化工原理

《化工原理》上册习题

第1章 流体流动

一、填空或选择

1．某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为____kPa；另一设备的真空度为400mmHg，

则它的绝对压强为______。（当地大气压为101.33 kPa）

2．圆形直管内，体积流量qv一定，设计时若将管内径增大一倍，则层流时摩擦阻力损失hf

是原值的 倍；高度湍流时，hf是原值的 倍。

3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是____型曲线。其管中心最大流速为平均 流速的____倍，摩擦系数λ与Re关系为____。

4．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平 方区），则λ仅与______有关。

5．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚 度______。

6．因次分析的依据是______。

7．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量

将____，管路的局部阻力将___，直管阻力将___，管路总阻力将____。（设动能项可忽略）

8．牛顿粘性定律的表达式为____，该式应用条件为____流体作____流动。 9．水力半径的定义式为____，当量直径为____倍水力半径。 10．局部阻力的计算方法有____和____。

p H A B M C N 图1-1 图1-2

11．如图1-1示管线，将支管A的阀门开大，则管内以下参数有何变化？（↑，↓）

qv，A ，qv，B ，qv，C ，qv总 ，P ， hfA ，hfB ，hfC 。

12．图1-2所示管路系统中，已知流体的总阻力损失hf＝56 J/kg，若关小阀门，则总阻力损

失hf＝ J/kg，两槽液面垂直距离H＝ m。

3

13．一转子流量计，当通过水流量为1m/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当

3

流量增加到1.5m/h时，相应的压强降____。

14．如图1-3所示供水管线，管长l，流量qv。今因检修管子，用若干根直径为1/2d，管长

亦为l的管子并联代替原管，保证输水量qv不变，设λ为常数，且对所有管子都相同， 局部阻力均忽略，则并联管数至少 根。 15．通常流体粘度μ随温度t的变化规律为( )。

A．t升高、μ减小

B．t升高、μ增大

C．对液体粘度t升高μ减小，对气体则相反

1

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D．对液体t升高μ增大，对气体则相反 16．流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区， 则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为( )。

A．Re增加，λ增大 B．Re增加，λ减小

C．Re增加，λ基本上不变 D．Re增加，λ先增加大后减小 图1-3 17．滞流和湍流的本质区别是( )。

A．湍流流速大于层流流速 B．层流时Re数小于湍流时Re数

C．流道截面大时为湍流，截面小的为层流 D．滞流无径向脉动，而层流有径向脉动 18．因次方析的目的在于( )。

A．得到各变量间的确切定量关系. B．用无因次数群代替变量,使实验与关联简化. C．得到无因次数群间定量关系. D．无需进行实验，即可得到关联式. 19．层流内层越薄,则以下结论是正确的( )。

A．近壁面处速度梯度越小 B．流体湍动程度越低 C．流动阻力越小 D．流动阻力越大 20．在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( )。

A．A、B两截面间的压强差 B．A、B两截面间的流动阻力 C．A、B两截面间动压头变化 D．突然扩大或缩小的局部阻力

21．流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈层流。两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2，则体积流量qV2/qV1为（ ）。

A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/16 二、计算题

1．某实验室拟建立流体通过圆直、等径管内的阻力测试装置，有两个方案，一个方案是采用20℃清水为介质，水流速不超过3.0m/s；另一方案以p=1atm、20℃空气（按干空气计）

5

为介质，流速不超过25.0m/s，要求最大Re=10。问：两方案需要的管内径各为多少？若管子绝对粗糙度皆为0.1mm，二者管长与管内径之比都是150，采用以上算得的管径（需按无缝钢管选接近的规格），问：二者最大流速时管路阻力各为多少?

2．如图1-4所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100mm的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管口入口端15m处安有以水银为指示液的U形管压差计，其一臂与管路相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20m。（1）当闸阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm，当闸阀部分开启时，测得R=400mm，h=1400mm。摩擦系数可取0.025，管路入口处局部阻力系数为0.5。问每小时从管中流出水多少立方米？（2）当闸阀全开时，U管压差计的静压强为若干（Pa，表压）？闸阀全开时，le/d=15，摩擦系数仍可取0.025。

2

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第2章 流体输送机械

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( )。 A. 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 ( )。

A. 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. 安置回流支路，改变循环量的大小； D. 车削离心泵的叶轮。 3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的( )。

