化工原理试题库
试题一
一：填空题（18分）
1、某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________mH20,
__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。
2、常温下水的密度为1000Kg3，粘度为1cp，在d内=100mm的管内以3 m
速度流动，其流动类型为 ______________。
3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._
_________________.
4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。
5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________m,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵
___________________.__________________.
7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。
8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。
9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。
10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。
11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法
____________.
提高管外α值的有效方法
______________________________________。
12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。
二：问答题（36分）
1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？
2、何谓气缚现象？如何防止？
3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？
4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：
（1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？
（2）传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？
（3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？
5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？
6、单效减压蒸发操作有何优点？
三：计算题(46分)
1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为λ=0.03，现发现压力表上的读数为5mH20，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？
2、在一 列管式换热器中，用冷却
将1000C的热水冷却到500C，热水 流量为60m3
数K为2000，冷却水在管内 流动，温度从200C升到450C。已 知传热糸2m.C
和换热管数 （逆流）。
已知：ρ热水=9603C热水=C冷水=4.187Kj .Km
试题一答案：
一、填充题
duρ0.1.3.10005 2、Re===3⨯10。湍 -3μ1.10 流。 3、层流、过渡流和湍流。 4、增加、降低。
5、3-8、8-15。 1、8.7mH20 ,8.53⨯104pa. ， 换热管为φ25⨯2.5mm的钢管，长 为3m.。求冷却水量
6、启动前应灌满液体，关出口阀门、用调
节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来调节流量的。
7、分散、连续。
8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。
9、热传导、对流传热、热辐射。
10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。
11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。
12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。
二：问答题
lu12V1=u1， 1、h1=λ1..。d2=2d1，u2=.π.d224d12g
λ2=64/d.u.ρ
μlu221.=h1。 =2λ1。h2=λ2.d22g16
2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。
3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。
3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数K接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。
4、因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。
5、可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。
三：计算题
1、 图示，在1-1，2-2面间列板努利方程
u22p2u12p1 z1+=z2+++h' +2gρg2gρg
u2lu2u2
10+0+0=0+5++λ..+ς进. 2⨯9.81d2g2g
5011⎫⎛1 5=u2. +0.03..+0.5.⎪ 0.12⨯9.812⨯9.81⎭⎝2⨯9.81
331 u=2.44 V=.π.d2u=0.019m=68.9m。 4
在2-2，3-3面间列板努利方程
u32p3u22p2 z2+++h'，++=z3+2gρg2gρg
lu2u2u2
0+5=0+λ..+ς出.+ςd2g2g2g
22511⎫⎛ς 5=2.44 +0.03..+⎪ ， ς=8。 0.12⨯9.812⨯9.81⎭⎝2⨯9.81
3 即流体的流量为0.019m,68.9m
23局部阻力糸数为8。 2-6
2、 （1）、V=K.A.τ 2.4=K.30.30⨯60 K=3.56⨯10
V2=3.2⨯10-322m2 .τ
312' （2）、V=K.A.τ= V=1.7m 22'221
（3）、V
V''2''2=2K.A2.τ ， =2K.A2.τ=2⨯3.56⨯10-6⨯302.2⨯3600 V''=6.8m3。
3、 G1C1(T1-T2)= ，G2=32Kg
∆t=42.50C A=G2C2(t2-t1)/K.∆t=39.4m2。
. 即冷却水的流量为32Kg n=167和管子根数为167根。
试题二
一：填充题（20分）
1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI制中的单位是___________。
2、常用测定流量的流___________._____________._________________。
3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。
4、等边三角形的边长为a，其当量直径为____________________。
5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数 与Re的关
系为______________。
6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为 __________._____________._____________.__________________。
7、气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。
8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。
9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程，
过滤速率是指___________________________________________。
10、传热一般采用逆流操作，但为
__________________.________________
时采用并流操作。
11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。
12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。
13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。
14、对流传热的热阻主要集中在______________,因
____________________
强化对流传热的重要途径。
15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。 二：问答题（30分）
1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？
2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？
3、采用多级压缩的优点有哪些？
4、列管式换热器为何要进行热补偿？
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2，壁表面温度分别为T' 和t'，若t'〈T'，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？
三：计算题（50分）
1、流量为5000m3
的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。现3在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少m
压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。 ？（设总
2、泵将200C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为
φ98⨯4mmm的无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到 管出口的距离为10m，其中流量为35m3
。（已知：p0=1atm，
m3λ=0.02,Hs=3.0m,N电=2Kw,η电=0.94）.(200C时水，ρ=1000Kg
-3μ=1.24⨯10N.30Np=2.4⨯10，22，mm)
求：忽略动压头，求泵的安装高度？
泵的轴功率和效率？
3、一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为φ25⨯2.5mm，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽，使之从饱和温度460C降至100C。CS2走管外，其流量为G1=0.07Kg，其冷凝潜热为356Kj，比热为1.05Kg.C0。水走管内，且与CS2成逆流流动。冷
却水的进出口温度分别为50C和300C。已知冷凝和冷却段基于外表面的W总传热糸数分别为K1=2000
否造适用？ m.C20和K2=100Wm.C20。问此换热器是
4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取80C，热损失可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？ （２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多少？ 查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.10C，汽化潜热为2354 .9Kj 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.20C
查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为138.80C
试题二的答案
一：填充题
1、τ=μ.dwN.、。 dym2
2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。
3 、位置、时间、时间、位置。
4、3a。
5、抛物线、0.5、e。
6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。
7、通风机、鼓风机、压缩机。
8、颗粒的停留时间大于沉降时间。
9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。
10、控制温度、降低粘度、减少阻力。
11、导热糸数小的。
12、不挥发性、提高。
13、增加、增加。
14、层流内层、减薄层流内层的厚度。
15、10.13-101.3.
