2023年化工原理题库练习与解答

一、单选题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别是()。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可流动;D可测量。5.在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。CA绝对压力;Ｂ表压力;C静压力；D真空度。６．以绝对零压作起点计算的压力,称为()。AＡ绝对压力；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绝对压力。8.当被测流体的绝对压力（)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.（）上的读数表达被测流体的绝对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绝对压力。11．流体在园管内流动时，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=0.8Ｕmａx;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（)。AA.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()。CA.近壁面速度梯度越小;B.流动阻力越小；C.流动阻力越大;D.流体湍动限度越小。14.双液体U形差压计规定指示液的密度差(）CA.大；Ｂ．中档；C.小；Ｄ.越大越好。1５.转子流量计的重要特点是（)。CA．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别是:()。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．圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是()。BA.Rｅ≤2023；B.Re≥4000；Ｃ．Ｒe＝２023~40００。１8．某离心泵入口处真空表的读数为２0０mmHg,本地大气压为１０１kPa,则泵入口处的绝对压强为（）。AA.74.3kPａ;B.101kPa；Ｃ．1２7.６kPa。1９.在稳定流动系统中，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。CＡ.2；Ｂ.8；C．４。20.流体流动时产生摩擦阻力的主线因素是（)。CA．流动速度大于零;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,雷诺数()。AA.增大;B．减小;C.不变。2２．水在园形直管中作滞流流动,流速不变，若管子直径增大一倍,则阻力损失为本来的（)。AＡ.１/４；Ｂ.1/2；Ｃ.２倍。２３．单位时间内流过管道任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动方向上所流过的（）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（)项表达单位质量流体所具有的位能。AＡgz;B；Ｃ;Dwe。26．柏努利方程式中的项表达单位质量流体所具有的(）。ＢA位能；B动能；C静压能；D有效功。２7.柏努利方程式中的（)项表达单位质量流体所具有的静压能。ＣAgｚ;B;C；Dwｅ。2８．柏努利方程式中的（）项表达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。DAgz;B;C;Dwe。29.柏努利方程式中的()项表达单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。DＡgz；B；C；Ｄ。３0.流体在直管中流动，当（)≤2023时,流体的流动类型属于层流。AARe;BＰr;CNu;ＤGr。3１．流体在直管中流动，当Rｅ（）4000时,流体的流动类型属于湍流。BA<;B≥；Ｃ≤；D≠。32.流体在直管中流动,当20２3＜(）<400０时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。AARe;BPr；CＮｕ；DGr。3３．流体在管内作(）流动时,其质点沿管轴作有规则的平行运动。AA层流；B湍流；Ｃ过渡流;D漩涡流。34．流体在管内作（）流动时，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()流动时,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或2.定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式1ｋｇ流体:[Ｊ/kg］３.单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。４.雷诺准数的表达式为_＿___Rｅ=dｕρ/μ__＿__。当密度ρ＝1000kg．ｍ,粘度μ=1厘泊的水，在内径为d=100mm,以流速为1m．ｓ在管中流动时,其雷诺准数等于_＿10____,其流动类型为__湍流_＿。5.本地大气压为７5０mmHg时,测得某体系的表压为10０mmHｇ,则该体系的绝对压强为___８50__mmHg,真空度为__-100__ｍmHg。6.本地大气压为７50mmHg时,测得某体系的表压为100ｍｍＨｇ,则该体系的绝对压强为＿１13404__Pa,真空度为_－13３4０2__Ｐa。7.某物的比重为0．879,其密度为_８79ｋg/m３＿，其比容为＿０.００１14ｍ３/kg8.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.７kg./ｓ,其体积流量为_0.0157ｍ3/s，平均流速为_２.0m/s９.当20℃的甘油(ρ=1261kg/m３,μ=1499厘泊）在内径为100mm的管内流动时，若流速为1.０m/s时，其雷诺准数Rｅ为__84.1__,其摩擦阻力系数λ为＿＿0.76110．某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为３0×20mm,其当量直径ｄｅ为__24mｍ__。11.测量流体流量的流量计重要有如下四种:_转子流量计,孔板流量计,_文丘里流量计，__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＿_1.0__,管入口的局部阻力系数等于__0.5__。13.化工生产中,物料衡算的理论依据是＿质量守恒定律＿，热量衡算的理论基础是_能量守恒定律_。１４.流体体积流量一定期，有效截面扩大，则流速减少＿，动压头＿减少_,静压头＿增长_。15.抱负流体在变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力_减少_。１6.套管由φ57×2．5ｍm和φ25×2.5mｍ的钢管组成，则环隙的流通截面积等于_1633ｍｍ2__＿__＿_，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__。