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1、化工原理课程综合复习资料一、单选题1.柏努利方程式中的O项表示单位质量流体所具有的动能。A.gzB,u22C.P/PD.We答案：B2.柏努利方程式中的P/P项表示单位质量流体所具有的()。A.位能B,动能C.静压能D.有效功答案：C3.流体在直管中流动，当ReW()时，流体的流动类型属于层流。A.1000B.2000C.3000D.4(XX)答案:B4.流体在直管中流动，当ReN()时，流体的流动类型属于湍流。A.1000B.2000C.3000D.4(XX)答案:D5如图所示一物包一物，表面1的面积为0.01,表面2的面积为O.O35m2,则角系数22=A.0.256B.0.397C.0.
2、714D.O.665答案：C6.如图开口容器中上层为油，下层为水，容器右侧有一根玻璃管与容器下部相通，图中B-B处于同一水平面，则二者之间压强大小的关系为（A.PbPbB.Pb液体气体B.金属液体一般固体气体C.金属气体液体一般固体D.金属液体气体一般固体答案：A11有一套管换热器，环隙中有119.6。C的蒸气冷凝，管内的空气从20C被加热到50C,管壁温度应接近()=A.20B.50CC.77,3eCD.119.6C答案:D12.两灰体间进行辐射换热，两者间的温度差为100C。若招两灰体的温度各升高I(MrC,则此时的辐射传热量与原来的传热量相比，将()。A，增大B.减小C.不变D不一定答案
3、：A13.判断下面的说法哪一种是错误的？A.在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大B.在同一温度下，物体吸收率与黑度在数值上相等，因此a与的物理意义相同C.黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强D.黑度反映了实际物体接近黑体的程度答案：B14.当换热器中冷、热流体的进出口温度一定时，判断下面的说法哪一个是错误的？A.逆流时，Atm一定大于并流、错流或折流时的AtmB.采用逆流操作时可能会节约热流体（或冷流体）的用量C.采用逆流操作可能会减少所需的传热面积D.温度差校正系数“t的大小反映了流体流向接近逆流的程度答案：A15.某设备内的真空度为0.3kgcr2,当地大气压为745mmHg,则设
4、备内的绝对压强为（）kPa。A.235.4B.128.7C.71.9D.68.9答案：B16.有一连续操作的转筒真空过滤机，其生产能力以Q（n滤液h）表示，每转一周所得滤液量以V（m3）表示，若过滤介质阻力可忽略，则当转筒转速提高时（）。A.V增加，Q下降B.V增加，Q增加CV下降，Q下降D.V下降，Q增加答案：D17.欲用降尘室净化温度为20C、流量为2500/h的常压空气，空气中所含灰尘的密度为1800kgm要求净化后的空气不含有直径大于10m的尘粒，若降尘室的底面宽2m,长5m,则该降尘室内需要设O块隔板。A.9BJ5C.20答案：D18.粒径分别为16m和8m的两种颗粒在同一旋风分离器
5、中沉降，沉降在滞流区，则两种颗粒的离心沉降速度之比为O=A.2B.4C.D.0.5答案:B19.板框恒压过滤，己知过滤终了时过滤速率为0.04ns,洗涤液的粘度与滤液相同，在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，则洗涤速率为。A.0.08B.0.02C.0.01D.0.04答案：C20.恒压过滤悬浮液，操作压差46kPa下测得过滤常数K为410-5m2s,当压差为100kPa时，过滤常数K为()m2s。(滤饼不可压缩)A.O.81O-5B.1.810-5C.8.710-5D.2.1L0-5答案：C21.某燃烧炉平壁，内壁为导热系数63W(mK),厚105mm厚的耐火砖，外层为导热系数0.93W(mK)
6、,厚215mm的普通有专导热系数，内、外壁温度分别为760C和155。则每平方米炉壁的热损失为OkWm2oA.2.35B.2598C.2.598D.235O答案：C22.某工厂用一l70x5mm的无缝钢管输送水蒸气。为了减少热损失，在管外包两层绝热材料,第一层为厚30mm的矿渣棉，其导热系数为0.065W(mK)；第二层为厚30mm的石棉灰,其导热系数为021W/(mK)。钢管与矿渣棉交界温度为300C,矿渣棉与石棉灰交界温度为89.8。管道长50m。求该管道的散热量OkW。A.7.6B.76C.41.9D.14.19答案：D23.己知某液体的密度为995kgn,比热为4.l74kJ(kgK)
