变大,传热系数K变大,空气出口温度t2变小，对数平均温差tm 变大。23有一并流操作的换热器，已知冷流体进出口温度分别为20 C和50 C,热流体进出口温度分别为 90C和60C，则其平均传热温差tm为 30.8C。24. 列管换热器的管程设计成多程是为了提高管程的给热系数，在 壳程设置折流板是为了提高壳程的给热系数。25

28、. 在确定列管式换热器的冷热流体的流程时，通常蒸汽走壳程_ 高压流体走管程，易结垢的流体走管程，有腐蚀性的流体走管程， 黏度大的流体走壳程，流量小的流体走壳程。26. 在温度小于180C的条件下,水蒸气是最适宜的加热剂，而当温 度不很低时， 是最适宜的冷却剂。27. 某一热流体流经一段直管后，再流入同一管径的弯管段，则弯管的传热系数比直管段的28.一维（x方向）稳态热传导，傅里叶定律可表示为：dtdx29.多层平壁的热传导公卷t1tn 1 _ t1 tn 1nnb Ri 1 i A i 130.圆壁热传导公式:/ 其中 Am=2 rml，m= ln r2/r,31.牛顿冷却定律t A T TW

29、32.总传热系数K 1Kb do doRsid m1 dodi i di33.传热速率方程Q KA tmt b t?tmtIn34.热量衡算式Q 叫CpiTiT2m$2Cp2t2ti=KAtm有相变：Q ms1r35. 复杂流型：先求厶tm逆，再计算P,R值，然后查图5-19得到温度校正系数tmtm逆冷流体温升t2 t1两流体初温差T1 t1热流体温降 T1 T2 冷流体温升 t2 t136. 传热效率-传热单元数法先确定最小热容流量：如热流体：mslCp1 (msCp)1 expNTUd1 CR1)逆流Cr1 expNT5(1 CrJ1 exp NTU1(1CR1)Cr1并流Cr1g1NTU

30、1 AT1 T2ms2Cp2ms1Cp1T t137. 圆形直管内的做强制湍流的给热系数表达式？及其条件0.023 (竝)0.8(g)n d适用范围：Re10000 0.6Pr160, 50流体被加热时，n = 0.4，被冷却时，n = 0.3特征尺寸：管内径d38. 从传热速率方程的角度分析列管式换热器的优点:Q = KA t m单位体积的传热面积A大;为强制对流，对流传热系数大：K大可以采用逆流，传热推动力 tm大其它优点 :结构紧凑、坚固、高温、高压、耐腐蚀三、简答题：1热水瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？（从 传热的角度简析理由）（ 1）热水瓶胆设计成玻璃夹层结构， 夹

31、层内空气被抽出， 接近真空， 可防止对流热损失；（ 2）瓶胆夹层内表面均镀有银、铝等低黑度涂 层，减低了辐射散热量（ 3）使用中，瓶盖选用导热系数小的软木塞， 而且灌水时还要在瓶口处留一段空气柱， 因为空气的导热系数远小于 水，从而有效的降低了瓶口处的热损失。2. 提高给热系数的措施有哪些？（ 1）提高流速，增加管程数提高管内流速，增加折流板数提高壳程 流速，但此方法是以增大泵耗为代价的。（2）改变流动状态：增加折流板，加强壳程的湍动程度，管内表面 加工螺纹槽，管内安装插入物如麻花纽带等。（3）有相变的沸腾和冷凝传热的强化：液体沸腾保持核状沸腾，制 造人工表面，增加汽化核心数，冷凝保持滴状冷凝

32、，排除不凝气体， 保持气液流向一致， 合理布置冷凝面， 利用表面张力（沟槽、金属丝）（4）引入机械振动：传热面振动或流体振动，目的是加强层流底层 的湍动。3. 传热基本方程中，推导得出对数平均推动力的前提条件是什么？ 假设的前提条件：（1）定态换热操作，或略热损失；（2）传热系数 K在整个传热面上保持不变；（3）忽略冷、热流体的比热容随温度的变化。4. 室内暖气片为什么只把外表面制成翅片状？室内暖气片内部的热流体和片外的冷流体 （空气）之间的热传递为对 流-导热-对流的过程，因为暖气片外壁与空气的给热系数远小于片内 一侧水或水蒸气与内壁的给热系数，即片外一侧的给热热阻为控制热 阻，要提高传热速

