化工原理复习.doc

1、(1) 静力学方程 1221()pgzz5 24atm.03Pa760mHg1.3O1kgf/c98.0(2) U形压差计 ()()ABiABpRgz(两 测 压 口 不 在 同 一 高 度 )()ii 3两 测 压 口 在 同 一 高 度、 分 别 为 指 示 液 和 被 测 液 体 的 密 度 ,kg/m(3) 流体的速度u、体积流量q v、质量流量q m、及质量流速Gv vAGuuA(4) 牛顿粘性定律 aa2p.s,1.=0cmdyS粘 度 制 单 位 为运 动 粘 度 制 单 位 为(5) 连续性方程 1212(),:)uAd稳 定 流 动稳 定 流 动 ,常 数 如 液 体稳 定

2、流 动 常 数 圆 管 内(6) 机械能守恒式均质不可压缩流体等温稳态流动的柏努利方程如下： 221 1221 )(meffupupgzhgzhHHJ kg(8) 雷诺数 20,4eeduGR层 流湍 流）2、水在一段圆形直管内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的_倍。3、有人希望使管壁光滑些，于是在管道内壁上涂上一层石蜡，倘若输送任务不变，且流体呈层流流动，流动的阻力将会如何变化？4、某液体在内径为 d1的水平管路中稳定流动，其平均流速为 u1，当它以相同的体积流量通过某内径为 d2(d2=d1/2)的管子时，流速将变为原来的

3、 _倍；流动为层流时，管子两端压力降P f 为原来的 _倍；湍流时(完全湍流区)Pf 为原来的_倍。5、流体流过两个并联管段 1 和 2，两管内均呈滞流，两管的管长、管内径及体积流量分别是 l1、 l2、 d1、 d2、 qv1、 qv2。若 l1=2l2， d1=2d2则 qv2/ qv1=_。1 湍流流动的特点是，故其瞬时速度等于与之和。 2雷诺准数的物理意义是_。3当地大气压为 755mmHg，现测得一容器内的绝对压力为 350mmHg，则其真空度为mmHg。4以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为。5实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是。6如图所示，水由敞口恒液位的高位

4、槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将。(1)不变 (2)变大(3)变小 (4)不确定7如图所示的并联管路，其阻力关系是。（A）( hf)A1B(hf)A2B （B）(h f)AB=(hf)A1B+(hf)A2B （C）(h f)AB=(hf)A1B=(hf)A2B （D）( hf)AB(hf)A1B=(hf)A2B反 应 器 题 7附 图 1 A B 2 题 8附 图 8孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒、变，而后者是恒、变。9如图所示，水从槽底部沿内径为 100mm 的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得

5、阀门全闭时，压力表读数 p=59.3kPa。现将阀门全开，试求此时管内流量。已知阀门（全开）的阻力系数为 6.4，管内摩擦因数=0.018。1答：脉动，时均速度，脉动速度2答：惯性力和黏性力之比。3答：405 mmHg4答： fs wpugzwpugz 221215答：黏性6答：（1）7答：（C）8答：截面、压头，压头、截面9答：槽面水位高度 mgpH045.681.9035在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得：2.281.9045.6 u解得： smu/.2hmsdV /9.74/028.65.1041 3322 1、棉花保温性能好，主要是因为_。（A）棉纤维素导热系数小； （B）棉花中含有

6、相当数量的油脂；（C）棉花中含有大量空气，而空气的运动又受到极为严重的阻碍；（D）棉花白色，因而黑度小。p30m 20m 题 1附 图p30m 20m 题 1附 图2、在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为；（A） 传导和对流 （B） 传导和辐射（C） 传导、对流和辐射，但对流和辐射是主要的。3、一定流量的液体在一252.5mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数1000w/m 2.。如流量与物性都不变，改用一192mm 的直管，则其 值将变为_w/m 2.。（A） 1059 （B） 1496（C） 1585 （D ）16784、有一列管换热器，由 38 根252.5 无缝钢管组成，某有机蒸

7、汽在管外冷凝，管内通冷却水，水流速 0.5m/s，相应的 Re104 及对流传热膜系数为 ，当水流量减为一半时，对流传热膜系数改变为_。（A） =（1/2） （B） （1/2）（C） （1/2） （D ） 不一定5、蒸汽冷凝时的热阻_。（A） 决定于汽膜厚度 （B） 决定于液膜厚度（C） 决定于汽膜和液膜厚度 （D ） 主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响6、沸腾传热的的过热度增大，其传热系数_。（A） 增大 （B） 减小（C） 只在某范围变大 （D） 沸腾传热系数与过热度无关7、在一列管式换热器中，用冷却水冷凝酒精蒸汽，冷却水应走_。（A） 管程 （B） 壳程（C） 易于清洗侧 （D） 抗

8、压性大的一侧8、红砖的黑度为 0.93，若温度为 300，则红砖的发射能力为_W/m 2。（A） 6112.3 （B） 5684 （C） 916.8 （D） 1000 9、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_耐火砖的黑度。（A） 大于 （B） 等于（C） 不能确定是否大于 （D ） 小于10、某平壁炉的炉壁由耐火砖、绝热砖和钢板组成，其导热系数 和厚度数据如下：耐火砖： 1=1.05 ，b 1=200；绝热砖： 2=0.151 ，b 2=100；钢 板： 3=45 ，b 3=6。耐火砖内侧温度 t1=1150，钢板的外侧温度 t0=30。试求：（）单位面积的热

