化工原理试卷库1

强化传热的途径有______________________、___________________、___________________。（3分）增加传热系数；增加传热面积；增加温差对流传热的总热阻由热阻较一侧的对流传热所控制，总传热系数K总是接近与对流传热系数α较一侧流体的α值，欲提高K值，关键在于提高α较一侧的α值。（填大或小）（3分）大；小；小工业上的过滤操作分为过滤和过滤两大类。饼层；深床9、静止流体中颗粒的重力沉降分为______个阶段.起初为_______________阶段,而后为___________阶段,终端速度____________。（4分）两；加速；匀速；ut10、蒸汽冷凝方式主要分为________________冷凝与______________冷凝.工业上冷凝器的设计以________冷凝计算。（3分）滴状；膜状；滴状11、叶滤机采用_____________洗涤法，洗涤速率_____________过滤终了时的过滤速率，而板框压滤机采用______________洗涤法，洗涤速率为过滤终了时滤液流率的_______________。（4分）置换；等于；横穿；1/43、在3×105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤试验，测得过滤常数为K=5×10-5m2/s，qe=0.01m3/m2，又测得滤饼体积与滤液体积之比v=0.08。现拟用有38个筐的BMY50/810-25型板框压滤机处理此浆料过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求：（1）过滤至筐内全部充满滤渣所需的时间；（5分）（2）过滤完毕以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（5分）（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m3滤饼计）。（6分）解：ΔP=3*105PaK=5*10-5m2/sqe=0.01m3/m2υ=0.08(1)框的体积=38*0.81*0.81*0.025=0.6233m3滤框充满时滤液的体积：V=0.6233*12.5=7.79125m3v2+2VVe=KA2θ7.791252+2*7.79125*0.01*49.8636=5*10-5*49.86362θθ=550.8s(2)(dV/dθ)w=KA2/8(V+Ve)=5*10-5*49.86362/8(7.79125+0.01*49.8636)=1.875*10-3m3/sθw=Vw/(dV/dθ)w=415.6s(3)θ=θF+θw+θd=550.8+415.6+15*60=1866.4sθ=3600V饼/T=0.6233/(1866.4/3600)=1.202m3滤饼/h4、欲在直立式单程列管换热器的壳方将流量为0.35kg/s、温度为80℃的苯蒸气冷凝并冷却至30℃。苯的冷凝潜热为394kJ/kg，液苯的比热容为1.8kJ/(kg·℃)。换热器由38根直径为Φ25×2.5mm、长度为2m的无缝钢管组成。钢的导热系数为45W/(m˙℃)。苯蒸气在管外冷凝传热系数为αo1=1.4KW/(m2˙℃),液苯在管外传热系数为αo2=1.2KW/(m2˙℃).冷却水在管内与苯呈逆流流动，其比热容为4.18kJ/（kg·℃），其在管内的传热系数为αi=1.717KW/(m2˙℃),温度由20℃上升至30℃,试计算：（1）冷却水的流量；（2）该换热器能否满足要求。计算时忽略污垢热阻和热损失。