7、,导热系数为0.618W(mK),粘度为0.801mPas,其Pr(普朗特)准数为多少()。A54B.8.9C.7.8D.0.76答案：A24.某一列管式换热器由300根直径为25mm,管长为6米的换热管组成，其换热面积为()rn2,A.L41.3B.0.471C.0.856D.0.147答案：A25.某换热器用冷却介质冷凝有机物蒸汽，蒸汽温度为120C,冷凝为同温度下的液体，冷却介质进出口温度分别为50C和Io(TC,则换热器的平均温差为OC。A.50B.45C.40D.30答案:C26.用光学仪器测得太阳光谱辐射能力最大时的波长为入=0.5m,则由此推断太阳表面的温度近似为()K。A.57
8、(X)B.5800C.5900D.6(XX)答案：B27.如图所示，为一个带溢流的高位槽供水管路，管内径相同。假定系统为稳定流动，现将阀门由全开变为半开，则压力表读数PAO,PB()A.增大，增大B.减小，减小C.减小，增大D.增大，减小答案：D28.两个无限接近的平行大表面1,2,己知表面1的温度为227C,黑度为0.6,表面2的温度为127C,黑度为0.4,则表面1的有效辐射热为()Wm2oA.2103.3B.2503.3C.3503.3D.3103.3答案：D29.两块无限接近平行放置的平板，温度分别保持TI=800K和T2=300K,板的黑度为0.8,板间距离远小于板的宽度和高度，板1
9、和板2之间的辐射换热量约为OWm2oAJ9430B,4253C.15177答案：C30.如图所示流体从大管流向小管，以下表述正确的是（）。A.动能上升，静压能下降，位能不变B.动能下降，静压能上升，位能不变C.动能上升，静压能上升，位能不变D.动能不变，解压能不变，位能不变答案：A31.单位体积流体所具有的O称为流体的密度。A.质量B.粘度C.位能D,动能答案：A32.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（）A.真空度B.表压强C.相对压强D.附加压强答案:B33.单位时间内流体在流动方向上所流过的距离称为O=A.流速B.流线C.流量D.流函数答案:A34.流体在管内
10、作O流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。A.层流B.湍流C.过渡流D.漩涡流答案：A35.流体在圆管内做完全湍流流动时，平均速度约是最大速度的O=A.0.5B.0.25C.0.82D.2答案：C36.离心泵装置中吸入管路的O的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出。A.调节阀B.底阀C.出口阀D.截止阀答案:B37.离心泵最常用的调节方法是O9.81+ 0 + 7-645(m)离心泵的有效功率:293Ne=QHQg=石言X28.4X960X9.81XlOT=2.18(JtW)并联管路后，由于泵的扬程降低5%、敞口储槽A和容器D的端点条件不变，则总管路的摩擦阻力损失降低5%。由于并联管路与原管
11、路规格相同，则总管路中流体的流速等于并联管路中流体的流速2倍，u=2u也一=以l鼻号喂MQ-OgEJ，代入已知数据有:0.95 X 7.645( m)0.018Xit)4上+0018xx30.07229.810.0722x9.81解得总管路流速：u=2.757msV=-J2M=-X0.0722X2.757X360O=40.4/五)2.有一单管程、单壳程列管换热器，管程由442根25x2.5mm的钢管组成。冷却水在管内流动，流量为250m3/h,入口温度为20。将壳程为96。C某油蒸气冷凝，要求油蒸气的冷凝量为22.7kgs,油蒸气的的冷凝潜热为330kJkg,冷凝传热系数为lxlW(r2K)。
12、试求：计算冷却水的出口温度为多少?水的对流传热系数Cti为多少W/(m2K)?完成换热任务所需的换热器面积为多少a?换热器的管长度为多少m?注：计算中不计热损失，管壁及污垢热阻可忽略；在定性温度下水的物性参数为：Cp=4.174kJ/(kgK),=0.6224W/(mK),p=994kgm3,=0,752cP答案：忽略热损失时，有以下热量衡算方程式：=m1=2tp2(热负荷为:=ml=22.7330=7491(W)250x9943600= 46( C)x4.174 = -d1n 4250/-00_ = 0 5,/ S-0.022 4424Re = =0.02x0.59940.752 105=1
13、.322 104Cl, 4174x0.752 X Wj Pr =0.62245.04a = 0.023-Re0 8 Prh4 = 0.023 (1.322 d0.02 IO4) X 5.O4o , = 2708(W 尸 KT)以外表面为基准的总传热系数;由=(T-止(JtJ 26Q= KoAvMm= Afi = L =67.7442x0.025加竺5()= 62,1(C)74911.781x62.1= 67.7(m2)1*95Q)3.如图所示输水系统，用泵将水池中的水输送到敞口高位水槽，己知水的密度为1000kgm3,管道直径均为p45x2.5mm,泵的进、出口管路上分别安装有真空表及压力表。
