化工原理上冊(cè)習(xí)題以及答案

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。第1-2章 流體流動(dòng)及流體輸送機(jī)械一、選擇題1. 流體在圓形直管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)，雷諾準(zhǔn)數(shù)Re1500，則其摩擦系數(shù)應(yīng)為（ ）（A） 0.032 （B）0.0427 （C）0.0267 （D）無法確定2.在靜止流體內(nèi)部各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)相等的必要條件是（ ）（A） 同一種流體內(nèi)部 （B） 連通著的兩種流體（C） 同一種連續(xù)流體 （D） 同一水平面上，同一種連續(xù)的流體3.在一水平變徑管道上，細(xì)管截面A及粗管截面B與U管壓差計(jì)相連，當(dāng)流體流過時(shí)，U管壓差計(jì)測(cè)量的是（ ）（A）A、B兩截面間的總能量損失 （B）A、B兩截面間的動(dòng)能差（C）A、B兩截面間的壓強(qiáng)差

2、（D）A、B兩截面間的局部阻力4. 雙液體U形差壓計(jì)要求指示液的密度差（ ）。 (A) 大 (B) 中等 (C) 小 (D) 越大越好5. 管路由直徑為573.5mm的細(xì)管，逐漸擴(kuò)大到1084mm的粗管，若流體在細(xì)管內(nèi)的流速為4m/s。則在粗管內(nèi)的流速為（ ）（A） 2m/s （B）1m/s （C） 0.5m/s （D） 0.25m/s6.湍流與滯流的本質(zhì)區(qū)別是（ ）（A）湍流的流速大于滯流的（B） 湍流的Re值大于滯流的（C） 滯流無徑向脈動(dòng)，湍流有徑向脈動(dòng) （D） 湍流時(shí)邊界層較薄7. 在阻力平方區(qū)內(nèi)，摩擦系數(shù)（ ）（A）為常數(shù)，與Re，/d 均無關(guān)（B）隨Re值加大而減?。–）與Re值無

3、關(guān)，是/d的函數(shù)（D）是Re值和/d的函數(shù)8. 流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其直管阻力損失與流速u的關(guān)系為（ ）（A）與u2成正比（B）與u成正比（C）與u1.75成正比(D) 與u0.55成正比9. 在計(jì)算突然擴(kuò)大及突然縮小的局部阻力時(shí)，公式中的流速應(yīng)該用（ ）中的流速。 （A）大管 （B）小管 (C）大管和小管任取其一10. 所謂定態(tài)流動(dòng)是指（ ） (A) 理想流體的流動(dòng) (B) 服從牛頓粘性定律的流體流動(dòng) (C) 流體在流動(dòng)過程中，其操作參數(shù)只是位置的函數(shù)，而不隨時(shí)間變化11. 離心泵的揚(yáng)程是指（ ）(A)實(shí)際的升揚(yáng)高度 (B)泵的吸上高度(C)泵對(duì)單位重量液體提供的有效能量 (D)泵

4、的允許安裝高度12. 當(dāng)液體的密度改變時(shí)，離心泵的壓頭H和軸功率N的變化為（ ）(A) H、N均不變 (B) H不變，N改變(C) H 改變，N不變 (D) H、N均改變13. 離心泵的安裝高度與（ ） (A) 泵的結(jié)構(gòu)無關(guān) (B) 液體流量無關(guān) (C) 吸入管路的阻力無關(guān) (D) 被輸送流體的密度有關(guān)14. 下列兩設(shè)備，均須安裝旁路調(diào)節(jié)流量裝置（ ）(A)離心泵與往復(fù)泵 (B)往復(fù)泵與齒輪泵(C)離心泵與旋渦泵 (D)離心泵與齒輪泵參考答案1. B 2.D 3.C4.C5.B6.C7. C8. B9.B 10.C 11.C 12.B 13.D 14. B二、填空題1. 邊界層的形成，是液體具

5、有 的結(jié)果。2. 因次分析法的基礎(chǔ)是 ，又稱因次的和諧性。3. 用離心泵在兩個(gè)敞口容器間輸液。若維持兩容器的液面高度不變，當(dāng)關(guān)小輸送管道的閥門后，管道的總阻力將 _。4. 粘性流體流體繞過固體表面的阻力為_ 和_ 之和，稱為局部阻力。5. 邊長為的正方形載面風(fēng)道，其當(dāng)量直徑為_。6. 如果管內(nèi)流體流量增大1倍以后，仍處于滯流狀態(tài)，則流動(dòng)阻力增大到原來的_倍。7. 在滯流區(qū)，若總流量不變，規(guī)格相同的兩根管子串聯(lián)時(shí)的壓降為并聯(lián)時(shí)的_倍。8. 流體在阻力平方區(qū)流動(dòng)，若其他條件不變，其壓降隨著管子的相對(duì)粗糙度增加而_，隨著流體的密度增大而_。9. 雷諾數(shù)的物理意義實(shí)際上就是與阻力有關(guān)的兩個(gè)作用力的比值

