化工原理复习题及习题答案

化工原理（上）复习题及答案一、填空题1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流体）6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小）7.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差与（指示液密度、液面高度）有关。8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。9.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则扬程（不变）。10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αiαo,则要提高总传热系数，关键是（增大αo）。11.现场真空表的读数为8×104Pa，该处绝对压力为（2×104Pa）（当时当地大气压为1×105Pa）。12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。（大于、小于、等于）13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s，则该流体的流量为（10.60）m3/h，管壁处的流速为（0）m/s。14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍，则细管内水的流速是粗管内的（4）倍。15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的增加而（增大）。18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃，则并流时的Δtm=（43.5）℃。19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。（A腐蚀性介质）流体应走管内。20.在管壳式换热器中，用100℃的饱和水蒸气加热空气，空气的进出口温度分别为20℃和50℃。则管壁温度约等于（100℃），总传热系数K接近于（空气）的对流传热系数。二、计算题在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152和24.7kPa，轴功率为2.45kW，转速为2900r/min。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下的泵的性能。解：分别以真空表和压强表所在截面为1-1和2-2截面，在两截面间列柏努利方程有：8.91000247001520004.012gppzH（真空度）（表压）=18.4m2450418360026891000g./.NQH53.2%三、计算题有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120℃降至80℃，其对流传热系数α1＝50w/(m2·k)。壳程的冷却水从15℃升至90℃，其对流传热系数α2＝2000w/（m2·k），管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求：（1）水和空气的出口温度2't和2'T，忽略流体物性参数随温度的变化；（2）传热速率'Q比原来增加了多少？解：①水量增加前T1=120℃，T2=80℃，t1=15℃，t2=90℃，α1=50W/（m2·K），α2=2000W/（m2·K），K)W/(m8.48200015011111221KC3.45158090120ln)1580()90120(ln)()(12211221tTtTtTtTTmmpccphhTKAttcqTTcqQ)()(1221Acqcqpccphh3.458.487540（a）水量增加后28.022')KW/(m3.4920002150112111'28.028.01K15''120ln)15'()'120(''ln)'()'('222212211221TtTttTtTtTtTTmmpccphhTAKttcqTTcqQ'')'(2)'(122115''120ln15''1203.49)15'(2)'120(222222TtTtAtcqTcqpccphh（b）)15'(275'1204022tT或)'120(807515'22Tt（c）15''120ln)15'('1203.493.458.48'1204022222TttTT（d）式（c）代入式（d），得0558.015''120ln22Tt057.115''120ln22Tt（e）由式（c）与（e）得t'2=61.9℃T'2=69.9℃②25.1801209.69120''2121TTTTQQ即传热速率增加了25%。