14、真空表安装位置距贮水池的水面高为4.8m,压力表安装位置距贮水池的水面高度为5m。当输入量为4m3h时，进水管道的全部阻力损失为10Jkg,出水管道的全部阻力损失为40Jkg,压力表的读数为2.5kgfCm2。泵的效率为70%。（忽略真空表到泵入口、泵出口到压力表的阻力损失）。试求：泵扬程H,m；两液面高度差h,m；泵所需的轴功率N,kWo答案：在0-2间列柏努力方程:4+Po=O,P2=2.5kgfcm2=2.452105Pawo=*4V 4x4/3600 = 一丁 =网r 乃 X 0.04 .0.8842/$%口丝=也=ISm乙/ggggZo=O,Z2=5,代入上式，计算得：H=31.06
15、m在0-3间列柏努力方程：Z0+-+-+Wf=Z3+Pg2g房2g.其中：P=P3=O,0=3=，Z3Z=h,=L=k+k=I=5.098，gg9.81h=31.06-5.098=25.96m4Ne=HQPg=3L06X10009.813国)0=338.55W=O.34KW4.有一单壳程、双管程列管换热器。壳程为120C饱和水蒸汽冷凝，常压空气以12ms的流速在管程内流过。列管为0382.5mm钢管，总管数为200根。己知空气进口温度为26C,要求被加热到86C。己知蒸汽侧传热膜系数为10*W/(m2.K),壁阻及垢阻可忽略不计，可视为控制性热阻问题，控制性热阻在空气侧。忽略热损失。试求：换热
16、器的热负荷Q，kW；管内对流传热系数i,W/(m2.K):换热器管长为多少米？已知定性温度下空气的物性参数分别为：cp=l.5kJ(kgK),=2.861102W(mK).p=.076kg/m$,zL9K5xlO5Pas答案：(1)换热器的热负荷G2=Vp=0.785J12py=0.785X0.033X12X1.076X2=1.1(MkgsQ=GZCPZ匕TI)=1.l()4l.005X(86-26)=66.57kW管内对流传热系数iRe=吆=0933x12x1,6=2.不x10而(湍流)1.985X105ft1,oo5xioi,985l- =00.02861/.i =0.023-Re01t
17、Pr04 = 0.023(2.15104)0.69704 = 50.46W(m2 K) J0.033(3)换热器管长. aa a- , /. KiXai= 5().46W(m2 K)A _ Q 66.57Q11 - 50.46x5922.36m2_22.36n - 3.14x0.033x200=1.079 m5.有一套管换热器，内管为054x2nwn,外管为0116x4的钢管。现用120C的饱和水蒸气加热苯，使苯由50加热至80C,苯在内管中以4000依/人的流量流动，在5080C范围内,苯的物性为G =1.86(AgK), p = 880依/3 = 3.9K)Tps , /1 = 0.145
18、W/(gK),钢的导热系数为45W(mK), 120C时水蒸气冷凝潜热r = 2205AJ/依，蒸汽侧对流传热系数 a汽=10“W/(,2K),壁两侧垢层热阻及换热器损失均可忽略，加热蒸汽冷凝液在饱和温度 下排出。试求所需套管的有效长度，m。答案：套管的有效长度：v2p4000/36000.785J； -8800.7850.052=0.643/ / SY =弋产=36湍流1.86 X10； X 3.9 XIOT0.145= 5.0-0.023 sP04 0.0230.1450.05(7.254X 104)08(5.0)4 =982wn2 则以内管外表面计的传热系数;11M410.0025454
19、匕,dm,d,IO445x52982x50=）t1=8O3wn2CAr% TlnT）80-501 120-50In120-8053.6 p2(t1-ti)kl7vdilt()1.861080-50)=803万0.054/53.63600/=8.49m6.用泵将20C的水从敞口贮槽送至表压为L5xl05pa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。输送管路尺寸为村08mmx4mm的无缝钢管，吸入管长度为20m,排出管长度为Ioom(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
