化工原理模拟试题要点.docx

化工原理 模拟试题（一） 一、 选择题（20分，每小题2分）1离心泵的调节阀开大时， A吸入管路阻力损失不变 C泵入口的真空度减小 B泵出口的压力减小 D泵工作点的扬程升高 2在完全湍流时（阻力平方区） ，粗糙管的摩擦系数 入数彳t A与光滑管一样 B只取决于 Re C取决于相对粗糙度 D与粗 3已知 SO2水溶液在三种温度t1、t2、t3下的亨利系数分别为 E1=0.0035atm、 E2=0.011atm、 E3=0.00625atm ,则 A t1t2 C t1>t2 D t3>a空气）（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？ 3（15 分）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（f）83><3.5mm泵的进出 口管道上分别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 H 高度 H2 为 5m 。当输水量为 36m3/h 时， 进水管道全部阻力损失为 1.96J/kg ， 出水 H2 管道全部阻力损失为 4.9J/kg， 压力表读 H1数为2.452 M05Pa,泵的效率为 70%,水的密度。为1000kg/m3 ,试求：（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？ 4 （15 分） 某填料吸收塔用含溶质 x 2 = 0.0002 的溶剂逆流吸收混合气 中的可溶组分，采用 液气比L/V=3 ,气体入口质量分数 y1 = 0.01回收率可达 Y] = 0.90。 已知物系的平衡关系为 2 y=2x。今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至 x ' =.00035 , 试求：2 （1） （2）可溶组分的回收率 Y]下降至多少？’液相出塔摩尔分数 x1升高 至多少？ 3化工原理模拟试题（二）一、填空题（20分，每空1分）1流体流动的连续性方程是 ;适用于圆形直管的不可压缩流 体流动的连续性方程是 。 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，如果只将流速增加一倍， 则阻力损失为原来的 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 倍。7气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 , 而表示传质任务难易程度的一个量是 。 8恒定干燥条件下的干燥 速率曲线一般包括 和。 9 一般来说，两组分的等分子反向扩 散体现在 单元操作中，而 A组份通过 B组 份的单相扩散体现在 操作中。10间壁换热器管壁温度 tw接近 ;总传热系数 K的数值接近 。二、选择题（20分，每题2分）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 已知q=1.1 ,则加料液中液体量与总加料量之比为 。 A 0.1:1 B 1.1:1 C 1:1.1 D 1:1 3 某二元混合物，a =3全回流条件下 x n=0.3,则 yn-1=。 A 0.9 B 0.3 C 0.854 D 0.794 4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，其流速为原来的 倍。A 5 2 B 4 C 8 D 16 离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 。 A气缚现象 A对流彳^热 A （tw , t） B汽化现象 B热传导C气浮现象 C总传热D汽蚀现象 D冷凝D （td , H） 4 6傅 立叶定律是 的基本定律。 7已知湿空气的下列 参数，利用 H-I图可以查得其 它未知参数。 B （I, tw ） C （p , H） 8为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用 流程。A平流加料 C逆流加料 A增大至原来的 2倍C增大至原来的2倍B并 流加料D双效三体并流加料 B增大至原来的 4倍D增大至原来的1.5倍9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 。 10 一定流 量的液体在一 ①25X 2.5mm的直管内作湍流流动， 其对流传热系数 a i=1000W/m2? C ；如流 量与物性都不变，改用一 ①19X2mm的直管，则其 a将变为。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678三、计算题（60分，每题15分）1在一常压精储塔内分离苯和甲苯混合物，塔 顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。进料量为 1000kmol/h ,含苯0.4,要求塔顶储出液中含 苯0.9 （以上均为摩尔分率） ，苯的回收率不 低于90%,泡点进料，泡点回流。已知a =2.5 取回流比为最小回流比的 1.5倍。求：（1）塔顶产品量 D、塔底残液量 W及组成xw; （2） 最小回流比；（3）精微段操作线方程； （4）从与塔釜相邻的塔扳上下降的液相组成为多 少？ 2在一单程列管式换热器中，欲用水将 15000kg/h的煤油从140c冷却到40 C,水 的进、 出口温度分别为 30c和40C ,两 流体 逆流流 动。煤油的平均 比热容为 2.3kJ/（kg? C ）,水 的平均比热容为4.187 kJ/（kg?C）。