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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 （ 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。
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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：
H??z?p（表压）?p（真空度）152000?2470021?0.4?=18.4 m
?g1000?9.8??
三、计算题
?gQH1000?9.8??26/3600??18.4??53.2% N2450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和
t2'T2'，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?11?1?1?111?502000?48.8W/(m2?K)
?2 ?T?(T1?t2)?(T2?t1)?(120?90)?(80?15)?45.3?C
mT?t120?90ln12lnT2?t180?15 Q?qhcph(T1?T2)?qccpc(t2?t1)?KA?Tm
40qhcph?75qccpc?48.8?45.3A （a）
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水量增加后 ?'2?20.8?2 K'?11?12?20.8?111?0.8502?2000?49.3W/(m2?K)
?1 ?T'?(T1?t'2)?(T'2?t1)?(120?t'2)?(T'2?15)
mT?t'120?t'2ln12lnT'2?t1T'2?15 Q?qhcph(T1?T'2)?2qccpc(t'2?t1)?K'A?T'm
qc(120?T')?2qc(t'?15)?49.3A?120?t'2?T'2?15 （b）
hph2cpc2120?t'2lnT'2?15
4075 或 t'2?15?75(120?T'2) （c） ?80120?T'22(t'2?15) （d） 4048.8?45.3?120?T'249.3?120?T'2?(t'2?15)120?t'2lnT'2?15 式（c）代入式（d），得ln120?t'2?0.0558 ln120?t'2?1.057 （e）
T'2?15T'2?15由式（c）与（e）得 t'2=61.9℃ T '2=69.9℃ ②Q'?T1?T'2?120?69.9?1.25即传热速率增加了25%。
QT1?T2120?80
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