流体力学与传热模拟试题全套new

千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑流体力学与传热模拟试题（一）挑选题1离心泵的调节阀开大时，A吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高2在彻低湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数数值A与光洁管一样B只取决于ReC取决于相对粗糙度D与粗3离心泵开动之前必须弥漫被输送的流体是为了防止发生＿＿＿＿。A汽化现象B汽蚀现象C气缚现象D气浮上象二填空题1在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比。2流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是型曲线，其管中央最大流速为平均流速的倍，摩擦系数与Re的关系为。3离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生现象4导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。5流体流动的延续性方程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的延续性方程为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。三计算题1在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分离为20℃和110℃。在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分离为45℃和40℃，使用一年后，因为污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至38℃，试求：（1）空气出口温度为多少？（2）总传热系数为本来的多少倍？（3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？（HHH1H22如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为83×3.5mm，泵的进出口管道上分离安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度H2为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道所有阻力损失为1.96J/kg，出水管道所有阻力损失为4.9J/kg，压力表读数为2.452×105Pa，泵的效率为70%，水的密度为1000kg/m3（1）两槽液面的高度差H为多少？（2）泵所需的实际功率为多少kW？（3）真空表的读数为多少kgf/cm2？3）一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为6m，直径为φ25×2mm。冷却水在管内流过，并从17ºC被加热到37ºC。流量为1.25kg/s，温度为72ºC的烃饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体，烃蒸汽的冷凝潜热为315KJ/Kg。已测得：蒸汽冷凝传热系数α0=800w/（m2·ºC），管内侧热阻为外侧热阻的40%，污垢热阻为管内侧热阻的70%。计算时可忽略管壁热阻及热损失。水的比热为4.18KJ/（Kg·ºC）。试计算：（1）冷却水用量；（2）换热管的总根数。（传热面积以外表面为基准）。流体力学与传热模拟试题（二）一、填空题1流体流动的延续性方程是___________________________；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的延续性方程是_______________________________。2由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻愈_________，其两侧的温差愈___________。3一个工程大气压等于___________Pa；等于____________mmH2O柱。4当地大气压为745mmHg，侧得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为_____________mmHg；侧得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为___________mmHg。5离心泵的工作点是______________曲线与______________曲线的交点。6流体在圆形管道中作层流流动，倘若只将流速增强一倍，则阻力损失为本来的______倍；倘若只将管径增强一倍而流速不变，则阻力损失为本来的_______倍。7间壁换热器管壁温度tw临近_______________；总传热系数K的数值临近_______________。二、挑选题1流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_____项。A位能B静压能C总机械能D动能2某液体在内经为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，其流速为本来的______倍。A2B4C8D16离心泵开动之前必须弥漫被输送的流体是为了防止发生____。A气缚现象B汽化现象C气浮上象D汽蚀现象4傅立叶定律是_____的基本定律。A对流传热B热传导C总传热D冷凝5在恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一时刻所得滤液量__________。A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6一定流量的液体在一Φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000W/m2•℃；如流量与物性都不变，改用一Φ19×2mm的直管，则其α将变为______。A1259B1496C1585D1678三、计算题1在一单程列管式换热器中，欲用水将15000kg/h的煤油从140℃冷却到40℃，水的进、出口温度分离为30℃和40℃，两流体逆流流动。煤油的平均比热容为2.3kJ/(kg•℃)，水的平均比热容为4.187kJ/(kg•℃)。若换热器的总传热系数为300W/(m2•℃2用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部，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Φ76mm×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（不包括喷头）的能量损失可分离按与计算，因为管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头衔接处的压强为98.07×103Pa（表压）。