（16分）wh=0.35kg/sT1=80℃T2=30℃r=394kJ/kgCph=1.8kJ/(kg·℃)d0=25mmdi=20mmS’=πd0l=0.157m2S=0.157*38=5.97m2λ=45W/(m˙℃)αo1=1.4KW/(m2˙℃)αo2=1.2KW/(m2˙℃).Wc=?Cpc=4.18kJ/（kg·℃）αi=1.717KW/(m2˙℃)t1=20℃t2=30℃(1)Q=whr+whCph(T1-T2)=wccpc(t1-t2)0.31(394+1.8*50)=Wc*4.18*(30-20)wc=4.05Kg/s(2)换热器要求的热负荷Q=169.4KJ1/αo=/1αo1+1/αo2=1/1.4+1/1.2αo=0.646Kw/m2.℃1/K=1/αo+b/λd0/dm+d0/(diαi)K=427.6W/(m2˙℃)实际达到的热负荷Q=KSΔtm=427.6*0.157*38*30=76.5KJS’=169.4*103/427.6*30=13.2m2因此换热器不能满足要求。5过滤的主要方式为___________、___________，工业生产中应用较多的是___________。（3分）饼层过滤；深床过滤；饼层过滤6重力沉降中，K=为层流区上限，K=为牛顿区下限。（2分）2.62；69.17流动的流体通过温度与其不同的固体壁面时的传热过程称为，其中在靠近壁面的层流底层的传热方式为，在湍流主体中的传热方式为。（3分）对流传热；传导；热对流；8为对某管道保温，现需将二种导热系数分别为λ1和λ2的材料包于管外，已知λ1λ2,δ1=δ2,则应将导热系数较的材料包于内层，更有利于保温。（2分）小旋风分离器一般用来分离___________________物系；旋液分离器一般用来分离___________________物系。（4分）固-气；液-固11黑体的________________为1，镜体的_______________为1，透热体的________________为1，灰体的吸收率A随辐射线__________________而变。（4分）吸收率；反射率；透射率；波长12称为颗粒的比表面积，球形颗粒的比表面积为：。（3分）单位体积颗粒的表面面积；6/d4、在φ57×3mm的蒸汽管(管材的λ1＝45W/(m.K))外壁包了一层25mm厚，导热系数λ2＝0.2W/(m.K)的石棉层。蒸汽管的内壁温度为175℃，石棉层外表面温度为50℃，试求每米蒸汽管单位时间所损失的热量。现欲在石棉层外再加一层导热系数为0.07W/(m.K)的氧化镁保温材料，使热损失为原来的一半，设总温度差保持不变，试问此保温材料应多厚？（16分）解：r1=2505mmr2=28.5mmr3=53.5mm(1)Q=(t1-t3)/｛(1/2πLλ1*lnr2/r1)+1/2πLλ2lnr3/r2｝L=1m所以Q=(175-50)/｛1/2π*45ln28.5/25.5+1/2π*0.2ln53.5/28.5｝=249J/m(2)设氧化镁保温材料厚χmm249/2=125/｛1/2π*45ln28.5/25.5+1/2π*0.2ln53.5/28.5+1/2π*0.07ln(53.5+χ)/53.5｝χ=13.1mm2、燃烧炉墙壁由两种材料构成，已知t1=1000℃,t3=100℃,b1=2b2，导热系数λ1=0.5λ2；则t2=()℃(a)360(b)280t1t2t3(c)200(d)380λ1λ2b1b2b有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最底应采用的流程为_______。(a)气体走管外，气体并联逆流操作；(b)气体走管内，气体并联逆流操作；(c)气体走管内，气体串联逆流操作；(d)气体走管外，气体串联逆流操作。c空气以u=20m/s的速度在圆形直管内作强制湍流，测得对流传热系数ai=100w/m2.k，当其它条件不变，而将速度变为u=40m/s，则ai变为()w/m2.k(a)100(b)174(c)200(d)141b在换热器进、出口温度一定的情况下，冷、热流体的流动方式中，平均温度差最大的是（）。（a）逆流；（b）并流；（c）错流；（d）折流。