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表达的是_＿_表压__＿或__真空度__。19．米糠油在管中作流动，若流量不变,管径不变,管长增长一倍,则摩擦阻力损失为本来的_＿2__倍。２０.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变,管径增长一倍,则摩擦阻力损失为本来的＿_１/1６_＿倍。２1．当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__64/Ｒe_，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与___Rｅ＿_、__＿ε／d__有关。22．液体的粘度随温度升高而＿_减小_,气体的粘度随温度的升高而_增大_。23.某流体在圆形直管中作滞流流动时,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λ与Re的关系为__λ＝6４/Re_。2４.牛顿型流体与非牛顿型流体的重要的区别是＿牛顿型流体符合牛顿粘性定律__。2５.稳定流动的定义是__流动状况不随时间而变__＿_。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？解：de=4×＝4×＝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,u1Ａ1=u2A2,A=,当d1=2d２时u1=u2，有，,即得u２=4ｕ13.一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，问因流动阻力产生的能量损失为本来的多少倍？解:流动阻力,设管径改变后，则根据ｕ1A１=u2A2可得ｕ2=４u1，滞流时,=,，∴４．某设备上真空表的读数为1３.3×103Pａ，计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103Pａ。解:绝对压强=大气压—真空度＝98.7×103—１3.3×10３＝85.4×103Pa表压强=—真空度=—13.3×103Pａ5.甲乙两地的平均大气压强分别为85．３×１03Ｐa和１01.３3×103Pａ,在甲地操作的真空精馏塔塔顶的真空表读数为8０×１03Pａ，在乙地操作时，若规定塔内维持相同的绝对压强,真空表读数应为多少?解：在甲地绝对压强=大气压—真空度＝85.３×1０3—80×１０3=5.3×103Pa在乙地真空度=大气压—绝对压强＝1０1.３３×103—5.3×103=９6．０3×103Pa6.在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为８0×103Pａ,在天津操作时,若规定塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少?兰州地区的平均大气压强为85.3×10３Pa,天津地区的平均大气压强为101.3３×103Pa。解:在兰州绝对压强=大气压—真空度=８5.3×10３—80×10３=5．3×10３Pa在天津真空度=大气压—绝对压强＝10１.３3×10３—5.3×103＝９6．０３×１03Ｐa7.某设备的进、出口压强分别为1２00ｍmH2Ｏ（真空度)和1.６kgf/cｍ2(表压）。若本地大气压为760mmＨg,求此设备进、出口的压强差。（用SＩ制表达)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)＝１2０0mｍH2Ｏ=0.1２ｋgf/ｃｍ2P1(绝压)-P2(绝压)=-[P１（真空度）+P2（表压）］＝-（0.12＋1.6）=－1．72kgf/cm2=-1.72×9.81×１０4＝-1．６8７×105N/m211.有一内径为25mm的水管,如管中水的流速为1.0m/ｓ,求：(1）管中水的流动类型；（２）管中水保持层流状态的最大流速(水的密度ρ=1０00ｋｇ/m3,粘度μ=1cp）。解：(1）Re=duρ/μ=０.0２5×1×100０/０.001＝25000>40０0流动类型为湍流。（2）层流时,Re≤20２3，流速最大时，Ｒe=２023,即ｄuρ/μ=2０23∴u=2023μ／dρ=2023×0.００１/(0.０25×１000)=0.08m/ｓ12.密度为850ｋg/m3、粘度为8×１０-3Pａ·s的液体在内径为14mｍ的钢管内流动,液体的流速为1m/s。计算：（１）雷诺准数，并指出属于何种流型；(2）若要使该流动达成湍流,液体的流速至少应为多少?解:（１)Rｅ=duρ/μ＝0.０14×１×850/８×10-3=1487．5≤２023流动类型为层流(2)湍流时，Rｅ≥4０00,流速最小时，Re=40０0，即ｄuρ／μ=4００0∴ｕ＝4000μ/dρ=４000×0.00８／(0.0１4×850）=2.６９m/s1３．用10８×4mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度1５0m（涉及管件的当量长度)。若此管路的所有能量损失为118J／kg,此管路输水量为若干m3／h？(管路摩擦系数可取为0．02,水的密度取为1000kg/ｍ３)解:能量损失11８J／kｇ∴u＝2.８m/ｓ流量V=uA=2.8×７９.1３m3／h14.用Φ１68×9mm的钢管输送原油。管线总长1０0ｋm，油量为60000kg/h，油管最大抗压能力为1.5７×107Pａ。已知50℃时油的密度为89０kg/m3,粘度为181ｃp。假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计。问:为完毕上述输油任务,半途需设几个加压站解:u1=u2,Z1=Z2，u=V／A=（６0000/890)/（360０×0.785×０.152）=1.06m/sRe＝ｄｕρ/μ＝０.15×１．0６×89０/(18１×１０-3)=782层流λ=６４/Re=６4／７82=０.０８18ΔＰ=λ(ｌ/d)(u２/2)ρ=0．08１8×(10５/０.１５)×(1.０6２/2)×890＝2．７2×107Paｎ=2.72×1０７/(1.57×10７)=１．73半途应设一个加压站15.在附图所示的储油罐中盛有密度为９60kg／m3的油品。油面高于罐底９.6m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为76０ｍm圆孔，其中心距罐底800mｍ,孔盖用1４ｍm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39．23×106Pａ，问：至少需要几个螺钉？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盖上的平均压强。由流体静力学基本方程式知作用在孔盖外侧的是大气压强pａ，故孔盖内外两侧所受压强差为作用在孔盖上的静压力为每个螺钉能承受的力为螺钉的个数=3.76×１04/6.04×10３=６.23个即至少需要7个螺钉。16.某流化床反映器上装有两个Ｕ管压差计，如本题附图所示。