总复习-习题 (2)化工原理

幻灯片1 流体流动 1、实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是:粘性。 2、流体在圆形直管中作层流流动，如果流速减小到原来的1/2，则阻力损失为原来的:1/2.。 幻灯片2 3、在阻力平方区，在相对粗糙度一定的情况下，随着雷诺数的增大，管路的摩擦系数将_不变 4、圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈（                抛物线                ）形状。其平均速度是中心最大速度的（        1/2          ）。摩擦阻力系数与雷诺数的关系是（            RE/64              ）。 5、某水平均匀圆形直管，输送水时的体积流量为qv，今改为输送2qv的有机物，且 =2 水， =0.5 水。设两种输液下，流体均在层流下流动，则管路两端压差为水的____4____倍，阻力损失为水的____8____倍。 幻灯片3 6、流量相同，若d1/d2=2, 则Re1/Re2=1/2。若相对粗糙度相同，且均在阻力平方区流动，则相同管长的直管阻力损失hf1/hf2=___1/32___。 7、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____2    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___1/4    倍。 幻灯片4 ● 8、从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将：变小，管路的局部阻力将：变大，直管阻力将：变小。（请选择：A、变大；B、变小；C、不变） 幻灯片5 流体流动和流体输送 9、离心泵用出口阀门调节流量实质上是改变__管路曲线______曲线，用改变转速来调节流量实质上是改变：泵的特性曲线。 幻灯片6 1.流量调节不能采用出口阀调节的有：BCD A离心泵    B螺杆泵 C齿轮泵    D往复泵 2.以下属于正位移泵的有：BCD A离心泵    B螺杆泵 C齿轮泵    D往复泵 3.启动前必须灌泵的有：A A离心泵    B螺杆泵 C齿轮泵    D往复泵 幻灯片7 ● 4、某泵在运行一年后发现有气缚现象，应（ C）。 ● A、停泵，像泵内灌液            ● B、降低泵的安装高度 ● C、检查进口管路是否有泄漏现象  ● D、检查出口管路阻力是否过大 ● 5.离心泵的效率η和流量Q的关系为（ B） ● A.Q增大，η增大 B.Q增大，η先增大后减小 ● C.Q增大，η减小 D.Q增大，η先减小后增大 幻灯片8 5、转子流量计的主要特点是（  A  ） A. 变截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.恒流速、恒压差  D. 恒截面、变压差 6、离心泵调节阀的开度改变时，（ C ） A、不会改变管路性能曲线    B、不会改变工作点  C、不会改变泵特性曲线      D、不会改变管路所需要的压头 幻灯片9 7、在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为-1m，泵的入口处装一U形管压差计，则测得入口处的压力（  B  ） A、自始至终大于大气压力 B、随着流量的增大，经历大于大气压力、等于大气压力、小于大气压力三个阶段 C、自始至终小于大气压力 D、自始至终等于大气压力 幻灯片10 8、随着流体流量的增大，流体通过下列（ C）流量计时，压降变化幅度最小。 A、孔板流量计；  B、文丘里流量计；    C、转子流量计。 9、不可压缩流体在水平等径直管中作等温定态流动时，摩擦阻力损失所损失的wf是机械能中的__B__项。 A、动能   B、静压能     C、位能   D、动能、静压能和位能 幻灯片11 ● 10、某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应（C  ）。 ● A、停泵，向泵内灌液 ● B、降低泵的安装高度 ● C、检查进口管路是否有泄漏现象    ● D、检查出口管路阻力是否过大 幻灯片12 1、某型号的离心泵在一定转速下，在输送范围内，其压头与流量的关系可用H=18-6x105 qv2（H单位为m，qv单位为m3/s）来示。用该泵将密度为1000kg/m3的江水送至高位槽，如图所示。两槽均为敞口容器，两液面之间的垂直距离为3m，且水面维持恒定。管路系统的总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度），管径为 46x3mm，摩擦系数可取0.02，请计算： （1）管路中水的流量m3/h； （2）求离心泵的有效功率kW； （3）如输送水量为15 m3/h，请核算泵能否满足要求； （4）如泵的效率在qv=15 m3/h时可取为70%，求泵的轴功率； 幻灯片13 2、某离心泵将某溶液从敞口容器中输送到一高位槽如右图所示，已知吸入管和压出管内径均为50mm，吸入管长15m (包括全部的局部阻力的当量长度)，摩擦系数λ=0.03；压出管的总阻力损失为hf压出=2x105qv2 mH2O，在特定转速下，泵的特性曲线为H=60-6x105qv2，其中H：m；Q：m3/s。