化工原理复习

现欲维持原流量不变,则出口阀应如何调节?qV'变大,关小出口阀,试比较调节前后泵的扬程变大(变大、变小、不变)。

题 13附图

题14附图

p

pa pa

15.如图所示管路,用两台泵分别抽入至混合槽。已知两台泵完全相同,且几管路直径、长度、局部管件均相同。?A口阀A、B调节至流量qVA?qVB,(1)面上方压强表读数p=0时,阀门A开度 (2)当?>0时,阀门A开度<阀门B<)。

16.离心泵输送管路,单操作时流量为qV,扬程为He。现另有一台型号相同的泵,在管路状态不变的条件下,将泵串联时输送流量为q'V,扬程为H'e,将泵并联时输送流量为q''V,扬程为H''e。则(B)

A.q'V=qV,H'e=2He;q''V=2qV,H''e=He; B.q'V>qV,H'e>He;q''V>qV,H''e>He; C.q'V=2qV,H'e=He;q''V>qV,H''e>He; D.视管路状态而定。 判断题

17.关闭离心泵的出口阀后,离心泵的有效功率均为零。( ) 18.逐渐开大出口阀的开度,则离心泵的流量增大,效率下降。( ) 19.管路中两台相同泵并联操作后,与单台泵流量是原来单台泵的两倍。( )

20.往复泵的流量调节不可以采用出口阀调节。21.往复泵在使用前必须灌泵。( )

( ) 相比,工作点处

10m A B 10m A、B两种液体何安装位置、>?B。今用出

?A 题15附图

?B 当混合槽内液= 阀门B开度;开度(>、=、

问答题

22.如图所示的2B31型离心泵装置中,你认为有哪些错误?并说明原因。 23.离心泵发生气缚与气蚀现象的原因是什么?有何危害?应如何消除?

第五章

思考题

1、传热过程有哪三种基本形式?它们的传热机理有何不同?

2、物体的导热系数与哪些因素有关?非金属保温材料的导热系数为什么与密度有关? 3、在两层平壁的热传导中,有一层的温度差较大,另一层的较小。哪一层的热阻大?

4、输送高温物料的圆形管外包覆两层厚度相同、导热系数不同的保温材料。若改变两种保温材料的内外次序,其保温效果是否会改变/?若被保温的是平壁,保温效果是否会改变? 5、流体流动对对流传热系数?的贡献主要表现在哪些方面?

6、层流底层的厚度主要和哪些因素有关?并找出相应的强化传热方法? 7、流动边界层和传热边界层有何联系和区别? 8、对流传热中各个准数与哪些因素有关?

9、自然对流中传热面的位置如何放置有利于增大传热速度? 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、

为什么滴状冷凝的对流传热系数比膜状冷凝的大?

液体沸腾的必要条件有哪两个/?强化沸腾传热从哪两方面着手? 为什么液体的对流传热系数比气体的大?

为什么无相变化时的对流传热系数比有相变化时的小?

总传热系数、对流传热系数和导热系数的物理意义是什么?其单位是否相同? 影响辐射传热的主要因素有哪些?为什么低温时热辐射往往可以忽略? 蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体?

换热器中冷热流体为什么大多采用逆流换热?在什么情况下采用并流操作? 换热器的总传热系数大小与哪些因素有关?如何有效地提高总传热系数?

在套管换热器中用饱和水蒸气加热内管中流动的空气。总传热系数接近哪种流体的对流传热

系数?壁温接近哪种流体的温度?增大哪种流体的对流传热系数更有利于传热? 20、

以下几个中,温度差?t有何区别?

Q?mscp?t Q?KA?tm

Q??A?t21、 22、

在列管换热器的设计中为什么要限制校正系数?大于0.8?

在列管换热器中用热空气加热水,两流体均湍流流动,逆流换热,若空气的流量增大或进口

题 22附图

温度升高,水的出口温度如何改变? 计算题

1.有直径为φ38mm×2mm的黄铜冷却管,假如管内生成厚度为1mm的水垢,水垢的热导率λ=1.163W/(m·℃)。试计算水垢的热阻是黄铜管热阻的多少倍[黄铜的热导率λ=110W/(m·℃)]。 2、空气以4m/s的流速通过φ75.5mm×3.75mm的钢管,管长5m,空气入口温度为32℃,出口温度为68℃。试计算:(1)空气与管壁间的对流传热系数;(2)如空气流速增加一倍,其他条件不变,对流传热系数又为多少;(3)若空气从管壁得到的热量为578W,钢管内壁的平均温度为多少。 3、用冷却水使流量2000kg/h的硝基苯从355K冷却到300K,冷却水由15℃升到35℃,试求冷却水用量。若将冷却水的流量增加到3.5m3/h,试求冷却水的出口温度。