测得R1=400mm，R2=50ｍm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,在右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R3=50ｍm。求A、B两处的表压强。解：U管压差计连接管中是气体,其密度远远小于水银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以忽略。设Ｒ2下端为Ｃ点，R1下端为D点,因此可认为PA≈ＰC，ＰB≈PD。PA≈PC＝ρH2OgR3＋ρHggR2=１00０×9.81×０．05+１3600×9.81×0.05=７161Ｎ/m2（表压)PB≈PD=ＰA+ρHｇgR1＝71６1+13６00×9．８１×0.4＝6.０5×104N／ｍ2（表压）17．根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。压差计中以油和水为指示液,其密度分别为9２0kg/m3及998kg／m３,U管中油、水交界面高度差R=300mm。两扩大室的内径D均为60mｍ，U管内径d为６mｍ。(当管路内气体压强等于大气压强时,两扩大室液面平齐。)解:当管路内的气体压强等于大气压强时,两扩大室的液面平齐，则两扩大室液面差Δｈ与微差压差计读数R的关系为当压差计读数R=300mm时，两扩大室液面差为ｍ则管路中气体的表压强为p=（９98-920）×9.8１×0.３+92０×9.8１×0．003＝257N／m２(表压)18．用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路所有能量损失为20J/ｋg,流量为36m３/h,高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为6０%,求泵的轴功率。（水的密度取为1000kg/ｍ3）解：设水池液面为１－1'截面，高位槽液面为2-2'，以水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式。Ｚ1=0，Ｚ2=5０m，u1≈０，u2≈０,Ｐ１=P2＝0（表压)，Σhｆ=２0J/kg∴ｗｅ=９.8１×50＋２0＝510.5J／ｋg水的质量流率ｗs=３6×1000/3６00＝1０ｋg/s有效功率Ｎe=ｗe·ws＝510.5×１０=5105W轴功率N=５105/0.６=8508.３W１9．水以2.5m/ｓ的流速流经3８×2.5mｍ的水平管,此管以锥形管与另一38×3mm的水平管相连。如附图所示，在锥形管两侧Ａ、B处各插入一垂直玻璃管以观测两截面的压强。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.５J/ｋg，求两玻璃管的水面差(以mｍ记)，并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为100０kg/m3）解:上游截面A－Ａ＇,下游截面Ｂ－Ｂ＇，通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中ZA=ＺＢ＝0,ｕA＝2．5ｍ／ｓ,ΣhfA，B＝１.5J/kg根据连续性方程式,对于不可压缩流体有ｍ/s两截面的压强差为==868．55N／ｍ2即mmH2O由于∴pB＞pA20.如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U形管压差计中的指示液均为水银，密度为rHg,测压连接管内充满常温的水，密度为rw,两U形管的连通管内充满空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度,测压后两Ｕ形管压差计的读数分别为R1、R2,试求a、ｂ两点间的压力差。解:，，,,而，所以２１.在如图所示的测压差装置中,U形管压差计中的指示液为水银,其密度为ｒHg,其他管内均充满水,其密度为ｒｗ，U形管压差计的读数为Ｒ，两测压点间的位差为h,试求a、b两测压点间的压力差。解：由所以所以２2．用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为76×2.５ｍm。在操作条件下,泵入口处真空表的读数为24.66×10３Pa；水流经吸入管与排出管(不涉及喷头）的能量损失可分别按与计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为9８．０７×1０3Pa(表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为１000kg／ｍ３)解：(1）水在管内的流速与流量设储槽水面为上游截面1-1＇,真空表连接处为下游截面2-2'，并以截面1-1'为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。式中Z1＝0,Ｚ2=1.5m，p1=０(表压），p2=-24.６6×103Pa(表压）u1≈0，将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u2m/s水的流量ws＝uAρ=kｇ/s(2)泵的有效功率设储槽水面为上游截面1－1'，排水管与喷头连接处为下游截面２-２',仍以截面１-1'为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。式中Z1=0，Ｚ２=14m，u１≈0,ｕ２＝２m/s，ｐ1＝０(表压)p2＝98.０７×103Pａ(表压)，将上列数值代入柏努利方程式,解得weJ/kgwe泵的有效功率Ne=wｅ·wｓ=２85．41×7.92=２2６0W23．在本题附图所示的实验装置中,于异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计,以测量两截面之间的压强差。当水的流量为1０80０kｇ/h时,Ｕ管压差计读数R为1０0mm。粗、细管的直径分别为Φ60×３.5mm与Φ4２×3mm。计算:（1)１ｋg水流经两截面间的能量损失；(２)与该能量损失相称的压强降为多少Pa？（水的密度取为1０00kg／m３）解:（1）１ｋg水流经两截面间的能量损失设导管在上游的连接处为截面１-１'，下游的连接处为截面2－2'，并通过管轴作基准水平面。在两截面间列柏努利方程式中Z1＝Ｚ2=０,u=ｗs／Aρｍ/sm/s∵，∴J／kｇ将以上各数值代入柏努利方程式，解得Ｊ/ｋg（２）与该能量损失相称的压强降N/ｍ２２4.在图示装置中，水管直径为Φ57×3.5mm。当阀门全闭时,压力表读数为０.3大气压，而在阀门启动后，压力表读数降至0．2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为0．５mＨ2O,求水的流量为若干m３/ｈ?解:阀门全闭时，由P2=ρgH，Ｈ＝0．3×1.013×１05/(10０0×９．８1)=3．1m即水槽液面距阀门中心线的高度为３.1ｍ。阀门启动时,以水槽液面为上游截面1－１'，压力表处为下游截面2－2',管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式Z1＝H＝３ｍ，Z2＝0,P1=0,P2=0．2×1.０1３×1０5Pａ，u1≈0，Σhf/g=0．5mH2O代入上式3.１=0.2×1.013×１０５／（1０00×9.81)＋/(２×９.81）+0.