化工原理(各章節(jié)考試重點(diǎn)題與答案)

化工原理化工原理第1章流體流動(dòng)重點(diǎn)復(fù)習(xí)題及答案學(xué)習(xí)目的與要求1、掌握密度、壓強(qiáng)、絕壓、表壓、真空度的有關(guān)概念、有關(guān)表達(dá)式和計(jì)算。2、掌握流體靜力學(xué)平衡方程式。3、掌握流體流動(dòng)的基本概念一一流量和流速，掌握穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流概念。4、掌握連續(xù)性方程式、柏努利方程式及有關(guān)應(yīng)用、計(jì)算。5、掌握牛頓黏性定律及有關(guān)應(yīng)用、計(jì)算。6、掌握雷諾實(shí)驗(yàn)原理、雷諾數(shù)概念及計(jì)算、流體三種流態(tài)判斷。7、掌握流體流動(dòng)阻力計(jì)算，掌握簡單管路計(jì)算，了解復(fù)雜管路計(jì)算方法。8、了解測速管、流量計(jì)的工作原理，會(huì)利用公式進(jìn)行簡單計(jì)算。綜合練習(xí)一、填空題.某設(shè)備的真空表讀數(shù)為200mmHg,則它的絕對(duì)壓強(qiáng)為mmHg當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為101.33103Pa..在靜止的同一種連續(xù)流體的內(nèi)部，各截面上 。之和為.法定單位制中粘度的單位為,cgs制中粘度的單位為,它們之間的關(guān)系是.牛頓粘性定律表達(dá)式為,它適用于 流體呈 流動(dòng)時(shí)。.開口U管壓差計(jì)是基于 原理的測壓裝置，它可以測量管流中 上的 或.流體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)的速度分布是 形曲線，中心最大速度為平均速度的倍。摩擦系數(shù)與無關(guān),只隨 J口大而 .流體在圓形直管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù) 人是 的數(shù)，若流動(dòng)在阻力平方區(qū)，則摩擦系數(shù)是 酉數(shù)，與 無關(guān)。.流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，在管壁處速度為鄰近管壁處存在 層，Re值越大，則該層厚度越.實(shí)際流體在直管內(nèi)流過時(shí)，各截面上的總機(jī)械能 守恒，因?qū)嶋H流體流動(dòng)時(shí)有

10.測速管測得的是管道中速度，孔板流量計(jì)測得的是速度?？蓮?答案：1.560mmHg上直接讀出被測流體的體積流量。2.位能靜壓能3.Pa.sP或cPicP=lMl0/p=lMl0,Pa.sdu7=N——4.dy10.測速管測得的是管道中速度，孔板流量計(jì)測得的是速度。可從 答案：1.560mmHg上直接讀出被測流體的體積流量。2.位能靜壓能3.Pa.sP或cPicP=lMl0/p=lMl0,Pa.sdu7=N——4.dy6.拋物線8.零滯流內(nèi)二、選擇題牛頓型滯流5.流體靜力學(xué) 任意截面 表壓強(qiáng)真空度2 管壁粗糙度 Re減小7.e/d及Ree/dRe薄9.不摩擦阻力10.局部平均速度轉(zhuǎn)子流量計(jì).在法定計(jì)量單位制中，粘度的單位為（A.cPB.PC.g/（cm.s）D.在靜止流體內(nèi)部各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)相等的必要條件是).Pa.s()A.同一種流體內(nèi)部C同一種連續(xù)流體B .連通著的兩種流體D. 同一水平面上，同一種連續(xù)的流體.牛頓粘性定律適用于牛頓型流體，且流體（）A.應(yīng)作滯流流動(dòng)C.應(yīng)作過渡流流動(dòng).渦流粘度一是（ ）A.流動(dòng)情況的函數(shù)..應(yīng)作湍流流動(dòng).靜止的c.湍流時(shí)流體的粘稠度.在一水平變徑管道上，細(xì)管截面.流體的物理性質(zhì).內(nèi)摩擦力大小的指標(biāo)?A及粗管截面B與U管壓差計(jì)相連，當(dāng)流體流過時(shí)壓差計(jì)測量的是（A. A、B兩截面間的總能量損失C.AB兩截面間的局部阻力A、B兩截面間的動(dòng)能差,AB兩截面間的壓強(qiáng)差.直徑為①57mme3.5mni勺細(xì)管逐漸擴(kuò)到①108mrK4mm勺粗管，若流體在細(xì)管內(nèi)的流速為4m/s,則在粗管內(nèi)的流速為（A. 2m/sB.lm/sC0.5m/sD.0.25m/s.氣隨直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)流動(dòng)各截面上的（A.速度相等 B體積流量相等C,速度逐漸減小 D質(zhì)量流速相等.流速在阻力平方區(qū)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力（ ）A.不變A.不變C.與U15成比例B.隨流速加大而加大D.與一成比例9.孔板流量計(jì)與測速管都是屬于定節(jié)流面積的流量計(jì)，利用（9.孔板流量計(jì)與測速管都是屬于定節(jié)流面積的流量計(jì)，利用（）來反映流量的。A10.AC.變動(dòng)的壓強(qiáng)差C.量的。A10.AC.變動(dòng)的壓強(qiáng)差C.速度差滯流和湍流的本質(zhì)區(qū)別是（

.湍流的流速大于滯流的B動(dòng)能差D.摩擦阻力.滯流無徑向脈動(dòng)，湍流有徑向脈動(dòng)答案：1.D 2.D 3.A 4.A 5.D 6.BB.湍流的Re值大于滯流的D.湍流時(shí)邊界層較薄-7.D 8.D 9.A 10.C三、計(jì)算題1.燃燒重油所得的燃燒氣，經(jīng)分析知其中含CO8.5%,Q7.5%,N76%,從08%（體積%）,試求此混合氣體在溫度500C、壓力101.3kPa時(shí)的密度。解：混合氣體平均摩爾質(zhì)量MmV三yiMi=0.085440.075320.76280.0818-28.8610,kg/mol混合密度pMm

RT101.3pMm

RT101.310328.8610’8.31(273500)=0.455kg/m1232,用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送至敞口高位槽，如附圖所示。輸送量為0.1m3/min,輸送管路為小38x3mm勺無縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10ml且在壓送過程中不變。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），硫酸的密度為1830kg/m3,的位差為10ml且在壓送過程中不變。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），硫酸的密度為1830kg/m3,問酸蛋中應(yīng)保持多大的壓力？解：以酸蛋中液面為 1-1'面，管出口內(nèi)側(cè)為2-2'面，且以1-1'面為基準(zhǔn)，在1-1'「2-2'間列柏努力方程：Pi.1g2gu2ZiP2 1= I 2g2U2Z2 %hf簡化:且='u2Z2一二hfg2g其中:Vs 0.1/60其中:u2= = 2=2.07m/s二“2 0.7850.032—d4代入： p1=;?g(—u2Z2，一hf)2g_ P1 12 ... _ P2 12 Z1g 一 萬u1 We =Z2g — —u2 ■■ii.Wf簡化：We=Z2g、Wf3309.8140=334.3J/kg30PeiWe=Vs：We= 1000334.3=2.786kW3600c Pe 2.786P=—= 0.7=3.98kW4.如附圖所示，用泵將貯槽中的某油品以40n3/h的流量輸送至高位槽。兩槽的液位恒定，且相差20nl輸送管內(nèi)徑為100mm管子總長為45m（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。已知油品的密度為890kg/m3,粘度為0.487Pas,試計(jì)算泵所需的有效功率。7 40解：u=——=——36002=1.415m/s二d2 0.7850.124Re二處J1890小15:258.62000口 0.48764 64Re-258.6=0.247題4附圖在貯槽1截面到高位槽2截面間列柏努力方程Z〔g2彳u2We=Z2g與:u2八Wf簡化：We=Z2g%Wf㈤ l%leu2 451.4152 ,I而： “Wf=■ e——=0.247 111.2J/kgd2 0.1 2We=209.81111.2-307.4J/kgPe=Wems=weVs-307.4403600890=3039.8W3.04kW5.如附圖所示，密度為800kg/m3、粘度為1.5mPa經(jīng)小114X4mm的鋼管流入一密閉容器中，其壓力為0.16MPa（表壓），兩槽的液位恒定。液體在管內(nèi)的流速為1.5m/s,管路中閘閥為半開，管壁的相對(duì)粗糙度 ；d=0.002,試計(jì)算兩槽液面的垂直距離&z。解：在高位槽1截面到容器2截面間列柏努力方s的液體，由敞口高位槽題5附圖程:P1 12 P2 12Z1g u1;Z2g———u2 Wf1 21 2 22f簡化：.Zg=—vWfReduP0.1068001.51.510，ReduP0.1068001.51.510，4=8.4810由、=由、=0.002，查得九=0.026TOC\o"1-5"\h\z管路中：進(jìn)口 亡=0.50=0.75 20=0.75 2個(gè)=4.5二12u(0.0262u(0.026230160 1.52 0.520.754.51)——0.106 2=60.87J/kg6..2=(p2'Wf)/g=(0.1 60.87)/9.81=26.6m： 800“化工原理”第二章流體輸送機(jī)械復(fù)習(xí)題(化0403、0404班；2006-11-11)一、填空題：（3分）某輸水的水泵系統(tǒng)，經(jīng)管路計(jì)算得，需泵提供的壓頭為He=19m水柱,輸水量3為0.0079m/s，則泵的有效功率為.答案***壓頭答案***壓頭H?流量Q曲線；功率N?流量Q曲線；效率“?流量Q曲,揚(yáng)程,泵出口壓力，軸功率。（變大，變小,（2分）離心泵的主要部件有如下三部分：,,.***答案***泵殼;葉輪；泵軸（2分）離心泵的主要參數(shù)有：,,,.***答案***流量；揚(yáng)程；功率；效率. （ 3分） 離心泵的特性曲線有：線.（2分）離心泵的最大安裝高度不會(huì)大于.***答案***10m.（2分）離心泵的工作點(diǎn)是如下兩條曲線的交點(diǎn)：,***答案*** 泵特性曲線H--Q;管路特性曲線H--Q（3分）調(diào)節(jié)泵流量的方法有***答案*** 改變閥門的開度； 改變泵的轉(zhuǎn)速； 車削葉輪外徑（ 3分）液體輸送設(shè)備有***答案***離心泵；往復(fù)泵；齒輪泵；螺桿泵；旋渦泵（3分）氣體輸送設(shè)備有：,,.***答案***通風(fēng)機(jī)；鼓風(fēng)機(jī)；壓縮機(jī)（3分）泵起動(dòng)時(shí)，泵關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是**答案**降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，防止超負(fù)荷而受到損傷 ；同時(shí)也避免出口管線水力沖擊。（3分）若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭,流量,效率，軸功率。 ***答案***減小減小下降增離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù)，壓力表的讀數(shù)。 ***答案*** 出口減小增大（2分）流體輸送設(shè)備按工作原理大致可分為四類即,—,,—。 ***答案*** 離心式，往復(fù)式，旋轉(zhuǎn)式，流體動(dòng)力作用式（2分）離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時(shí)， 離心泵會(huì)發(fā)生現(xiàn)象。***答案***氣蝕（2分） 離心泵的揚(yáng)程含義是***答案*** 離心泵給單位重量的液體所提供的能量。（2分） 離心泵葉輪按有無蓋板可分為, ,。***答案*** 敞式半敞式閉式（或開式，半開式，閉式）（2分）離心泵銘牌上標(biāo)明的流量和揚(yáng)程指的是時(shí)的流量和揚(yáng)程。***答案***效率最高（3分） 用離心泵在兩敞口容器間輸液，在同一管路中，若用離心泵輸送p=1200kg/m3的某液體（該溶液的其它性質(zhì)與水相同），與輸送水相比，離心泵的流量