二：问答题
1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当Re 2000，为层流，当Re 4000为湍流。
2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此薄
层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。
3、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结
构更为合理。
4、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相
同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（500C以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。
2π.L.λ.T'-t'2π.L.λ.T'-t5、 Q== t=T'-rrlnln2
r1r1
三：计算题 ().T'-t'.lnrln2r1()rr
3 1、 设接平行管道后，总流量为Vm3
3 二平行管流量为Vm1和
。 2
板努利方程： 3mV。 1 3 图 u32p3u12p ++∑hf1 +=2ρ2ρ
u32pu22p ++∑hf2 +=2ρ2ρ
2lul3u32l1u12 λ3..=λ..， + λ1.. d2d2d2
1 λ1=λ2=λ3=λ，l1=l2=l3=l。u1=u3 2 总压降相同得：
u3= 2 2 8u 5
V'=3V358==1.53。 。2、u1==633m0π.d2.π.0.092.36005 u2=1.53。
u2u2lu21.532501.532'Z=Hs--hf=Hs--λ..=3.0--0.02..=1.55m52g2gd2g2.9.810.092.9.81
考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m.
N轴=N电η电=2.0.94=1.88Kw.
lu2u2
. H=Z+h=Z+λ..+(ς进+ς出)d2g2g'
2160+50⎛⎫1.53 . H=16.75m. H=11+ 0.02+1+0.5⎪.0.09⎝⎭2.9.81
N=HQρg=16.75.35.1000.9.81/3600=1.6Kw . η=电=85%.
3、换热器已有的传热面积：A=n.π.dl=30.3.14.0.025.3=7.07m2。
求所需的传热面积：
冷凝段的热量：Q1 =w.r=0.07.356=24.9Kw
冷却段的热量：Q2=w.C1.(T1-T2)=0.07.1.05.36=2.65Kw。
总热量为：Q=Q1+Q2=27.55Kw
冷却水的用量：G水=Q27.55==0263Kg C.t2-t14.187.30-5冷却水离开冷却段的温度：t=t1+Q2.65=5+=7.40C G水C比0.263.4.187
冷凝段的温度差：∆t=(46-7.4)-(46-30)=25.70C
ln46-7.4
46-30
冷却段的温度差：∆t=(46-7.4)-(10-5)=16.40C
ln46-7.4
10-5
Q24.9.1000==4.84m2 K.∆t200.25.7
Q2.65.1000==1.61m2 冷却段所需传热面积：A2=K.∆t100.16.4 冷凝段所需传热面积：A1=
所需的总的传热面积：A=6.45m2.
⎛4、水分蒸发量：W=F. 1-⎝x0⎫⎪=0.625F，F-W=375. ⎪x1⎭
F=1000Kg , W=625Kg
溶液的沸点为 t=60.1+8=68.10C。
传热糸数K为：K=Q625.2354.9.1000==78520 A∆t10.3600.120.2-68.1m.C 改变压力后的传热糸数：
K'=Q625.2354.9.1000==57820。 A∆t10.3600.138.8-68.1m.C
可见结垢以后的传热糸数降低。
试题三
一：填充题（18分）
1、空气在标准状态下密度为1.29Kg
m3，在0.25Mpa下（绝压）800C时
的密 度为__________________。
2、产生流体阻力的原因有_________________._______________________
3、转子流量计在安装时应_________________。
4、连续性方程u1s1=u2s2是__________指导出来的，它适用______流体。
5、 直管阻力的表示式为____________________，管中流出 ζ出=__________流入管中ζ入=_____________。
6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生________现象。
7、 往复式压缩机的工作循环为_______._____ ._____._______四个阶段。
8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________
_______________.________________________________.
9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 ______________程。
10、一根暴露在外的热管子以__________.___________散发热量。
11、α=0.023.λ
d内(Re)0.8.(Pr)n式中两个准数Re=__________，
Pr=__________. 若液体被冷却时n=____________。
12、多效蒸发主要有_______._________._________三种典型流程。 二：判断题（18分）
1、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等 的。（稳定流动）。
2、转子流量计可以读出任何流体的流量。
3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属 湍流范围。
4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。
5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。
6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。
7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。
8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。
9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。
10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。
11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大，推动力小。
12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。
13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。
14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。
15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利用二次称为双效蒸发，依次类推。
16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。
17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。
18、总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。 三：计算题（64分）
1、图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为3cm，求∆P12？若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得R乙=63.5cm，求ρ乙？
2、一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。
内部用隔板分成20层，用来回收含尘
气体中的球形固体颗粒，操作条件下含 3尘气体的流量为36000m，气体密度 ρ=0.9Kg
m3.s。 ，粘度为μ=0.03mPa
尘粒密度ρ=4300Kg3。试求理论上能 m
100%除去的最小颗粒直径？
3、外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度 为
1600C。管外包以导热糸数为
图3-1
λ=0.08+1.1⨯10-4t的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过600C，
每米 管长的热损失不超过150。问保温层的厚度应为多少？ 4、欲将浓度为25%，沸点为131.50C，流量为3600Kg的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为200C，加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取
1100W2，溶液的密度为1500Kg3。若忽略蒸发器的热损失。求加mm.K
热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？C=4.93Kj
Kg.0C
已知：p=53.32Kpa, t=830C, r=2000Kj
p=392.4Kpa, T=142.90C R=2143Kj 试题三答案
一：填充题
1、 2.5Kg3 。 2、内縻擦力和流体的流动状态。 m
3、保持垂直。 4、质量守恒定律、ρ1=ρ2
lu2
5、λ.、1、0.5. 6、 气蚀现象。 d2
7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。
8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量
9、管程。
10、自然对流、热辐射。
11、Re=d.uρ
μ、Pr=μ.Cp
λ、n=0.3
12、并流、逆流和平流。
二：判断题
6、10、17为对，其余都为错。
三：计算题
1、∆p=(ρ示-ρ测)Rg ∆p=13.6-1.0.03.9.81.103=3.708Kpa。 ∆p=ρ()(0-1.0.635.9.81.103=3.70K8pa， ρ示=160Kg3。 示m)
2、降沉室的总面积：A=20.5.3=300m2。
沉降速度：u=V36000==0.033。 A300.3600
d2.(ρ-ρ).g 设沉降区为层流，则有：u= 18μ
0.033=d2.(4300-0.9).9.81
18.0.03.10-3
duρ= ， d=2.06⨯10-5m。 验算：Re=2.06⨯10-5.0.033.0.9
0.03.10-3μ=0.66 1。
3、保温材料的导热糸数 ：λ=0.0921.K。
Q2π.λ(T-t)2.3.140.0921(160-60)===150 ， δ=47mm。 100+llnln00
⎛4、水分蒸发量： W=F. 1-⎝
加热蒸汽消耗量：D=x0⎫⎛25⎫Kg。 ⎪=3600.1-=1800 ⎪x1⎪⎝50⎭⎭F.C.t0-tf
R()=3600.4.93.(131.5-20)=0.736Kg
2143。 所需的传热面积为：A=D.R0.736.2143==125.9m2。 K.∆t1100.142.5-131.5即所需的加热蒸汽消耗量为0.736Kg
。所需的传热面积为125.9m2
试题四
一：填充题（20分）
1、边界层的形成是流体具有_________结果。
2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按_____管内的流速来计算动能项。
3、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为_________________
4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的___________.