５解得u2=３.24m／ｓＶh=(π/４)ｄ2u×360０=22．９m32５.如图所示，密度为8５0kg/ｍ３的料液从高位槽送入塔中,高位槽内的液面维持恒定。塔内表压强为9.81×103Pa，进料量为5m3/h。连接管直径为3８×2.５mｍ，料液在连接管内流动时的能量损失为３０J/ｋg(不涉及出口的能量损失)。求:高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少？解：以高位槽液面为上游截面1－１'，连接管出口内侧为下游截面2－2＇,并以截面1-1'为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中Z1=0,u1≈0,m/ｓp1＝0(表压),ｐ2＝9．８１×１０3Ｐa（表压)，Σｈf=30J/ｋg将上述数值代入柏努利方程，解得m高位槽内的液面应比塔的进料口高4.37m。26.如图所示,用泵将储槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内。储槽内液面维持恒定，其上方与大气相同。蒸发器内的操作压强为2０0ｍmHg（真空度），蒸发器进料口高于储槽内的液面15ｍ,输送管道的直径为68×4mm,送料量为２0ｍ３/h，溶液流径所有管道的能量损失为12０J/kg,求泵的有效功率。解：以储槽的液面为上游截面1-1＇，管路出口内侧为下游截面2-２'，并以截面１-1'为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中Z1=0，Ｚ2=15ｍ,p１＝０（表压)，Pa（表压）u1≈0,ｍ／s，Σhｆ=120Ｊ/kg将以上各项数值代入柏努利方程中weJ/ｋgwewskg/swsＮe=we·wｓ＝246.9×６.67=1647W27．附图中所示的高位槽液面维持恒定,管路中ab和cd两段的长度、直径及粗糙度均相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。问:（1）液体通过ab和cｄ两管段的能量损失是否相等?(２）此两管段的压强差是否相等？写出它们的表达式。解:（1)直管的能量损失

管段ab与cd中，长度、直径均相同；流量不变则流速相同;温度不变,密度相同，粘度相同,则雷诺数相同;又由于粗糙度相同,则摩擦系数相同，所以两管段的能量损失相等。(2)两管段的压强差不相等。在两管段上分别列柏努利方程式aｂ管段式中ｕa＝uｂ,则cd管段式中uc＝ud,Zc=Zd,则2８.有两个液面高度相差6m的贮槽，其底部彼此用管道连接（本题附图所示)。A槽底面出口连接一根直径为600mｍ、长为３0０0m的管道BC,在接点C管路分为两支管分别与下槽相通,支路ＣD和CE的长度皆为２5０0m、直径均为250ｍm，若已知摩擦系数值均为0．0４，试求Ａ槽向下槽的流量为多少?(忽略所有的局部阻力)解：在分支点C所在截面与F水槽液面之间分别列支路CＤ和CＥ的机械能衡算式可拟定：由于dCＤ=dCE,故可判断出ｕCD=uCEVBC=2VＣD即在两水槽液面之间列机械能衡算方程：(a）式中:pＡ＝ｐF＝0(表压），uA＝uＦ≈０,ｚＡ-zF=6m,将以上数据代入(a）式中，并整理解得.２9．如本题附图所示用泵将20℃水经总管分别打人容器A、B内,总管流量为176m3/h,总管直径为Φ168x5mｍ解：(１)总管流速在图示的O-O与C-C截面之间列机械能衡算方程：式中：（2）求支路阻力在C-Ｃ和Ａ－A截面之间列机械能衡算方程:式中:，故支路ＣA的阻力为液柱同理液柱流体输送设备一章习题及答案一、选择题1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（)。AA.气缚现象;Ｂ.汽蚀现象;Ｃ.汽化现象；D．气浮现象。2、离心泵最常用的调节方法是()。BA．改变吸入管路中阀门开度;B．改变压出管路中阀门的开度；C.安顿回流支路,改变循环量的大小;D.车削离心泵的叶轮。3、离心泵的扬程,是指单位重量流体通过泵后获得的()。BA.涉及内能在内的总能量;B．机械能；C.压能;D．位能(即实际的升扬高度)。4、离心泵的扬程是(）。ＤA.实际的升扬高度;Ｂ．泵的吸液高度;Ｃ.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D．单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。5、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,他对故障因素作出了对的判断，排除了故障，你认为以下也许的因素中，哪一个是真正的因素()。CA.水温太高;B．真空计坏了;Ｃ．吸入管路堵塞；D.排出管路堵塞。6、为避免发气愤蚀现象,应使离心泵内的最低压力(A)输送温度下液体的饱和蒸汽压。A.大于；B．小于;Ｃ.等于。7、流量调节，离心泵常用（）,往复泵常用(）。A；CA.出口阀B.进口阀Ｃ.旁路阀８、欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（)。输送大流量，低粘度的液体应采用（）。C；ＡA.离心泵;B.往复泵;Ｃ.齿轮泵。9、1m３A.全风压;B．静风压;C.扬程。1０、往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。AA.打开；Ｂ.关闭;C.半开。11、用离心泵从河中抽水,当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其因素是()。CA.发生了气缚现象；B.泵特性曲线变了;C．管路特性曲线变了。１2、离心泵启动前_____，是为了防止气缚现象发生。ＤA灌水;Ｂ放气;C灌油;Ｄ灌泵。１3、离心泵装置中_____的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。AA．吸入管路;B.排出管路;C.调节管路；D.分支管路。14、为提高离心泵的经济指标，宜采用_____叶片。BA前弯；B后弯;C垂直；D水平。1５、离心泵最常用的调节方法是（）。BＡ.改变吸入管路中阀门开度；B.改变排出管路中阀门开度；C.安顿回流支路,改变循环量的大小；Ｄ.车削离心泵的叶轮。16、往复泵的_＿___调节是采用回路调节装置。CＡ.容积；B.体积;C.流量；D.流速。二、填空题1、某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为H＝19ｍ水柱,输水量为２0kg·s-１,则泵的有效功率为_＿__＿_＿__。3728w2、离心泵的重要部件有如下三部分:___＿＿_,___＿_,____＿__。泵壳;叶轮;泵轴3、调节泵流量的方法有：__＿＿_＿_____,_＿_______＿_,_＿＿________＿。改变阀门的开度；改变泵的转速;车削叶轮外径4、泵起动时，先关闭泵的出口开关的因素是__＿＿_＿__＿_＿_____＿＿___＿＿_＿＿___＿。减少起动功率,保护电机,防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击5、离心泵的流量调节阀安装在离心泵___＿＿_管路上,关小出口阀门后,真空表的读数___＿__，压力表的读数____＿_。