若换热器的总传热系数为 300W/（m2? C ）,试求：（1）冷却水的流量； （2）换热器的对数平均温度差 A tm （3） 换热器的传热面积 So 3在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨 5% （体积）的空气 一氨 混合气中的氨，已知混合 气量为2826m3/h （标准状况），气体空塔速度为 1m/s,平衡关 系为Y=1.2X ,以摩尔比为 推动力的气相体积总传质系数 KYa=180kmol/m3 h,吸收剂用 量为最小用量的 1.4倍，要 求吸收率为98%,试求：（1）溶液的出口浓度 X1 （摩尔比） （2）气相总传质单元高度 ；HOG; （3）气相总传质单元数 NOG; 4用离心泵把20 C 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 ①76mme 2.5mm,在操作条件下，泵入口处真空表的读数为 24.66 M03Pa；水 流经吸入管与排出管 （不包括喷头） 的能量损失可分别按 Eh f ,1 = 2u 2与Eh f ,2 = 10u 2 计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速 m/so排水管与喷 头连接处的压强 为98.07 M03Pa （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。 5化工原理模拟试题（三）一、 选择 题（20分，每小题2分）1用一气蚀余量为 3m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体， 若泵前管路的全部流动阻 力为1.5m液柱，则此泵的安装位置必须—。 A高于塔底液 面4.5m的上方B高于塔底液面 1.5m的上方 C低于塔底液面 4.5m的下方 D低于塔 底液面3.0m的下方2过滤基本方程式是基于 推导出来的。 A滤液在介质中呈 湍流流动 B滤液在滤渣中呈层流流动 C滤液在滤渣中呈湍流流动 D滤液在介质中呈层 流流动3在完全湍流时（阻力平方区） ，粗糙管的摩擦系数 入数值 。 A只取决 于 Re B 与光滑管一样 C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关 4 对流传热系数关联式中 普兰特准数是表示 的准数。 A物性影响B流动状态C对流传热D自然对流影 响5实际生产中沸腾传热过程应维才I在 区操作。 A自然对流B强制对流C膜 状沸腾 D 泡状沸腾 6 已知 SO2 水溶液在三种温度 t1 、 t2 、 t3 下的亨利系数分别为 E1=0.00625atm、E2=0.011atm、 E3=0.0035atm ,贝U。 A t3>t2 B t1 vt2 C t1 >t2 D t3 >t1 7已知湿空气的下列 参数， 利用H-I图可以查得其它未知参数。 A （p,H） B （td,t） C （tw,t） D （I,tW） 8 精馏的操作线是直线，主要基于以下原因普普。 A 恒摩尔流假定 B 理 想物系 C 塔顶泡点回流 D 理论板假定 9 离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了 防止发生普普普普。 A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象 10 对于一定的干 球温度的空气， 当其相对湿度愈低时， 则其湿球温度普普普。 A 愈高 B 愈低 C 不变 D 不 一定 二 填空题（ 20 分，每空 1 分） 1 在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的普普次 方成正比， 在湍流区颗粒的沉降速度与颗 粒直径的普普次方成正比。 2 对于接近常压的低 浓度溶质的气液平衡系统，在吸收操作中温度不变，压力增加，可使相 平衡常数普普普， 传质推动力普普普。 （增大、减小、不变） 3 离心泵的工作点是普普普普普曲线与普普普 普普普普曲线的交点。 4 水在管内作湍流流动， 若流速提高到原来的 2 倍， 则其对流传热 系数约为原来的普普倍； 管径改为原来的 1/2 而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 普普倍。 （设条件改变后 仍在湍流范围） 5 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 入K入2 6 <入，在稳定传热过程中，各层的热阻 普普普普，各层导热速率普普普普普普。 6 分离任务要求一定，当回流比一定时，在五种 进料状况中，普普普进料的 q 值最大，分离 所需的总理论板数普普普。 7 恒定干燥条件 下的干燥速率曲线一般包括普普普普普普普普阶段 和普普普普普普普普普阶段。 8 流体流 动的连续性方程是普普普普普普普普普普普普；适用于圆形直管的不可压缩流体流 动的连 续性方程为普普普普普普普普普普普普普普普普普普普。 9 流体在圆形管道中作层流流动， 如果只将流速增加一倍， 则阻力损失为原来的普普倍； 如 果只将管径增加一倍而流速不变， 则阻力损失为原来的普普倍。 10 在 1atm 下， 不饱和湿空气温度为 295K ， 当加热到 375K 时，相对湿度普普普，露点普普 普。 （增高、降低、不变 ） 三 计算题（ 60 分） 1 （15 分） 在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸汽加热，平 均相对挥 发度为 2.47 ，饱和蒸汽进料。已知进料量为 200kmol/h ，进料组成为 0.4（摩尔 分率）回 流比为 6 ， ， 塔顶馏出液中苯的回收率为 0.97 ， 塔釜采出液中甲苯的回收率为 0.95。 试 求： （ 1 ） 塔顶馏出液及塔釜采出液组成； （ 2） 精馏段操作线方程； （3） 回流比与最小回 流 的比值； （ 4） 若全回流操作时， 塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为 0.6， 全凝器液 相 组成为 0.98，求由塔顶第二块板上升的气相组成？ 2（ 15 分）一卧式列管冷凝器，钢质换 热管长为6m,直径为。25x2mm冷却水在管内流过， 并从17?C被加热到37?C。流量 为 1.25kg/s ，温度为 72?C 的烃饱和蒸汽在管外冷凝成同 2 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 a 0=800w/ （m • ?C）,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 ?C）。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） 。 