2m 5、经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90的燃料油，若保持油
品作层流流动，则最大流速不能超过________。
6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将___________。
6、离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。
8、往复式压缩机的余隙糸数ε=___________,ε_______-，则λ容增大，生产 能力_______________。
9、沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_____和_____沉降两种方式。
10、工业上常用的过滤介质主要有________、__________、___________。
11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。
12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变 化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。
13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_______、_________、_________ 。应维持在_____________区内操作。
14、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于___________________________________所引起的。
15、温度差损失包括__________________________、___________________、
____________________________。
二：选择题
1、层流和湍流的本质区别是（ ）
A、流速不同； B、流通截面积不同；
C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动；
2、选择下述流体在管路中常用的流速
（1）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）；
（3）、压强较高的气体（ ），（4）、粘度较大的液体（ ）； _ A、1-3，B、0.5-1,C、15-20,D、30-50 3、离心泵铭牌上标明的是泵在（ ）时的主要性能参数。
A、流量最大； B、压头最大；
C、效率最高； D、轴功率最小；
4、下列结论正确的是（ ）。
A、 液体的粘度随温度的升高而减小；
B、 气体的粘度随温度的升高而增大；
C、 液体的粘度基本上不随压强变化；
D、 气体的粘度随压强增大而减小。
5、离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）。
A、阻拦液体中的固体颗粒； B、避免出现气蚀现象；
C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出；
6、在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力应（ ）
A、过滤时间应大于辅助时间； B、过滤时间应小于辅助时间；
C、过滤时间应等于辅助时间； D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期；
7、下述说法中正确的是（ ）。
A、过滤速率与过滤面积成正比；B、过滤速率与过滤面积的平方成正比；
C、过滤速率与滤布阻力成反比；D、过滤速率与操作压差的平方成正比；
8、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（ ）。
A、颗粒的几何尺寸； B、颗粒与流体的密度；
C、流体的水平流速； D、颗粒的形状；
9、旋液分离器是利用离心力分离（ ）。
A、离心机可分离液液混合物； B、离心机可分离液固混合物；
C、离心机可分离气固混合物；
D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相；
10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程的将是 （ ）。
A、管壁热阻； B、管内对流传热热阻；
C、污垢热阻； D、管外对流传热热阻；
11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（ ）。
A、设置折流挡板； B、增大板间距；
C、增加管程数； D、增加管内流体的流速；
12、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。
A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体；
D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体；
13、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热糸数，但同时地导致（ ）。
A、管内易结垢； B、壳程流体流速过低；
C、平均温差下降； D、管内流动阻力增大；
14、增大换热器传热面积的办法有（ ）。
A、选用粗管排列； B、选用翅片管；
C、增加管程数； D、增加壳程数；
15、关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。
A、 传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值；
B、 总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；
C、 总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无
关；
D、 要提高K值，应从降低最大热阻着手；
三：计算题
1、 图示为一输油管路，未装流量计，
但在A、B分别测得压强为 PA=15K，0pa
PA=140Kpa，试估算管道中油的流量？ 已
知：管为φ89⨯4mm，A、B间距为10m,
其中管道的当量长度为9.3m，
Kg ρ=820，μ=121cp。 m3
2、试证明球形颗粒在重力场中作自由
沉降时，层流区域内的沉降速度公式 为：
d2.(ρs-ρ).g。 u0=18.μ
3、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤 图4-2
-5
某悬浮液。已知过滤常数K为7.5⨯10
3 qe 为0.012mm2，
m3 。要求每一操作周期得滤液，过滤时间为8m2
0.5h。设滤
饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。试求：过滤时间；若操作压强
差提高至600Kpa，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为
635⨯635⨯25mm ，若
要求每个过滤周期仍得8m3滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过滤时间
又为多少？
4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为φ25⨯2mm。水以0.7的
流速在管内流动，并从170C被加热到370C。流量为1.25Kg为720C
烃的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、温度
已测得：蒸汽冷凝传热糸数为80020，管内侧热阻为个侧热阻m.C
的40%，
污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。
计算时可忽略管壁热阻及热损失。
试题四答案
一：填充题
a。 1、粘性。 2、细。 3 4、剪应力。
5、1.14。 6、不变。 7、管路特性曲线、离心泵特性曲线。
V 8、3-V、 小、大。 9、力场、密度、重力、离心。 13
10、 织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。
11、滤饼层、过滤介质。 12、依次增加。
13、自然对流、膜状对流、核状对流、 核状对流。
14、冷凝水未排出、不凝性气体未排
15、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。
