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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αi>>αo,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8×104 Pa,该处绝对压力为(2×104?Pa?? )(当时当地大气

压为1×105 Pa)。

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()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Δt m= ()℃。

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26m 3

/h ,泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152和,轴功率为,转速为2900r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为,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?++=++?=g p p z H ρ(真空度)(表压)= m ()=???=ρ=

η2450

418360026891000g ./.N QH %

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/(m 2·k)。壳程的冷却水从15℃升至 90℃,其对流传热系数α2=2000w/(m 2·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 T 1=120℃,T 2=80℃,t 1=15℃,t 2=90℃,

α1=50W/(m 2·K),α2=2000W/(m 2·K),

K)W/(m 8.4820001501111

1

22

1?=+=+=ααK C 3.4515

8090120ln )1580()90120(ln )()(12211221?=-----=-----=?t T t T t T t T T m m pc c ph h T KA t t c q T T c q Q ?=-=-=)()(1221

A c q c q pc c ph h 3.458.487540?== (a ) 水量增加后 28.022'αα= )K W/(m 3.49200021501121

11

'28.028.01?=?+=+

=ααK 15

''120ln )15'()'120(''ln )'()'('222212211221-----=-----=?T t T t t T t T t T t T T m

m pc c ph h T A K t t c q T T c q Q '')'(2)'(1221?=-=-= 15

''120ln 15''1203.49)15'(2)'120(222222-----?=-=-T t T t A t c q T c q pc c ph h (b )

)15'(275'1204022-=-t T 或 )'120(807515'22T t -=- (c ) 15

''120ln )

15'('1203.493

.458.48'1204022

222-----??=

-T t t T T (d )

式(c )代入式(d ),得0558.015''120ln 22=--T t 057.115

''120ln 22=--T t (e ) 由式(c )与(e )得 t '2=℃ T '2=℃ ②25.1801209.69120''212

1=--=--=T T T T Q Q 即传热速率增加了25%。