A. 包括内能在内的总能量；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 ( )。 A. 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。

6、为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（ ）输送温度下液体的饱和蒸汽压。 A. 大于； B. 小于； C. 等于； D.不一定。 7、流量调节，离心泵常用（ ），往复泵常用（ ）。 A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀 8、离心泵铭牌上标明的扬程是指（ ）。

A. 功率最大时的扬程 B. 最大流量时的扬程 C. 泵的最大扬程 D. 效率最高时的扬程 3

9、1m气体经风机所获得能量，称为（ ）。

A. 全风压； B. 静风压； C. 扬程 D.流量。 10、往复泵在启动之前，必须将出口阀（ ）。

A. 打开； B. 关闭； C. 半开； D.都可以。

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，其原因是（ ）。 A. 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。

A 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。

A. 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。 A 前弯；B 后弯；C 垂直；D 水平。

15、图2-1为离心泵性能测定装置。若水槽液面上升，

则 。

A. qv增加，H减小； B. qv减小，H增加；

C. qv和H都不变，p1和p2（均为绝压）增加；

D. qv和H都不变，p1和p2（均为绝压）减小。 图2-1 二、填空题

-1

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,则泵的有效功率为_________。

2、离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______。

3、调节离心泵流量的方法有：___________,___________,____________。

3

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4、泵启动时，先关闭泵的出口开关的原因是______________________________。 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______。

6、离心泵的工作点是______曲线与______曲线的交点。 7、泵的扬程的单位是______，其物理意义是______。

8、离心泵输送的液体密度变大，则其扬程_________，流量________，效率_________，轴功率_________。

9、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_________单位表示。

33

10、离心通风机输送ρ＝1.2kg/m空气时，若流量为6000m/h，则全风压为240mmH2O。现

33

该通风机改送ρ’＝1.4kg/m的气体，则流量为6000m/h时，则全风压为 mmH2O。 11、启动往复泵时 灌泵。

12、齿轮泵的流量 _____ 而扬程 ______。

13、石油化工厂常用的压缩机主要有_____和_______两大类。 14、往复泵的流量调节方法有 ____ _。 15、往复泵适用于 。

16、两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n1时，泵的流量qV1＝100L/s，扬程H1＝16m；转速为n2时，泵的流量qV2＝120L/s，扬程H2＝20m。则两容器液面间的垂直距离＝ m。

23

17、某台操作中的离心泵，其特性曲线方程为He＝40－2.5qV（qV――m/min）。当转速为n

32

时，流量为qV＝2m/min。已知管路特性方程可用下式表示：H＝BqV。当转速减慢为n’＝

3

0.9n时，其工作点所对应的压头H’＝ m，流量qV’＝ m/min。

22

18、已知单台泵的特性曲线方程为He＝20－2qV，管路特性曲线方程为H＝10+8qV（以上两

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式中qV的单位均为m/min）。现将两台泵组合起来操作，使流量达到1.58m/min。应采用 。（串联，并联，串并联均可，无法满足要求）

19、离心泵特性曲线是在一定 下，用常温 为介质，通过实验测定得到的。离心泵的主要特性曲线包括 、 和 三条曲线。 三、计算题

1、如图2-2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(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在

3-1-3

内)。已知： 水的流量为56.5m·h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：

(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2-2

2、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0.06 MPa.全部输送管均为 ?57mm?3.5mm 无缝钢管。管长50m （包括所有局部阻力的当量长度）。

3

碱液的密度 ? = 1200kg/m，粘度为 ? = 2mPa·s。管路粗糙度为 0.3mm。试求： （1）流动处于阻力平方区时的管路特性曲线； （2）流量为30 m3/h 时的 He 和Pe。

4

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3、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

3

2.4m。已知该泵在额定流量60m/h下的(NPSH)r为3.98m，60℃水的饱和蒸汽压pv为

3

19.92kPa，ρ为983.2kg/m，泵吸入管路的阻力损失为3.0m，问该泵能否正常工作。

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，

3

溶液罐上方连通大气。已知吸入管内径为50 mm，送液量为20 m/h，估计此时吸入管的阻力损失为3m液柱，求大气压分别为101.3 kPa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必需汽蚀余量为3.3 m，20oC时溶液的饱和蒸汽压为5.87