不變，不確定）***答案***不變不變變大變大（5分）離心泵用來輸送常溫的水，已知泵的性能為： Q=0.05m3/s時(shí)H=20m;管路特性為Q=0.05m3/s時(shí)，He=18m,則在該流量下，消耗在調(diào)節(jié)閥門上的壓頭增值A(chǔ)H=m；有效功率AN=kw0***答案*** 2;0.981（2分） 離心泵起動(dòng)時(shí)，如果泵內(nèi)沒有充滿液體而存在氣體時(shí)，離心泵就不能輸送液體。這種現(xiàn)象稱為 現(xiàn)象。***答案*** 氣縛（2分）離心泵采用并聯(lián)操作的目的是,串聯(lián)操作的目的是。***答案*** 提高流量； 提高揚(yáng)程（2分）風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是指 的氣體通過風(fēng)機(jī)而獲得的能量。***答案**單位體積（2分）離心通風(fēng)機(jī)的性能曲線比離心泵的性能曲線多了一條 此線。***答案***答案***、選擇題：流量與靜風(fēng)壓1.（21.（2分）離心泵起動(dòng)時(shí)，應(yīng)把出口閥關(guān)閉,以降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，不致超負(fù)荷工作，這是因?yàn)椋?）A.Q啟動(dòng)=0,***A.Q啟動(dòng)=0,***答案***N啟動(dòng)=0;B.Q啟動(dòng)〉0,N啟動(dòng)〉0;C.Q啟動(dòng)0,N啟動(dòng)〈0難度容易（2分） 題號(hào)2073 第2章知識(shí)點(diǎn)100難度容易離心泵開動(dòng)以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生 （ ）A.氣縛現(xiàn)象 B.汽蝕現(xiàn)象C.汽化現(xiàn)象 D.氣浮現(xiàn)象***答案***A.（2分） 題號(hào)2074第2章知識(shí)點(diǎn)100難度容易離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是（離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是（A.改變吸入管路中閥門開度）B.改變壓出管路中閥門的開度C.安置回流支路，改變循環(huán)量的大小C.安置回流支路，改變循環(huán)量的大小D.車削離心泵的葉輪**答案***B.（2分）離心泵的揚(yáng)程，是指單位重量流體經(jīng)過泵后能量的值 （ ）A.包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量 B.機(jī)械能C.壓能 D.位能（即實(shí)際的升揚(yáng)高度）***答案*** B.（2分）已知流體經(jīng)過泵后，壓力增大APN/rm,則單位重量流體壓力能增加為（）

AP***答案AP***答案***AP/pC.AP/(g)C.D.AP/(g)TOC\o"1-5"\h\z（2分）當(dāng)離心泵內(nèi)充滿空氣時(shí)，將發(fā)生氣縛現(xiàn)象，這是因?yàn)?（ ）A.氣體的粘度太小 B.氣體的密度太小C.氣體比液體更容易起漩渦D.氣體破壞了液體的連續(xù)性***答案*** B.（2分）某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空計(jì)指示真空度很高，他對(duì)故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認(rèn)為以下可能的原因中，哪一個(gè)是真正的原因（ ）A.水溫太高 B.真空計(jì)壞了C.吸入管路堵塞 D.排出管路堵塞***答案*** C.（2分） 題號(hào)2089第2章知識(shí)點(diǎn)100 難度較難在某校離心泵特性曲線實(shí)驗(yàn)裝置中泵的安裝高度為一 1m,泵的入口處裝一U形管壓差計(jì)，則測得入口處的壓力（ ）A.自始至終大于大氣壓力B.隨著流量的增大，經(jīng)歷大于大氣壓力，等于大氣壓力，小于大氣壓力三個(gè)階段C.自始至終小于大氣壓力 D.自始至終等于大氣壓力***答案*** B.（2分）一臺(tái)試驗(yàn)用離心泵，開動(dòng)不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表也逐漸降低為零,A.忘了灌水口處的壓力表也逐漸降低為零,A.忘了灌水C.壓出管路堵塞此時(shí)離心泵完全打不出水。B.吸入管路堵塞D.吸入管路漏氣發(fā)生故障的原因是（）***答案***答案***D.（2分）離心泵的允許吸上真空度隨泵的流量增大而（ ）A.增大 B.減少C.不變***答案***（2分）用離心泵將液體從低處送到高處的垂直距離，稱為（ ）A.揚(yáng)程 B.升揚(yáng)高度 C.吸液高度***答案***B（2分）流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（ ），往復(fù)泵常用（A.出口閥 B.進(jìn)口閥 C.旁路閥***答案***答案***A、C（2分）輸送氣體的密度越大，則風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓（ ）A.越高 B.越低C.不變***答案***（2分）欲送潤滑油到高壓壓縮機(jī)的氣缸中，應(yīng)采用（ ）。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)采用（ ）A.離心泵 B.往復(fù)泵 C.齒輪泵TOC\o"1-5"\h\z***答案*** C、A（2分）用離心泵從河中抽水，當(dāng)河面水位下降時(shí)，泵提供的流量減少了，其原因是（ ）。A.發(fā)生了氣縛現(xiàn)象 B.泵特性曲線變了 C.管路特性曲線變了***答案***C（2分）當(dāng)離心泵輸送的液體的粘度增大時(shí)，則其（ ）A.揚(yáng)程減少，流量、效率、軸功率均增大； B.揚(yáng)程、流量、效率均降低，軸功率增大C.揚(yáng)程、效率增大，流量，軸功率減少；D.揚(yáng)程、流量、效率均增大，軸功率減少***答案***（2分）離心泵的吸液高度與（ ）無關(guān)A.排出管路的阻力大??；B.吸入管路的阻力大小C.當(dāng)?shù)卮髿鈮?D.被輸送液體的密度***答案***A三、問答題：（12分）何謂離心泵的氣縛”和氣蝕”現(xiàn)象，它們對(duì)泵的操作有何危害？應(yīng)如何防止？***答案***氣縛”：由于泵內(nèi)存氣，啟動(dòng)泵后吸不上液的現(xiàn)象，稱 氣縛”現(xiàn)象。氣縛”現(xiàn)象發(fā)生后，泵無液體排出，無噪音，振動(dòng)。為防止氣縛”現(xiàn)象發(fā)生，啟動(dòng)前應(yīng)灌滿液體。氣蝕”：由于泵的吸上高度過高，使泵內(nèi)壓力等于或低于輸送液體溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體氣化，氣泡形成，破裂等過程中引起的剝蝕現(xiàn)象，稱氣蝕”現(xiàn)象，氣蝕”發(fā)生時(shí)液體因沖擊而產(chǎn)生噪音、振動(dòng)、使流量減少，甚者無液體排出。為防止氣蝕”現(xiàn)象發(fā)生；泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)不高于允許吸上高度。（10分）為什么離心泵可用出口閥來調(diào)節(jié)流量？往復(fù)泵可否采用同樣方法調(diào)節(jié)流量？為什么？