试求：（1）水在管内的流速u；（2）泵的有效功率；（3）已知泵的效率为60%，求操作条件下泵的轴功率。3在如图所示的输水系统中，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为H=H=20mH1=2m100m，其中压力表之后的管路长度为80m，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m，水的密度为1000Kg/m3，泵的效率为0.85，输水量为15m3（1）囫囵管路的阻力损失，J/Kg；（2）泵轴功率，Kw；（3）压力表的读数，Pa。化工原理传热部分模拟试题及答案一填空(1)在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K临近于空气侧的对流传热系数，而壁温临近于饱和水蒸汽侧流体的。(3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈小。(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要扩散在滞流层内（或热边界层内），减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。(5)消除列管式换热器温差应力常用的主意有三种，即在壳体上加补偿圈、采用浮头式或U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增强面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。(6)厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数1<2<3，在稳定传热过程中，各层的热阻R1>R2>R3，各层导热速率Q1=Q2=Q3。(7)物体辐射能力的大小与黑度成正比，还与温度的四次方成正比。(9)水在管内作湍流流动，若使流速提高到本来的2倍，则其对流传热系数约为本来的1.74倍；管径改为本来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为本来的3.48倍。（设条件改变后仍在湍流范围）(10)导热系数的单位为W/（m·℃），对流传热系数的单位为W/（m2·℃），总传热系数的单位为W/（m2·℃）。二、挑选1已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿D＿耐火砖的黑度。A大于B等于C不能决定D小于2某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20℃升至80℃，现需空气流量增强为本来的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本来的A1.149B1.74C2D不定3一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数i=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一19×2mm的直管，则其将变为D。A1259B1496C1585D16784对流传热系数关联式中普兰特准数是表示C的准数。A对流传热B流动状态C物性影响D天然对流影响5在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列计划中的＿B＿在工程上可行。A提高蒸气流速B提高空气流速C采用过热蒸气以提高蒸气温度D在蒸气一侧管壁加装翅片，增强冷凝面积6在两灰体间举行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种缘故，两者的温度各升高100A减小B增大C不变三、计算1一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m，直径为25×2mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃。流量为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数0=800W/(m2·℃)，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。[计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S1；由题意知，水以0.7m/s的流速在管内流过，欲求S1，需先知道每程的管子数，每程的管子数等于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。两流体交换的热量为：又，，则单管内水的流量为：换热管的总根数；由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。由题给数据，则任务所需的传热外表面积为：换热管总根数为：取2在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分离为20℃和110℃。在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分离为45℃和40℃，使用一年后，因为污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至38℃，试求：（1）空气出口温度为多少？（2）总传热系数为本来的多少倍？（3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？（解：使用初期使用一年后110℃40℃110℃45℃20℃38℃（1）空气出口温度题意可得：使用初期（1）使用一年后（2）两式相比（2）/（1），得则：=59.6℃（2）总传热系数方程(2)式/(1)式，得：故（3）冷热流体的出口温度一年后（3）（4）方程（4）式/（3），得：收拾前半式的方程（5）又因，，故由等比定理则收拾得，（6）联立（5）和（6），可得：，（4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少？则3有一换热器，管内通90℃的热流体，膜系数为1100，管外有某种液体沸腾，沸点为50℃，膜系数为5800。试求以下两种情况下的壁温：（1）管壁清洁无垢；（2）外侧有污垢产生，污垢热阻为0.005解：忽略管壁热阻，并假设壁温为当壁很薄时，按照壁两侧的对流传热方程式可得：则同理则由此可知，壁温总是比较临近热阻小的那一侧流体的温度。