化工原理习题整理汇总

1、第一章测试及答案第一题填空题（22分）1. （3分）流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流 体的流速沿管长不变。2. （ 3分）米糠油在管中作流动，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2倍。3. （3分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变变大，直管阻力变变小，计算局部阻力的当量长度变变大。4. （3分）用内径为200mm勺管子输送液体，Re为1750。若流体及其流量不变， 改用内径为50mm勺管子，则Re变为7000。5. （3分）苯（密度为880kg/m 流体在管内作湍流流动时，滞流内层的厚度随雷诺数 Re的增大而（B ）A.增厚 B

2、. 减薄 C. 不变 在一条倾斜的直管里充满着流体，在直管的不同高度有两个压力表，当它们 读数相同时，可以认定管中的流体（C ）oA、静止不动B、向上流动C、向下流动D、以上都有可能 转子流量计的主要特点是（C ），黏度为6.5 xi0-4Pas）流经内径为20mnt勺圆形直管时，其平均流速为0.06m/s，其雷诺数Re为1625，流动形态为 层流， 摩擦系数入为0.0394。6. （4分）某液体在套管环隙内流动，大管规格为构6mrh3mm小管规格为Q0mm2.5mm 液体黏度为1 Pa s，密度为1000 kg/L，流速为1 m/s，则该液 体在套管环隙内流动的Re为20000。7. （3分

3、）流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速 减小，动压头 减小， 静压头增大。第二题 选择题（每题4分，共28分）1. 如下图所示，若水槽液位不变，阀门打开时，各处的流体总机械能的关系为（B）AEHE3 B. E 1=E2Es C. E 1=E=EsD. E1E=EbA.恒截面、恒压差B.变截面、变压差 C.变截面、恒压差5. 流体在圆管内作层流流动时其阻力损失（ A ） oA、与管壁粗糙度无关B、与雷诺数无关C与管壁粗糙度、雷诺数有关D 、只与管壁粗糙度有关6. 水在异径管中作稳定流动，体积流量为久，质量流量为qm,质量速度为G平均流速为u,则在流动中数值不变化的是（D ）。A 、G和 uB

4、、qv 和 GC、 qm和 uD、qv 和 qm7. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数入数值C 。A）与光滑管一样；B）只取决于雷诺准树Re;C）只取决于相对粗糙度；D）与粗糙度无关。三、计算题：第1题（17分）：如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面 10m水从108 x 4mn钢冈管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按刀hf=16.15u2 （J/kg）计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。求（1） A-A截面（垂直管路中的某一截面）处的流速 m/s?（ 2）水的流量为多少 m/h ?AJ10m解：(1)设水槽液面为1-1，管出口

5、外侧为2-2，以地面为基准面，列柏努利方 程式得：Zq + (P1/p ) + (u12/2)= Z2g+ (P2/p ) + (u22/2) +工 hf 3 分代入数据：10X 9.807+0+0=2X 9.807+0+0.5 u 2+16.15u2- -3 分得u 2=2.2 m/s3分水在管内连续流动d A=d2 ,二 A-A 截面处流速u A=u2=2.2m/s3 分(2) qv=3600n X (0.1) 2X 2.2/4=62.17m 3/h5 分第2题（17分）：敞口容器的侧壁装有内径为25mm勺短管，用以排水。水以4.5m3/h 的流量连续加入容器内，以维持液面恒定，如图所示。

6、试求容器中的水位高度。解：短管中的流速u=qJ（d2d4）=2.55 m/s在容器的恒定液面1-1及侧壁短管出口外侧2-2截面间列伯努利方程（以短管中 心线为基准面），得2 2Zig+Ui/2+p/ p+ he= z 2g+u2 /2+p2/ p+Xhf其中 Pl=0 （表压），P2=0 （表压），U1 弋，he=0，Z2=0, U2=0故 Z1g=Lhf因放水管很短，可以忽略直管阻力，即Ehf（Z+ Z） u2/2= （1+0.5） xu2/2故 Z1g=1.5 XU2/2=1.5 2.552/2解得乙=0.497m第3题（16分）：在如图所示的并联管路中，支路ADB长20m支路ACB长5m