***答案***由離心泵的工作點(diǎn)知，改變泵出口閥的開度，使局部阻力改變，而管路特性曲線改變，流量隨之改變，此法雖不經(jīng)濟(jì)，但對(duì)泵運(yùn)轉(zhuǎn)無其它影響；而往復(fù)泵屬容積式泵，壓頭與流量基本無關(guān)，若關(guān)閉出口閥，則因泵內(nèi)壓力急劇升高，造成泵體。管路和電機(jī)的損壞，故不宜用出口閥來調(diào)節(jié)流量。（6分）離心泵的揚(yáng)程和升揚(yáng)高度有什么不同？***答案***離心泵的揚(yáng)程是指泵給以單位重量液體的有效能量、 液體獲得能量后，可將液體升揚(yáng)到一定高度^Z,而且還要用于靜壓頭的增量^P/p朝動(dòng)壓頭的增量△□/2g及克服輸送管路的損失壓頭，而升揚(yáng)高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚(yáng)高度僅為揚(yáng)程的一部分，泵工作時(shí)，其揚(yáng)程大于升揚(yáng)高度。（8分）當(dāng)離心泵啟動(dòng)后不吸液，其原因主要有哪些？***答案***不吸液的原因可能是：由于灌液不夠或底閥不嚴(yán)密而漏液，使泵內(nèi)存有空氣；由于底閥或吸入管路堵塞；安裝高度過高；電機(jī)接線不正確致使葉輪反轉(zhuǎn)等。電鍵I-（8分）按圖寫出離心泵開泵及停泵操作程序。電鍵I-***答案***開泵：關(guān)閉閥B—打開閥A一灌液一關(guān)閉閥A一啟動(dòng)鍵K一全開閥B―調(diào)節(jié)閥A至合適流量。停泵：關(guān)閉閥A一關(guān)閉閥B（若長期停泵可不關(guān)，以便放完管路中的液體）一按停止電鍵K（18分）不同類型的離心泵，其Q-H曲線的形狀不同，有的較平（如圖A線），有的較陡（圖中B線），問：（1）當(dāng)用離心泵來輸送含有泥漿的液體，具部分泥漿會(huì)在管道內(nèi)沉積，在此種情況下，宜選哪一類型Q-H線的離心泵才能避免流量發(fā)生過大的波動(dòng)？（2）若用出口閥調(diào)節(jié)流量，對(duì)于哪一種形狀的Q—H線離心泵較為理想？***答案***為原來的管路特性曲線；A泵來說，工作點(diǎn)由（1）選用Q?H線較陡的泵（即圖中的B線），設(shè)曲線曲線為原來的管路特性曲線；A泵來說，工作點(diǎn)由作點(diǎn)由 Ci 變到C2對(duì)應(yīng)的Qc2兩泵流量變化（皆變?。┑姆菳泵＜A量由 Qci(Q作點(diǎn)由 Ci 變到C2對(duì)應(yīng)的Qc2兩泵流量變化（皆變?。┑姆菳泵＜A量由 Qci(Qm1-Qm2)<(到Qci-由圖Qc2）（2）對(duì)調(diào)節(jié)流量來說，A泵較好，而調(diào)節(jié)流量較為靈敏（變化幅度較大）中工作點(diǎn)變化可知。四、計(jì)算題：

（10分）將20c的水由水池打至一敞口高位槽中，槽內(nèi)的水面與水池內(nèi)的水面的垂直距離為31.6m。管路總能量損失為50J/kg,流量為20m3/h,試求理論功率為多少kw?***答案***2 2一gZi+ui/2+Pi//We=gZ2+u2/2+P2/p+Z2WZi=0,Z2=31.6m,Pi=P2,ui=Qu2=QEWf=50J/kgWe=gZ2+EWf=9.8181.6+50=360J/kgms=20/3600X000=5.556kg/s;N=Wems=360X5.556=2000J/s=2kw（16分）如圖所示輸水系統(tǒng)。已知：管路總長度（包括所有局部阻力當(dāng)量長度）為100m,從壓力表至高位槽所有管長（包括所有局部阻力當(dāng)量長度）為 80m,管路摩擦系數(shù)入=0.025，管子內(nèi)徑為0.05m,水的密度p=1000kg/m泵的效率為0.8，輸水量為10m3/h,求:（1）泵軸功率N軸二?（2）壓力表的讀數(shù)為多少kgf/cm2**答案***（1） N 軸=Ne/Y],Ne=ms-We-mx1000/3600-2778kg/sWe--泵對(duì)單位質(zhì)量流體所做的有效功。選取1-1與2-2截面，并以1-1截面的基準(zhǔn)面。在兩截面間做能量衡算:Zi+u12/2g+Pi/fg+He=Zz+u22/2g+P2/fg+Z3hfZi=0 Z2=2+18=20m pi=p2=0 ui=Qu2-Q _ 2 We=g-Z2+2k 2f=入(2L/d)(/2)u=(V/3600)/[(兀/4)d(10/3600)/(0.78520.0及L415m『S-k=0.025(100/0.05)(1.4152'?)50」皿依：仇-9U2U+50」)62暇25收Me=Ms'We=2J78x2462:=684J/s:N*Ne/0.8=684/0.8=855W⑵再就3-3與2-2截面做能量衡算，并取3-3為基準(zhǔn)面gZ3+(p3/p)+(U/2)=gZ2+(p2/p)+2u/2)+hfZ3=0 Z2=18 p2=0 U2=0??.p3/P=g+hf-(U32/2)=9.81x18+X(l/32間j-(u32/2)=176.58+0.025(80/0.05)(1.4152/2)-(1.4152/2)=176.58+40.04-1.0=215.62J/kg;P=pX215.62=215620N^mP3=215620/(9.81104)=2.198kgf/cm2(表)（18分）如圖3B57離心泵將20c的水由敞口水池送到一壓力為2.5at的塔內(nèi)，管徑為4108X4mmt路全長100m（包括局部阻力的當(dāng)量長度，管的進(jìn)、出口當(dāng)量長度也包括在內(nèi)）。已知：水的

流量為56.5m3/h,水的粘度為1厘泊，密度為1000kg/m3,管路摩擦系數(shù)可取為0.024,試計(jì)算并回答：（1）水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)形態(tài)；（2）管路所需要的壓頭和功率；***答案***已知：d=108-24=100mm=0.1mA=(兀/4)d=3.1441/4)A12=0.78510-2m2l+2le=10m Q=56.5m3hu=Q/A=56.5/(3600078510-2)-2m/SN=1cp=1-0Pa?Sp=1000kg/m /'=0+024⑴???Re=dup/p=0.1X2X10O0=2X105>4000; 「?水在管內(nèi)流動(dòng)呈湍流⑵以1-1面為水平基準(zhǔn)面，在1-1與2-2面間列柏努利方程：Zi+u12/2g+P1/fg+He=Z2+u22/2g+P2/fg+Ehf.Z1=0ui=0p1=0(表壓)Z2=18mu2=0;P2/pg=2.5X9.813/(1000發(fā)81)=25m2h -入田+、le )/d](u2/2g)=0.024(100/0.1)喙/(29.81)]=4.9m;；He=18+25+4.9=47.9mNe=HQg=47.9X1000X9.81X56.5/3600=7.4kw（20分）如圖所示，用離心泵將水從貯水池輸送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面離貯水池的水面高度保持為 10m,輸送水量用孔板流量計(jì)測得?？装灏惭b在離小57X3.5mmJ鋼管,

）為250m,其中貯水50m。水的密度為U形管中指示液均為高位槽水面0.8m處，孔徑為20mm,孔流系數(shù)為0.61。管路為直管長度和局部阻力當(dāng)量長度之和（包括孔板局部阻力當(dāng)量長度池至孔板前測壓點(diǎn)A的直管長度和局部阻力當(dāng)量長度之和為1000kg/m3,小57X3.5mmJ鋼管,

）為250m,其中貯水50m。水的密度為U形管中指示液均為!???]<水銀，其密度為13600kg/m3。當(dāng)水的流量為6.86m3/h時(shí),試確定：（1）水通過泵所獲得的外加能量為多少？⑵在孔板前測壓點(diǎn)A處安裝的U形管壓力計(jì)中指示液讀數(shù)Ri為多少？⑶孔板流量計(jì)的U形管中指示液讀數(shù)R2為多少？!???]<***答案***⑴u=Vs/（0.785d2）=6.86/（0.7850.052共3600）-0.97Re=0.050.9711000/（110-3）=48550入=0.3164/Re5=0.1364/4855C°.25=0.0213取貯水池液面為1-1截面,高位槽液面為2-2截面，列柏努利方程式:Z1g+p1/p+U/2+We=Z2g+p2/p+u/2+E(f12)W=Z2g+E(f12)=Z2g+入[(l+Ele)/c2/U)=10X9.81+0.0213(250/0.05)(0.9712-9&卜50.2—148,"朱g