a8、蒸汽加热空气的实验中，紫铜管内空气的对流传热系数为50w/m2.k，套管环隙蒸汽的对流传热系数为10000w/m2.k，忽略污垢热阻及管壁热阻，紫铜管规格为φ25×2.5mm，则基于紫铜管外侧的总传热系数为w/m2.k39用套管换热器将90℃的热油冷至60℃，热油流率为8000kg/h，冷却水进口温度为25℃，水的流率为10000kg/h，总传热系数K0=200w/m2.℃，内管尺寸为Ф180×10mm，忽略热损失，Cp水=4.18kJ/kg.℃；Cp油=3kJ/kg.℃,计算：(1)水的出口温度（2）逆流平均温差（3）套管长度。（15分）(1)t2Q=ms1cp1(t1-t2)=8000/3600×3×(90-60)=200kwms2cp2(t2-t1)=Qt2=Q/ms2cp2+t1=200/(4.18×10000/3600)+25=42℃（5分）(2)△tm△tm=(48-35)/ln(48/35)=41℃（4分）(3)LQ=KoSo△tmSo=200×103/(200×41)=21m2So=лdoLL=21/(3.14×0.18)=42m（6分）3、保温良好的逆流列管换热器中，热空气在ф25×2.5mm的内管流动，温度由150℃降至70℃，管内空气对流传热系数为50W/m2.℃，冷水在壳程湍流，水温由30℃升至60℃，管外水对流传热系数为2000W/m2.℃，水的流量为2000kg/h,忽略管壁及污垢热阻，比热数据为：Cp空气=1.01KJ/kg·K，Cp水=4.18KJ/kg·K求：（1）空气流量（2）传热平均温度差∆（3）若管长为6m，管数n为多少？（16分）(1)Q==WcCpc(t2-t1)=WhCph(T1-T2)=2000×4.18×30/3600=69.7kw,Wh=3600×69.7/[1.01×(150-70)]=2757kg/h（5分）（2）△t1=150-60=90，△t2=70-30=40△tm=（△t1-△t2）/ln(△t1/△t2)=（90-40）/ln(90/40)=61.7℃(4分)（3）1/K=1/αo+do/(αidi)=25/(50×20)+1/2000,K=39w/m2·kQ=koSo△tm,So=69.7×103/(61.7×39)=29m2nπdoL=So,n=29/(3.14×0.025×6)=62根（7分）4、传热的基本方式有、、；导热、热对流、热辐射2、在套管换热器实验中，管内为蒸汽冷凝，管外走冷水。管外冷水升温所需热量为Qo；管内蒸汽冷凝放出热量为Qr，管内、外侧传热面积分别为Si与So；管内、外对流传热的推动力分别为△ti与△to，则计算对流传热系数αi与α0时应分别用公式αi=_______和α0=_____________。αi=Qr/(Si*△ti)、αo=Qo/(So*△to)下列数的大小与单位制选择有关的是（）（a）Re(b)Pr(c)Nu(d)传热系数Kd7、导热系数为λA=0.4W/m·K与λB=0.2W/m·K的保温材料A,B在一根钢管上包上相同的厚度，为减少热损失，应放于内层的是（）(a)A材料(b)B材料(c)都一样b5、在下列流体中，应走列管换热器壳程的是（）；（a）水蒸汽冷凝；（b）HCl溶液被加热；（c）高压空气升温；（d）硫酸被加热a画出间壁式传热过程模型，并说明模型要点(10)1、①、⑤为热对流；热流主体热膜壁冷膜冷流主体②、④热膜和冷膜、导热传热TTwtw2、①、⑤内无传热阻力阻力集中于②、③、④内。t①②③④⑤3.理论上降尘室的生产能力VS与有关，而与无关，故降尘室可设计成扁平形或设置多层隔板。3.理论上降尘室的生产能力VS与降尘室底面积有关，而与降尘室高度H无关，故降尘室可设计成扁平形或设置多层隔板。4.流动的流体通过温度与其不同的固体壁面时的传热过程称为，其中在靠近壁面的层流底层的传热方式为，在湍流主体中的传热方式为。4.流动的流体通过温度与其不同的固体壁面时的传热过程称为对流传热，其中在靠近壁面的层流底层的传热方式为热传导，在湍流主体中的传热方式为热对流占主导，也存在热传导。3.以小型板框压滤机对某悬浮液进行恒压过滤试验，过滤压强差分别为Δp1和Δp2，且Δp1=2Δp2，滤饼不可压