7、（包 括管件但不包括阀门的当量长度），两支管直径皆为80mm直管阻力系数皆为 0.03，两支管各装有一个阀门，一个换热器，换热器的局部阻力系数皆等于5。试求：当两阀门全开时，两支路的流量之比。解：下标f”和2”分别表示支路ACD和ADB因并联支路的阻力损失相等，所以2 2U1 /u 2 = （2/d 2+ Z + Z） / （入11/d 1+ Z + Z） =1.8qM q v2= u 1 /u 2=1.34此例说明，对于并联管路，若各支管长度不等，即使直径相同，也会导致流量分 配的不均匀，使设备不能发挥应有的作用，这一点在并联管路的设计中必须充分 注意第一章总复习1 当理想流体在变径管路中做

8、稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其 静压力降低 。2. 实验证明，流体在管内稳定流动时，当Re ,水力光滑管,入与Re有关,与& /d无关,S ,入与Re /d都有关,S Qe，提供的压头30mH;且溶液的性质与水相近，故能选用该水 泵。一、填空及选择题1. 离心泵输送的液体密度变大，则其扬程 ，流量，效率 轴功率。不变；不变；不变；变大2. 离心泵并联操作的主要目的是（C ）A、增大位能B、增大扬程C、增大流量3. 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：泵特性曲线 H - Q . 和 管路特性曲线H - Q 。4. 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，

9、这种现象称为 象。气缚5. 现用离心泵将河水抽送到水塔中，其管路特性曲线方程为 He=20+2.5X 105Q2（式中He的单位为m, Qe的单位为ni.s -1）;当输送量为20 m3.h-1时，则泵的扬 程为m 27.76. 离心泵采用并联操作的主要目的是提高 （扬程或流量），串联操作的目的是提高（扬程或流量） 提高流量，提高扬程7. 当离心泵出口阀门开大时， 流量，泵出口压力。变大降低8. （离心泵的流量调节阀安装在离心泵 （进或出）口管路上，关小出口阀门后，真空表的读数变，压力表的读数变。（出口减小增大由于流量的增大，流速增大，动能增大，由伯努利方程知压能减小，即压强降低，故泵出口压强

10、表读数下降。泵入口的压力也是降 低的，只不过泵入口压力是小于大气压的， 小于大气压的数值叫真空值，此值越 大，表示压力越小，由真空表来量测，所以流量增大，真空值由真空表读数增大。）9. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验， 启动泵后，出水管不出水，泵进口处 真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以 下可能的原因中，哪一个是真正的原因（）A. 水温太高B.真空计坏了C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞C二、简答题1. 离心泵有哪些基本参数和特征曲线？离心泵的基本参数是：流量、扬程、功率和效率。离心泵的特征曲线是：He Qe扬程曲线，Ne Qe功率曲线，n -Q效率曲线。2

11、. 离心泵为什么会出现气蚀现象？是因为叶轮入口及其背面存在低压区，随着吸水高度E的增加。Z=(pa-pc)/( P g)-u c2/2g-刀hfc则吸入口压力pc减小，当pc减小到某一值时，低压 区的压力Pk就会等于小于送液的饱和蒸汽压 ps。即PkW ps，低压区液体沸腾，产 生大量气泡，同时，溶解在液体中的空气，也会因压力降低而逸出，生成的气泡， 随液流流入叶轮高压区，气泡就会破碎，体积骤然缩小，大量液体就会冲击过去， 冲击点可达上百个大气压，且频率非常高，冲击波及气中微量氧共同作用可使叶 轮及原壳出现斑痕，甚至呈海绵状，即气蚀。三、计算题(欲将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高

12、位槽，釜中真空度为 67kPa(其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地 面上，吸入管总阻力为0.87J/N，液体的密度为986kg/m3，已知该泵的必需汽蚀 余量(NPSH)为3.7m，试问该泵的安装位置是否适宜？如不适宜应如何重新安排？(最大允许安装高度:Hg=P。/ p g-PV/ p g -刀 H(-1)-( NPSH+0.5)由液面最高处和离心泵入口出列柏努利方程，得Hg=(P o-Pv)/ p g-(NPSH) r+0.5-艺 Ha 3分=(67*1000-67*1000)/986*9.81-(3.7+0.5)-0.87=-5.07m 5分由于-5.07mH