出口；减小;增大6、离心泵的工作点是＿___＿＿曲线与_＿___＿曲线的交点。离心泵特性;管路特性7、泵的扬程的单位是_＿＿___,其物理意义是______。M；泵提供应单位重量流体的能量8、离心泵输送的液体粘度越大，其扬程＿_＿___，流量_______,轴功率______,效率________。越小；越小；越大；越小9、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10、通风机的全风压是指____＿＿__＿的气体通过风机所获得的能量,单位常用＿_＿＿_＿___；习惯上以___＿___＿_单位表达。单位体积；Pa；mmH2Ｏ11、水环真空泵可以导致的最大真空度为8５％，即真空泵能达成的最低压力（绝压）是_____＿___mｍHg。114１２、启动往复泵时灌泵。不需要1３、齿轮泵的流量_____而扬程______。较小；较高1４、石油化工厂常用的压缩机重要有_____和＿______两大类。往复式；离心式１５、往复泵常用___＿_的方法来调节流量。回路调节16、往复泵合用于。流量较小，扬程较高的场合三、计算题１、如图２-１用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为２.5ａtm的塔内,管径为φ１0８×4mm管路全长1０0ｍ(涉及局部阻力的当量长度,管的进、出口当量长度也涉及在内)。已知:水的流量为5６.５ｍ3·ｈ-1，水的粘度为１厘泊，密度为1000ｋg·ｍ-3,管路摩擦系数可取为(1)水在管内流动时的流动形态；(２)管路所需要的压头和功率；图2-1解:已知：d＝108－2×4＝1００mｍ=０.1mA=(π/４）ｄ２=3.1４×(1/4)×0.12＝0．785×1０-2mｌ＋Σle=１00mｑｖ=56．5ｍ３／h∴u=q/A=56.5／(36００×0.785×１0-2)=2m／ｓμ＝1cｐ=1０-3Pa·Sρ=1000kg.m-3,λ=0.０24⑴∵Rｅ=ｄuρ/μ=0．1×2×1０00/1０-３=2×10５＞4000∴水在管内流动呈湍流⑵以1-1面为水平基准面，在１-1与2-2面间列柏努利方程：Z1+（u12/2ｇ)+(ｐ1/ρg)+H=Z２＋（u2２/2g)+(ｐ２／ρg)+ΣHf∵Z1=０,u１=0,ｐ=0(表压),Z2=18ｍ,u２=０ｐ2／ρg=２.5×9.8１×1０４／(1000×９.8１)=2５mΣＨf=λ[(ｌ+Σle)/d](u2/２g)=0．0２4×（1０0／0.１)×[22/(2×9．81）]=4.9m∴H=18+25+4．9＝47.９mＮe=Ｈqvρg=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１０m高的塔中，塔顶压强（表压）为0．０6Ｍpa.所有输送管均为f57mm´３．５ｍm无缝钢管。管长５０m（涉及局部阻力的当量长度）。碱液的密度r=１20０ｋg/ｍ3,粘度为m=２mPa·s。管路粗糙度为0.3mm。试求:（1)流动处在阻力平方区时的管路特性曲线;(2)流量为30m3/h时的He和Ｐｅ解：（1）在阻力平方区,l=f(ｅ/d）e/d＝0.006,查图得：l=0.０3３管路特性方程：（2)qv＝３0m33、采用IS8０-６5-１２５水泵从一敞口水槽输送60℃热水。最后槽内液面将降到泵人口以下2.4m。已知该泵在额定流量60ｍ3/h下的(NPSH)r为3．９8ｍ，６0℃水的饱和蒸汽压Ｐv为19．92kpａ、ρ为9８３．2kｇ／m3解：∴该泵不能正常工作。说明安装高度偏高。4、拟用一台IS65－5０－１60Ａ型离心泵将20ºＣ的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生产使用，溶液罐上方连通大气。已知吸入管内径为５0mm，送液量为20m3／h，估计此时吸入管的阻力损失为3m液柱，求大气压分别为1０１.3ｋPa的平原和51．４ｋPa的高原地带泵的允许安装高度,查得上述流量下泵的允许汽蚀余量为3.3m，2０ºC时溶液的饱和蒸汽压为５.87kＰa，密度为800kg/m3解:其中[Ｚ２］为为负值，表白在高原安装该泵时要使其入口位于液面以下,才干保证正常操作。同时考虑实际操作的波动一般还应给予适当的裕量,比如安装高度再减少０．5m，变成-1m。5、今选用IＳ型水泵将水从低位水池向高位槽送水,规定送水量为40t/h，槽内压强（表压）为0.0３Ｍpａ，槽内水面离低位水池水面１6m，管路总阻力为４.１J/N。试拟定选用哪一种类型为宜?解：在槽内水面和低位水池水面之间列柏努利方程：即管路所需压头为23.２m。查课本附录9，选IS-８0－65-1６0型合适。6、用泵将5℃的水从水池吸上,经换热器预热后打入某容器。已知泵的流量为10０0kg/h,加热器的传热速率为１1．6W，管路的散热率为2.0９kｗ,泵的有效功率为1.2kｗ池面与容器的高度不变,求水进入容器时的温度。10m210m2200114m图2-2解：(１)水的内能增长值如图2－２,以０－０'面为基准面，列1-1’.2-2’截面间的柏努利方程式，以表压计。式中——截面１，2水的内能,J／Kg;ﻩ Ｑ——加热器加入的热量，J/Ｋg。已知 ﻩ 将其代入上式，整理得 传热速率:ﻩ可写成泵对水加入的能量: 水的内能增长值：(2)水温取水的比热容为,则水进入容器时的温度为ﻩﻩﻩ沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、一密度为7800kg／m3的小钢球在相对密度为1.２的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1／4000，则此溶液的粘度为4000mＰａ·s；4０mPa·s；33.8２Ｐa·s;3382ｍPa·ｓ2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm的粒子,现气体解决量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。ＤA.;B。；Ｃ。；D。3、降尘室的生产能力取决于。BＡ.沉降面积和降尘室高度;B.沉降面积和能１00%除去的最小颗粒的沉降速度；C.降尘室长度和能10０%除去的最小颗粒的沉降速度;D.降尘室的宽度和高度。4、降尘室的特点是。D结构简朴,流体阻力小，分离效率高,但体积庞大；结构简朴，分离效率高,但流体阻力大,体积庞大；结构简朴,分离效率高,体积小，但流体阻力大;结构简朴,流体阻力小,但体积庞大，分离效率低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．颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时,临界粒径这一术语是指。C旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径;B.旋风分离器允许的最小直径;C.旋风分离器可以所有分离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、旋风分离器的总的分离效率是指。DＡ．颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率;B.颗粒群中最小粒子的分离效率;C.