⑵以A點(diǎn)為2'-2'截面，在1-1與2'-2’截面間列柏努利方程式Zig+pi/p+U/2+We=乙，g+p/2>+/2i+E(fi2)(P2'-pi)/p=Appa)/p=WZ2'@u2/2)-入[(l+Ele)/d2/2)=148.3-9.2981-0.9712/2-0.0213(50/0.05)(0.9712/2) _八.“ 2=148.3-90.252-0.4714-10.04=47.53J/kg；A-pa=47.5366>000=47.53103N/m3R1=(pA-pa)/[g(opp)]=47.53X[9筋1(忙600-1000)]=0.3846m=38.46cm⑶根據(jù)Vs=CoAo[2gR2(o-p)/p];R2=(Vs/CoAo)p/[2g(-他O]式中：Co=0.61,Ao=0.7850.022=3.14X0-4m2;Vs=6.86/3600m3/s,4_R2={(6.86/3600)[(1/(0.613.14說04)}X000/[29.81(13600-1000)]=0.4m=40cm(12分)欲用離心泵將20c水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，兩液面均保持不變，液面高差為18m,泵的吸入口在水池液面上方2m處。泵的吸入管路全部阻力為1mH2O柱，壓出管路全部阻力為3mH2O柱，TOC\o"1-5"\h\z泵的效率為0.6,求泵的軸功率。若已知泵的允許吸 |三| '上真空高度為6m,問上述安裝高度是否合適？(動(dòng)r1 ]壓頭可忽略)。水的密度可取1000kg/m3。 丁~***答案***如圖取1—1,2—2截面，并以1—1m— ——截面為基準(zhǔn)面，列柏努里方程得： 一H=AZ+Ehf(1-2)=18+1+3=22mN軸=QH/(1024)=(30/3600)22X000/(102(X6)=3kwHg允=Hs允一j/2g一八￡吸=6-1=5m>2mvHg實(shí)<Hg允 「.安裝高度合適。6(15分)如附圖所示，計(jì)劃在蓄水池A的一側(cè)安裝一臺(tái)離心泵，將水輸送至列管換熱器B的殼程內(nèi)作冷卻用，要求水的流量為18m3/h,水自換熱器出來后流進(jìn)高位水槽C中，回收他用。已知：(1)蓄水池A水面標(biāo)高3m,高位槽C處進(jìn)水管末端標(biāo)高23m；(2)輸水管為460X3.5mmJ鋼管；(3)管路部份的壓頭損失Ehf=19>U2/(2g)mH2O,換熱器B殼程的壓力損失AP=73.6U2/(2g)kN.m-2;(式中,u為管內(nèi)流體流速,m/s)p水=1000kg/m3今庫存有一臺(tái)2B-31型離心泵，其性能參數(shù)如下表所示，試核算選用此泵是否合適。流量m3/h揚(yáng)程m軸功率 允許吸入真空度kw m流量m3/h揚(yáng)程m軸功率 允許吸入真空度kw m1034.51.878.72030.82.607.230 243.07 5.72030.82.607.230 243.07 5.7本題目有題圖：titu066.bmp***答案***選擇計(jì)算截面1—1,2—2面如題圖所示；地平面為基準(zhǔn)面。TOC\o"1-5"\h\z , 2u=Vs/A=18/3600/（（兀/4）（0.慎?0035） =227減2 2 一Zi+Pi/fg+ui/2g+He=Z2+P2/fg+U2/2g+12fPi=P2;ui=0He= ( 23-3 ) + (2.272/(29.8i)) + i9>2.272/(2或8i) 十73.62.272/(29.8i)i000/(i0009.8i)=27.2mH2。由2B—3i型離心泵特性曲線圖查得： Q=i8m3/h, He=3i.5m(>27.2m)且「62%,而小ax=65%;65%>90%=58.5%(<62%) 故此泵通用。7(i5分)如圖所示輸水系統(tǒng)，管長、管徑(均以m計(jì))和各局部阻力的阻力系數(shù) (均標(biāo)于圖中。直管部分的 入值均為0.03。求：(i)以流量Qm3/min和壓頭He(m)表示的管路特性曲線方程，(2)輸水量為i5m3/h 一時(shí)，要求泵提供的有效功率(以kw計(jì)) 一二一雙L型 ,***答案*** (a)ui=(d2/di)u2=0.64U2; 廠Q=U2(兀/4詼0=i.884U2 、——L】=前f "A 0.2 九或U2=0.53iQ ui=0.34Q __ Che=20+(3+0.2+0.0320/0.25)ui2/2g+(2)0.2+0.5+i+0.03260/0.2)U22/2g=20+0.286ui2+2.086U22=20+0.033iQ+0.5882Q=二1：(b)Q=i5/60=0.25m3/minHe=20+0.620.25=20.04mNe=QHepg/60=0.2520.04i000>9.8i/60=8i9w=0.8i9kw3 .7.（20分）欲用離心泵在兩敞口容器向輸放,該水泵銘牌標(biāo)有：流量39.6m/h,揚(yáng)程i5m,軸功率2.02kw,效率80%,配用2.8kw電機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)i400r/min。今欲在以下情況使用是否可以？如不可時(shí)采用什么措施才能滿足要求（要用計(jì)算結(jié)果說明） （i）輸送比重為i.8的溶液，流量為38m3/h,揚(yáng)程i5m,（2）輸送比重為0.8的油類，流量為40m3/h,揚(yáng)程30m,（3）輸送比重為0.9的清液，流量為30m3/h,揚(yáng)程i5m***答案***

電動(dòng)機(jī)功率不夠N=38/360015X800/(102(X8)=3.5kW換大電機(jī)揚(yáng)程不夠H/H'=(n/n')2: 15/30=(1400/n')n'=19803增加n=1980轉(zhuǎn)/分。檢查功率： N/N'=(n/n')2.02/N'=(1400/1980)3N=5.72kw換一電機(jī)功率為5.72Kw,n=1980轉(zhuǎn)/分。(3)可以使用。通過關(guān)小出口閥調(diào)節(jié)至工作點(diǎn)。8.（8分）有一臺(tái)離心泵，銘牌上標(biāo)出允許吸上真空度Hs=5m,用來輸送20c的清水,已知吸入管路的全部阻力損失為1.5mH2O,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?0mH2O,若略去泵入口處的動(dòng)壓頭。試計(jì)算此泵的允許安裝高度Hg為多少米？***答案*** Hg=Hs-u2/2g-Ehf=5—1.5=3.5m實(shí)際安裝高度H實(shí)03.50.5=3.0m9（16分）圖示為n=960轉(zhuǎn)/分的離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線。如用此風(fēng)機(jī)向鍋爐輸送空氣，已知管路特性曲線方程為H=5Q2（H的單位為mmH2O,Q的單位m3/s）問：（1）風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量為多少m3/hW肖耗的軸功率為多少kw?（2）若想使風(fēng)量變?yōu)?.5m%，你認(rèn)為可采取什么措施？***答案***（1）送風(fēng)量Q及軸功率N由管路特性曲線方程H=5Q2列表作圖。Q m3/s 0 2 3 3.54H mmH2O 20 45 61.380由兩線交點(diǎn)讀得：送風(fēng)量Q=3.6m3：，風(fēng)壓H=64mmH2O效率4=0.4軸功率：N=QHh=3.6X64X9.807/0.4X000)=5.65kW（2）使風(fēng)量變?yōu)?.5m3/s,可采用提高轉(zhuǎn)速的措施Q2/Q1=n"n1n2=Q2/Q1112=5.5/3.6960=1500rpm即將轉(zhuǎn)速提高到1500rpm。.如圖所示的輸水系統(tǒng)，已知管內(nèi)徑為 d=50mm,在閥門全開時(shí)輸送系統(tǒng)的（l+He）=50m,

摩擦系數(shù)人可取0.03,泵的性能曲線在流量為6m3/h至15m3/h范圍內(nèi)可用下式描述：H=18.92—0.82Q0.8,H為泵的揚(yáng)程m,Q為泵的流量m3/h。問：⑴務(wù)？解:如要求輸送量為10m3/h,單位質(zhì)量的水所需外加功為多少？此泵能否完成任如要求輸送量減至8m3/h（通過關(guān)小閥門來達(dá)到），⑴務(wù)？解:（1）在兩水面間列伯努利方程：2P12P1u1 ,Z1 — —he：g2g