20、可取为0,02.试求：(1)阀门3/4开度时管路的流量(nh);(2)压力表读数(Pa)；(3)泵的压头(m)；(4)若泵的轴功率为IOkW,求泵的效率。答案：(1)阀门3/4开度时管路的流量(rh)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O-(T截面为基准水平面，有:嗜哈中XK其中：-14C 20H120.02 X - X !-0.1 29.81= 0.204：,zo=O,uo=O.Po=O（表压），z=3m,pi=42700Pa（表压）代入上式，得：u=2.3ms,（2=-u=-0l2336OO=65m3h44(2)压力表读数(Pa)在压力表所在截面2-2与容器液面3-3间
21、列柏努利方程。仍以(Mr截面为基准水平面，有:3.5 + + -2g IOOOg16+0 +L5xl(f10 xg+ 0.020.12&281解得：,2=3.23x105Pa俵压)泵的压头(m)在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得H=(z,-zl)+ p-p +H爆= 0.5 +3.23 X IO +0.427 X 1()51000 9.81+ 0=37.8，(4)泵的有效功率Ne=pgQHe=100Ox9.8Ix且-X37.8=6.695X103W=6.695kW03600=NeIN=6.695/IO=66.95%7.内管尺寸为2525mm的套管换热器作为精恒塔顶全凝器，冷却水走管程
22、，塔顶蒸汽走壳程。已知塔顶蒸汽流量为500kgh,汽化潜热为270kJkg,饱和温度为80；冷却水入口温度为15C,出口温度为45C,忽略管壁及污垢热阻。此时蒸汽侧的对流传热系数=104W(m2K),水侧的对流传热系数=4428.4W(m2K);水的比热O=4.174kJ(kgK),忽略热损失。试求：换热器的热负荷Q,kW；冷凝水的用量W2,kg/h；换热过程的对数平均温差Atm,C；换热过程的总传热系数K。，W(m2K);(以内管的外表面积为基准)若达到要求，换热器长度不短于几米？答案:换热器的热负荷：Q=W=5OO27O=1.35lO5kJh=37.5kW冷却水用量:QCF2 不2 -t)
23、1.35 XIO54.174x(45-15)= 1078.1kgh传热过程的对数平均温差：Atnlt I t -1喂)其中：tl=-t,=80-15=65；t2=T-t2=80-45=35所以：%=” ,65-35= 48.46Ch(-) 35总传热系数Ko：-L = LKO Qjdj10.025H=o 4428.40.02+ 工= 3.823x10Tm2KWIO4KO =2615.97W(m2 K)换热器长度L：A)=Q _37.5 XlO3Ko-Mm - 2615.97x48.46=0.295&2=血,L , LAnd 0.29580.025 =3.766 in8.一套管换热器(管长为1.
24、75m,内管采用25x2.5mm、外管采用603.5mm的钢管)，用饱和水蒸汽来加热空气。空气走内管，管间为蒸汽冷凝，蒸汽侧对流传热系数为10lW/(m2K)。己知空气的进出口温度分别为20C和80C,流量为18kgh。忽略间壁两侧污垢热阻及管壁热阻，忽略热损失。试求：换热器的热负荷Q,kW；空气侧对流给热系数a,W(m2-K);以内管外表面积为基准的总传热系数K“，W(m2K):试求传热的平均温差4“C。己知:空气的物性可以视为常数，取值如下：密度1.128kgm3;比热1.005kJ(kg.K);导热系数0.0276W/(mK)；粘度l9.6106Pas答案：4 叫 _ 4 18/3600
25、O血:-1.128x7x0.022Q=W夕22-G=X1.005X(80-20)=0.3015%W14.1lmsRe=T=I,湍流= 0.714 (0.7,160)dcp1.005X10319.6XlOb1.*rJ冗0.0276J%=。a,=0.023/?8C04=0.02306X(1.624IO4)80.71404=M.SW/(m2K)I 1=1-d%&1=2564.8x20=,= 5.SW(m2 K)Q=k.a,m,=M,Q=Q%儿一%血/301.551.81 X -X 0.025 X 1.75= 42.34t?9.换热器由若干根长为3m,直径为252.5mm的钢管组成。要求将流率为1.25kgs的苯从350K冷却到300K,290K的水在管程与壳程的苯呈逆流流动。已知水侧和苯侧的对流传热膜系数分别为0.85和1.70kW/(m2K),污垢热阻可忽略。若维持水出口温度不超过320K,并取苯的比热为1.9kJ(kg.K)密度为880kgm3,水的比热为4.174kJ(kg.K),管壁导热系数45W(mK)。忽略热损失。试求：外表面积的总传热系数K，kW(m2K);水的用量，kg/s；换热器管束所需的管子根数。答案：对数平均直径：4，-4=0025-002=o0225m%ln2%2K63600=22.9n522.91.2x2=9%