不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和；Ｄ.所有颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率８、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是对的的。CA．尺寸大，则解决量大,但压降也大；B.尺寸大，则分离效率高，且压降小；C.尺寸小,则解决量小,分离效率高；D．尺寸小,则分离效率差,且压降大。9、恒压过滤时,如滤饼不可压缩,介质阻力可忽略,当操作压差增长1倍,则过滤速率为本来的。BA.1倍;B.2倍;C.倍；Ｄ.1/2倍1０、助滤剂应具有以下性质。BA．颗粒均匀、柔软、可压缩;B.颗粒均匀、坚硬、不可压缩;C.粒度分布广、坚硬、不可压缩;D．颗粒均匀、可压缩、易变形１1、助滤剂的作用是。Ｂ减少滤液粘度,减少流动阻力；形成疏松饼层，使滤液得以畅流;帮助介质拦截固体颗粒;使得滤饼密实并具有一定的刚性1２、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。BA．面积大，解决量大;B．面积小,解决量大；C.压差小，解决量小;D.压差大，面积小１3、以下说法是对的的。ＢＡ.过滤速率与A（过滤面积)成正比;Ｂ.过滤速率与A2成正比;Ｃ.过滤速率与滤液体积成正比;D.过滤速率与滤布阻力成反比14、恒压过滤，如介质阻力不计,过滤压差增大一倍时,同一过滤时刻所得滤液量。C增大至本来的2倍;B.增大至本来的4倍；Ｃ.增大至本来的倍；D．增大至本来的1.5倍15、过滤推动力一般是指。BA．过滤介质两边的压差;B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差;Ｃ．滤饼两面的压差；D.液体进出过滤机的压差１6、恒压板框过滤机,当操作压差增大１倍时，则在同样的时间里所得滤液量将（忽略介质阻力）。A A．增大至本来的倍; ﻩＢ．增大至本来的２倍;C．增大至本来的4倍;D.不变二、填空题1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降,若系统温度升高,则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将。下降，增大2、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。23、降尘室的生产能力与降尘室的和()有关。长度宽度4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600ｍ3/ｈ，沉降室长、宽、高尺寸为=５，则其沉降速度为。0.06７５、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增长一倍,气流速度。减少一倍６、若降尘室的高度增长,则沉降时间,气流速度,生产能力。增长;下降；不变7、一降尘室长８ｍ,宽4m，高1.５m,中间装有14块隔板,隔板间距为0.1m。现颗粒最小直径为12m,其沉降速度为0．02m/s，欲将最小直径的颗粒所有沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过ｍ/s。１.68、在旋风分离器中,某球形颗粒的旋转半径为0.4m,切向速度为15m/ｓ。当颗粒与流体的相对运动属层流时,其分离因数为。579、选择旋风分离器型式及决定其重要尺寸的根据是；;。气体解决量,分离效率,允许压降10、通常，非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。气固;液固11、已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/Ａ，ｑe为Ve／A,Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Vｅ时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),在恒压过滤时,测得Δt／Δq=374０q+20０则过滤常数K＝（)。0．00０5３512、实现过滤操作的外力可以是、或。重力;压强差；惯性离心力13、在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的重要是而不是。滤饼层；过滤介质１4、对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼可压缩，则过滤速率增大为本来的倍。四1５、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增长,滤液量，生产能力。增长；不变１6、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为本来的。一半三、计算题1、某一锅炉房的烟气沉降室，长、宽、高分别为11×6×4m，沿沉降室高度的中间加一层隔板,故尘粒在沉降室内的降落高度为2m。烟气温度为１50℃,沉降室烟气流量1２50０ｍ3标准)/h，试核算沿降室能否沉降35μm以上的尘粒。已知ρ尘粒=1600kｇ/m3,ρ烟气=1.2９kg/m，μ烟气=0.0２25cｐ解:设沉降在滞流状态下进行，Re<1，且因ρ尘粒>>ρ烟气,故斯托克斯公式可简化为:ｕ0=d尘粒2ρ尘粒ｇ/1８μ烟气=(3５×１0-6)２×1６00×9．81/（18×２.25×1０－5)=0.047４ｍ/s检查:Ｒe=d尘粒u０ρ烟气/μ烟气=3５×10-６×０.047４×１.2９/（2．25×1０－５)=0.0９5<1故采用计算式对的，则３5ｍｍ以上粒子的沉降时间为：θ沉降=２/0．047４=4２.2ｓ又，烟气流速u＝［(12５0０/(4×６×3６0０))×［（27３+150)/273］=0.２24m/s烟气在沉降室内停留时间:θ停留=1１/０.224＝４9．1ｓ即θ停留＞θ沉降∴３5mm以上尘粒可在该室沉降2、相对密度7.9，直径２.5ｍm的钢球，在某粘稠油品(相对密度0.9)中以5mm／s的速度匀速沉降。试求该油品的粘度。解:设沉降以滞流状态进行，则：μ油品=ｄ钢球2(ρ钢球－ρ油品)ｇ/（18u钢球)＝(0.０0２5)2×（7900-９0０）×9.81/(18×0.005)=4．77Pa·s验算：Ｒｅ=d钢球u钢球ρ油品／μ油品＝0.002５×0．0０5×90０／4.77=2．36×１０-3<1假设对的３、直径为30的球形颗粒,于大气压及２0℃下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.20℃的水：,气体的密度为1.2kｇ/m3(有效重量指重力减浮力)解:∵∴解得:设球形颗粒在水中的沉降为层流，则在水中沉降速度:校核：＜1假设对的．则此颗粒在气体中的沉降速度为４、有一降尘室,长６ｍ，宽3m,共20层，每层10０mｍ,用以除去炉气中的矿尘,矿尘密度,炉气密度,粘度0.03５ｍ，现要除去炉气中10以上的颗粒，试求:为完毕上述任务，可允许的最大气流速度为多少?每小时最多可送入炉气若干?若取消隔板，为完毕任务该降尘室的最大解决量为多少?