因?yàn)椋簎1=u2,p1管內(nèi)流體的流速 uTOC\o"1-5"\h\zu2 . hf2g

p2,z1=0,z2=10m10/3600 :1.42m/s0.785 0.052 _2lu 50 1.42—— =0.03 二3.25md2g 0.05 29.81單位質(zhì)量的水所需外加于是有： he=10 3.25=13.25m單位質(zhì)量的水所需外加功We=heg=13.259.81=130J/kg泵能提供的壓頭 H=18.92-0.82m10°.8=13.75m很顯然H大于he,即此泵能夠完成任務(wù)。N_Ne/N-Ne/故減小15.1%。⑵N_Ne/N-Ne/故減小15.1%。H:gQ/ 14.680.849H：gQ/ 13.7510.用一臺(tái)離心泵將20c清水從敞口水池送入吸收塔頂部。己知：吸牧塔頂部的壓力表讀數(shù)為150kPa,輸送管出口處比水池液面高 12m；輸送管用76Mmm無縫鋼管，管全長為45m（包括閥門等管件的當(dāng)量長度），摩擦系數(shù)由下式確定：, , 0.38九=0.01227十0.7543/Re在流量為20?30m3/h范圍內(nèi)，所用離心泵的特征曲線可表征為： H=30.8-0.8200.8式中：H為泵的揚(yáng)程，m;Q為泵的流量，m3/h。試求：1）要求達(dá)到26m3/h的輸水量，該泵能否完成此輸送任務(wù) ？計(jì)算說明之。?計(jì)算說明之。2）若單泵不能完成此輸送任務(wù)，現(xiàn)將兩臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)起來操作是否可行?計(jì)算說明之。《化工原理》第三章“機(jī)械分離”復(fù)習(xí)題（2009-09-01）一、填空題：（2分）懸浮液屬液態(tài)非均相物系，其中分散相是指\分散介質(zhì)是指***答案答案***在濾餅中形成骨架，使濾渣疏松，孔隙率加大，濾液得以暢流答案***在濾餅中形成骨架，使濾渣疏松，孔隙率加大，濾液得以暢流7.（2分）過濾阻力由兩方面因素決定：一方面是濾液本身的性質(zhì)，即其;另一方面是濾渣層本身的性質(zhì)，即。***答案*** 國TL8.（3分）某板框壓濾機(jī)的框的尺寸為：長儂加=810刈10>25mm,若該機(jī)有10塊框，其過濾面積約為n20 ***答案*** 13.12。9.（3分）轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)，轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)一周，過濾面積，的任一部分都順次經(jīng)歷 等五個(gè)階段。***答案*** 過濾、吸干、洗滌、吹松、卸渣（3分）懸浮在靜止流體中的固體微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降時(shí)，會(huì)受到 三個(gè)力的作用。當(dāng)此三個(gè)力的 時(shí)，微粒即作勻速沉降運(yùn)動(dòng)。此時(shí)微粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度，稱為。***答案*** 重力、阻力、浮力；代數(shù)和為零；沉降速度（2分）沉降操作是使懸浮在流體中的固體微粒，在 力或 力的作用下，沿受力方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)而,從而與流體分離的過程。***答案*** 重；離心；沉積（3分）氣體的凈制按操作原理可分為,,旋風(fēng)分離器屬。 ***答案***重力沉降、離心沉降、過濾；離心沉降。（2分）過濾是一種分離懸浮在 的操作。***答案*** 液體或氣體中固體微粒（2分）懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過濾的目的是10.（3分）離心分離因數(shù)是指為了提高離心機(jī)的分離效率，通常使離心機(jī)的塔高，而將它的 減少。***答案***物料在離心力場中所受的離心力與重力之比；轉(zhuǎn)速；直徑適當(dāng)。二、選擇題（2分）欲提高降塵寶的生產(chǎn)能力，主要的措施是（ ）。***答案*** CA.提高降塵寶的高度； B.延長沉降時(shí)間； C.增大沉降面積（2分）為使離心機(jī)有較大的分離因數(shù)和保證轉(zhuǎn)鼓有關(guān)足夠的機(jī)械強(qiáng)度， 應(yīng)采用（）的轉(zhuǎn)鼓。***答案*** BA.高轉(zhuǎn)速、大直徑； B.高轉(zhuǎn)速、小直徑；C.低轉(zhuǎn)速、大直徑； D.低轉(zhuǎn)速，小直徑；（2分）旋風(fēng)分離器的臨界粒徑是指能完全分離出來的（ ）粒徑。*答案*AA.最小；B.最大；C.平均；（2分）要使微粒從氣流中除去的條件，必須使微粒在降塵室內(nèi)的停留時(shí)間（）微粒的沉降時(shí)間。***答案*** aA.奪B.茶C.<；D.>（2分）板框過濾機(jī)采用橫穿法洗滌濾渣時(shí)，若洗滌壓差等于最終過濾壓差，洗滌液粘度等于濾液粘度，則其洗滌速率為過濾終了速率的（ ）倍。***答案*** CA.1; B.0.5; C.0.25三、問答題1.（8分） 為什么旋風(fēng)分離器的直徑D不宜太大？當(dāng)處理的含塵氣體量大時(shí)，采用旋風(fēng)分高器除塵，要達(dá)到工業(yè)要求的分離效果，應(yīng)采取什么措施？***答案***旋風(fēng)分離器的臨界直徑d=（9NB/九時(shí)p0.5,可見DT時(shí)，B也T（B=D/4）,此時(shí)d也T,則分離效率”）為提高分離效率，不宜采用D太大的分離器。為果氣體處理大時(shí)，可采用幾個(gè)小直徑的旋風(fēng)分離器并聯(lián)操作，這樣則可達(dá)到要求的分離效果。2.（8分）為什么板框壓濾機(jī)洗滌速率近似等于過濾終了時(shí)過濾速率的四分之一倍？***答案***由于洗滌液通過兩層過濾介質(zhì)和整層濾渣層的厚度，而過濾終了時(shí)濾液只通過一層過濾介質(zhì)和濾渣層厚度的一半，即洗滌液流動(dòng)距離比濾液長1倍，其阻力也就大1倍，故（dv/dq）w就慢了0.5倍；又因洗滌液的流通面積此濾液的流通面積少 1倍，這樣（dv/dq）w又慢了0.5?；谏鲜鰞蓚€(gè)原因，故當(dāng)洗滌壓差與過濾終了時(shí)壓差相同時(shí)，且洗滌液的粘度與濾液粘度相近時(shí)，則（dV/d8）w=（1/4Vdd8）四、計(jì)算題（16分）某廠準(zhǔn)備建一個(gè)降塵室來凈化常壓，溫度為 40c的含塵空氣流，氣體進(jìn)入降塵室的流速保持在0.15m/s,而微粒在室內(nèi)的沉降速度為0.025m/s,現(xiàn)依廠房面積分配，降塵室只允許做成寬為3m,高為2m。問：(1)降塵室的最小長度應(yīng)為多Am?(2)降塵室的最大生產(chǎn)能力為多少標(biāo)準(zhǔn)m3/h?(3)若因廠房面積有限，降塵室的長度僅允許為你計(jì)算的最小長度的一半，你認(rèn)為應(yīng)采取計(jì)什么措施來完成此凈制任務(wù)？***答案***(1)求最小長度L..(L/ut)>(HUo)/.L>(utH/u0)=0.152/0.025=12m(2)最大生產(chǎn)能力V標(biāo)― - - _____ __3_ __ _ 3__V實(shí)=A0U0=Lbu0=12X3><0.025=0.9m/s=3240m/hV標(biāo)=V實(shí)T標(biāo)/T實(shí)=3240X273/(40+273)=2826m3/h(3)若L只能為原來的0.5時(shí)，為完成同樣的生產(chǎn)任務(wù)，可在降塵室中間加一隔板。(16分)用一板框壓濾機(jī)在147.1kN/m2(表壓)下恒壓過濾某懸浮液，要求在1.5小時(shí)內(nèi)獲得4m3的濾液，若過濾介質(zhì)阻力忽略，濾渣為不可壓縮，并測得過濾常數(shù)K=1.6M0-5m2/s,問：(1)需要過濾面積多少m2?(2)若選用濾框尺寸：長&汨=635>635>25mm,需濾框多少塊？(3)過濾完畢，用清水在與過濾壓力相同的情況下洗滌30分鐘，洗水的消耗量為多少m3?(4)若把壓力加倍，其它情況不變過濾1.5小時(shí)，可得濾液多少m3?***答案*** (1)求過濾面積?.V2=KA28..A=V(1/K浮=4*1/(1.610-5X1.53600)『5=13.6m2(2)求框數(shù)； 13.6/(0.6358.635次)=17塊(3)求洗水量；(dV/d0W=V/89=4/(8乂1.5)=0.33m3VW=(dV/d加XW=0.3380/60=0.17m3(4)求濾液量(K2)/(Ki)=(AP2)/(APi)=2;V2=ViX(2)1.5=4(2)1.5=5.66m3(16分)用一板框壓濾機(jī)在147.1kN/m2(表壓)下恒壓過濾某懸浮液，要求在2小時(shí)內(nèi)得濾液8m3,若過濾介質(zhì)阻力可忽略，濾法不可壓縮，過濾常數(shù)K=1.65M0-5m2/s,問：(1)現(xiàn)有一板框壓濾機(jī)，濾框的規(guī)格為長X寬X厚=810>810>25mm,共框18塊，是否合用？