3

kPa，密度为800 kg/m。

5、今选用IS型水泵将水从低位水池向高位槽送水，要求送水量为40 t/h，槽内压强（表压）为0.03 MPa，槽内水面离低位水池水面16 m，管路总阻力为4.1 J/N。试确定选用哪一种类型为宜？

第4章 流体通过颗粒层的流动 & 第5章 颗粒的沉降和流态化

一、选择题

3

1、 一密度为7800 kg/m 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 （设沉降区为层流）。 A? 4000 mPa·s； B? 40 mPa·s； C? 33.82 Pa·s； D? 3382 mPa·s 2、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，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。 A．2?30?m； B.1/2?3?m；C.30?m； D.2?30?m

3、降尘室的生产能力取决于 。

A．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 。

A． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D． 结构简单，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。 A．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

5

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6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。

A. 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. 旋风分离器能够全部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 。

A. 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. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 8、助滤剂应具有以下性质 。

A. 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

9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。

A. 1 倍； B. 2 倍； C.2倍； D.1/2倍 10、以下说法中正确的是 。

A.dVd??A B.dVd??A2 C.dV?V D. dVd??1V d?e11、助滤剂的作用是 。

A． 降低滤液粘度，减少流动阻力； B． 形成疏松饼层，使滤液得以畅流； C． 帮助介质拦截固体颗粒；

D． 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 。

A．面积大，处理量大； B．面积小，处理量大； C．压差小，处理量小； D．压差大，面积小 13、以下说法是正确的 。

2

A. 过滤速率与A(过滤面积)成正比; B. 过滤速率与A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，如滤饼不可压缩且介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量 。

A. 增大至原来的2倍; B. 增大至原来的4倍;

C. 增大至原来的

倍; D. 增大至原来的1.5倍

15、过滤推动力一般是指 。

A．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、板框压滤机中横穿洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为 ；叶滤机置换洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为 。（Δp、μ在过滤最终与洗涤相同）

A.1/4 B.1/2 C.4 D.1 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

6

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中的沉降速度将 ，在空气中的沉降速度将 。

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。 3、降尘室的生产能力与降尘室的 和（ ） 有关。

3

4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m/h，沉降室长、宽、高尺寸为

L?b?H=5?3?2,则其沉降速度为 m/s。

5、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度 。

6、若降尘室的高度增加，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。

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12?m，其沉降速度为0.02 m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来， 则含尘气体的最大流速不能超过 m/s。

8、离心分离因素的物理意义是 。评价旋风分离器的主要性能指标是 和 。临界粒径是判别旋风分离器 高低的重要依据。

9、已知板框压滤机中的滤饼压缩指数为0.5，介质阻力不计，则当过滤压差增加一倍时，过滤速率dVd?为原来的 倍。若滤液粘度加大一倍，则过滤速率dVd?为原来的 倍。

10、转筒真空过滤机的转速越大，则每转一周所得的滤液量越 ，该过滤机的生产能力

越 。

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

2

Δ?/Δq=3740q+200 则过滤常数K = m/s。

12、实现过滤操作的外力可以是 、 或 。

13、实际流化床可能有两种不同的流化形式，即____和____。流体通过流化床的压降随流量的增加 。流化床的不正常现象有____和____。

14、要使固粒在流态化操作，通常要使气速高于____而低于____。

15、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量 ，生产能力 。

16、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，则过滤速率为原来的 。

3

17、某恒压操作的叶滤机（Ve＝0），已知过滤终了时V＝0.5m，?＝1小时，滤液粘度为水

3

的4倍。现拟在相同压力下用清水洗涤，洗液量Vw＝0.1m，则洗涤时间为 。 18、降尘室操作时，气体的流动应控制在____区。 三、计算题

1、某一锅炉房的烟气沉降室，长、宽、高分别为11×6×4 m，沿沉降室高度的中间加一层

3

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12500m标准）/ h，试核算沿降室能否沉降35μm以上的尘粒。

3

已知ρ尘粒 = 1600 kg/m，ρ烟气 = 1.29 kg/m，μ烟气 = 0.0225cp

7

《化工原理》上册习题

2、直径为30μm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

1000kg/m；气体的密度为1.2kg/m(有效体中的沉降速度。20℃的水:：??1cP，?＝3

3重量指重力减浮力)

3、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ρs=3000kg/m，炉气密度0.5kg/m，粘度0.035mPa?s，现要除去炉气中10μm以上的颗粒，试求：