4流量为2000kg/h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流动，两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数，管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计，气体平均比热为1.02kJ/kg·℃，水的比热为4.17kJ/kg·解：（1）冷却水用量；（2）如冷却水进口温度升高为20℃原情况(1)新情况(2)因，，换热器与气体的情况未变，则，故则，（<2，则用算术平均值合适）对新情况下的热量举行衡算，故5在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/(kg·℃)，温度从30℃升至60℃。蒸汽冷凝传热系数为1×104W/(m2·℃)，换热管内侧污垢热阻为4×10－4m2·℃/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为54×2mm的钢管，有效长度为12m。试求：（1）饱和蒸汽流量（其冷凝潜热为2204kJ/kg）；（2）管内苯的对流传热系数i解：（1）饱和蒸汽流量；（2）管内苯的对流传热系数i；收拾得（1）（2）（3）苯的流量增强50%，苯的出口温度为若干将其代入（2）式得代入（1）式得解得（4）若想维持苯的出口温度仍为60℃将管子加长，由（1）式得提高加热蒸气压强（温度）解得6一废热锅炉，由25×2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227℃，管内走合成转化气，温度由575℃下降到472℃。已知转化气一侧i=300W/m2·K，水侧o=10000W/m2·K，钢的导热系数为45W/m(1)以内壁面为基准的总传热系数Ki;(2)单位面积上的热负荷q(W/m2);(3)管内壁温度TW及管外壁温度Ti;(4)试以计算结果说明为什么废热锅炉中转化气温度高达500℃解：（1）Ki所以（2）q（3）管内壁温度TW及管外壁温度Ti因为由上述方程可解出，（4）由计算结果可知，钢管的内外壁温度临近水侧沸腾的温度，即临近于热阻小的一侧流体的温度。尽管废热锅炉中转化气温度高达500℃左右，而钢管的温度小于238化工原理流体流动部分模拟试题及答案一填空(1）流体在圆形管道中作层流流动，倘若只将流速增强一倍，则阻力损失为本来的2倍；倘若只将管径增强一倍而流速不变，则阻力损失为本来的1/4倍。(2）离心泵的特性曲线通常包括H-Q曲线、η-Q和N-Q曲线，这些曲线表示在一定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是静止的、连通着的、同一种延续的液体。(4）气体的粘度随温度升高而增强，水的粘度随温度升高而降低。(5)流体在水平变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。(6)流体流动的延续性方程是u1Aρ1=u2Aρ2=······=uAρ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的延续性方程为u1d12=u2d22=······=ud2。(7)当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395mmHg。测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为2105mmHg。(8)并联管路中各管段压强降相等；管子长、直径小的管段通过的流量小。(9)测流体流量时，随流量增强孔板流量计两侧压差值将增强，若改用转子流量计，随流量增强转子两侧压差值将不变。(10)若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头降低，流量减小，效率降低，轴功率增强。降尘室的生产能力只与沉降面积和颗粒沉降速度有关，而与高度无关。(11)板框过滤机的洗涤速率为总算过滤速率的1/4。(12)在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的2次方成正比。二挑选3离心泵的调节阀开大时，BA吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高4水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失C。A增大B减小C不变D不能判断5在彻低湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数数值CA与光洁管一样B只取决于ReC取决于相对粗糙度D与粗糙度无关6某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应C。A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度C检查进口管路是否有泄漏现象D检查出口管路阻力是否过大7某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降p为本来的C倍。A4B8C16D32三计算1为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过看见瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储藏量为多少吨？解：由题意得：R=130mm，h=20cm，D=2m，980kg/，。看见瓶压缩空气H看见瓶压缩空气HRh空气的很小，忽略空气柱的影响。HHH1H22如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为83×3.5mm，泵的进出口管道上分离安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度H2为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道所有阻力损失为1.96J/kg，出水管道所有阻力损失为4.9J/kg，压力表读数为2.452×105Pa，泵的效率为70%，水的密度为1000kg/m3（1）两槽液面的高度差H为多少？（2）泵所需的实际功率为多少kW？（3）真空表的读数为多少kgf/cm2？