解:（1）设沉降区为滞流,则由于则假设对的由降尘室的分离条件,有(2）=6052.3(3）可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰沉降。5、一降尘室，长５，宽3，高4,内部用隔板提成20层,用来除去烟气中以上的颗粒。已知烟气密度为0．6，粘度为0.０3,尘粒密度为4３00,试求可解决的烟气量。解：设沉降区为层流,则验算故假设对的总解决量为6、一降尘室长5m,宽3ｍ，高4m，内部用隔板提成20层，用来回收含尘气体中的球形固体颗粒,操作条件下含尘气体的流量为36000，气体密度，粘度。尘粒密度，试求理论上能10０％除去的最小颗粒直径。解：降尘室总面积生产能力的计算式为注意式中u0为能100%除去的最小颗粒的沉降速度,而A应为总沉降面积。解出设沉降区为层流,则有=验算Re0=＝故假设对的７、在20２.7kPa(2aｔm)操作压力下用板框过滤机解决某物料，操作周期为3h,其中过滤１.5h,滤饼不需洗涤。已知每获1m3滤液得滤饼0．05m3,操作条件下过滤常数，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算:若规定每周期获0.６m３的滤饼,需多大过滤面积？若选用板框长´宽的规格为，则框数及框厚分别为多少?解:（1）所以A===２８.43ｍ(2）A=所以=14.2取15个所以==０.04应注意每个框的两侧都有滤布,故计算面积时要在n个框面积的基础上再乘以2。8、一小型板框压滤机有５个框，长宽各为0.2m，在300ｋＰa(表压)下恒压过滤２h，滤饼充满滤框，且得滤液80Ｌ，每次洗涤与装卸时间各为0．5h。若滤饼不可压缩,且过滤介质阻力可忽略不计。求:（1）洗涤速率为多少m3/(m2.h）?(2)若操作压强增长一倍,其它条件不变,过滤机的生产能力为多少？解:(1)洗涤速率因过滤介质阻力可忽略不计,即q2=Kτ过滤面积 A＝5×0.22×2＝0.４m2单位过滤面积上的滤液量 q=Ｖ／A＝8０×10－３/０．4＝0.２m3/m２过滤常数ﻩ K＝q２/τ=0．22/２=0．02m2/h过滤终了时的速率(dq/ｄτ）Ｅ=K／2q＝0.02/（2×０.２)=0．05m/ｈ洗涤速率(dq/dτ)Ｗ=0.5(ｄq／dτ)Ｅ=0.５×0.0５＝0.025m/h(2）Δp’＝２Δp时的生产能力因滤饼不可压缩,所以K’=KΔp’/Δp=２Ｋ=2×0.02=0．04m２/h因在原板框压滤机过滤,悬浮液浓度未变,则当５个板框充满滤饼时所得滤液量仍为V’=0．08ｍ３,故此时所用的过滤时间为τ=ｑ’2／Ｋ’＝q2/Ｋ=０．２2／0.04＝1h生产能力Q=V’/(τ+τw＋τD)=０．08/(1+0.5+０.5)=0.０４m3滤液/h９、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液,在1atm表压下20分钟在每1ｍ2过滤面积上得到0.197m3的滤液,再过滤2０分钟又得滤液0.09m3。试求共过滤1小时可得总滤液量为若干m３.解:当时，q1=0.１９7m３/m2时,q２=0．197＋0.09=0.２87m3/m2代入恒压过滤方程时可得:联立解得:由此\当过滤1小时后,可得滤液量：解得:q=0．356m3/ｍ2即每ｍ２过滤面积过滤1小时后可得滤液为0.３56ｍ3１0、一转筒真空过滤机,其直径和长度均为1m,用来过滤某悬浮液。原工况下每转一周需时1ｍｉn，操作真空度为4．9ＫPa(500mmHg）,每小时可得滤液６０,滤饼厚度为12ｍm，新工况下规定生产能力提高1倍，操作真空度提高至６.37kPa(６50mmHｇ），已知滤饼不可压缩,介质阻力可忽略。试求：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)=0所以设浸没度为,转速为n(r／min)则转筒旋转一周所需时间为,其中转筒整个面积浸入滤槽即过滤时间为所以故Q=60nV=60A所以由题知S=０及故(2）设滤饼的厚度为,则有所以选择题: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可用来表达传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；Ｄ、要提高K值，应从减少最大热阻着手；答案:C2、揭示了物体辐射能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、在拟定换热介质的流程时，通常走管程的有(），走壳程的有(）。ﻫA、高压流体;B、蒸汽;Ｃ、易结垢的流体;ﻫD、腐蚀性流体；Ｅ、粘度大的流体；F、被冷却的流体;ﻫ答案：Ａ、C、Ｄ；B、E、Ｆ4、影响对流传热系数的因素有()。A、产生对流的因素；B、流体的流动状况;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动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度,拟将加热管管径增长一倍(管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是:A、不可行的；Ｂ、可行的；Ｃ、也许行,也也许不行;D、视具体情况而定；答案：A解：因素是：流量不变当管径增大时,a.,b.d增大时，α增大，综合以上结果，，管径增长，下降根据对于该系统∴即∵则∴ﻩ本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式：，即物性一定期，。根据连续性方程，流量不变时，，所以管径变化,管内流速也发生变化。管间用饱和水蒸气加热,热阻小，可以忽略不计,总热阻近似等于管内传热热阻，即6、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小对的的排列顺序应是(）。A、②＞④>③>①;B、③＞④>②>①;Ｃ、③>②>①>④;D、②>③＞④>①；冷流体热流体①水气体②水沸腾水蒸气冷凝③水水④水轻油答案:D７、为了在某固定空间导致充足的自然对流,有下面两种说法:①加热器应置于该空间的上部；②冷凝器应置于该空间的下部；对的的结论应当是(）。Ａ、这两种说法都对;C、第一种说法对,第二种说法错;Ｂ、这两种说法都不对;D、第二种说法对，第一种说法错;答案：B8、下述各种情况下对流传热系数由大到小的对的顺序应当是（）。A、③＞④>①>②；C、③>④>②＞①;Ｂ、④>③>②>①;D、③>②＞④>①;空气流速为30m/S时的ａ;水的流速为1.5m／s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(）。Ａ、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，此时对流传热系数为。若将水的流量减半，其对流传热系数(）。A、>(1/2)；B、＜（1/2）；C、=(1/2);D、无法确认；答案：Ｂ分析:水的流量减半后，按流(公式计算,但本例中流型已变成渡流,此时。又，∴11、关于辐射传热,下述几种说法中错误的是（)。Ａ、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C、热射线和可见光同样,都服从折射定律；D、物体的温度不变,其发射的辐射能也不变；答案：A１２、关于下面两种说法的对的结论应是（)。