二：判断题
1、D． 2、D、A、C。 3、C。
4、A、B、C． 5、B。 6、D
7、B． 8、C。 9、B。
10、B． 11、A。 12、
A、C、D；B、E、F。
13、C、D． 14、B。 15、C。 三：计算题
1、在A-B两点间列板努利方程：
l+leu2PAu2PBu2
ZA+。 +=ZB+++λ.ρ.g2gρ.g2gd2g
19.3140⨯103u2
0+. λ.u2=0.02. +λ.=1+820.9.810.0812.9.81820.9.81
设流体在管路中作层流流动，则：λ=
λ.u2=0.02=0.11764 ， λ=。 uRe150⨯1030.1172.u=0.02。 u=1.7。 u
核算雷诺准数：Re=d.u.ρ
μ=933 2000。
312m 则：油品的流量为V=.π.d.u=31.52。 4
11 2、颗粒作自由沉降，受力：F1=.π.d3.ρsg ，F2=.π.d3.ρg 66
1ρ.u2
F3=ς.π.d ，ma。F1-F2-F3=0 42
2d.(ρs-ρ).g4.d.ρs-ρ.g u=，层流：ς= ，u=。 18.μe3.ρς2
(q+qe)2=K.τ ，A+0.0122=7.5.10-5.05.3600，A=22.5m2。 3、过滤面积：
0.2=20。 滤饼体积：V=8.0.025=0.2m3，框数n=0.635.0.635.0.025
过滤总面积：A=0.6352.2.20=16.13m2。
()
(q+qe)2=K.τ，(.13+0.012)2=1.5.10-4τ，τ=0.478h。
5、传热量为：Q=394Kw。 所需水量：W=4.713Kg。∆t=44.250C。 单管水量：W=0.243Kg，每程所需管子数为：n=20。 每程传热面积：A=4.71m2，传热糸数：K=476.2W
m.C20
所需传热面积：A'=18.7m2 管程数为：n=4.总管数为80根。
试题五
一：简答题（60分） 1、 图示管路中，流体作稳定流动。问： p （1）、静压头哪个大？为什么？ ρg （2）、体积流量V哪个大？为什
么？
（3）、质量流速哪个大？为什么？
（不计阻力）
2、图示，测出A、B两端点的压力差？ 3、管子的类型有哪几种？表示方法有哪 几种？家里的自来水管是什么管？
4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防 止？
5、何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？ 6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之
间的关糸？
7、何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？
8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数、
图5-2
传热糸数的单位及物理意义？
9、强化传热的途径有哪些？ p p 10、蒸发操作有何特点？
二：计算题
1、容器A、B分别盛有水和密度为
Kg8003的洒精，中间接一水银压差计。 m（1）当容器A中的压强PA=2.943⨯104pa （表压）时，测得R=0.3m，h1=0.5m
h2=0.2m，求容器B内的压强为多少？
（2）当容器A中的压强减小至
PA=1.962⨯104pa，容器B内的压强不变， 图5-3 则水银压差计内的读数为多少？
2、用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定，其上方压强为652.365Kpa。泵位于贮罐液面以下1.5m处，吸入管路的全部压头损失为1.6m。异丁烷在输送条件下的密度为530Kg3，饱和蒸汽压为m
637.65Kpa 。在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m。试问该泵能否正常操作？
3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1Mpa（表压）下20分钟可在每平方米过滤面积上得到0.197m3的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.09m3,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少？
4、某溶液在单效蒸发器中蒸浓，用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量2100Kg加热蒸汽的温度为1200C，其汽化潜热为2205Kj，。已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为810C，各项温度差损失共为90C。取饱和蒸汽冷凝的传热膜糸数α2为8000W
m.Km.K
该换热器的传热面积？（管壁热阻、垢层热阻及热损失忽略不计）
试题五答案
一：问答题
pApBpuA2puB2
1、ZA+=，。 +ZB++ρ.gρgρg2gρg2g
VA=VB 。W=uρ，WA=WB。 2，沸腾溶液的传热膜糸数α1为3500W2，求
2、p=pA+ρ测.g.(R+h)，p=pB+ρ测.g.(Z+h)+ρ示.g.R
∆p=pA-pB=ρ测.g.Z+(ρ示-ρ测).g.R.∆p=ρ测.g.Z+(ρ示-ρ测).g.R。 3 、管子的类型有：钢管、铸铁管、有色金属管和非金属管。
表示方法有： 英寸表示法、公寸直径表示法、外径乘壁厚。
4、泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液 体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振 动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。
5、过滤介质：一种多孔性物质。
要求：多孔性、阻力小；有一定的机械强度；有一定的化学稳定性。
6、传热速率：单位时间内通过传热面的传热量。
热负荷：当生产上需要加热（或冷却）某物料时，便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量，这是生产对换热器换热能力的要求，称为该换热器的热负荷。
一个满足生产的换热器应该是：传热速率等于（略大于）热负荷。 7、加热剂：给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。例蒸汽。
冷却剂：取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却
剂。例水。
8、导热糸数：在壁厚为1m时，在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。单位是：W.K。
传热糸数：当冷热流体的温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。单位是：W2。 m.K
对流传热膜糸数：当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内以对流传热的方式所传递热量的多少。单位是：W2。 m.K
9、强化传热的途径有：增加传热面积；（增加有效传热面积） 增加温度差；（采用逆流流动） 增加传热糸数K（增加流体的湍流流动，防
止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）
10、蒸发操作的特点：溶液沸点的升高；节约能源；物料本身的
工艺特性。
二：计算题：
1、p=pA+ρ1.g.h1 ， p=pB+ρ2.g.h2+ρHg.g.R。
pB=-ρ2.g.h2-ρHg.g.R+pA+ρ1.g.h1 ，pB=-7.26⨯103pa。
'⎫'⎫⎛⎛R-RR-R⎪，p=pB+ρ2.g. h2+⎪+ρHg.g.R' p=pA+ρ1.g. h1- 2⎪2⎪⎝⎭⎝⎭
'⎫'⎫⎛⎛R-RR-R⎪=pB+ρ2.g. h2+⎪+ρHg.g.R'。 pA+ρ1.g. h1- 2⎪2⎪⎝⎭⎝⎭
R'=0.22m1。
p0-p0652365-637650-3.5-1.6=-2.27m。 2、Z= -∆h-hf，Z=530.9.81ρ.g
即泵不能正常工作。
3、(q+qe)2=K.τ，(0.197+qe)2=K.20.60，(0.206+qe)2=K.2.20.60。
(q+qe)2=K.2.2.20.60。 qe=0.022m3
2m 。
K=3.96⨯10。 -8
m3 q=0.356
m3
mm2。过滤1小时所得到的总滤液量为0.356 2.