6、，即流體流動(dòng)時(shí)的_ 與_之比。10. 某精餾塔頂操作壓強(qiáng)須維持在53kPa（絕），若當(dāng)?shù)貧鈮河?jì)的讀數(shù)為1006kPa ，塔頂真空表讀數(shù)應(yīng)為_kPa 。11. 為使測(cè)量精確，測(cè)速管前后應(yīng)有一穩(wěn)定段，其長約為_。12. 每千克水經(jīng)過泵后其機(jī)械能增加了結(jié)490J，則該泵的揚(yáng)程為_。13. 活塞往返一次，只吸入和排出液體各一次，這種往復(fù)泵被稱作_。14. 從泵的選用范圍看，齒輪泵的流量_而揚(yáng)程_。參考答案1. 粘性2. 因次的一致性3. 不變4. 摩擦阻力；形體阻力5. 6. 27. 48. 增加；增大9. 慣性力；粘性力10. 95.311. 50d12. 50m（水柱）13. 單作用泵14. 較小

7、；較高三、計(jì)算題1-1 如下圖所示的輸水系統(tǒng), 用泵將水池中的水輸送到敞口高位槽, 管道直徑均為833.5mm,泵的進(jìn)、出管道上分別安裝有真空表和壓力表，真空表安裝位置離貯水池的水面高度為4.8m, 壓力表安裝位置離貯水池的水面高度為5m。當(dāng)輸水量為36 m3.h-1時(shí)，進(jìn)水管道的全部阻力損失為1.96 J.kg-1，出水管道的全部阻力損失為4.9 J.kg-1，壓力表的讀數(shù)為2.5 kgf.cm-1，泵的效率為70%，試求： 兩液面的高度差H為多少m? 泵所需的實(shí)際功率為多少kw? 真空表的讀數(shù)多少kgf.cm-1?解： （1）取貯水池液面為截面0-0, 真空表處為截面1-1, 壓力表處為截

8、面2-2, 高位槽液面為截面3-3。 在截面2-2和3-3間列柏努利方程，以2-2為基準(zhǔn)面(目的求 H) （2）在0-0和3-3間列柏努利方程以0-0為基準(zhǔn)面(求he) （3）在0-0和1-1間列柏氏方程，以0-0為基準(zhǔn)面 1-2 15水在內(nèi)徑為10 mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，流速為0.15 m.s-1，試問：（1）該流動(dòng)類型是層流還是湍流？（2）如上游壓強(qiáng)為7 kgf.cm-1，流經(jīng)多長管子，流體的壓強(qiáng)降至3 kgf.cm-1？（已知15水的密度為999.1 kg.m-1，粘度為1.14cp.）解： （1） 該流體作層流流動(dòng) （2）根據(jù)泊謖葉方程式 1-3 欲建一水塔向某工廠供水，如下圖所示，從水塔

9、到工廠的管長（包括局部阻力當(dāng)量長度）為 500 m。最大流量為20 升/秒 。管出口處需保持10m 水柱的壓頭（表壓）。若摩擦系數(shù)0.023，試求： (1) 當(dāng)管內(nèi)流速為1.05 m.s-1 時(shí)，所需管徑及塔高； (2) 當(dāng)管內(nèi)流速為4 m.s-1 時(shí)，所需管徑及塔高； (3) 由計(jì)算1、2，分析滿足一定流量時(shí)，塔高與管徑的關(guān)系。解： （3）管徑越大,塔高越低 管徑越小,塔高越高1-4 粘度為30cp，密度為900kg.m-1的液體，自A經(jīng)內(nèi)徑為40mm的管路進(jìn)入B，兩容器均為敞口，液面視為不變。管路中有一閥門。當(dāng)閥全關(guān)時(shí)，閥前后壓力表讀數(shù)分別為0.9at和0.45at。現(xiàn)將閥門打至1/4開度