（1）为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？ （2）每小时最多可送入炉气若干？

（3）若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？

4、一降尘室长5m，宽3m，高4m，内部用隔板分成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36000m/h，气体密度ρ=0.9kg/m，粘度μ=0.03mPa?s。尘粒密度ρs=4300kg/m，试求理论上能100%除去的最小颗粒直径。 5、在202.7kPa(2atm) 操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为3h，其中过滤1.5h，

33-52

滤饼不需洗涤。已知每获1m 滤液得滤饼0.05m,操作条件下过滤常数K=3.3×10m/s，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算：

3

（1）若要求每周期获0.6m的滤饼，需多大过滤面积？

（2）若选用板框长?宽的规格为1m×1m，则框数及框厚分别为多少？

8

3

3

3

3

3

《化工原理》上册习题

6、一小型板框压滤机有5个框，长宽各为0.2 m, 在300 kPa(表压)下恒压过滤2 h，滤饼充满滤框，且得滤液80 L,每次洗涤与装卸时间各为0.5 h。若滤饼不可压缩，且过滤介质

32

阻力可忽略不计。求：(1)洗涤速率为多少m/（m.h）? (2)若操作压强增加一倍，其它条件不变，过滤机的生产能力为多少？

2

7、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1m过滤面积上得到

333

0.197m的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m。试求共过滤1小时可得总滤液量为若干m.

8、用叶滤机处理某种悬浮液，先以等速过滤20min，得滤液2m。随即保持当时的压力差再

3

过滤40min，问共得滤液多少m？若该叶滤机每次卸渣、重装等全部辅助共需20min，求滤液日产量。滤布阻力可以忽略。

第6章 传热

一、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可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手；

2、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； 3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。 Ａ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流体； Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流体； 4、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因； 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；

9

3

《化工原理》上册习题

5、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，拟将加热管管径增加一倍（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、可能行，也可能不行； D、视具体情况而定；

6、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。

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

7、为了在某固定空间造成充分的自然对流，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；正确的结论应该是（ ）。 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； 8、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（ ）。

A、③>④>①>②； C、③>④>②>①； B、④>③>②>①； D、③>②>④>①； ①①空气流速为30m/S时的a； ②②水的流速为1.5m/s时的a； ③③蒸汽滴状冷凝时的a； ④④水沸腾时的a；

9、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；

4R?1.2?10e10、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；

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、热射线和可见光一样，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；

12、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%；

13、某套管换热器由?108×4mm和?55×2.5mm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； 14、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℃。

10

0.80.80.8

《化工原理》上册习题

15、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时，为使气体温度降到最低应采用的流程为（ ）

A、 气体走管外，气体并联逆流操作；B、气体走管内，气体并联逆流操作； C、气体走管内，串联逆流操作；D、气体走管外，串联逆流操作；

16、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，增加冷凝面积并及时导走冷凝液；

17、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（ ）

A、 通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值； B、 系统中任一点的温度维持恒定；

C、 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； D、 系统中任一传热面上的热通量在过程中不变；

二、填空题

1、多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差最 。 2、给热是以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的。

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 。

4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而 ，随其温度的升高而 。 5、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 。

6、对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化对流传热的重要途径。

7、在?、?、 ?、 p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。

8、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍. 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。 10、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 。

11、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/（m·℃）。如果流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数将变为 Ｗ／（m·℃）。 12、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。

三、计算题

1、Φ38×2.5 mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。第一层是50 mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07 W/(m·℃)；第二层是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为0.15 W/(m·℃)。若管内壁温度为180 ℃，石棉层外表面温度为35 ℃，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？

11

22c《化工原理》上册习题

2.一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。

3.有一套管换热器，管内为Φ54×2mm，套管为Φ116×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，

2

其汽化热为2168.1kJ/kg，冷凝传热膜系数为11630W/(m·K)。苯在50℃~80℃之间的物性参数平均值为密度ρ＝880kg/m，比热cP＝1.86kJ/(kg?℃)，粘度μ＝0.39×10Pa?s，导

3

-3

热系数λ＝0.134 W/(m·K)，管内壁垢阻为0.000265 m·K/W，管壁及管外侧热阻不计。试求：

（A）加热蒸汽消耗量；

（B）所需的传热面积（以内管外表面计）；

（C）当苯的流量增加50%，要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？

22

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