⨯2205=1290Kw. 4、传热量：Q=D.r= 溶液的沸点：t=81+9=900C。
温差：∆t=120-90=300C。
传热糸数：
11K===2.4352。 +m.K+12
传热面积：A=Q1290==17.66m2。 K.∆t2.435.30
故所需的传热面积为17.66m2。
化工原理试题库
试题一
一：填空题（18分）
1、某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________mH20,
__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。
2、常温下水的密度为1000Kg3，粘度为1cp，在d内=100mm的管内以3 m
速度流动，其流动类型为 ______________。
3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._
_________________.
4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。
5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________m,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵
___________________.__________________.
7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。
8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。
9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。
10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。
11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法
____________.
提高管外α值的有效方法
______________________________________。
12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。
二：问答题（36分）
1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？
2、何谓气缚现象？如何防止？
3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？
4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：
（1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？
（2）传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？
（3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？
5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？
6、单效减压蒸发操作有何优点？
三：计算题(46分)
1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为λ=0.03，现发现压力表上的读数为5mH20，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？
2、在一 列管式换热器中，用冷却
将1000C的热水冷却到500C，热水 流量为60m3
数K为2000，冷却水在管内 流动，温度从200C升到450C。已 知传热糸2m.C
和换热管数 （逆流）。
已知：ρ热水=9603C热水=C冷水=4.187Kj .Km
试题一答案：
一、填充题
duρ0.1.3.10005 2、Re===3⨯10。湍 -3μ1.10 流。 3、层流、过渡流和湍流。 4、增加、降低。
5、3-8、8-15。 1、8.7mH20 ,8.53⨯104pa. ， 换热管为φ25⨯2.5mm的钢管，长 为3m.。求冷却水量
6、启动前应灌满液体，关出口阀门、用调
节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来调节流量的。
7、分散、连续。
8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。
9、热传导、对流传热、热辐射。
10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。
11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。
12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。
二：问答题
lu12V1=u1， 1、h1=λ1..。d2=2d1，u2=.π.d224d12g
λ2=64/d.u.ρ
μlu221.=h1。 =2λ1。h2=λ2.d22g16
2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。
3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。
3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数K接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。
4、因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。
5、可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。
三：计算题
1、 图示，在1-1，2-2面间列板努利方程
u22p2u12p1 z1+=z2+++h' +2gρg2gρg
u2lu2u2
10+0+0=0+5++λ..+ς进. 2⨯9.81d2g2g
5011⎫⎛1 5=u2. +0.03..+0.5.⎪ 0.12⨯9.812⨯9.81⎭⎝2⨯9.81
331 u=2.44 V=.π.d2u=0.019m=68.9m。 4
在2-2，3-3面间列板努利方程
u32p3u22p2 z2+++h'，++=z3+2gρg2gρg
lu2u2u2
0+5=0+λ..+ς出.+ςd2g2g2g
22511⎫⎛ς 5=2.44 +0.03..+⎪ ， ς=8。 0.12⨯9.812⨯9.81⎭⎝2⨯9.81
3 即流体的流量为0.019m,68.9m
23局部阻力糸数为8。 2-6
2、 （1）、V=K.A.τ 2.4=K.30.30⨯60 K=3.56⨯10
V2=3.2⨯10-322m2 .τ
312' （2）、V=K.A.τ= V=1.7m 22'221
（3）、V
V''2''2=2K.A2.τ ， =2K.A2.τ=2⨯3.56⨯10-6⨯302.2⨯3600 V''=6.8m3。
3、 G1C1(T1-T2)= ，G2=32Kg
∆t=42.50C A=G2C2(t2-t1)/K.∆t=39.4m2。
. 即冷却水的流量为32Kg n=167和管子根数为167根。
试题二
一：填充题（20分）
1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI制中的单位是___________。
2、常用测定流量的流___________._____________._________________。
3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。
4、等边三角形的边长为a，其当量直径为____________________。
5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数 与Re的关
系为______________。
6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为 __________._____________._____________.__________________。
7、气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。
8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。
9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程，
过滤速率是指___________________________________________。
10、传热一般采用逆流操作，但为
__________________.________________
时采用并流操作。
11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。
12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。
13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。
14、对流传热的热阻主要集中在______________,因
____________________
强化对流传热的重要途径。
15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。 二：问答题（30分）
1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？
2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？
3、采用多级压缩的优点有哪些？
4、列管式换热器为何要进行热补偿？
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2，壁表面温度分别为T' 和t'，若t'〈T'，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？
三：计算题（50分）
1、流量为5000m3
的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。现3在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少m
压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。 ？（设总
2、泵将200C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为
φ98⨯4mmm的无缝钢管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到 管出口的距离为10m，其中流量为35m3
。（已知：p0=1atm，
m3λ=0.02,Hs=3.0m,N电=2Kw,η电=0.94）.(200C时水，ρ=1000Kg
-3μ=1.24⨯10N.30Np=2.4⨯10，22，mm)
求：忽略动压头，求泵的安装高度？
泵的轴功率和效率？
3、一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为φ25⨯2.5mm，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽，使之从饱和温度460C降至100C。CS2走管外，其流量为G1=0.07Kg，其冷凝潜热为356Kj，比热为1.05Kg.C0。水走管内，且与CS2成逆流流动。冷
却水的进出口温度分别为50C和300C。已知冷凝和冷却段基于外表面的W总传热糸数分别为K1=2000
否造适用？ m.C20和K2=100Wm.C20。问此换热器是
4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取80C，热损失可忽略不计。试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？ （２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa，问此时蒸发器的传热糸数为多少？ 查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.10C，汽化潜热为2354 .9Kj 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.20C
查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为138.80C
试题二的答案
一：填充题
1、τ=μ.dwN.、。 dym2
2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。
3 、位置、时间、时间、位置。
4、3a。
5、抛物线、0.5、e。
6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。
7、通风机、鼓风机、压缩机。
8、颗粒的停留时间大于沉降时间。
9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。
10、控制温度、降低粘度、减少阻力。
11、导热糸数小的。
12、不挥发性、提高。
13、增加、增加。
14、层流内层、减薄层流内层的厚度。
15、10.13-101.3.
二：问答题
1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当Re 2000，为层流，当Re 4000为湍流。
2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此薄
层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。
3、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结
构更为合理。
4、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相
同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（500C以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。
2π.L.λ.T'-t'2π.L.λ.T'-t5、 Q== t=T'-rrlnln2
r1r1
三：计算题 ().T'-t'.lnrln2r1()rr
3 1、 设接平行管道后，总流量为Vm3
3 二平行管流量为Vm1和
。 2
板努利方程： 3mV。 1 3 图 u32p3u12p ++∑hf1 +=2ρ2ρ
u32pu22p ++∑hf2 +=2ρ2ρ
2lul3u32l1u12 λ3..=λ..， + λ1.. d2d2d2
1 λ1=λ2=λ3=λ，l1=l2=l3=l。u1=u3 2 总压降相同得：
u3= 2 2 8u 5
V'=3V358==1.53。 。2、u1==633m0π.d2.π.0.092.36005 u2=1.53。
u2u2lu21.532501.532'Z=Hs--hf=Hs--λ..=3.0--0.02..=1.55m52g2gd2g2.9.810.092.9.81
考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m.