10、，閥門阻力的當(dāng)量長度為30m，閥前管長50m，閥后管長20m（均包括局部阻力的當(dāng)量長度)。 試求: (1）管路的流量m3.h-1？ (2）閥前后壓力表讀數(shù)有何變化？解： （1）閥關(guān)時(shí) 閥開時(shí)，兩槽面間列柏式 (1) 代入（1）： (2)設(shè)，則 分析：，仍為層流 （2）閥開后，P1 ， P21-5 用離心泵將水由水槽送至水洗塔中,水洗塔內(nèi)的表壓為98070 N.m-2,水槽液面恒定,其上方通大氣,水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m，在某送液量下，泵對(duì)水作的功為340 J.kg-1, 管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入和壓出管路總長為110m(包括管件及入口的當(dāng)量長度,但不包括出口的當(dāng)量長度)輸

11、送管尺寸為1084mm,水的密度為1000 kg.m-1。求輸水量為多少m3.h-1。解： 簡(jiǎn)化上式： 1-6 水從蓄水箱，經(jīng)過一水管流出，如附圖所示。假如，Z112m， Z2Z36.5m，d220 mm，d310mm，水流經(jīng)d管段的阻力損失為2m 水柱，流經(jīng)d管段的阻力損失為1m水柱，求： （1）管嘴出口處的流速3；（2）接近管口2-2截面處的流速2及壓強(qiáng)P2；解：（1）列1-1與3-3截面柏努利方程式 解得 （2） 由1-1與2-2截面列柏努利方程式可得 1-7 如本題附圖所示，槽內(nèi)水位維持不變。槽底部與內(nèi)徑為100mm鋼管相連，管路上裝有一個(gè)閘閥，閥前離管路入口端15m處安有一個(gè)指示液為

12、汞的U管壓差計(jì)，測(cè)壓點(diǎn)與管路出口端之間距離為20m。 (1) 當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)測(cè)得R600mm，h1500mm；當(dāng)閘閥部分開啟時(shí)， 測(cè)得R400mm，h1400mm，管路摩擦系數(shù)取0.02，入口處局部阻力系數(shù)取0.5，問每小時(shí)從管中流出水量為多少m3。 (2) 當(dāng)閥全開時(shí)（取閘閥全開e /d15， 0.0 18），測(cè)壓點(diǎn)B處的靜壓強(qiáng)為若干N.m-2（表壓）。解：（1）當(dāng)閘閥全關(guān)時(shí)，根據(jù)靜力學(xué)關(guān)系： 得水槽液位高度： 在水槽液位A-A與測(cè)壓點(diǎn)B-B截面列柏努利方程式 （2）當(dāng)閘閥全開時(shí)，在AA與管路出口CC截面列柏努利方程： 由AA與BB截面間柏努利方程式得： 1-8 并聯(lián)輸水管路由兩條光滑管支路組

13、成，管內(nèi)流體均處于湍流狀態(tài)。已知總輸水量為，求兩條支管的流量。設(shè)兩條支管的內(nèi)徑分別為，管長分別為 （包括管件的當(dāng)量長度）。解：由并聯(lián)管路特性： 即 將代入上式得 化簡(jiǎn) 即 分析：解決兩條支管并聯(lián)的問題，大都是先從兩支路流動(dòng)阻力相等這一規(guī)律出發(fā)，然后確定兩個(gè)支管的流量比。多條支管并聯(lián)的管路亦可仿此處理。對(duì)于冪指數(shù)比較復(fù)雜公式的計(jì)算，建議先不要代入數(shù)據(jù)，待推出最終結(jié)果后再代入數(shù)據(jù)，這樣可避免一些繁瑣的計(jì)算。由計(jì)算結(jié)果可以看出：支管直徑d對(duì)流量分配的影響較大（指數(shù)為）。本例盡管兩條支管，但兩條支管的流量仍相差較大。其次還應(yīng)注意，式中的管長是包括當(dāng)量長度在內(nèi)的。如果當(dāng)量長度發(fā)生變化（例如調(diào)節(jié)某一支路的

14、閥門開度），將直接影響流量在兩支管中的分配，即不僅影響本條支管的流量，而且影響其他并聯(lián)管路的流量，操作時(shí)必須注意到這一點(diǎn)。1-9 密度為1200 kg. m-1的鹽水，以25m3.h-1的流量流過內(nèi)徑為75mm的無縫鋼管。兩液面間的垂直距離為25m，鋼管總長為120m，管件、閥門等的局部阻力為鋼管阻力的25。試求泵的軸功率。假設(shè)：（1）摩擦系數(shù)0.03；（2）泵的效率0.6解： 在兩液面間列柏努利方程得： 1-10 如圖示循環(huán)管路，離心泵的安裝高度H3m，泵特性曲線可近似表示為H231.43105qv2，式中qv以m3.s-1表示。吸入管長 （包括全部局部阻力的當(dāng)量長度）為10m，排出管長（包