4、用绝对压力为300kPa的饱和水蒸气将体积流量为80m3/h的苯胺从80℃加热到100℃。苯胺在平均温度下的密度为955kg/m3,比热容为2.31kJ/(kg·℃)。试求:(1)水蒸气用量(kg/h);(2)当总传热系数为800W/(m2·℃)时所需传热面积。

5、有一套管式换热器,内管为φ180mm×10mm的钢管,内管中有质量流量为3000kg/h的热水,从90℃冷却到60℃。环隙中冷却水从20℃升到50℃。按内管外表面积计算的总传热系数K=2000W/(m2·℃)。试求:(1)冷却水用量;(2)并流流动时的平均温度差及所需传热面积;(3)逆流流动时的平均温度差及所需传热面积。

6、有1壳程2管程列管式换热器,用293K的冷水30t/h使流量为20t/h的轻烃从353K冷却到313K,设总传热系数为1200W/(m2·K),试计算所需传热面积。

7、在一套管换热器中,内管中流体的对流传热系数α1=200W/(m2·K),内管外侧流体的对流传热系数α2=350W/(m2·K),已知两流体湍流换热,试问(1)假设内管中流体流速增加一倍,其它条件不变,总传热系数K增加多少?(2) 假设管外侧流体流速增加一倍,总传热系数K增加多少?

8、有一套管式换热器,内管为φ57mm×3mm,内管中有流量为4000kg/h的苯被加热,进口温度为50℃,出口温度为80℃。套管的环隙中有绝对压力为200kPa的饱和水蒸气冷凝放热,冷凝的对流传热系数为104W/(m2·K)。已知内管的内表面污垢热阻为0.0004m2·K/W,管壁热阻及管外侧污垢热阻均不计。试计算:(1)加热水蒸气用量;(2)管壁对苯的对流传热系数;(3)完成上述处理量所需套管的有效长度;(4)由于某种原因,加热水蒸气的绝对压力降至140kPa。这时,苯出口温度有何变化?应为多少度(设苯的对流传热系数值不变,平均温度差可用算术平均值计算)。

9、在一套管换热器中,用绝对压力为200kPa的饱和水蒸气使流量为5000kg/h的氯化苯从30℃加热到70℃,氯化苯在内管中流动。因某种原因,氯化苯的流量减小到2500kg/h,但进、出口温度欲保持不变。为此,想把水蒸气压力降低一些,试问水蒸气的绝对压力应降到多少(两种情况下,管内氯化苯均为湍流流动,并且其对流传热系数比水蒸气冷凝的对流传热系数小很多,因此,水蒸气冷

凝的热阻及壁阻均可忽略不计)?

10、欲将体积流量为3000m3/h(标准状态p=101.325kPa,T=273.15K)的常压空气用绝对压力为200kPa的饱和水蒸气加热,空气从10℃加热到90℃。现有一列管式换热器,其规格如下:钢管直径φ25mm×2.5mm,管长1.6m,管数271根。如用此换热器使空气在管内流动,水蒸气在管外冷凝,试验算此换热器面积是否够用?水蒸气冷凝时的对流传热系数可取为10000W/(m2·K)。

11、有一钢制套管式换热器,质量流量为2000kg/h的苯在内管中,从80℃冷却到50℃,冷却水在环隙中从15℃上升到35℃。已知苯对管壁的对流传热系数为600W/(m2·K),管壁对水的对流传热系数为1000W/(m2·K)。计算总传热系数时忽略管壁热阻,按平壁计算。试解答下列问题:(1)计算冷却水消耗量;(2)计算并流流动时所需传热面积;(3)如改变为逆流流动,其他条件相同,所需传热面积将有何变化?

12、在一套管式换热器中,用120℃的饱和水蒸气在环隙中冷凝放热,使内管中湍流流动的流量为3000kg/h的苯从20℃加热到80℃。当流量增加到4500kg/h时只能从20℃加热到76℃。试计算换热器的传热面积和流量为4500kg/h时的总传热系数K[计算时,水蒸气冷凝的α值取用8000W/(m2·K),可忽略管壁热阻及污垢热阻,并可当平壁处理]。

13、在一套管换热器中用120℃的饱和蒸汽在环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h,比热容为1.9kJ/(kg·℃),温度从30℃升至60℃。蒸汽冷凝传热系数为1×104W/(m2·℃),换热管内侧污垢热阻为4×10-4m2·℃/W,忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为Φ54×2mm的钢管,有效长度为12m。试求: (1)饱和蒸汽流量(其冷凝潜热为2204kJ/kg); (2)管内苯的对流传热系数αi;

(3)当苯的流量增加50%、但其他条件维持不变时,苯的出口温度为若干?若想维持苯的出口温度仍为60℃,应采取哪些措施?作出定量计算。(以苯计算热量)

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