N轴=N电η电=2.0.94=1.88Kw.
lu2u2
. H=Z+h=Z+λ..+(ς进+ς出)d2g2g'
2160+50⎛⎫1.53 . H=16.75m. H=11+ 0.02+1+0.5⎪.0.09⎝⎭2.9.81
N=HQρg=16.75.35.1000.9.81/3600=1.6Kw . η=电=85%.
3、换热器已有的传热面积：A=n.π.dl=30.3.14.0.025.3=7.07m2。
求所需的传热面积：
冷凝段的热量：Q1 =w.r=0.07.356=24.9Kw
冷却段的热量：Q2=w.C1.(T1-T2)=0.07.1.05.36=2.65Kw。
总热量为：Q=Q1+Q2=27.55Kw
冷却水的用量：G水=Q27.55==0263Kg C.t2-t14.187.30-5冷却水离开冷却段的温度：t=t1+Q2.65=5+=7.40C G水C比0.263.4.187
冷凝段的温度差：∆t=(46-7.4)-(46-30)=25.70C
ln46-7.4
46-30
冷却段的温度差：∆t=(46-7.4)-(10-5)=16.40C
ln46-7.4
10-5
Q24.9.1000==4.84m2 K.∆t200.25.7
Q2.65.1000==1.61m2 冷却段所需传热面积：A2=K.∆t100.16.4 冷凝段所需传热面积：A1=
所需的总的传热面积：A=6.45m2.
⎛4、水分蒸发量：W=F. 1-⎝x0⎫⎪=0.625F，F-W=375. ⎪x1⎭
F=1000Kg , W=625Kg
溶液的沸点为 t=60.1+8=68.10C。
传热糸数K为：K=Q625.2354.9.1000==78520 A∆t10.3600.120.2-68.1m.C 改变压力后的传热糸数：
K'=Q625.2354.9.1000==57820。 A∆t10.3600.138.8-68.1m.C
可见结垢以后的传热糸数降低。
试题三
一：填充题（18分）
1、空气在标准状态下密度为1.29Kg
m3，在0.25Mpa下（绝压）800C时
的密 度为__________________。
2、产生流体阻力的原因有_________________._______________________
3、转子流量计在安装时应_________________。
4、连续性方程u1s1=u2s2是__________指导出来的，它适用______流体。
5、 直管阻力的表示式为____________________，管中流出 ζ出=__________流入管中ζ入=_____________。
6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生________现象。
7、 往复式压缩机的工作循环为_______._____ ._____._______四个阶段。
8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________
_______________.________________________________.
9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 ______________程。
10、一根暴露在外的热管子以__________.___________散发热量。
11、α=0.023.λ
d内(Re)0.8.(Pr)n式中两个准数Re=__________，
Pr=__________. 若液体被冷却时n=____________。
12、多效蒸发主要有_______._________._________三种典型流程。 二：判断题（18分）
1、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等 的。（稳定流动）。
2、转子流量计可以读出任何流体的流量。
3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属 湍流范围。
4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。
5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。
6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。
7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。
8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。
9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。
10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。
11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大，推动力小。
12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。
13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。
14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。
15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利用二次称为双效蒸发，依次类推。
16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。
17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。
18、总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。 三：计算题（64分）
1、图示，“U”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为3cm，求∆P12？若再接一“U”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得R乙=63.5cm，求ρ乙？
2、一降层室长为5m,宽为3m，高为4m。
内部用隔板分成20层，用来回收含尘
气体中的球形固体颗粒，操作条件下含 3尘气体的流量为36000m，气体密度 ρ=0.9Kg
m3.s。 ，粘度为μ=0.03mPa
尘粒密度ρ=4300Kg3。试求理论上能 m
100%除去的最小颗粒直径？
3、外径为200mm的蒸汽管道，管外壁温度 为
1600C。管外包以导热糸数为
图3-1
λ=0.08+1.1⨯10-4t的保温材料。要求保温层外壁面温度不超过600C，
每米 管长的热损失不超过150。问保温层的厚度应为多少？ 4、欲将浓度为25%，沸点为131.50C，流量为3600Kg的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为200C，加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取
1100W2，溶液的密度为1500Kg3。若忽略蒸发器的热损失。求加mm.K
热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？C=4.93Kj
Kg.0C
已知：p=53.32Kpa, t=830C, r=2000Kj
p=392.4Kpa, T=142.90C R=2143Kj 试题三答案
一：填充题
1、 2.5Kg3 。 2、内縻擦力和流体的流动状态。 m
3、保持垂直。 4、质量守恒定律、ρ1=ρ2
lu2
5、λ.、1、0.5. 6、 气蚀现象。 d2
7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。
8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量
9、管程。
10、自然对流、热辐射。
11、Re=d.uρ
μ、Pr=μ.Cp
λ、n=0.3
12、并流、逆流和平流。
二：判断题
6、10、17为对，其余都为错。
三：计算题
1、∆p=(ρ示-ρ测)Rg ∆p=13.6-1.0.03.9.81.103=3.708Kpa。 ∆p=ρ()(0-1.0.635.9.81.103=3.70K8pa， ρ示=160Kg3。 示m)
2、降沉室的总面积：A=20.5.3=300m2。
沉降速度：u=V36000==0.033。 A300.3600
d2.(ρ-ρ).g 设沉降区为层流，则有：u= 18μ
0.033=d2.(4300-0.9).9.81
18.0.03.10-3
duρ= ， d=2.06⨯10-5m。 验算：Re=2.06⨯10-5.0.033.0.9
0.03.10-3μ=0.66 1。
3、保温材料的导热糸数 ：λ=0.0921.K。
Q2π.λ(T-t)2.3.140.0921(160-60)===150 ， δ=47mm。 100+llnln00
⎛4、水分蒸发量： W=F. 1-⎝
加热蒸汽消耗量：D=x0⎫⎛25⎫Kg。 ⎪=3600.1-=1800 ⎪x1⎪⎝50⎭⎭F.C.t0-tf
R()=3600.4.93.(131.5-20)=0.736Kg
2143。 所需的传热面积为：A=D.R0.736.2143==125.9m2。 K.∆t1100.142.5-131.5即所需的加热蒸汽消耗量为0.736Kg
。所需的传热面积为125.9m2
试题四
一：填充题（20分）
1、边界层的形成是流体具有_________结果。
2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按_____管内的流速来计算动能项。
3、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为_________________
4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的___________.