1）物体的相应位置拟定后,系统的黑度只与表面黑度有关；２)通过改变表面黑度的方法不能强化或消减辐射过程。A、这两种说法都对;C、第一种说法对,第二种说法不对；两种说法都不对;D、第二种说法对，第一种说法不对；答案：C13、冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为９０°C，出口温度为5０°Ｃ，冷水进口温度为15°Ｃ，出口温度为５3°C,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（）。Ａ、5%；B、6%;C、7%；Ｄ、8％;答案:A解：由，得1４、某套管换热器由Ø1０8×4mm和Ø55×2.5ｍm钢管组成,流体在环隙间流动，其当量直径为（)ｍm。A、5３；Ｂ、45;C、50；D、58;答案:Ｂ15、有两台同样的管壳式换热器,拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定期,为使气体温度降到最低应采用的流程为（）气体走管外,气体并联逆流操作；气体走管内，气体并联逆流操作;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、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增长冷凝面积并及时导走冷凝液；答案:A17、判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(）通过一定传热面的传热速率不随时间变化,为一定值；系统中任一点的温度维持恒定;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;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20℃,则壁温约为（）Ａ、２0℃；B、100℃;Ｃ、60℃;D、４9.７℃。答案:Ｂ1９、有一套管换热器,长10m，管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由内管流过,温度可升至指定温度。现将空气流量增长一倍，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本来的(）A、2倍；B、1.７５倍；C、１.1５倍；Ｄ、２.３0倍;答案:C2０、为了减少室外设备的热损失，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：Ａ填空题1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递,也就是将边界层的和边界层外的合并考虑,并命名为给热。答案:热传导；对流传热2、给热是以和的差作为传热推动力来考虑问题的。答案：流体的平均温度；壁面温度３、流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时，其对流传热系数比用普通准数关联式计算的结果要。答案：大分析：流体被加热时,自然对流的方向是自下而上,恰与流体流动的方向相反，引起湍动加剧。4、金属的导热系数大都随其纯度的增长而,随其温度的升高而。答案：增大；减小5、在工程计算中,对两侧温度分别为ｔ1,t2的固体,通常采用平均导热系数进行热传导计算。平均导热系数的两种表达方法是或。答案；；6、对流传热的热阻重要集中在，因此,是强化对流传热的重要途径。答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度７、在、、、这4个物性参数中，若值大,对流传热系数就增大;若值大,对流传热系数就减小。答案：、、;8、黑体的表面温度从300℃升至６00℃,其辐射能力增大到本来的倍.答案:5．３9分析:斯蒂芬-波尔兹曼定律表白黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比，而非摄氏温度,即=5.39。9、流体在圆形直管内作强制湍流流动,若传热推动力增大1倍，则对流传热速率增大倍。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、解决量为４40ｋg/ｈ的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内生成积垢,使换热器总热阻增长了10%。若维持冷、热介质出口温度不变,则该溶剂的解决量变为。答案:４00ｋg/ｈ分析：设Q==1．1故Ｑ＝=40０ｋｇ／h1２、苯在内径为20ｍm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为127０W/（·℃）。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／(·℃）。答案：612分析:=0.０２3=0.023∝=＝=0．４８2=0.4８２=０.4８21270=６12W/(·℃）13、热油和水在一套管换热器中换热,水由２0℃升至75℃。若冷流体为最小值流体,传热效率0.65，则油的入口温度为。答案：１04℃分析:ε=＝0.65＝１04℃14、在计算换热器的平均传热推动力时，若两端的推动力相差不大于２倍，则其算术平均值与对数平均值相差不大于。答案：4%1５、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于的缘故。答案：传热管表面有污垢积存16、流体横向流过管束作湍流流动时,在管外加有折流板的情况下,。可见对流传热系数与当量直径的__＿_____＿_成反比。答案：０.４5次方17、对大空间的自然对流,通常取加热（或冷却)表面的为特性尺寸。答案:垂直高度18、用套管换热器加热内管的空气,蒸汽在管间冷凝。现欲通过实验方法测定蒸汽和空气的给热系数,需用的重要仪器有。答案：热电偶温度计、水银温度计、流量计１9、柴油在圆形直管内作强制滞流流动,给热系数可用下式计算:。若流量和物性不变，将管内径减半后仍为滞流,则管内对流传热系数变为本来的倍。答案：2分析：知故知20、传热效率随传热单元数的增长而,但最后趋于一定值。答案：增大计算题1、某流体通过内径为100mm圆管时的流传热系数为120Ｗ/（m2·℃),流体流动的雷诺数Ｒe=1．２×１05，此时的对流传热系数关联式为。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化?解：由对流传热系数的计算公式:ﻩ当物性不变时∵u不变，ﻩ∴ 求扁管的当量直径ｄe： 设a、b,分别为矩形截面的宽与长 由题意解之ﻩﻩ∴ﻩﻩ设分别为圆管与扁管的对流传热系数,则∴=1.11＝1.11100=1１1W/(℃)对流传热系数由本来的1０0W/(m2·℃)，增至现在的11１W/（m2·℃）。分析:由以上的计算可以看出,由于矩形扁管的当量直径小于同周长圆的直径,其对流传热系数大于后者。因此用非圆形管道制成的换热器（如最近开发的螺旋扁管换热器),一般都具有高效的特点。2、一立式换热器规格如下:管长3m，管数30根，管径为φ2５×2．５mｍ,管程为１。现拟选用此换热器冷凝、冷却CS２饱和蒸气，使之从饱和温度46℃降至1０℃，走管外,其流量W＝0.07kg/s,其冷凝潜热为356kJ/kg，比热容为1．05ｋW/(kg℃)。水