9、损失；（）绝热砖和钢板的界面温度。 假设各层间接触良好.(1) W 24.13506.1.05.23214 btq（） .46.3ttCt7.3111、有一列管式换热器, 装有252.5mm 钢管 300 根, 管长为 2m。 要求将质量流量为8000kg/h 的常压空气于管程由 20加热到 85, 选用 108 饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸汽的冷凝传热系数为 1104W/m2.K，管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计, 而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为cp=1kJ/kgK =2.8510-2W/m.K =1.9810-5Pas Pr=0.7试求：（1）求换热器的总传热系数(以管

10、子外表面为基准);（2）通过计算说明该换器能否满足需要？（1） 4511 108.231098.302.46/Re ndmu7.0Pr1CmWd24.018.11 /9PrRe23.(以外表面积为基准)02.9510122K(以外表面积为基准)CmW2/6.7（2） WtcQp 312 104.85308)( Cttm .8102lnln21mKAQ(管子外表面)236.41.86714mt2.705dnL外外故该换器能满足需要12、欲在内管为 18010mm 的套管换热器中，每小时将 3500kg 的热水从 100冷却到 60，冷却水进口温度为 40,出口温度为 50，传热系数 K 为 20

11、00w/(m2.)。冷热水比热均为 4200J/（kg）求：（1）并流时，所需管长；（2）逆流时，所需管长。解：(1)W CCPC(t2-t1)=WhCPh(T1-T2)W C= WhCPh(T1-T2)/ CPC(t2-t1)=3500(100-60)/(50-40)=1.4105kg/h （4 分）(2)并流时：100 604050t 1=60 t 2=10t m=(t 1-t 2)/lnt 1/t 2=27.9WhCPh(T1-T2)=K0S0t m= K0d 0lt ml= WhCPh(T1-T2)/ K0d 0t m=3500420040/(360020003.140.1827.9)

12、=5.2m （4 分）(3)逆流时：100 605040t 1=50 t2=20t m=(t 1-t 2)/lnt 1/t 2=32.7WhCPh(T1-T2)=K0S0t m= K0d 0lt ml= WhCPh(T1-T2)/ K0d 0t m=3500420040/(360020003.140.1832.7)=4.4m （4 分）13、在一传热面积为 50m2的单程列管换热器中，用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷水的流量为 33000kg/h，温度由 20升到 38，溶液的温度由 110降到 60。若换热器清洗后，在两流体的流量和进口温度不变的情况下，冷水出口温度增到 45。试估算换

13、热器清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，流体物性可视为不变，水的平均比热可取为 4.187kJ/kg；（2）可按平壁处理，两种工况下 i和 0分别相同，（3）忽略管壁热阻和热损失解：清洗前的总传热系数 K：110603820t 1=72 t2=40t m=(t 1-t 2)/lnt 1/t 2=（72-40 ）/(ln72/40)=54.4K=Q/St m=330004.187103（38-20 ）/(36005054.4)=254W/m 2 （3 分）清洗后的总传热系数 K1由热量衡算求溶液出口温度，T 2= T1- (WCCPC/ WhCPh)/( t2- t1)=110

14、-(110-60)/(38-20)*(45-20)=40.6 （3 分）t m=(t 1-t 2)/lnt 1/t 2=（110-45）-(40.6-20)/(ln（110-45）/(40.6-20)=38.6K1=Q/St m=330004.187103（45-20 ）/(36005038.6)=497W/m 2 （3 分）传热面两侧总污垢热阻分别为：1/K=1/ 0+1/ i+RS1/K1=1/ 0+1/ i两式相减得：R S=1.92510-3 m2/W （3 分）14、在一逆流换热器中，用初温 20的水将 1.25kg/s 的液体（比热为 1.9 kJ/（kg） 、密度为 850kg/

15、m3）,由 80冷却到 30。换热器列管直径为 25mm2.5mm，水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为 0.85 kW/(m2.)和 1.70 kW/(m2.)，管壁和污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于 50，试求换热器的传热面积。由传热速率方程：S0=Q/ K0t m其中 Q= WhCPh(T1-T2)=1.251.9（80-30）=119Kw5分 t m=(t 1-t 2)/lnt 1/t 2=（80-50 ）-（30-20） ）/ln30/10=18.23 分33510.8.70oidKK0=485W/m25分所以 S0=1191000/（48518.2）=13.48 m 2

16、2 分15、在一单程列管式换热器内用 110的饱和蒸汽将某溶液加热,换热器由 38 根252.5mm 的管子组成,长 2m,壳程为水蒸汽冷凝,其传热膜系数 1=10000 W/(m2K)，管程走溶液,流量为 0.03m3/s,进口温度 t1=20,密度 900kg/m3,比热 3.9kJ/(kg)，管壁和污垢热阻可以忽略,管内溶液侧的传热膜系数 2=2500 W/(m2K)，管内为湍流，求：（1）以外表面为基准的总传热系数 Ko ；（2）溶液的出口温度 t2 ；（3）若检修中发现有 8 根管子已损坏,将坏管堵塞后继续使用,流量不变。此时换热器的总传热系数和溶液出口温度将变多少？（1）以外表面积

17、计 （3 分）216.7W/(mK)250O(2) （3 分） 967.25.1438AommtAKtCpqQ)(2（4 分）tt1.2810ln.1).90. 22 (3)将 8 根管子坏管堵塞后,管程流量不变，速度增大为原来是 38/30=1.2667 倍， （3 分）仍为湍流，管程 2=25001.26670.8= 3020.4 W/(m2K)（1 分）21359W/(mK)03.40OK 7AotttQAKtCpqmOm 2910ln72.410359)2(9.30.)( 212 1、 （C） 2、 （C）3、 （D ）4、 （D ） 5、 （B）6、 （C ）7、 （A）8、 （B） 9、 （D）