13、g=-3.5m 2分所以，此泵不能正常操作。 2分要使泵正常操作，须将其移埋入地下(或设备提升)1.6m。2 分2. 欲用离心泵将20C水以30nVh的流量由敞口水池打到敞口高位槽，两液面均 保持不变，两液面高度差为18m，泵的吸入口在水池液面上方 2m处。泵的吸入 管路全部阻力为1mHO柱,压出管路全部阻力为3mbO柱，泵的效率为0.6，求(1) 泵的轴功率；(2)若已知泵的必须汽蚀余量为 2.5m, 20E水的饱和蒸汽压为2338.43Pa, 问上述安装高度是否合适？水的密度可取 1000kg.m-3，外界大气压为10mHOI 1I 如图取1 1, 2-2截面，并以1 1截面为基准面，列柏

14、努利方程得：H = Z+E H 1-2 = 18+ 1 + 3 = 22m4分二 Pa = qvHp g/ n=(30/3600) X 22 X 1000X 9.8/0.6 = 3kw4分(2)由题目所给已知条件，得泵的最大允许安装高度为：Hg=p 0/ p g p v/ p g 艺 H(o-1) (NPSH) r+0.53 分=10 -2338.43/1000/9.81T -(2.5+0.5)=5.76m3分由于实际安装高度仅2米，安装高度合适。2分3. 某离心泵在一定转速下的特性方程为 H = 26 - 0.4 X06Q，用该泵将水从贮 槽抽送至某高位槽，两槽皆敞口，两槽液面高度差为 10

15、米。管路系统的阻力损 失艺hf = 0.6 X 106qV2 (艺hf的单位为米，qv的单位为 吊/s)。试计算：(1) 若两槽中水位恒定，求流量。(2) 开始时，两槽液面位差是10米，过程中如高位槽中液位恒定，求低位槽2中液面下降两米所需的时间，低位槽面积为100m。解：(1)管路特性方程：H=10+S hf=10+0.6 X106Q3 分泵特性方程：H=26-0.4 X106d联立以上二方程，解得，管路中的实际工作点：Q=4X 10-3m/s=14.4m3/h3分(2)列瞬时柏式方程，以低位槽液面为基准水平面，得H=(10-Z)+ 艺 hf=10-Z+0.6 X106Q3 分和离心泵特性方

16、程H=26-0.4 X106d联立得：26-0.4 X106d = 10-Z+0.6 X 106&2 分解得：Q=0.001(16+Z) 0.51 分代入低位槽物料衡算式：0-Q=AdZ/dt，0.5得：-0.001(16+Z) dt=-AdZ两边进行积分，t : 0 - t ，Z： 0 - (-2)得 t=5.17 X 104s=14.4h4 分已知吸入4. 某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m，今在海拔1000m的高原上使用 管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正 常操作？该地大气压为90kPa,夏季的水温为20C，饱和蒸汽压为2338.43PaHg=Po/

17、( p g)-Pv/( p g)-工 H-(NPSH)+0.55 分=90*103心000*9.81)-2338.43心000*9.81)-3-(3.5+0.5)=1.93m4 分1.93m; B. 12. 过滤操作中滤液流动遇到阻力是（）。A、介质阻力；B、滤渣阻力；C、介质和滤渣阻力之和。13. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（）粒径。A. 最小； B. 最大； C. 平均；14. 旋风分离器主要是利用（）的作用使颗粒沉降而达到分离。A. 重力； B.惯性离心力；C. 静电场15. 板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时， 若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率

18、为过滤终了速率的（）倍。A 、1； B、0.5 ； C、0.2516. 当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（）的大小对沉降速度的影响最为显著。A. 颗粒密度；B.空气粘度；C.颗粒直径17. 过滤速率的定义是 ，在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐变。18. 板框压滤机洗涤速率是过滤终了过滤速率的 倍。19. 欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（）。A、提高降尘宝的高度；B、延长沉降时间；C、增大沉降面积20. 悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到 个力的作用。当此三个力时，微粒即作匀速沉降运动。21. 球形粒子的球形度 （）；非球形粒子的球形度

19、（）。A. 等于1； B. 小于1； C. 大于122. 恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（）。A. 加快； B. 减慢；C. 不变23. 降尘室做成多层的目的是 。24、恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤时间减半，其它条件均不改变，贝U所获得的滤液量（）A 、为原来的1/3倍B、为原来的2倍C为原来的11 .2倍 D、为原来的1/2倍25、过滤介质阻力可忽略不计，滤饼不可压缩，若恒速过滤过程中，在相等时间滤液体积由V增多至 V 2Vi时，则当操作压差由 Pi增大至 P2,A P2= Pi。26、对于可压缩滤饼，若过滤压差增倍，则过滤速率（）。A增加一半B 、增加一倍C、基本不变D、有所增加