3 （ 15 分）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 100m ， 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， H=20m 水的密度为 1000Kg/m3 ， 泵的效率为 0.85， 3 输水量为 15m /h。求：H1=2m （1）整个管路的阻 力损失，J/Kg; （2）泵轴功率，Kw ; （3）压力 表的读数， Pa。 4 （15 分）一填料塔用清水逆流吸收混合气中的 有害组分 A. 已知操作条 件下气相总传质单元 高度为 1.5m ，进塔混合气组成为 0.04（ A 的摩尔分率，下同） ，出 塔尾气组成为 0.0066， 出塔水溶液浓度为 0.0134， 操作条件下平衡关系为 Y=2.5X 。 试求： （1）液气比为最小液 气比的多少倍？ （ 2）所需填料层高度？ （ 3）若气液流量和初始组成 不变，要求尾气浓度 降至0.0033,求出此时填料层高度？ 7化工原理 模拟试题（四）一、 选择题（20分，每题2分）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A气缚现象 B静压能B汽化现象 C总机械能 C气浮现象 D动能 D汽蚀现象2离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生 。 3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，其流速为原来的 倍。A 2 B 4 C 8 D 16 4 过滤基本方 程式是基于 推导出来的。 A滤液在介质中呈湍流流动 C滤液在介质中呈层流流 动A提高蒸气流速 CD采用过热蒸气以提高蒸气温度 在蒸气一侧管壁加装翅片， 增加冷 凝面积B滤液在滤渣中呈湍流流动 D滤液在滤渣中呈层流流动 B提高空气流速 5在 蒸气一空气间壁换热过程中， 为强化传热，下列方案中的 在工程上可行。 6已 知q=1.1,则加料液中液体量与总加料量之比为 。 A 0.1:1 A 理论板假定 C恒 摩尔流假定 A非结合水分 A对流传热 自由水分B 1.1:1 C 1:1.1 D 1:1 7精微的操作线是 直线，主要基于以下原因—。 B理想物系 D塔顶泡点回流 结合水分 D临界水分 D冷 凝8物料的平衡水分一定是 。 B C 9傅立叶定律是 的基本定律。 B热传 导C总传热10精微中引入回流， 下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥 发组分浓度提高，最恰当的方法是。 A液相中易挥发组分进入汽相 B汽相中难 挥发组分进入液相 C液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相， 但易挥发组分较多 D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生 二 填空题（20分， 每空1分）1在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的一次方成正比， 在湍流区颗粒的 沉降速度与颗 粒直径的一次方成正比。 2相对挥发度a =1表示不能用 分离，但能用8 分离。3流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区） ，其摩擦系数 入随 和 而变。完全 湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于 。4水在管内作湍流流动，若流 速提高到原来的 2倍，则其对流传热系数约为原来的一倍； 管径改为原来的1/2而流 量相同，则其对流传热系数约为原来的一倍。 （设条件改变后 仍在湍流范围） 5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。6分离任务要求一定， 当回流比一定时，在五种进料状况中， 进料的q值最大，分离 所需的总理论板数— ―。7恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段 和 阶段。 8流体流动的连续性方程是;适用于圆形直管的 不可压缩流体流程的连续性方程为。 9易溶气 体溶液上方的分压 ，难溶气体溶液上方的分压 ，只要组份 在气相中的分压 液相中该组分 的平衡分压，吸收就会继续进行。 10在1atm下，不饱和湿空气温度为 295K ,当加热到 375K时，相对湿度,露点 _。（增高、降低、不变）三计算题（60分）1 （15 分）一精微塔，原料液组成为 0.5摩尔分率）饱和蒸气进料， （，原料处理量为 100kmol/h,塔顶、塔底产品量各为 50kmol/h。已知精微段操作线程为 y=0.833x+0.15 , 塔釜用间接蒸气 加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求： （1）塔顶、塔底产品组成； （2） 全凝器中每小时冷凝蒸气量； （3）蒸储釜中每小时产生蒸气量 （4）若全塔平均a =3.0 塔顶第一块塔板默弗里效率 Eml=0.6,求离开塔顶第二块塔板的 气相组成。2 （15分）有 一换热器，管内通90c的热流体，膜系数“ 1为1100 w / m ? C，管外有某种 液体沸腾， 沸点为50C,膜系数 a 2为5800 w / m ? C 。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 m ? C / w 3 （15分）如本题附图 所示，用泵 2将储槽1中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器 3内，储槽内液面维持 恒定，其上方压强为 101.33 M03Pa。蒸发器上部的蒸发室内操作 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 ①68mme 4mm,送 料量为20m3/h,溶液流 经全部管道的能量损失为 120J/kg,试求：2 2 2 9 （1）泵的出口 管路中流体的流速； （2）泵的有效功率； （3）若泵的效率为 65%,求泵的 轴功率。4 （15分）有一填料吸收塔，在 28c及101.3kPa,用清水吸收 200m3/h氨-空气混合气中 的氨，使其含量由 5%降低到0.04% （均为摩尔％）。