化工原理复习题附答案

化工原理第四章复习题（附答案）一、选择题.间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻（）1、t2•芷管外斤热流体A.成正比B.1、t2•芷管外斤热流体.翅片管换热器的翅片应安装在（）。A.a小的一侧B.a大的一侧C.管内D.管外.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Ri与第一、二口热阻R21R3的大小（）。A.R1＞（R2+R3）B.R1＜（R2+R3）C.R1=（R2+R3）D.无法比较.在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为t稳定流过，借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T（T为热流体出口温度），如冷却蛇管长度增大一倍，其它条件不变，问出口水温t2应（）。A.增大B.减小C.不变D.不一定.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）传热系数匹A增大B减小C基本不变（）（2）空气出口温度A增大B减小C基本不变（）（3）壁温A增大B略有减小C基本不变（）.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。A.增加热阻，减少热量损失；B.节约钢材、增强美观；C.增加传热面积，提高传热效果。.蒸汽冷凝时，膜状冷凝的a（）滴状冷凝的a。A.等于B.大于C.小于.导热是（）热量传递的主要方式。A.固体中B.液体中C.气体中TOC\o"1-5"\h\z.热量传递的基本方式是（）。A.恒温传热和稳态变温传热字B.导热给热和热交换C.气化、冷凝与冷却D.传导传热、对流传热与辐射传热.在比较多的情况下，尤其是液-液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计的是（）。A.热流体的热阻B.冷流体的热阻冷热两种流体的热阻D.金属壁的热阻.传热速率公式q=KAAtm中.Atm的物壬!点:义是〔）。A.器壁内外壁面的温度差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.湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（）。A.流体内；B.器壁内；C.湍流体滞流内层中；流体湍流区域内。.对一台正在工作的列管式换热器，已知a1=116W/（m2，K）,a2=11600W/（m2K）,要提高传热系数（K）,最简单有效的途径是（）。A.设法增大a1;B.设法增大a2；C.同时增大a1和a2。.用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（）A.蒸汽的温度；B.空气的出口温度；C.空气进、出口平均温度.间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K直，关键在于提高对流传热系数（）之A.大者；B.小者；C.两者；.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直接近于（）。A.a蒸汽B.a空气C.a蒸汽与a空气的平均值

.对流传热仅发生在（）中。A.固体B.静止的流体C.流动的流体）。）方式进行的。,液体的入（），气）。）方式进行的。,液体的入（），气C.只随时间而A.愈大B.愈小C.不变.流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（A.热传导B.对流传热C.热辐射.物质的导热系数，一般来说：金属的入（），非金的入体的入（）。A.最小B.最大C.较小D.较大.在列管式换热器中，用水冷凝乙醇蒸气，乙醇蒸汽宜安排走A.管程B.壳程C.管、壳程均可.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，但不随时间而变变，但不随位而变。.对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（）沸腾下操作。A.核状B.稳定的膜状C.不稳定的膜状.蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数a值（）。A.降低B.升高C.不变.在稳定变温传热中，流体的流向选择（）时传热平均温度差最大。A.并流B.逆流C.错流.（）是一种以电磁波传递热能的方式。A.传导B.对流C.辐射选择题答案A;2,A;3,C;4,A;5,(1)A,2),B,⑶,C;6,C;7,C.;8,A;9,D;10,D;11,B;12,C;13,A;14,A;15,B;16,B;17,C;18,A;19,A;20,B,C,D,A;21,B;22,B;23,A;24,A;25,B;26,C二、计算题：1.在内管为。189x4.5mm的套管换热器中，将流量为3500kg.h-1的某液态煌从100c冷却到60C,其平均比热为2.38kJ.kg-1.K-1,环隙走冷却水，其进出口温度分别为40c和50C,平均比热水为4.17kJ.kg-1.K-1,基于传热外面积的总传热系数Ko=2500w.m--2.K-1,设其值恒定，忽略热损失。试冷却水用量；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。解：（1）由热量衡算得GhCphTi-T2=GcCpCt2-t1GcGhCGcGhCphTi-丁2=35002.38(100-60)CpCt2-t14.17(50-40)=7990kg/h(2)(a)逆流时:3500旌③加叱工卜嬴3500旌③加叱工卜嬴2.381000(100-60)=92556W△tmTiF△tmTiF-①ln[(T1±)/(丁2-⑴]100-50-(60-40)二3274