20、但增加不到一倍27、 恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液粘度 ，过滤速率。28、 恒压过滤且介质阻力忽略不计时，若粘度降低20%则在相同条件下所获得的滤液量增加（）。A 11.8%B、9.54%C、20%D、44%29、将降尘室分成多层后，若能 100淞去的最小颗粒直径要求不变，则生产能力，沉降速度，沉降时间。（增大、不变、减小）30、洗涤滤饼的主要目的是31、在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关（）。A粒子的几何形状B、粒子的几何尺寸C、流体与粒子的密度 D、流体的流速第六章传热1. （ C）是一种以电磁波传递热能的方式。A、传导B 、对流 C 、辐射2. 在列管式换热器中,用饱和蒸汽

21、加热空气，此时传热管的壁温接近 流体的温度，总传热系数 K接近 体的对流给热系数。蒸汽空气3. 对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（A ）沸腾下操作。A、核状B、稳定的膜状C 、不稳定的膜状4. 对外来辐射能吸收率为100%勺物体称为（黑体或灰体），对各种波长辐射能均能同样吸收的理想物体称为 （黑体或灰体）。黑体，灰体5. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的a （ C ）滴状冷凝的a。A.等于B.大于 C.小于6. 有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为 入1，大于第二种的入2,若作为换热器材料，应选用_种；当作为保温材料时，应选用 种。第一第二7. 进行换热的两流体，若a 1a 2时，要提高K

22、值，应设法提高 ;当口仟a2时，要提高K值，应使。a 2； a i与a 2同时提高8. 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(B)。A. a蒸汽 B. a空气 C. a蒸汽与a空气的平均值9. 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(A )(2) 空气出口温度A增大B减小C基本不变(B )(3) 壁温A增大B略有减小C基本不变(B )5. 对一台正在工作的列管式换热器，已知a 1 = 116w.m.K1， a 2= 11600w.m2.K-1，要提高传热系数K,最

23、简单有效的途径是(A )。A.设法增大a 1； B.设法增大a 2；C. 同时增大a 1和a 2。10. 当间壁两侧流体稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？简要定性分 析主要原因。答：因为逆流操作有较高的经济效益。主要原因可由以下两方面分析：(1) 当、T2、t1、t2四个温度一定时，逆流操作的 tm比其它流向大。根据: Q=KAtm,当K、A一定时，AtmT则QT,对现有的换热器来说，可提高生产能 力。当Q K一定时，AtmT则AJ,对生产能力要求一定时，新设计制造换热器 由于A较小，设备尺寸可减小，节省投资费。(2) 一般逆流操作的正常操作费比其它流向要少。逆流操作时，载热体用量比

24、其它流向的要小，降低能耗，提高了经济效益。一、在内管为巾180*10mm的套管换热器中，将流量为 3500kg/h的某液态烃从100C冷却到60E，其平均比热 Cp(烃)=2.38kJ/kg. C,水从40C加热到50C, 其平均比热Cp水)=4.17kJ/kg. C，基于传热外面积的总传热系数 K=2000W/m C, 设其值恒定，忽略热损失。试求：(1) 水用量；(2) 计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。答：(1) qmhCph.(T 仁T2)=q mC pc.(t 2-t 1)3 分3500*2.38*(100-60)= q mc *4.17*(50-40)qmc =79

25、90Kg/h4 分(2) /t(逆)=(50-20) /ln(50/20)=32.75C2分At(并)=(60-10) /ln(60/10)=27.93C2分Q= qmcCpc.(t 2-t 1) =7990*4.17*(50-40)=3.332*105kJ/h2 分A逆)=Q/KoAt(逆)=3.332*10 5/(2000/1000)*32.75*3600=1.41(m2)L(逆)=A(逆)/(3.14*0.18d 2)=1.41/(3.14*0.18)=2.5m2 分A并)=Q/K oAt(并)=3.332*10 5/(2000/1000)*27.93*3600=1.66m2L(并)=A

