化工原理第2阶段练习题

江南大学现代远程教第育二阶段练习题学习中心（教学点）批次:层次：专业：学号：学习中心（教学点）批次:层次：专业：学号：身份证:考试科目:《化工原理》第三章（总分100分）得分：得分：姓名：一、填空题（20分，每空2分）1、在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，总传热系数K接近流体的对流给热系数。2、蒸汽中不凝性气体的存在，会使大大降低，因此冷凝器都应有的装置。3、将单程列管式换热器改为双程的作用是，但这将使减小，增大。4、厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知bi>b2>b3；导热系数1<2<3。在稳定传热过程中，各层的热阻R]R2R3;各层导热速率Q]—Q2—Q3。二、选择题（10分，每空2分）1、强化传热的主要途径是。A、增大传热面积B、提高K值C、提高tm2、当冷热两流体无相变且进、出口温度分别相同时的折、错流换热器，其平均温度差t都比m纯逆流时的tm。mA、大B、小C、相同3、对流传热方程中Q=St中的t是指温度差。A、内壁与外壁B冷热流体的平均C、壁面与流体间4、稳定传热是指传热系统内各点的温度。A、既随时间而变，又随位置而变B、只随位置而变，但不随时间而变C、只随时间而变，但不随位而变5、对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在沸腾下操作。A、泡核B、稳定的膜状C、不稳定的膜状三、判断题（10分，每空2分）1、多层平面壁稳态热传导时，推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻是各层热阻的倒数之和。()2、在相同条件下，采用逆流操作比采用并流操作，所需传热面积要小。()3、间壁式换热器内冷，热两流体的传热总热阻必定大于每一个分热阻，因此，总传热系数的数值必定小于其中任何一个对流体传热系数的值。()4、在稳定多层圆筒简壁导热中，通过多层园简壁的传热速率Q相等，而且通过单位传热面积的传热速率Q/S也相同()5、列管式热交换器内用饱和水蒸汽加热管程的空气，为提高换热器的K值，在管外装设折流挡板。()四、计算题(60分，每题15分)1、在内管为189mmxiomm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态烃从100°C冷却到60C，其平均比热为kJ/kg・C，环隙走冷却水，其进出口温度分别为40C和50C，平均比热为kJ/kg・C，基于传热外面积的总传热系数K°=2000W/m2・C，设其值恒定，忽略热损失。试求：1)冷却水用量；2)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。2、一单壳程单管程列管换热器，由多根25mmX2.5mm的钢管组成管束，管程走某有机溶液，流速为0.5m/s，流量为15T/h，比热容为kg・C，密度为858kg/m3，温度由20C加热至50C。壳程为130C的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的表面传热系数分别为700W/m2・C和10000W/m2・C。钢热导率为45W/m・C。垢层热阻忽略不计。求：1)总传热系数K。；2)管子根数n及管长L。3、一单程列管式换热器，由直径为25x2.5mm的钢管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为1.25kg/s，由80°C冷却到30°C，冷却水在管间和苯呈逆流流动，进口水温为20°C，出口不超过50C。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为和kW/(m2・C),污垢热阻和换热器的热损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平均比热为kJ/(kg・°C),管壁材料的导热系数为45W/(m・°C)。4、有一台套管换热器，内管为38mmX2.5mm钢管，外管为57mmX3mm钢管，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，现已知苯侧表面传热系数为2030W/m2・C，水侧表面传热系数为6610W/m2・C，苯侧垢层热阻为0.18m2•C/kW，苯液比热容cp1=kJ/kg・°C，钢热导率=45W/m・°C。试计算该换热器传热系数K。。oo附：参考答案：一、填空题（20分，每空1分）1、空气2、蒸汽冷凝传热系数；放气阀3、提高管内；tm；阻力m4、＞；＞；=；=；二、选择题（10分，每空2分）1、B2、B3、C4、B5、A三、判断题（10分，每空2分）1、X2、V3、V4、X5、x四、计算题(60分，每题15分)丄、冷却水用量WhCph(T!-T2)=WcCpc(t2-1!)3500xx(100-60)=Wcxx(50-40)Wc=7990kg/ht逆=(50-20)/ln(50/20)=32.75°Ct并=(60-10)/ln(60/10)=27.9°CQ=KStmQ=7990xx(50-40)=x105kJ/h.•・S=x105/[(2000/1000)xx3600]=1.41m2逆dl=xxl=.l=2.5m0逆S=x105/[(2000/1000)xx3600]=1.66m2并xxl=.l=2.93m并并2、解Q=Wccpc(t2-t1)=15x103xx103(50-20)/3600=x105Wtm=[(130-20)+(130-50)]/2=95C以外表面为基准的传热系数:K°=1/[1/10000+x/(45x+(700x]=513W/(°C・m2)V=W/=15x103/(3600x858)=0.0049m3/sA=V/u==x10-3m2A=d2n/4n=4A/(d2)=4xx=31根So=Q/(Kotm)=220000/(513x95)=4.5m2S=nd•LooL=So/(ndo)=(31xx=1.85m取2m3、解由总传热速率方程式Q=KSAtoom式中Q=WC(T-T)=xx103x(80-30)=KWTOC\o"1-5"\h\zhph12+吉=ZU%11dbd10.025+吉=ZU%=•-o+--—+=+Kad九da0.85x0.020.045x0.0225oiimoK=0.472KW/m2-CAt(T-1)-(T-1)■2■2ln118.8(80-50)-(30-20)0.475x18.2ln80-5030-20=13.8m2=18.2°C4、⑴Q=Whcph(T]-