填料塔直径为 0.8m,填料层体积 为3 m3, 平衡关系为 Y=1.4X ,已知 Kya=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大 浓度的80%时，该塔能否使用？ （ 2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大 10%,该 塔能否使用？ （注：在此条件下不会发生液泛） 10化工原理 模拟试题（五）一.（16分） 选择题（每题只许选一个答案） （1）孔板流量计的孔流系数 C0当Re增大时，其值A总 在增大B先减小，后保持为定值 C。 D不定总在减小 （2）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为原来的 A 4 B 8 C 16 D 32倍。（3） 一 定流量的液体在一 。25X 2.5mm的直管内作湍流流动， 其对流传热系数 a i=1000W/m2- C； 如流量与物性都不变， 改用一。19X2mm的直管，则其a将变为。A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 （4）某二元混合物，其中 A为易挥发组分，液相组成 xA=0.6 ,相应的泡点为 t1 , 与之相平 衡的汽相组成 yA=0.7 ,相应的露点为 t2,则 A t1=t2 B t1t2 D 不 确定（5）精储操作时，若 F、D、xF、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为 冷回流，则塔顶产品组成 xD变化为 A变小B变大C不变D不确定 （6）已 知SO2水溶液在三种温度 t1、 2、3下的亨利系数分别为 E1=0.0035atm、 2=0.011atm、 t t E E3=0.00625atm ,则 A t1t2 C t1>t2 D t3>”空气） （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？ 3. （20分）某填料吸收塔进塔混合气体中含苯 5% （体积 百分数），其余为惰性气体。吸收 塔操作压强为 780mmHg,温度为25 C ,进塔混合气 体流量为1000m3/h,苯回收率为 95%。吸收剂为不含苯的煤油，煤油耗用量为最小用量 的1.5倍。气液逆流流动，系统平衡关系为 Y=0.14X （式中Y、X均为摩尔比），气相 体积总传质系数为 Kya=125kmol/m3- h,煤油的平 均分子量为170kg/kmol ,塔径为0.6m。 试求：（1）煤油的耗用量为多少 kg/h? （2）煤油出 塔浓度X1为多少？ （ 3）填料层高 度为多少 m? （4）吸收塔每小时回收多少 kmol苯？（5）欲提高回收率可采用哪些措施？ 并说明理由。4. （20分）在一常压精储塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶为全凝器，塔釜 间接蒸汽加热。 进料量为1000kmol/h ,含苯0.4,要求塔顶储出液中含苯 0.9 （以上均为 摩尔分率），苯的回 收率不低于90%,泡点进料，泡点回流。已知 a =2.5取回流比为最 小回流比的1.5倍。试 求：（1）塔顶产品量 D、塔底残液量 W及组成xw; （2）最 小回流比； （3）精微段操作线方 程；（4）提储段操作线方程； （5）若改用饱和蒸汽 进料，仍用（4）中所用回流比，所需理 论板数为多少12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接近于空气侧的对 流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 （2）热传导的基本定律是 傅 立叶定律。间壁换热器中总传热系数 K的数值接近于热阻 大（大、小）一侧的 a值。 间壁换热器管壁温度 tW接近于a值大（大、小）一侧的流体温度。 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小， 则该壁面的热阻愈 大（大、，小）其 两侧的温差愈 大（大、小）。（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， 热阻主要集中在 滞离层内（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方法有三种，即在壳体上加 膨胀节、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 增加面积，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 入1〈入2〈，入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。（8）写出三种循环型蒸发器的名称 中央循环管式、悬筐式、外加热式。（9）在 大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 自然对流、泡核沸腾 和 膜状沸腾 三个阶段。实际操作 应控制在泡核沸腾。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增 加而增加。（10）传热 的基本方式有传导、对流和辐射三种。热传导的基本定律是―傅立叶定律_其表达 式为—dQ=-入ds ?t 一 ？n （11）水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的 2倍，则 其对流传热系数约为原来的 1.74倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数 约为原来的 3.48倍。（设条件改变后仍在湍流范围） 2 （12）导热系数的单位为 W/ m・（C）,对流传热系数的单位为 W/ m •（ C） , 2总传热系数的单位为 WZ（m •℃）。 二、选择1已知当温度为 T时，耐火科的辐射能力大于铝板白^辐射能力，则铝的黑度— D —耐火砖的黑度。