26、(并)/(3.14*0.18d 2)=1.66/(3.14*0.18)=2.93m2 分二. 有一列管换热器，用-15 C的液氨蒸发来冷却空气。空气在换热器的簿壁列管 内作湍流流动,由40C冷却到-5 C,液氨侧的对流传热系数为1880w.m2.K-1, 空气侧的对流传热系数为：46.5 w.m-2.K-1，忽略管壁和污垢热阻。求：(1)平均温度差；(2)总传热系数。1) Atm=(40-(-15)-(-5-(-15) / ln(55/10)=26.4 C2) 1/K = 1/46.5 + 1/1880KM5.4w.m-2.K-1三、有一套管换热器，内管为 54X2mm外管为116X4mm的钢

27、管，内管中苯 被加热，苯进口温度为50C，出口温度为80C，流量为4000kg/h。环隙为133.3 C 的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为r=2168.1kJ/kg，冷凝传热系数为11630W/K 0苯在5080 C之间的物性参数平均值为密度p =880kg/m3，比热Cp=1.86kJ/kg. C，粘度卩=0.00039Pa.s，导热系数入=0.134W/m.K,管内壁污垢 热阻为0.000265 C .m2/W,管壁及管外侧垢阻不计，在圆形直管内做强制湍流时 对流给热系数计算公式：a =0.023*(入/d)(Re) 0.8(Pr) 0.4试求：(1)加热蒸汽消耗量D;(2)所需的传热面积(以

28、内管外表面计)(1) Q=D*r=q m苯 G(t 2-t 1)=4000*1.86*(80-50)=223200kJ/hD=223200/2168.1=103kg/h5分 d o/d i=54/5010000Pr=1.86*1000*0.39*0.001/0.134=5.41a i =0.023*(0.134/0.05)(7.25*10000)0.8(5.41) 0.4=936.3W/m.K3 分K=1/(1/936.3+0.000265+1/11630)=704.7W/m 2K2分 t m=(83.3+53.3)/2=68.3 C2分2传热面积 A=Q/(KA t j=223200/(70

29、4.7*68.3)=4.64m2 分四、(18分) 90C的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到 50C，换热器的换热 面积为6m,传热系数K=230W/m C,正丁醇的流量为1930kg/h。冷却介质为18C 水，热损失可以忽略。求：A)冷却水出口温度；B)冷却水消耗量。70C正丁醇 Cp=2.98kJ/kg. C，水 Cp=4.187 kJ/kg. C。Q=(mhCph.(T 1-T2)=(1930/3600)*2.98*1000*(90-50)=63900W5分 t m=Q/KA=6.39*10000/(230*6)=46.3 C4分 t m=(T 1-t 2)+(T 2-t 1)/2=(90

30、-t 2)+(50-18)/2=46.3C所以，12=29.4 C4 分冷却水消耗量qmC=Q/(Cpc(t 2-t 1)=6.39*10000/(4.18*10000*(29.4-18)=1.34kg/s=4800kg/h5分由于两端温差分别为60.6和32，故平均温度差米用算术平均是可以接受的。五、某厂一单管程单壳程列管换热器，列管规格为也5*2.5mm,管长6m,管数501根，管程走热气体，流量为5000kg/h，平均比热3.04kJ/kg.K，进口温度500C； 壳程走冷气体，流量为4000kg/h，平均比热3.14kJ/kg.K，进口温度30C。(1) 逆流操作时，测得热气体的出口温

31、度为 200C，求总传热系数K为多 少(W/rrK);(2) 如采用并流操作，热气体的出口温度有无可能降为200C ?为什么？解：(1) Q = q m1.Cp1.(T 1-T 2)= q m2.Cp2.(t 2-t 1)=5000/3600*3.04*1000(500-200)=1.26*106 W3 分12=5000*3.04*(500-200)/(4000*3.14)+30=393C2 分A=n. nd.l=501*3.14*0.025*6=236m 22At m=(500-393)+(200-30)/2=139 C2K=Q/(AAt m)=1.26*10 6/(236*139)=38.