33、率，改变片外的给热系数更重要，暖气的外表面制 成翅片状后，加剧了空气的湍动程度，破坏了层流底层，使总传热系 数增大。5. 气温下降，应添加衣服，把保暖性好的衣服穿在里面好还是外面好，为什么？因为保暖性好的衣服导热系数小， 热阻大，热损失小，所以把保暖性 好的衣服穿在外面好6. 简述换热器的强化途径（P207）从传热速率方程Q=KAtm，因此强化传热，有三个途径：（1）传热系数K:与两流体的给热系数、污垢热阻、和管壁热阻有关。Rs21 d2 f d2 b d2_ D _Rs11 d1d1d m原则上减少上式中任意一项分热阻， 都能提高K值，但当分热阻的相互差别较大时，总热阻主要有其中较大的热阻控

34、制， 增加K值，应设法减小对K值影响较大的项，如污垢热阻较大时，应主要考虑如何防 止或延缓垢层形成或垢层清洗，当al和a2相近时，同时提高两流体 的给热系数，当差别较大时，设法增加较小的 a才能有效提高K值, 加大流速，增加湍动程度，以减少层流底层的厚度，可以有效的提高 无相变的流体的给热系数，从而达到提高K值的目的，如增加列管式 换热器的管程数和折流板的数目，管内装入强化添加物等（2）平均温差：其大小由冷热流体的温度决定，一般的，已为生产 条件所决定，从节能的角度，应尽量在低温差条件下传热，当两边流 体为变温传热时，尽可能考虑从结构上采用逆流或接近逆流的情况， 以得到较大平均温差（3）单位体

35、积内的传热面积：可以从改进传热面的结构着手，如翅 片式换热器，在换热器内外表面带有各种形状的翅片， 或以各种波纹 管代替光管，不仅增加了传热面积，同时增大了湍动程度。特别是对 于传热系数小的一侧采用翅片对提高传热系数更有效。7. 提高传热系数K的措施有哪些？传热系数K：与两流体的给热系数、污垢热阻、和管壁热阻有关丄虫i didib d2d mRs2原则上减少上式中任意一项分热阻，都能提高 K值，但当分热阻的相互差别较大时，总热阻主要有其中较大的热阻控制，增加K值,应设法减小对K值影响较大的项，如污垢热阻较大时，应主要考虑如何防止或延缓垢层形成或垢层清洗，当 ai和a2相近时，同时提高两流体的给

36、热系数，当差别较大时，设法增加较小的 a才能有效提高K 值，加大流速，增加湍动程度，以减少层流底层的厚度，可以有效的 提高无相变的流体的给热系数， 从而达到提高 K 值的目的，如增加列 管式换热器的管程数和折流板的数目，管内装入强化添加物等 .8. 传热基本方程中，推导得出对流平均推动力的前提是什么？ 定态换热操作，忽略热损失； 传热系数 K 在整个传热面上保持不变； 忽略冷热流体的比热容随温度的变化。9. 夹套式釜式设备，夹套内通蒸汽从上口进还是从下口进？冷却水从 上口进还是从下口进？为什么？（1）加热蒸汽从上口进，下口出：便于导出冷凝液，利用蒸汽的潜 热进行换热，传热系数大；（2）冷却水从

37、下口进，上口出，保证夹套内充满液体。10 为什么一般情况下，逆流总是优于并流？并流适于哪些情况？ 当冷、热流体的进出口温度相同时， 逆流操作的平均推动力大于并流， 因而传递相同的热流量， 所需的传热面积较小， 此外，逆流操作可以 在更宽的范围内完成传热任务。对一定的热流体进口温度T1，逆流时冷流体的最高极限出口温度为 T1，而并流时则为T2,所以，如果 换热的目的是单纯的冷却， 逆流时冷却介质温升可选择较大而冷却介 质用量可以较少； 如果换热的目的是回收热量， 逆流时回收的热量温 位（即温度 t2 ）可以较高，因而利用价值较大。 宜采用并流操作的情况：（1）对某些热敏性物料的加热过程，并流可避

38、免冷流体出口温度t2过高而影响产品质量；（2）高温换热器中，逆流时两流体的高温端集中在一端，会使该处 壁温特别高，为降低壁温，可采取并流操作，以延长换热器的 使用寿命。11. 有相变时与无相变的对流给热系数相比较，哪个大？为什么？有相变时的给热系数大于无相变时的给热系数。这是因为：对流体传热，无相变时热阻主要集中在紧贴换热壁面的层流内层内，当液体发生相变（沸腾）时，气泡的生成和脱离对液体薄层产生强烈扰动，使热阻大大下降，给热系数增加；对气体传热，无相变时热阻主要集中 在壁面附近的层流底层中（主要导热过程），当发生相变（蒸汽冷凝 时）热阻主要集中在冷凝液膜内，因蒸汽冷凝给热系数大于气体的导 热系