(忽略角孔占去面積)。(2)過濾完畢，用清水0.25m3在與過濾相同壓力下進(jìn)行洗滌，問洗滌用了多少時(shí)間？***答案***(1)現(xiàn)有板框壓濾機(jī)面積是否夠用？V實(shí)=0.81>0.81X8X2=23.62m3V2=KA29;Ait=V(1/K90.5=8[1/(1.6510-5>2>3600)]0.5=23.2m3人實(shí)>人計(jì)，可滿足要求- 3(2)求W(dV/d)W=(1/4)(dV/dq尸V/89=8/(8X2)=0h5mW=Vw/(dV/d0)w=0.25/0.5=0.5h(18分)某廠用一臺(tái)規(guī)格為635>635>25mm板框壓濾機(jī)(共25個(gè)框)來包壓過濾某懸浮液，經(jīng)過濾52min后，再用清水洗滌濾渣，洗水溫度，壓力與過濾時(shí)相同，而其體積為濾液體積的8%,又已知卸渣，清理和裝合等輔助時(shí)間為30min,過濾常數(shù)K=1.7X10-5m2/s,試求不考濾過濾介質(zhì)阻力時(shí)，該機(jī)的生產(chǎn)能力為多少濾液(m3/h)?***答案***(1)過濾52min時(shí)的濾液量 _ _一_2A=0.635)0.63525>2=20.16mV2=KA29=1.7X-51洶20.16)2X52>60=215.57;V=14.68m33(2)(dV/dH=(1/4)(dV/d8V/8q=14.68/(852)=0.0353m/min0W=VW/(dV/d9W=0.08M.68/0.0353=33.27min(3)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力38總=52+33.27+30=115.27min；生廠能力=14.68/(115.27/60)=7.64m/h5.(20分)在實(shí)驗(yàn)室用一片過濾面積為0.1m2的濾葉對(duì)某種顆粒在水中懸浮液進(jìn)行試驗(yàn),過濾壓強(qiáng)差為67kN/m2。過濾5分鐘后得濾液1升，又過濾5分鐘得濾液0.6升。若再過濾5分鐘，可再得濾液若干開？***答案***為要了解濾液量隨過濾時(shí)間而變化的關(guān)系，需先求出恒壓下的過濾常數(shù)K及qe。恒壓過濾方程式亦可寫成如下形式，即： q2+2qeq=K9將已測得的兩組數(shù)據(jù)代入上式，即(1M0-3/0.1)2+2qe(1X0-3/0.1)=K(560)及(1.610-3/0.1)2+2qe((1.6t0-3/0.1)=K(1060)解此方程組得： qe=7X10-3m;K=8X10 m2/s;則△p=67KN/m2時(shí)的過濾方程式為：2 -7q+2><7X10q=8X10將8=(5+5+5)X60=900S入上式,即q2+2X7M0-3q=8M0-6X900);解得q=2.1X0-2mV=(2.110-2)/.1=2.1>0-3m3=2.1升由此可知，若再過濾5分鐘，可再得濾液量為：[2.1—(1+0.6)]=0.5升“化工原理”第四章傳熱重點(diǎn)復(fù)習(xí)題和答案一、填空題.(2分)某大型化工容器的外層包上隔熱層，以減少熱損失，若容器外表溫度為500c,而環(huán)境溫度為20C,采用某隔熱材料，具厚度為240mm人=0.57W/(m.K)，此時(shí)單位面積的熱損失為。(注:大型容器可視為平壁)9.(2分)平壁總傳熱系數(shù)K與間壁兩側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)科黨以及問壁導(dǎo)熱系數(shù)入的關(guān)系為當(dāng)平壁厚4mm,導(dǎo)熱系數(shù)為9.(2分)平壁總傳熱系數(shù)K與間壁兩側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)科黨以及問壁導(dǎo)熱系數(shù)入的關(guān)系為當(dāng)平壁厚4mm,導(dǎo)熱系數(shù)為45(W/(m.K))時(shí)，兩側(cè)給熱系數(shù)分別為8000(W/(m2K))和600”/(m2.K))時(shí)，總傳熱系數(shù)K=.答案*** (1/K)=(1/1也6/入+2)/;a 532(W/(m2.K))10.(2分)間壁傳熱的總傳熱速率方程為.某換熱過程中，要求q=30kW,K=555(W/(m2.K))At=25K,則傳熱面積為.***答案*** q=KXAXAtm;- 22.16m211.(2分)化工生產(chǎn)中常用三種換熱方法，其特征是***答案***冷熱兩種流體直接混合、冷熱兩種流體不允許直接接觸而是通過問.(2分)某間壁換熱器中，流體被加熱時(shí)，圓形直管內(nèi)湍流的傳熱系數(shù)表達(dá)式為 曾管內(nèi)水的流速為0.5m/s時(shí)，計(jì)算得到管壁對(duì)水的傳熱系數(shù)a=2.61(kW/(m2.K)).若水的其它物性不變，僅改變水在管內(nèi)的流速，當(dāng)流速為0.8m/s時(shí),此時(shí)傳熱系數(shù)a=.**瞥案***a=0.023(人用0%嚴(yán)；a=3.81(kW/(m2.K)).(2分)牛頓冷卻定律的表達(dá)式為,給熱系數(shù)(或?qū)α鱾鳠嵯禂?shù))a的單位是。***答案*** q=aAAt;W/(m2.K).某并流操作的間壁式換熱器中，熱流體的進(jìn)出口溫度為90c和50C,冷流體的進(jìn)出口溫度為30c和40C,此時(shí)傳熱平均溫度差4加=.***答案***27.9K5.(2分)在列管式換熱器中，用飽和蒸氣加熱空氣，此時(shí)傳熱管的壁溫接近流體的溫度，總傳熱系數(shù)K接近 流體的對(duì)流給熱系數(shù).***答案*** 蒸氣；空氣(2分)實(shí)現(xiàn)傳熱過程的設(shè)備主要有如下三種類型.***答案*** 問壁式；蓄熱式； 直接混合式。(2分)熱量傳遞的方式主要有三種：、>.***答案*** 熱傳導(dǎo)；熱對(duì)流；熱輻射。(2分)強(qiáng)化傳熱的方法之一是提高K值.而要提高K值，則應(yīng)提高對(duì)流傳熱系數(shù).***答案***提高給熱系數(shù)較小一側(cè)的給熱系數(shù)。壁換熱和流體通過爐內(nèi)吸走熱量。12.（2分）傳導(dǎo)傳熱的傅立葉定律為其各項(xiàng)表示為和。***答案,主要原因是。***答案***降低；因水的導(dǎo)熱系數(shù)大于保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，受潮后，使保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)增大，保溫效果降低。20.（2分）用冷卻水將一定量的熱流體由100c冷卻到40C,冷卻水初溫為15C,在設(shè)計(jì)列管式換熱器時(shí)，采用兩種方案比較，方案,主要原因是。***答案***降低；因水的導(dǎo)熱系數(shù)大于保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，受潮后，使保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)增大，保溫效果降低。20.（2分）用冷卻水將一定量的熱流體由100c冷卻到40C,冷卻水初溫為15C,在設(shè)計(jì)列管式換熱器時(shí)，采用兩種方案比較，方案I是令冷卻水終溫為 30C,方案II是令冷卻水終溫為35C,則用水量WiW2,所需傳熱面積AiA20答案***大于；小于13.影響傳導(dǎo)傳熱系數(shù)的因素有。***答案*** 物質(zhì)種類和組成，物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)、溫度、濕度、壓強(qiáng)等。（2分）對(duì)流傳熱牛頓冷卻定律為,其各項(xiàng)表示為、、、、和***答案***Q=aA（T-tw）,Q表示傳熱速度、a表示傳熱系數(shù)、A表示對(duì)流傳熱面積、T表示熱流體主體平均溫度和tw表示為低溫流體壁面溫度。（2分）影響給熱系數(shù)a和因素有***答案*** 流體種類、流體性質(zhì)、流體流動(dòng)狀態(tài)和傳熱壁面的幾何尺寸（2分）對(duì)流傳熱中的努塞特準(zhǔn)數(shù)式是,它反映了0***答案***Nu=al/閃流傳熱過程幾何尺寸對(duì)a的影響（2分）分流體傳熱中普蘭德準(zhǔn)數(shù)式為,它反映了_。 ***答案***Pr=^iCp/啦體的物理性質(zhì)對(duì)a的影響。（2分）厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁，各層接觸良好，已知b1>b2>b3；導(dǎo)熱系數(shù)"於卜。在穩(wěn)定傳熱過程中，各層的熱阻R1R2電各層導(dǎo)熱速率Q—Q—Q。***答案*** R1>R2>R3;Q1=Q2=Q3（2分）一包有石棉泥保溫層的蒸汽管道，當(dāng)石棉泥受潮后，其保溫效果應(yīng)—

