流体力学与传热模拟试题全套-new

1流体力学与传热模拟试题（一）一、选择题1离心泵的调节阀开大时，A吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小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数值A与光滑管一样B只取决于ReC取决于相对粗糙度D与粗3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汽化现象B汽蚀现象C气缚现象D气浮现象二填空题1在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比。2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与Re的关系为。3离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生现象4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。5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为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。三计算题1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？2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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，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg，压力表读数为2.452×105Pa，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？HH1H223）一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为6m，直径为φ25×2mm。冷却水在管内流过，并从17ºC被加热到37ºC。流量为1.25kg/s，温度为72ºC的烃饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体，烃蒸汽的冷凝潜热为315KJ/Kg。已测得：蒸汽冷凝传热系数α0=800w/（m2·ºC），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·ºC）。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）。流体力学与传热模拟试题（二）一、填空题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。A2B4C8D163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B汽化现象C气浮现象D汽蚀现象4傅立叶定律是_____的基本定律。A对流传热B热传导C总传热D冷凝5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__________。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2倍D增大至原来的1.5倍6一定流量的液体在一Φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000W/m2•℃；3如流量与物性都不变，改用一Φ19×2mm的直管，则其α将变为______。A1259B1496C1585D1678三、计算题1在一单程列管式换热器中，欲用水将15000kg/h的煤油从140℃冷却到40℃，水的进、出口温度分别为30℃和40℃，两流体逆流流动。煤油的平均比热容为2.3kJ/(kg•℃)，水的平均比热容为4.187kJ/(kg•℃)。若换热器的总传热系数为300W/(m2•℃)，试求：（1）冷却水的流量；（2）换热器的对数平均温度差Δtm；（3）换热器的传热面积S。2用离心泵把20℃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Φ76mm×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按21,2uhf与22,10uhf计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa（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。3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，水的密度为1000Kg/m3，泵的效率为0.85，输水量为15m3/h。求：（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。H=20mH1=2m4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值。间壁换热器管壁温度tW接近于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，热阻主要集中在滞流层内（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，即在壳体上加补偿圈、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b1b2b3，导热系数123，在稳定传热过程中，各层的热阻R1R2R3，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)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=-dsnt。(9)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）(10)导热系数的单位为W/（m·℃），对流传热系数的单位为W/（m2·℃），总传热系数的单位为W/（m2·℃）。二、选择1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＿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20℃升至80℃，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。A1.149B1.74C2D不定3一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数i=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一19×2mm的直管，则其将变为D。A1259B1496C1585D16784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在蒸气一5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℃，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该＿B＿。A减小B增大C不变三、计算1一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m，直径为25×2mm。水以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0=800W/(m2·℃)，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·℃)]解：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S1；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：kwrWQhh39431525.1又)(12ttCWQpcc，CkgkJCpc/18.4，则skgttCQWpcc/713.4)1737(18.4394)(12单管内水的流量为：skgudWc/2423.010007.0021.0785.04221每程所需管子数为：5.192423.0713.411ccWWn取每程管子数为20，则每程所能提供的传热外表面积为：21171.4320025.0lnmdSo(2)换热管的总根数；由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。mootSKQ由题给数据，CmWKoooo2/2.476)80014.07.080014.08001(1)14.07.014.01(1Ctttttm25.4437721772ln)3772()1772(ln21216则任务所需的传热外表面积为：27.1825.444762.0394mtKQSmoolnoodS换热管总根数为：4.793025.07.18ldSnoo取80n(2)换热器的管程数。由题意管程数为：41nnNt2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