32、4W/m 2.K2 因为并流操作时，应有T2t2，由前热量衡算可知，当T2=200C时,12=393C (T2)，所以并流操作时，T2不可能达到200Co-6分六、90C的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50C，换热器的换热面积为 6吊,18C水，热损C。传热系数K=230W/m C,正丁醇的流量为1930kg/h。冷却介质为失可以忽略。70C正丁醇 Cp=2.98kJ/kg. C，水 Cp=4.187 kJ/kg.求：A）冷却水出口温度；B）冷却水消耗量。解：Q=cmhCph.(T i-T2)=(1930/3600)*2.98*1000*(90-50)=63900WAt n=Q/KA=6.39

33、*10000/(230*6)=46.3 CAt m=(T 1-t 2)+(T 2-t 1)/2=(90-t 2)+(50-18)/2=46.3C所以，12=29.4 C冷却水消耗量qmc=Q/(Cpc(t 2-t 1)=6.39*10000/(4.18*10000*(29.4-18)=1.34kg/s=4800kg/h分由于两端温差分别为60.6和32,故平均温度差米用算术平均是可以接受的。七、拟采用（89X1.5和57X3.5mm的钢管套管冷却器将甲醇液体 5000kg/h，从 65 C冷却至35 C，已知甲醇在定性温度下的物性如下：p=770kg/m3;Cp=2.64kJ/kg.K ; P

34、r=5.48 ; =0.207 w.m-1.K-1; p=0.43Cp；现安排甲醇走内管， 忽略热损失，Cp（水）=4.187kJ/（kg.K）kg/h?m?求：（1）甲醇的给热系数；（2）若冷却水初温为20C，终温为45C，冷却水耗用量为多少（3）若K=430w.m.K-1，两流体呈逆向流动，需套管的长度为多少解：(1) u (甲醇)=5000/ (3600X770) /0.785(50 X10-3)2=0.9186m/s233Re=dup p=(50 X0- X0.9186 X770)/(0.43 X0-)4=8225010Pr=G /=(2.64 X030.43 X0-3)/0.207=

35、5.484假设L/d60a甲醇 =0.023 ( di ) Re08 pr04=0.0230.207/0.05 X82250) 0.8 X5.484) 0.4-2 -1=1357W.m .K qm7K=qm甲醇 Cp 甲醇(Ti-T2) /C p水(12-t 1)33=50002.64 X10 (65-35)/4.187X10 (45 20)4 分3 分=3783kg/h(3) 11=65-45=20 C； 12=35-20=15 C tm=( t1 + t2)/2=(20 + 15)/2=17.5 CQ=(m甲醇甲醇 (T1-T2)=(5000/3600) 2.64 03 (65-35)=1

36、.1 X105 WA =Q/(K tm) = (1.1X05) / (430 X7.5)=14.62mL=A/( n)=14.62/( n 57X10-3)= 81.63m 验证：L/d=81.63/0.057 = 1.432X0360八、有一台套管换热器，内管为 38&.5mm钢管，外管为 57X3mnffl管，换热 管总长36m逆流操作，管内走水，将管间4200kg/h的苯液从65C冷却到35C, 水温从25C升到35C，现已知苯侧对流传热系数为 2030w/m.k，水侧对流传热 系数为6610w/m.k，苯侧污垢层热阻为0.18m . Q=K.A. tm=10000X 1.05 X( 5

37、60 T2) =10000X 1.05 X( 430 300)X 1.06得 T 2 = 422.2 C.k/kw，苯液比热Cp1=1.80kJ/kg.k ， 钢导热系数Q45w/m.k。试计算：(1) 该换热器传热系数K;(2) 水侧污垢层热阻。(1) Q = q mCp1(T 1-T 2)=(4200/3600)X1.8 X00065-35)= 63000w2A = ndl=3.14 X).038 X26=4.295m2 分 t m=(65-35)-(35-25)/ln(30/10)=18.2C 3 分K=Q/(Adt )=63000/(4.295 X18.2)=806 w/m 2.k2

38、分 R2 = 1/K-1/a+洪/( A)+Ro2+A/( aA)=1/806-1/2030+0.0025X38/(45 X35.5)+0.18/1000+38/(6610 X33)=3.33 X10-4m.K/w = 0.333 m 2.K/kw九、接触法硫酸生产中用氧化后的高温 SO混合气予热原料气(SQ及空气混合物) 已知：列管换热器的传热面积为90 m,原料气入口温度t 300C ,出口温度t 2 =430 C。SO混合气入口温度 T1=560 C ,两种流体的流量均为10000kg/h，热 损失为原料气所得热量的6%,设两种气体的比热均可取为1.05kJ/kg，且两流 体可近似作为逆流处理，求：111. SO混合气的出口温度T2； 2 传热系数K :w.m2/K。2 . 560422.2430 J 300 tm=(130+122.2)/2=126