（2分）列管式換熱器的殼程內(nèi)設(shè)置折流擋板的作用在于折流擋板的形狀有 等。***答案***提高殼程流體的流速,使殼程對(duì)流傳熱系數(shù)提高，園缺形（弓形），園盤和環(huán)形（5分）在確定列管換熱器冷熱流體的流徑時(shí)，一般來說，蒸汽走管;易結(jié)垢的流體走管;高壓流體走管;有腐蝕性流體走管;粘度大或流量小的流體走管。***答案***外；內(nèi)；內(nèi)；內(nèi)；外。（2分）列管換熱器的管程設(shè)計(jì)成多程是為了程設(shè)置折流擋板是為了 ***答案***提高管程a值；提高殼程a值。85.（2分） 題號(hào)4088 第4章知識(shí)點(diǎn)100 難度容易有兩種不同的固體材料，它們的導(dǎo)熱系數(shù)第一種為 /1?第二種為已若作為換TOC\o"1-5"\h\z熱器材料，應(yīng)選用 種；當(dāng)作為保溫材料時(shí)，應(yīng)選用 種。***答案***第一；第二水在圓形直管內(nèi)作無相變強(qiáng)制湍流對(duì)流傳熱時(shí)，若僅將其流速提高 1倍，則其對(duì)流傳熱系數(shù)可變?yōu)樵瓉淼?儕。***答案*** 20.8（2分） 沸騰傳熱中，保持 沸騰是比較理想的。***答案***泡核（2分）進(jìn)行換熱的兩流體，若蛾臉時(shí)，要提高K值，應(yīng)設(shè)法提高 ；當(dāng)為=雙時(shí)，要提高K值，應(yīng)使***答案*** %為與02同時(shí)提高。（2分）水垢的熱阻較大的原理，主要是***答案*** 垢層的導(dǎo)熱系數(shù)很小。二、選擇題（2）穿過三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過程，如圖所示，試比較第一層的熱阻R1與第二、三層熱阻R2、R3的大?。ǎ.R1＞（R2+R3） B.R1＜（R2+R3）C.R1=（R2+R3） D.無法比較***答案***C（2分）在反應(yīng)器的單根冷卻蛇管內(nèi)通冷卻水，其進(jìn)、出口溫度分別為t1、t2,蛇管外有熱流體穩(wěn)定流過，借攪拌器作用，使熱流體保持均勻溫度T（T為熱流體出口溫度），如冷卻蛇管長度增大一倍，其它條件不變，問出口水溫12應(yīng)（）。A.增大B.減小C.不變D.不一定***答案***A； Vms2Cp2（t2-tl）=KA△tmms2Cp2（t2-ti）=KttdL{[（T-ti）-（T-t2）]/[ln（T-t1）/（T-t2）]}上式可簡化為ms￡p2/K冗d=L/[ln[ln（T-ti）/（T-t2）;此等式左邊為定值，則右邊也應(yīng)為定值，當(dāng)L增大一倍，ln（T-ti）/（T-t2）也增大一倍，而T,t均恒定，故t必增大（6分）套管冷凝器的內(nèi)管走空氣，管間走飽和水蒸汽，如果蒸汽壓力一定，空氣進(jìn)口溫度一定，當(dāng)空氣流量增加時(shí)：（1）傳熱系數(shù)K應(yīng)：A增大B減小C基本不變（）（2）空氣出口溫度：A增大B減小C基本不變（）TOC\o"1-5"\h\z（3）壁溫A增大B略有減小C基本不變（ ）***答案*** （1）A（2） A（3） B（2分）在平壁導(dǎo)熱過程中q=人卜（ti-t2）/6,傳熱推動(dòng)力是（ ）。A.入；B.（ti-t2）;C.6 ***答案***b（2分）有一列管換熱器，用飽和水蒸汽（溫度為 120C）將管內(nèi)一定流量的氫氧化鈉溶液由20c力口熱至IJ80C,該換熱器的平均傳熱溫度差 八擊為（ ）。A.-60/ln2.5;B.60/ln2.5;C.120/ln5***答案***B（2分）將1500kg/h,80c的硝基苯通過換熱器冷卻到40C,冷卻水初溫為30C,出口溫度不超過35C,硝基苯比熱為1.38kJ/（kg.K）,則換熱器的熱負(fù)荷為（ ）。A.19800kJ/h;B.82800kJ/h;C.82800kW;***答案*** B（2分） 在比較多的情況下，尤其是液-液熱交換過程中，熱阻通常較小可以忽略不計(jì)的是（ ）。A.熱流體的熱阻；B.冷流體的熱阻；C.冷熱兩種流體的熱阻；D.金屬壁的熱阻。***答案*** d（2分）湍流體與器壁間的對(duì)流傳熱（即給熱過程）其熱阻主要存在于（ ）。A.流體內(nèi)； B.器壁內(nèi)；C.湍流體滯流內(nèi)層中；D.流體湍流區(qū)域內(nèi)。***答案***C（2分）對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知 a1=116W/（m2.K）,以=11600W/（m2.K）,要提高傳熱系數(shù)（K）,最簡單有效的途徑是（ ）。A.設(shè)法增大助B.設(shè)法增大雙C.同時(shí)增大0d和o2o**答案***A10.（2分） 流體與固體壁面間的對(duì)流傳熱，當(dāng)熱量通過滯流內(nèi)層時(shí)，主要是以（ ）方式進(jìn)行的。A.熱傳導(dǎo)B.對(duì)流傳熱 C.熱輻射。***答案*** A（4分）物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，一般來說：金屬的人（），非金屬的人（），液體的入（），氣體的入（）。A.最小B.最大C.較小D.較大***答案*** B；D；C；A。（2分）用-10C的冷凍鹽水冷卻某溶液，使用列管式換熱器應(yīng)將冷凍鹽水安排走（）。TOC\o"1-5"\h\zA.殼程B.管程C.殼、管程均可。 ***答案*** b（2分） 蒸汽中不凝性氣體的存在，會(huì)使它的對(duì)流傳熱系數(shù) a值（）。A.降低 B.升高 C.不變。***答案*** A（3分） 在下面幾種換熱器中，傳熱系數(shù)較大的是（ ）；能適用于高溫高壓場合的是（ ）；單位傳熱面積的金屬耗較大的是（ ）。A.套管式；B.列管式；C.板式。 ***答案***C；b；A。（2分） 蒸汽冷凝時(shí)，膜狀冷凝的a（）滴狀冷凝的a。A.等于；B.大于；C.小于。***答案*** Bo三、判斷題（2分）凡穩(wěn)定的圓筒壁傳熱，熱通量為常數(shù)。（ ）***答案*** X（2分）強(qiáng)化傳熱過程最有效的途徑是增大傳熱面積，提高傳熱溫度差。 （）*答案*x（2分）導(dǎo)熱系數(shù)和給熱系數(shù)都是物質(zhì)的屬性之一。 （ ）***答案*** X（2分）當(dāng)保溫材料的厚度加大時(shí)，內(nèi)外壁面的總溫度差增大，總的熱阻也增大，總推動(dòng)力與總阻力之比為定值，即導(dǎo)熱速率不變 。（ ）***答案*** X（2分）在相同條件下，采用逆流操作比采用并流操作，所需傳熱面積要小。 （）答案：V（2分）無相變的折，錯(cuò)流換熱器，其平均溫度差 At都比逆流時(shí)為小。（）*答案*V（2分）換熱器的導(dǎo)熱管，應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)值大的材料。 （ ）*答案* V（2分）計(jì)算對(duì)流傳熱速率Q=aAz\t時(shí)，若為圓管，則式中的傳熱面積應(yīng)取管內(nèi)、外表面積的平均值（ ）***答案***X（2分）在列管換熱器管間裝設(shè)了兩塊橫向折流檔板，則該換熱器變成為雙殼程的換熱器（ ）***答案***x（2分）列管換熱器采用多管程的目的是提高管內(nèi)流體的對(duì)流傳熱系數(shù) a（）***答案***V四、問答題（5分）試述對(duì)流傳熱的機(jī)理？***答案***熱流體流過管道時(shí)，在湍流主體中，流體劇烈攏動(dòng)，形成漩渦，使質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈混合而交換熱量，溫度較均勻，幾乎不存在溫度梯度；但在緊靠管壁，有一層很薄的作層流流動(dòng)的流體層（層流底層），在這層薄層內(nèi)，熱量傳遞以導(dǎo)熱方式進(jìn)行，從微觀上言，是靠分子傳遞。由于流體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，故熱阻絲要集中層流底層內(nèi)。對(duì)管內(nèi)層流流動(dòng)，熱量傳遞也是主要靠導(dǎo)熱。但由于溫度存在（軸向的，徑向的），有密度差，會(huì)引起質(zhì)點(diǎn)的對(duì)流，比較復(fù)雜。（5分） 強(qiáng)化傳熱過程應(yīng)采取哪些途徑？***答案***根據(jù)Q=KA^tm方程，指任一個(gè)K、A、At都能提高強(qiáng)化傳熱（1）增加傳熱面積，如在管內(nèi)外壁裝上翅片，采用螺旋管或粗糙管代替光滑管；（2）增大傳熱溫差可采用逆流操作，因?yàn)楫?dāng)Ti,T2,ti,t2四個(gè)溫度一定時(shí)，逆流傳熱溫差最大；（3）提高傳熱系數(shù)K由K=1/（1/a+1/什2（6/）》提高小黨降低6，都能強(qiáng)化傳熱，要提高a由單層改為多層，或在殼程中增設(shè)檔板，對(duì)于蛇管中，加入攪拌裝置或在蛇管圈中增設(shè)杯狀物（強(qiáng)化圈）在列管換熱器中可，還可采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體作載熱體。（5分）為什么工業(yè)換熱器的冷、熱流體的流向大多采用逆流操作？***答案***操作可以獲得較大的平均傳熱溫度差，從傳遞相同熱負(fù)荷言，須較小的傳熱面積，節(jié)省設(shè)備費(fèi)用。止匕外，逆流熱流體出口溫度T可接近冷流流體進(jìn)口溫度t,對(duì)相同熱負(fù)荷言，需加熱劑少；同樣，就冷流體而言，逆流體出口溫度 t可接近熱流體進(jìn)口溫度T,對(duì)相同熱負(fù)荷言，需要冷卻劑少，故對(duì)逆流就加熱劑或冷卻劑用量考慮，逆流操作費(fèi)小。（5分）什么是穩(wěn)定傳熱和不穩(wěn)定傳熱？***答案***在傳熱過程中，傳熱面上各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化，稱為穩(wěn)定傳熱。穩(wěn)定傳熱時(shí)，傳熱速率為定值。 反之，若傳熱面上各的溫度隨時(shí)間而變，則為不穩(wěn)定傳熱。不穩(wěn)定傳熱時(shí)，傳熱速率也隨時(shí)間而變。（5分）說明流體流動(dòng)類型對(duì)給熱系數(shù)的影響。***答案*** 流體為層流時(shí)，傳熱是以導(dǎo)熱方式進(jìn)行的。則此時(shí)給熱系數(shù)較小。當(dāng)為湍流時(shí)，傳熱是以對(duì)流方式進(jìn)行的，此時(shí)給熱系數(shù)增大。所以流體的傳熱，多在湍流情況下進(jìn)行。（6分）給熱系數(shù)受哪些因素影響？***答案***流動(dòng)類型：湍流時(shí)的給熱系數(shù)大。流體的物性：粘度憐密度s比熱Cp,導(dǎo)熱系數(shù)人均對(duì)給熱系數(shù)有影響。傳熱面的形狀、大小和位置：管子的排列、折流都是為了提高給熱系數(shù)。流體的對(duì)流情況，強(qiáng)制對(duì)流比自然對(duì)流的給熱系數(shù)大，流體在傳熱過程有無相變，有相變a大。分析a=0.023人/dR8P產(chǎn)0.4也可以回答上