2m 5、经内径为158mm的钢管输送运动粘度为90的燃料油，若保持油
品作层流流动，则最大流速不能超过________。
6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将___________。
6、离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。
8、往复式压缩机的余隙糸数ε=___________,ε_______-，则λ容增大，生产 能力_______________。
9、沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之发生相对运动而实现分离的操作。沉降过程有_____和_____沉降两种方式。
10、工业上常用的过滤介质主要有________、__________、___________。
11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。
12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变 化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。
13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_______、_________、_________ 。应维持在_____________区内操作。
14、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于___________________________________所引起的。
15、温度差损失包括__________________________、___________________、
____________________________。
二：选择题
1、层流和湍流的本质区别是（ ）
A、流速不同； B、流通截面积不同；
C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动；
2、选择下述流体在管路中常用的流速
（1）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）；
（3）、压强较高的气体（ ），（4）、粘度较大的液体（ ）； _ A、1-3，B、0.5-1,C、15-20,D、30-50 3、离心泵铭牌上标明的是泵在（ ）时的主要性能参数。
A、流量最大； B、压头最大；
C、效率最高； D、轴功率最小；
4、下列结论正确的是（ ）。
A、 液体的粘度随温度的升高而减小；
B、 气体的粘度随温度的升高而增大；
C、 液体的粘度基本上不随压强变化；
D、 气体的粘度随压强增大而减小。
5、离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）。
A、阻拦液体中的固体颗粒； B、避免出现气蚀现象；
C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵内漏出；
6、在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力应（ ）
A、过滤时间应大于辅助时间； B、过滤时间应小于辅助时间；
C、过滤时间应等于辅助时间； D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期；
7、下述说法中正确的是（ ）。
A、过滤速率与过滤面积成正比；B、过滤速率与过滤面积的平方成正比；
C、过滤速率与滤布阻力成反比；D、过滤速率与操作压差的平方成正比；
8、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（ ）。
A、颗粒的几何尺寸； B、颗粒与流体的密度；
C、流体的水平流速； D、颗粒的形状；
9、旋液分离器是利用离心力分离（ ）。
A、离心机可分离液液混合物； B、离心机可分离液固混合物；
C、离心机可分离气固混合物；
D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相；
10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程的将是 （ ）。
A、管壁热阻； B、管内对流传热热阻；
C、污垢热阻； D、管外对流传热热阻；
11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（ ）。
A、设置折流挡板； B、增大板间距；
C、增加管程数； D、增加管内流体的流速；
12、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。
A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体；
D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体；
13、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热糸数，但同时地导致（ ）。
A、管内易结垢； B、壳程流体流速过低；
C、平均温差下降； D、管内流动阻力增大；
14、增大换热器传热面积的办法有（ ）。
A、选用粗管排列； B、选用翅片管；
C、增加管程数； D、增加壳程数；
15、关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。
A、 传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值；
B、 总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；
C、 总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无
关；
D、 要提高K值，应从降低最大热阻着手；
三：计算题
1、 图示为一输油管路，未装流量计，
但在A、B分别测得压强为 PA=15K，0pa
PA=140Kpa，试估算管道中油的流量？ 已
知：管为φ89⨯4mm，A、B间距为10m,
其中管道的当量长度为9.3m，
Kg ρ=820，μ=121cp。 m3
2、试证明球形颗粒在重力场中作自由
沉降时，层流区域内的沉降速度公式 为：
d2.(ρs-ρ).g。 u0=18.μ
3、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤 图4-2
-5
某悬浮液。已知过滤常数K为7.5⨯10
3 qe 为0.012mm2，
m3 。要求每一操作周期得滤液，过滤时间为8m2
0.5h。设滤
饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。试求：过滤时间；若操作压强
差提高至600Kpa，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为
635⨯635⨯25mm ，若
要求每个过滤周期仍得8m3滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过滤时间
又为多少？
4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为φ25⨯2mm。水以0.7的
流速在管内流动，并从170C被加热到370C。流量为1.25Kg为720C
烃的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、温度
已测得：蒸汽冷凝传热糸数为80020，管内侧热阻为个侧热阻m.C
的40%，
污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。
计算时可忽略管壁热阻及热损失。
试题四答案
一：填充题
a。 1、粘性。 2、细。 3 4、剪应力。
5、1.14。 6、不变。 7、管路特性曲线、离心泵特性曲线。
V 8、3-V、 小、大。 9、力场、密度、重力、离心。 13
10、 织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。
11、滤饼层、过滤介质。 12、依次增加。
13、自然对流、膜状对流、核状对流、 核状对流。
14、冷凝水未排出、不凝性气体未排
15、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。
二：判断题
1、D． 2、D、A、C。 3、C。
4、A、B、C． 5、B。 6、D