A大于B等于C不能确定 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20c升至80 C,现需空 气流量增加为原来的 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原来的 A倍。A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定2 3 一定流量的液体在一 。25 X 2.5mmJ直管内作湍流流 动，其对流传热系数 ai=1000W/m ：C；如流量与物性都不变，改用一 。19X2mm的直管， 则其a将变为D 。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 4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 自然对流影响 13 5 在蒸气 — 空 气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的—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， 增加冷凝面积 6 在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为 50 ℃，现因某种原因，两者的温度各升高 100 C,则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比， 应该_ B_o A减小B增大C不 变 7 在单效蒸发器中，将某水溶液从 14%连续浓缩至 30% ，原料液沸点进料，加热蒸汽 的温 度为 96.2℃，有效传热温差为 11.2℃，二次蒸气的温度为 75.4℃，则溶液的沸点升 高为 D ℃。 A 11.2 B 20.8 C 85 D 9.6 8 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应 采用—B_流程。A并流加料B逆流加料C平流加料D双效三体并流加料三、计算1 试推导出表示具有内部热源的实心球体的温度分布公式。已知： Ro 球体表面的恒定温度， q o C；球体半径，m； To 3每单位球体体积在单位时间内所产生热量， J /( m ? h);入。 解：球体材料的导热系数， J /( m ? h ? C )°。球体积4 V = % r 3,球表面积 3 A = 4兀r2 根据傅立叶热传导公式： 4 3 dt dt % r qo = ?入。A = ?入。4兀r 23^drrdr = ? 3 入。dt qo 积分上式得： / Ro r rdr = ? 3 入。qo / To T dt 3 入 122) (=Ro(T ? To ) 2 qo T = To + qo (Ro2 ? r 2 ) 6 大肺或列管冷凝器，钢质换热管长为 3m,直径为。25 x 2mmK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 2 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a 0=800W/(m •℃),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4.18kJ/(kg G)］解：(1) 换热器每程提供的传热面积(外表面为基准) 1 ； ， S 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 14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： Q = Wh rh = 1.25 315 = 394kw又则Q = Wc C pc (t 2 ? t1 ) ， C pc = 4.18kJ / kg ? C ， W° c = C pc Q 394 = = 4 . 713 kg / s (t 2 ? t1 ) 4.18 ( 37 ? 17 )单管内水的流量为： Wc1 =每程所需管子数为： n1 =兀2 d u = 0.785 X 0.0212 仅7 1000 = 0.2423kg / s 4 Wc 4.713 = = 19.5 Wc1 0.2423 取每程管子数为 20, 则 每程所能提供的传热外表面积为： S1 = Ttd o ln1 = 0.025 X 20 X 3 X兀=4.71m管(2) 总根数； 由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。 Q = K o S o ?t m Ko = 1 1 ( 由题给 数据,1 1 1 + 0.4 X + 0.7 X 0.4 ) ao ao ao = 1 1 1 + 0.4 X + 0.7 X 0.4 X ) 800 800 800 = 476.2W m 2 ? C° ( ?t m = ?t1 ? ?t 2 (72 ? 17) ? (72 ? 37) = = 44.25 C ?t1 72 ? 17 ln ln °72 ? 37 ?t 2 则任 务所需的传热外表面积为： So = Q 394 = = 18.7m 2 K o ?t m 0.4762 X 44.25 S o =趣 o In 热管总根数为： 取(2)换热器的管程数。 n= So 18.7 = = 79.4 % d o I兀X 0.025 X 3 n = 80 15 由题意管程数为： Nt = n =4 n1 3 在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气， 两流体的进口 温度分别为 20℃和 110℃。在 换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为 45℃ 和 40℃， 使用一年后， 由于污垢 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)总传热系数为原来 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？(“水>>”空气)(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？ 解：使用初期 使用一年后110c 45c (1)空气出口温度 T2'题意可得： 使用初期 Q = Wc C pc (t