ln[(100-50)/(60-40)].cA_QAA_QA0一K0'：tm92556250032.742=1.13m1A01.13.c.l==3=1.91m二d03.1418910-1A01.13.c.l==3=1.91m二d03.1418910-(b)并流时：1.13；：tmT1-!1-'(T21t2)

ln[(T1f)/(T2F100一40一(60-50)_2791ln[(100-40)/(60-50)]".cA0-92556K0.：tm250027.912=1.33ml/1.333.1418910，=2.24m21J2.某列管换热器，用120c水蒸汽将物料由20c加热至90C,传热系数K=1000W*m,k。经半年运转后，由于污垢的影响，在相同操作条件下物料出口温度仅为80C,现欲使物料出口温度仍维持90C,问加热蒸汽温度应取何值？解：原:GCCPC(t2-t1原:GCCPC(t2-t1)=KA；tm(1)st(100-20)-(100-80)ln[(100-20)/(100-80)]=43.28C半年后：GcCpcKT)/公%/(2)#:(100-20)-(100-70)=50.98ln[(100-20)/(100-70)]c(2)/(1)得:70-20K/50.9880-20-K43.28K/=70.75W*m^，k,(10分)保持原生产能力，即KA&m"A&m-KA4m/(K/A)-10043.28/70.75-61.17r△t〃

mT/△t〃

mT/-t1-(T/-t2)80-20ln[(「-％)/(rF)]ln[(T/-20)/(T/-80)]=61.17丁=115.8C120C冷却到120C冷却到80C,其对流传热系数2.%—50W/(m*K)o壳程的冷却水的进出口温度分别为15c和90C,其对流传热系数22=2000W/(m*K)管壁热阻及污垢热阻皆忽略不计。当空气流量增大一倍时，试求：7k和空气的出口温度。(忽略流体的物性参数随温度变化，空气在管内流动为湍流。解：空气流量增加前1：111：11：2二tm=48.8W/(m2*K)(…)一…):45.3lnT^T2-t1Q=qm1Cp1(T1-丁2)=qm2Cp2(t2-L)=KAtm40qm1C40qm1Cp1=75qm2cp2=48.845.3A(A)空气流量增加后二•；=2o-8:1=87.1W/(m2.K)/12K，=/83.4W/(m2.K)1：1-1.C：,2；：tm(T1；：tm(T1—^2)—'G-3)lnT^T2-t1=45.3Q/=2qm£p1(T1-T；)=qmzCp2(t2-tj=4.匕2qMCp1(120-T；)=qm2C2qMCp1(120-T；)=qm2Cp2(t2-15)=83.4A(120-t2)-(T；-15)lngT；-15(B)由式(A)与式(B)得4075(C)(D)2(120-T2/)一(t2-15)(C)(D)2(120」；)83.4(120-t2)-(T；-15)/4048.845.3,120-t2In--T；-15联解(C)与式(D)得T2/=94.6c；t2=110.2c.有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为(f)89mm<3.5mm,流量为2000kg/h的苯在内管中从80C2冷却到50C。冷却水在环隙从15c升到35C。苯的对流传热系数"h230W/(mK),比热容2Cph=1.86KJ/(KgK)水的对流传热系数0c=290W/(mK)比热容Cph=4.178KJ/(KgK)o(假设总传热系数及比热容随温度的变化忽略不计，热损失忽略不计，忽略污垢热阻)。试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量。解：①热量衡算式为Q=WhCph(T1-T2)=WcCpc(t2-3)热负荷20003600热负荷200036001.86103(80-50)=3.1104W冷去口水消耗量Wc二——Q——二一3.110—3600一二1335Kg/hCpc(t2-匕)4.178103(35-15)②以内表面积§为基准的总传热系数为Kj,碳钢的导热系数九=45W/(m-K)11bdidi10.00350.0820.082=十十=r+Ki二hdm二cdo230450.08552900.089co=7.5410“m2.K/W

Ki=133W/(m2K),本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。并流操作65-15△tm并=M=34.2C65In15传热面积Q3.11042、并===6.81m《At科133M34.2逆流操作4535一△tm逆=竺津=40C2传热面积二Q3.1104，832Si逆===5.83mKiAtm逆133M40因&m并＜Atm逆，故Si并aS］逆。包=也=1.17Si逆&m并