（1）两槽液面的高度差H在压力表所在截面2-2´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得：（2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0´与高位槽液面3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：（3）真空表的读数在贮槽液面0-0´与真空表截面1-1´间列柏努利方程，有：16m16m3m3用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1.5×105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路尺寸为108×4mm的无缝钢管，吸入管长为20m，排出管长为100m（各段管长均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门为3/4开度时，真空表读数为42700Pa，两测压口的垂直距离为0.5m，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为0.02(1)阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；(2)压强表读数（Pa）；(3)泵的压头（m）；(4)若泵的轴功率为10kW，求泵的效率；(5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其缘故。解：（1）阀门3/4开度时管路的流量(m3/h)；在贮槽液面0-0´与真空表所在截面1-1´间列柏努利方程。以0-0´截面为基准水平面，有：(2)压强表读数（Pa）；在压力表所在截面2-2´与容器液面3-3´间列柏努利方程。仍以0-0´截面为基准水平面，有：（3）泵的压头（m）；若离心泵运行一年后发现有气缚现象，缘故是进口管有泄露。H=H=20mH1=2m4如图所示输水系统，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为100m，压力表之后管路长度为80m，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为15m3/h。求：（1）囫囵管路的阻力损失，J/kg；（2）泵轴功率，kw；（3）压力表的读数，解：（1）囫囵管路的阻力损失，J/kg；由题意知，则（2）泵轴功率，kw；在贮槽液面0-0´与高位槽液面1-1´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有：5内截面为1000的矩形烟囱的高度为。平均分子量为、平均温度为的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为，地面处的大气压强为。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干。解：取烟囱底端为上游截面、顶端内侧为下游截面，并以截面为基准水平面。在两截面间列柏式，即：式中因为烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按以：因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故标准情况下空气的密度为时空气的密度为：于是将以上各值代入柏式，解得：其中烟道气的流速为：烟道气的流量为：千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑化工原理非均相分离部分模拟试题及答案1恒压下过滤某悬浮液，若过滤介质阻力忽略不计，则获得的滤液量和过滤时光的1/2次方成正比。2恒压过滤，且过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，当过滤压差增强一倍时，滤液量为本来的倍。3沉降室的生产能力与B有关。A.颗粒沉降速度和沉降室高度；B.沉降面积；C.沉降面积和颗粒沉降速度；D.沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。4一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20°C升至50°C，则其沉降速度将下降。5降尘室的生产能力只与降尘室的长度和宽度有关，而与高度无关。6在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增强一倍，则沉降时光增强一倍，气流速度减少一倍，生产能力不变。7在层流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的2次方或正比8过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由V1增多至V2=2V1时则操作压差由增大至＝4Δp19当介质阻力忽略时，回转真空过滤机的生产能力与转速的1/2次方成正比。10对恒压过滤，当过滤面积S增大一倍时，如滤饼不可压缩，则过滤速率增大为本来的4倍11板框过滤机在过滤阶段结束的眨眼，设框已弥漫，则在每一框中滤液穿过厚度框厚度之半的滤饼，而洗涤时，洗涤液则穿过厚度为框的厚度的滤饼洗涤液穿过的滤布面积等于框的内面积。12恒压过滤操作，一个周期中，过滤时光为τ，获滤液量为V，现将过滤压差增强一倍，其他条件不变，则过滤时光变为0.5τ。（设滤饼不可压缩且介质阻力不计）13重力沉降速度随着颗粒直径的增强而增强。14恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液粘度增强，过滤速率减小。15自由沉降的意思是D（A）颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计（B）颗粒开始的降临速度为零，没有附加一个初始速度（C）颗粒在降临的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用（D）颗粒间不发生碰撞或接触情况下的沉降过程16粒子沉降受到的流体阻力D（A）恒与沉降速度的平方成正比（B）与颗粒的表面积成正比（C）与颗粒的直径成正比（D）在滞流区与沉降速度的一次方成正比17对于恒压过滤D（A）滤液体积增大一倍则过滤时光增大为本来的倍（B）滤液体积增大一倍则过滤时光增大至本来的2倍（C）滤液体积增大一倍则过滤时光增大至本来的4倍（D）不计介质阻力时，滤液体积增大一倍，则过滤时光增大至本来的倍18过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩举行恒速过滤时，如滤液量增大一倍B（A）操作压差增大至本来的倍（B）操作压差增大至本来的4倍（C）操作压差增大至本来的2倍（D）操作压差保持不变19在恒速过滤时，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（A）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20板框压滤机中，总算的过滤速率是洗涤速率的C（A）一倍 （B）一半（C）四倍 （D）四分之一21在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时光增强一倍时，其瞬时过滤速率为本来的__C_____；（A）2倍 （B）1/2倍 （C）1/倍 （D）4倍22粘度增强一倍时，过滤速率为本来的__B_____。（A）2倍 （B）1/2倍 （C）1/倍 （D）4倍23在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为utm/s，气体通过降尘室的水平