39、数，所以给热系数增加。12. 列管换热器中用蒸汽加热空气，蒸汽走壳程，空气走管程且做湍流流动，若其他条件不变，下列情况下，Q/A tn=KA将如何变化？（1）空气压强加倍；（2）传热管数目加倍。空气 0.0023-（也）（乩）04 =0.0023-（dG）0-8 Pr04（1） p增加一倍，Cp、u、入不变，则Pr准数不变，p增加，质量流率G=uP不变，雷诺数Re不变，所以传热系数K不变，因此Q/At m=KA不变（2）传热管数目加倍,A =2A,则u =0.5u ,KK（1）0.8（Q/ tm） KA（1）0.822 0.11 15QI tmKA （2）13. 在一列管式换热器中用饱和水蒸汽

40、预热某有机溶液（无相变）， 蒸汽走壳程，现若蒸汽压力变大，而其它操作参数不变，试定性分析 K、Q tlA tm的变化趋势？根据-NTU 法，冷流体ms2Cp2（msCp）minms2Cp2KA 八、.Cr2s20,不变，ntu2 不变ms1cp1ms2cp2所以：=111不变。T-t1蒸汽压力变大，T增加所以t2增大，K不变，Q增加， tm增加第7章蒸发一、选择题1. 提高蒸发装置的真空度，一定能取得的效果为将增大加热器的传热温差；将增大冷凝器的传热温差 将提高加热器的总传热系数；会降低二次蒸气流动的阻力损失2. 采用多效蒸发的目的在于 提高完成液的浓度；提高蒸发器的生产能力提高生蒸气的利用率

41、（节省生蒸汽的用量，节能）；提高完成液的产量3. 下列关于并流加料多效蒸发装置的各效总传热系数 (K1 ,K2 ,K3)以及各效蒸发量(W1, W2 W3)相对大小的判断中正确 的是K1 K2 K3,W1W2W3； K1 K2K3,W1W2 K2 K3,W1W2W3； K1 K2W2W34. 在常压单效蒸发器中蒸发某种盐溶液。已测知该盐溶液在常压下因蒸气压降低引起的沸点升高为12 C ,液柱静压引起的平均沸 点升高为4 C ,请据下表选定该蒸发操作至少得用表压的生蒸气饱和水蒸气绝对压强1.522.533.5饱和水蒸气的温度115120128132138/ C2.5 :2; 1.5 ; 15.

42、有一四效蒸发装置，冷料液从第三效加入，继而经第四效，第二效后再经第一效蒸发得完成液，可断定自蒸发现象将在出现 。第一效；第二效；第三效；第四效6. 有一套平流加料蒸发装置，一共三效，各效蒸发器的形式及传热面均相同。现以 W1、W2、W3分别表示第一、二、三效在相 同时间内蒸发出的水分量，它们的大小顺序为 W1W2W3D W2W1W/3 W3W2WV W仁W2二W37. 导出蒸发器的简化热量衡算式时，所做的基本假定是沸点进料；溶液的热焓和比热容取溶质和溶剂的质量平均值；忽略溶解热和稀释热；无热损失。8. 在单效蒸发器中，将某水溶液从20%浓缩至50%原料沸点进料， 加热蒸汽温度为96,2 C,有

43、效传热温差为11.2 C,二次蒸汽的温度 为75,4 C,则溶液的沸点升高为 C。 11.2 :20.8 ;385;9.64. 为蒸发某种黏度随温度和浓度变化较大的溶液，宜采用 流程。并流加料；逆流加料；平流加料；自然双效三体并流加料。10. 并流加料的多效蒸发中，除第一效外，各效的进料温度该效溶液的沸点。高于；低于；等于；不确定。11. 提高蒸发器生产强度的主要途径是增大。传热温度差；加热蒸汽压力；传热系数；传热面积。12. 蒸发器的生产强度随效数的增多而,随传热温差的增大而，随传热系数的减小而。增大；减小；不变；不确定。13. 生蒸汽的经济性随蒸发器的热损失增大而,随溶液的进料温度升高而，

44、随效数的增多而 。增大；减小；不变；不确定14. 为了提高蒸发器的生产强度 。 不应考虑传热系数问题，而应设法提高传热温差； 不应考虑传热系数问题，而应设法降低传热温差； 尽可能采用并流进料法； 应该设法提高总传热系数或增加传热温度差，或两者同时并进。二填空题1将一流量10000kg/h，含量为68%（质量，下同）的硝酸铵水溶液 浓缩至90%则水分蒸发量为kg/h。2蒸发过程的实质是 热量传递3大多数工业蒸发所处理的是水溶液，热源是 加热蒸汽（生蒸汽）， 产生的仍是 水蒸气（二次蒸汽）两者的区别是 温位（或压强，或压力）不同4D/V为单位蒸汽的消耗量，用以表示蒸汽利用的经济程度。5般定义单位传