试求： （1）管路流量为多少m3/h？ （2）如果采用此泵输送，用泵的出口阀将水的流量调节为（1）问的70%，则因出口阀关小而损失的压头增加为多少? （3）泵的有效功率为多少kW？ （4）如果用此输送系统完成10m3/h的输送任务，在操作温度下溶液的饱和蒸汽压为12 kPa，操作条件下的(NPSH)r=1.0m，则该泵能否正常工作?如果不能，应如何改进？请计算说明。 流体 幻灯片14 传热 1、套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，则总传热系数K（  A） A. 增大  B. 减小  C.基本不变  D.不确定 幻灯片15 2、翅片管加热器一般用于（B ） A. 两侧流体均为液体    B. 一侧流体为液体，一侧流体为气体 C. 两侧流体均有相变化  D. 一侧液体沸腾，一侧为高温液体 3、套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当饱和水蒸气的流量增加时，则总传热系数K（ C）。 A. 增大  B. 减小  C. 基本不变  D. 不确定 幻灯片16 4、管壁热阻和污垢热阻可忽略，当传热面两侧的对流传热膜系数相差较大时，总传热系数总是接近于（  B  ）。 A、热阻大的那侧的传热膜系数  B 热阻小的那侧的传热膜系数      C 上述两者的平均值          D不一定 幻灯片17 5、在沿圆筒壁的一维稳定传热过程中，热流量Ｑ沿半径增大方向（ C  ），热流密度q沿半径增大方向（B）。 A.增大  B.减少    C.不变    D.不确定 6、沸腾传热的过热度增大，其沸腾传热系数（ C ）。 A、增大  B、减小 C、只在某范围变大 D、与过热度无关 幻灯片18 7、冷热两流体的对流给热系数 相差较大时，提高总传热系数K值的措施是A A.　提高小的 值；              B. 提高大的 值； C.　两个都同等程度提高；        D. 提高大的 值，同时降低小的 值。 幻灯片19 8、在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对传热膜系数 的影响是___C_ 。 A、不凝气体的存在对 无影响； B、不凝气体的存在会使 升高； C、不凝气体的存在会使 大大降低。 9、对在蒸气-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列中在工程上可行的是_A 。 A．提高空气流速； B．提高蒸气流速； C．采用过热蒸气以提高蒸气流速； D．在蒸气一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。 幻灯片20 10、套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，则总传热系数K（ A） A. 增大  B. 减小  C.基本不变  D.不确定 11、翅片管加热器一般用于（  B） A. 两侧流体均为液体    B. 一侧流体为液体，一侧流体为气体 C. 两侧流体均有相变化  D. 一侧液体沸腾，一侧为高温液体 幻灯片21 12、对在空气-蒸汽间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中_A_在工程上可行。 A、提高空气流速  B、提高蒸汽流速 C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度 D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。 幻灯片22 13、在一列管加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管城中的空气，若空气流量增大10%，为保证空气出口温度不变，可采用（　D  ） Ａ、壳程加折流挡板，增大壳程传热系数 Ｂ、将原先的并流改为逆流以增大传热温差 Ｃ、开大蒸汽进口阀以便增大水蒸气流量 Ｄ、开大蒸汽进口阀以便提高加热蒸汽压力 幻灯片23 14、有一套管换热器，长10米，管间走饱和水蒸气，一定流量下且作湍流流动的空气走管内。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原来的温度，则套管换热器的长度应为原来的__C_。 A、2倍  B、1.74倍    C、1.15倍  D、1.24倍 幻灯片24 15、设计时，qm1、qm2、t1、t2及T1、T2均确定，若将单管程单壳程逆流操作改为双管程单壳程，列管总根数维持不变，则_B_。 A、增大    B、减小    C、不变    D、不确定 幻灯片25 填空 ● 1、对于2 个黑体A 和B，其中A的表面温度为588 K，B的表面温度是700 K，则A的发射能力比B的发射能力________________。 ● 2、为对某管路保温，现需将导热系数分别为λ１和λ2、厚度分别为b１和b2的材料包于管外，已知λ１＞λ2，b１=b2，外管的平均直径是内管平均直径的2倍，则应将导热系数为___λ2____的材料包于内层，更有利用于保温。 幻灯片26 ● 3、厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3；导热系数λ1<λ2<λ3在稳定传热过程中，各层的热阻R1__>__R2_>_R3；各层导热速率Q1_=Q2_=_Q3（请填写>或<或=）。 ● 4、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管内，蒸汽走管间，则换热器的总传热系数接近____空气___的表面传热系数，如果采用翅片管式换热器，则翅片应放置在_______空气____侧。 ● 5、蒸汽冷凝可以分为__滴状冷凝____和___膜状冷凝，其中____膜状冷凝___的传热系数缴大。 ● 幻灯片27 ● 6、对于通过多层平壁的热传导，通过每一层平壁的温度降与其相应的热阻成 _正__比。 ● 7、在沿平壁的一维稳态传热过程中，随着热阻厚度的增加，热流密度q_不变_；而在沿圆筒壁的一维稳态传热过程中，热流密度q沿半径增大方向_减小。 幻灯片28 ● 8、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近_____蒸汽___（请填“空气”或“蒸汽”）的温度，总传热系数接近____空气_____的对流传热系数。 ● 9、厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<λ3在稳定传热过程中，各层的热阻R1__大于_R2___大于___R3; 各层导热速率Q1_等于_Q2____Q3（请填写>或<或=） 幻灯片29 ● 10、在列管式换热器的壳程设置有折流挡板，当两流体都没有相变时，设置折流挡板可以起到强化传热的作用，其原因是：改变流体的流动方向和 速度大小，提高湍体湍流程度，强化传热_。 ● 11、在一单程列管换热器中，用冷却水冷凝并冷却苯蒸汽，则水应走___________。 幻灯片30 ● 12、空气流速为6m/s时的对流传热系数 1，空气流速为25m/s时的对流传热系数 2，水流速为1.2m/s时的对流传热系数 3，水流速为2.5m/s时的对流传热系数 4，蒸汽膜状冷凝时的对流传热系数 5，请按照它们在数值上的大小顺序进行排列：__5_>_4_>_3_>_2___>_1__。 幻灯片31 ● 13、某一段流体流过一段直管后，在流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段传热系数（    大    ），因为（  弯管湍流程度比直管大  ）。 ● 14、列管换热器中，若冷热两种流体的温度差相差较大，则换热器在结构上常采用（热补偿）办法，常用的结构形式有（ 固定管板式、浮头式）。 幻灯片32 传热 ● 1、用一内管直径为 105 2.5 mm、管长为5m的套管换热器将流量为0.25 kg/s的苯用水从80℃冷却到20℃，苯走管内，水走夹套。水的进口温度为10℃，出口温度为30℃，与苯呈逆流流动。已知水的对流传热系数为800 W/m2.℃，管壁的导热系数为45 W/m.℃，忽略两侧污垢热阻和热损失。已知20℃的条件下，水的比热为4.18 kJ/kg·℃，50℃条件下苯的比热为 1.8 kJ/kg·℃，密度为875kg/m3，粘度为0.39 mPa·s，导热系数为0.65W/m·℃。请计算： ●   （1）基于内管外表面积的总传热系数K2，其中苯通过管内的对流传热系数可按公式计算。 （2）通过计算说明该换热器能否满足需要。 幻灯片33 传热 ● 2、某厂在一单程列管换热器，用130 oC的饱和水蒸汽将某溶液从25 oC加热到80 oC，列管换热器由90根 25x2.5mm、长3m的钢管构成，溶液的比热为3.23kJ/kg. C，溶液的处理量为36000kg/h，在管内流动，饱和水蒸汽在管间冷凝，并与溶液呈逆流流动，冷凝水在饱和温度下排出换热器。已知溶液的给热系数为2318.5W/m2. oC，水蒸汽的冷凝传热系数为10000 W/m2. oC，在操作条件下污垢热阻和管壁热阻忽略不计。 ● （1）请通过计算说明此换热器是否可用； （2）如果溶液的处理量增加20％时，则溶液的对流给热系数和基于管外的总传热系数各变为多少（设溶液的物性可视为不变，溶液在流量改变前后都处于湍流状态）。 幻灯片34 ● 3、（15分）某厂在一单程列管换热器，用初温为290K的水将1.0kg/s的苯（苯的比热为1.8kJ/kg.oC）从350K冷却到300K，冷却水离开换热器的温度为320K。列管换热器由若干根ф25x2.5mm、长3m的钢管构成。已知基于管外表面积的总传热系数K2为974 W/m2.oC，苯在管内的表面传热系数为800W/m2.oC。试计算： ● （1）完成规定的换热任务需要多少根管子； （2）如果苯的处理量增大1倍，求苯的表面传热系数（设溶液的物性可视为不变，溶液在流量改变前后都处于湍流状态）。 幻灯片35 精馏 1、精馏塔中第 n-1、n、n+1层塔板（从塔顶计数），其温度间关系为（A ）。 A. tn+1>tn>tn-1  B. tn+1=tn=tn-1  C. tn+1