歹I」問題。（3分）提高傳熱系數(shù)時(shí)，為什么要著重提高給熱系數(shù)小的這一側(cè)？***答案*** 當(dāng)忽略金屬壁面的導(dǎo)熱熱阻時(shí)，1/K=1/1+1/2=（a+02）/（1冰勾；若a1>>?2,則d+o2=a「.K=2即K接近a小的數(shù)值。（5分） 列管換熱器由哪幾個(gè)基本部分組成？各起什么作用？***答案***主要由殼體、管束、管板和頂蓋（又稱封頭）等基部分組成。殼體和管束作為冷熱兩流體的流動(dòng)空間，通過管壁進(jìn)行換熱。管束安裝在管板上，通過管板使管束與殼體連成一體。頂蓋（封頭）上有管程流體進(jìn)出口，且有分程、密封，封頭可拆卸，便于管子清洗等作用。（8分）簡要指出換熱器強(qiáng)化有那些途徑？***答案*** 根據(jù)傳熱方程：Q=KAAtm可知強(qiáng)化換熱器途徑有：（1）增大傳熱平均溫度差△tm,Atm的提高，應(yīng)在工藝條件允許的范圍內(nèi)，盡可能增大，所以受到一定的限制。（2）增大單位體積的傳熱面積A,增大A,往往會(huì)使投資費(fèi)用增大，設(shè)備尺寸增大，占地面積增大，所以要從換熱器結(jié)構(gòu)上改進(jìn)，使換熱器的單位體積的傳熱面積增大。（3）增大拎熱系數(shù)K,增大K值是強(qiáng)化傳熱的主要途徑。主要設(shè)法提高對(duì)流傳熱系數(shù)小的值，其措施是增大該側(cè)流體流動(dòng)的湍動(dòng)程度。根據(jù)換熱器工作的實(shí)際情況，可采取不同的措施，以提高K值。（5分）有一高溫爐，爐內(nèi)溫度高達(dá)1000c以上，爐內(nèi)有燃燒氣體和被加熱物體,試定性分析從爐內(nèi)向外界大氣傳熱的傳熱過常MKV程。常MKV***答案***爐內(nèi)以對(duì)流和輻射并聯(lián)聯(lián)合傳熱，將熱量傳給爐的內(nèi)壁面。在爐壁內(nèi)通過傳導(dǎo)傳熱，將熱量以爐的內(nèi)壁面?zhèn)鞯綘t的外壁面， 它與爐內(nèi)對(duì)流與輻射傳熱相申聯(lián)。爐外通過對(duì)流與輻射并聯(lián)聯(lián)合傳熱，將熱量從爐的外壁面?zhèn)鞯酱髿庵校c爐壁內(nèi)的傳導(dǎo)傳熱相串聯(lián)，所以該傳熱過程的特點(diǎn)是：（1）傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射三種傳熱方式同時(shí)存在； （2）并聯(lián)、串聯(lián)的聯(lián)合傳熱同時(shí)存在。五、計(jì)算題1.（12分）有一壁厚為10mm的鋼制平壁容器,內(nèi)盛80c的恒溫?zé)崴?。水?duì)內(nèi)壁面的對(duì)流傳熱系數(shù)為240W/（m2K）?，F(xiàn)在容器外表面復(fù)蓋一層導(dǎo)熱系數(shù)為0.16W/（m.K）,厚度為50mm的保溫材料。保溫層為10c的空氣所包圍，外壁對(duì)空氣的聯(lián)合傳熱系數(shù)為10W/(m2K)。試求：⑴每小時(shí)從每m2面積所損失的熱量kJ(h.m2);(2)容器內(nèi)表面的溫度T(鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m.K))***答案答案答案***(1) 冷卻水用量：W1C1(T1-T2)=W2c2(t2—11);3500X2.38X(100-60)=W2X4.174X(50—40)...W2=7982kg『hAm逆=(50—20)/1n(50/20)=32.75八由并=(60—10)/1n(60/10)=27.9Q=KAAtm Q=333200kJ/hA逆=333200X103/(2000>32.753600)=1.41m2.q=KAtm △tm=80-10=70CK=1/(1/0+1/什bi/1+b2/2)=1/(1/10+1/240+0.01/45+0.05/0.16)=2.399W/(m2K)- 2q=2.39970=167.9W/m2每小時(shí)散熱量qh=3600M68/1000=604.4kJ/(m2h).q=c(80-Tw) 80-Tw=167.9/240=0.7;.工=79.3。(10分)100c的水蒸汽在管殼式換熱器的管外冷凝，冷凝潛熱為2258.4kJ/kg,總傳熱系數(shù)2039W/(m2.K),傳熱面積為12.75m2,15c的冷去水以2.25105kg/h的流量在管內(nèi)流過，設(shè)總傳熱溫差可以用算術(shù)平均值計(jì)算，求水蒸汽冷凝量kg/h?***答案***Q=GcCpc(t2-t1)=KAAtm,△tm=[(100-15)+(100-t2)]/2=(185-t2)/2Q=2.25X05X4.18103X(12-15)/3600=20391275^85七)/2t2=23.1C； Q=2039X12.75(185-23)/2=2105kwD=2105x3600/2258.4-3355kg/h(15分)在內(nèi)管為小180x10mm套管換熱器中，將流量為3500kg/h的某液態(tài)燒從100c冷去至ij60C,其平土§比熱為2.38kJ/(kg.K),環(huán)隙走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分別為40c和50C，平均比熱為 4.174kJ/(kg.K),基于傳熱外面積的總傳熱系數(shù)K=2000W/(m2K),且保持不變.設(shè)熱損失可以忽略。試求：(1)冷卻水用量；(2)計(jì)算兩流體為逆流和并流情況下的平均溫差及管長。Ttdl=1.41 3.140.1821.41.?l=2.5lm3 2A并=333200X10/(2000>27.93600)l=1.66m3.140.1821.66.?l=2.93m(15分)在管長為1m的冷卻器中，用水冷卻油。已知兩流體作并流流動(dòng)，油由420K冷卻到370K,冷卻水由285K力口熱至I310K。欲用加長冷卻管子的辦法，使油出口溫度降至350K。若在兩種情況下油、水的流量，物性常數(shù)，進(jìn)口溫度均不變，冷卻器除管長外,其他尺寸也均不變。試求管長。***答案答案答案***(1)冷卻水用量Q=2000X.02(150-80)=W2X4.17(65-15) =14.3105kJ/hW2=14.3￥05/(4.17X(65—15))=685kg/hW1cp1(420-370)=W2cp2(310-285)W1CP1(420—350)=W2cp2(t2—285)兩式相比得 t2=320KAm1=((420-285)-(370-310))/ln(420-285)/(370-310)=75/0.81=92.5KAm2=((420-285)-(350-320))/ln(420-285)/(350-320)=105/1.5=69.8KQ1=W1cp1(420-370)=Ko：tdlAm1Q2=W1cp1(420-350)=Ko'7dl'At'油、水的流量，物性常數(shù)及管徑均不變，故Ko=Ko'兩式相比得(420-370)/(420-350)=(l/l')X(Am1/Am2)l'=70/5092.5/69.81^1.855m(16分)流量為2000kg/h的某氣體在列管式換熱器的管程通過，溫度由150c降至80C；殼程冷卻用軟水，進(jìn)口溫度為15C,出口溫度為65C,與氣體作逆流流動(dòng)。兩者均處于湍流。已知?dú)怏w側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于冷卻水側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)。試求：(1)冷卻水用量；(2)如進(jìn)口水溫上升為20C,仍用原設(shè)備要達(dá)到相同的氣體冷卻程度，此時(shí)出口水溫將為多少度？冷卻水用量為多少？管壁熱阻、污垢熱阻和熱