7、B． 8、C。 9、B。
10、B． 11、A。 12、
A、C、D；B、E、F。
13、C、D． 14、B。 15、C。 三：计算题
1、在A-B两点间列板努利方程：
l+leu2PAu2PBu2
ZA+。 +=ZB+++λ.ρ.g2gρ.g2gd2g
19.3140⨯103u2
0+. λ.u2=0.02. +λ.=1+820.9.810.0812.9.81820.9.81
设流体在管路中作层流流动，则：λ=
λ.u2=0.02=0.11764 ， λ=。 uRe150⨯1030.1172.u=0.02。 u=1.7。 u
核算雷诺准数：Re=d.u.ρ
μ=933 2000。
312m 则：油品的流量为V=.π.d.u=31.52。 4
11 2、颗粒作自由沉降，受力：F1=.π.d3.ρsg ，F2=.π.d3.ρg 66
1ρ.u2
F3=ς.π.d ，ma。F1-F2-F3=0 42
2d.(ρs-ρ).g4.d.ρs-ρ.g u=，层流：ς= ，u=。 18.μe3.ρς2
(q+qe)2=K.τ ，A+0.0122=7.5.10-5.05.3600，A=22.5m2。 3、过滤面积：
0.2=20。 滤饼体积：V=8.0.025=0.2m3，框数n=0.635.0.635.0.025
过滤总面积：A=0.6352.2.20=16.13m2。
()
(q+qe)2=K.τ，(.13+0.012)2=1.5.10-4τ，τ=0.478h。
5、传热量为：Q=394Kw。 所需水量：W=4.713Kg。∆t=44.250C。 单管水量：W=0.243Kg，每程所需管子数为：n=20。 每程传热面积：A=4.71m2，传热糸数：K=476.2W
m.C20
所需传热面积：A'=18.7m2 管程数为：n=4.总管数为80根。
试题五
一：简答题（60分） 1、 图示管路中，流体作稳定流动。问： p （1）、静压头哪个大？为什么？ ρg （2）、体积流量V哪个大？为什
么？
（3）、质量流速哪个大？为什么？
（不计阻力）
2、图示，测出A、B两端点的压力差？ 3、管子的类型有哪几种？表示方法有哪 几种？家里的自来水管是什么管？
4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防 止？
5、何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？ 6、说明热负荷与传热速率的概念及两者之
间的关糸？
7、何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？
8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数、
图5-2
传热糸数的单位及物理意义？
9、强化传热的途径有哪些？ p p 10、蒸发操作有何特点？
二：计算题
1、容器A、B分别盛有水和密度为
Kg8003的洒精，中间接一水银压差计。 m（1）当容器A中的压强PA=2.943⨯104pa （表压）时，测得R=0.3m，h1=0.5m
h2=0.2m，求容器B内的压强为多少？
（2）当容器A中的压强减小至
PA=1.962⨯104pa，容器B内的压强不变， 图5-3 则水银压差计内的读数为多少？
2、用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定，其上方压强为652.365Kpa。泵位于贮罐液面以下1.5m处，吸入管路的全部压头损失为1.6m。异丁烷在输送条件下的密度为530Kg3，饱和蒸汽压为m
637.65Kpa 。在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允许汽蚀余量为3.5m。试问该泵能否正常操作？
3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1Mpa（表压）下20分钟可在每平方米过滤面积上得到0.197m3的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.09m3,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少？
4、某溶液在单效蒸发器中蒸浓，用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量2100Kg加热蒸汽的温度为1200C，其汽化潜热为2205Kj，。已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为810C，各项温度差损失共为90C。取饱和蒸汽冷凝的传热膜糸数α2为8000W
m.Km.K
该换热器的传热面积？（管壁热阻、垢层热阻及热损失忽略不计）
试题五答案
一：问答题
pApBpuA2puB2
1、ZA+=，。 +ZB++ρ.gρgρg2gρg2g
VA=VB 。W=uρ，WA=WB。 2，沸腾溶液的传热膜糸数α1为3500W2，求
2、p=pA+ρ测.g.(R+h)，p=pB+ρ测.g.(Z+h)+ρ示.g.R
∆p=pA-pB=ρ测.g.Z+(ρ示-ρ测).g.R.∆p=ρ测.g.Z+(ρ示-ρ测).g.R。 3 、管子的类型有：钢管、铸铁管、有色金属管和非金属管。
表示方法有： 英寸表示法、公寸直径表示法、外径乘壁厚。
4、泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液 体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振 动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。
5、过滤介质：一种多孔性物质。
要求：多孔性、阻力小；有一定的机械强度；有一定的化学稳定性。
6、传热速率：单位时间内通过传热面的传热量。
热负荷：当生产上需要加热（或冷却）某物料时，便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量，这是生产对换热器换热能力的要求，称为该换热器的热负荷。
一个满足生产的换热器应该是：传热速率等于（略大于）热负荷。 7、加热剂：给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。例蒸汽。
冷却剂：取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却
剂。例水。
8、导热糸数：在壁厚为1m时，在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。单位是：W.K。
传热糸数：当冷热流体的温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。单位是：W2。 m.K
对流传热膜糸数：当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内以对流传热的方式所传递热量的多少。单位是：W2。 m.K
9、强化传热的途径有：增加传热面积；（增加有效传热面积） 增加温度差；（采用逆流流动） 增加传热糸数K（增加流体的湍流流动，防
止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）
10、蒸发操作的特点：溶液沸点的升高；节约能源；物料本身的
工艺特性。
二：计算题：
1、p=pA+ρ1.g.h1 ， p=pB+ρ2.g.h2+ρHg.g.R。
pB=-ρ2.g.h2-ρHg.g.R+pA+ρ1.g.h1 ，pB=-7.26⨯103pa。
'⎫'⎫⎛⎛R-RR-R⎪，p=pB+ρ2.g. h2+⎪+ρHg.g.R' p=pA+ρ1.g. h1- 2⎪2⎪⎝⎭⎝⎭
'⎫'⎫⎛⎛R-RR-R⎪=pB+ρ2.g. h2+⎪+ρHg.g.R'。 pA+ρ1.g. h1- 2⎪2⎪⎝⎭⎝⎭
R'=0.22m1。
p0-p0652365-637650-3.5-1.6=-2.27m。 2、Z= -∆h-hf，Z=530.9.81ρ.g
即泵不能正常工作。
3、(q+qe)2=K.τ，(0.197+qe)2=K.20.60，(0.206+qe)2=K.2.20.60。
(q+qe)2=K.2.2.20.60。 qe=0.022m3
2m 。
K=3.96⨯10。 -8
m3 q=0.356
m3
mm2。过滤1小时所得到的总滤液量为0.356 2.
⨯2205=1290Kw. 4、传热量：Q=D.r= 溶液的沸点：t=81+9=900C。
温差：∆t=120-90=300C。
传热糸数：
11K===2.4352。 +m.K+12
传热面积：A=Q1290==17.66m2。 K.∆t2.435.30
故所需的传热面积为17.66m2。