15、括全部局部阻力的當(dāng)量長度）為120m，管徑均為50mm，假設(shè)摩擦系數(shù) 0.02，水溫20。試求：（1）管路內(nèi)的循環(huán)水量為多少？ （2）泵進(jìn)、出口壓強(qiáng)各為多少？解：（1）管路特性曲線 與泵特性曲線聯(lián)解 （2）在進(jìn)水液面與泵入口處列柏氏方程 在泵入口處和泵出口處列柏氏方程： 因?yàn)椋?所以， 第4-5章 流體通過顆粒層的流動(dòng)與顆粒的沉降 一、填空題1. 懸浮液中加入助濾劑進(jìn)行過濾的目的是_ 。2. 球形粒子在介質(zhì)中自由沉降時(shí)，勻速沉降的條件是_ 。滯流沉降時(shí)，其阻力系數(shù)=_.3. 板框壓濾機(jī)每個(gè)操作循環(huán)由_五個(gè)階段組成。4. 板框壓濾機(jī)主要由_，三種板按 _的順序排列組成。5. 板框壓濾機(jī)采用橫穿洗

16、滌濾渣，此時(shí)洗液穿過_層濾布及_個(gè)濾框厚度的濾渣，流經(jīng)過長度約為過濾終了濾液流動(dòng)路程的_倍，而供洗液流通的面積又僅為過濾面積的_。6. 設(shè)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓直徑為1m，轉(zhuǎn)速n=600 轉(zhuǎn)/min，則在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器內(nèi)沉降的速度快_倍。參考答案：1. 在濾餅中形成骨架，使濾渣疏松，孔隙率加大，濾液得以暢流。 2. 粒子所受合力的代數(shù)和為零，24/ Rep。3. 裝合板框、過濾、洗滌、卸渣、整理。4. 濾板、濾框、主梁（或支架）壓緊裝置等組成，123212321。5. 二；一； 二； 二分之一。6. 201。二、選擇題1回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的轉(zhuǎn)速越快，單位時(shí)間所獲得的濾液量就越( )，形成的

17、濾餅層厚度就越( )，過濾阻力越( )。(A)少，薄，小 (B)少，厚，大(C)多，薄，小 (D)多，薄，大2離心沉降速度是( )。 (A)顆粒運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)速度 (B)徑向速度 (C)切向速度 (D)氣流速度3在恒壓過濾操作中，忽略過濾介質(zhì)的阻力，且過濾面積恒定，則所得的濾液量與過濾時(shí)間的( )次方成正比，而對(duì)一定的濾液量則需要的過濾時(shí)間與過濾面積的( )次方成反比。(A)1/2,2 (B)2,1/2 (C)1,1/2 (D)1/2,14 助濾劑應(yīng)具有以下特性( )。 (A)顆粒均勻，柔軟，可壓縮 (B)顆粒均勻，堅(jiān)硬，不可壓縮 (C)顆粒分布廣，堅(jiān)硬，不可壓縮 (D)顆粒均勻，可壓縮，易變形5

18、濾液在濾餅層中的流動(dòng)屬于( )流動(dòng)。(A)層流 (B)湍流 (C)過渡流 (D)不確定6降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室( )和( )有關(guān)，而與( )無關(guān)。(A)長度、寬度、高度 (B)長度、高度、寬度(C)寬度、高度、長度 (D)寬度、長度、面積7固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng),所受的阻力是( )。 (A)表皮阻力 (B)形體阻力 (C)表皮阻力和形體阻力參考答案1.C; 2.B 3.C 4.B 5.A 6.A 7.C三. 計(jì)算題1.現(xiàn)有密度為8010kg/m3、直徑0.16mm的鋼球置于密度為980 kg/m3的某液體中，盛放液體的玻璃管內(nèi)徑為20mm。測(cè)得小球的沉降速度為1.70mm/s，試驗(yàn)溫度為20

19、，試計(jì)算此時(shí)液體的粘度。測(cè)量是在距液面高度1/3的中段內(nèi)進(jìn)行的，從而免除小球初期的加速及管底對(duì)沉降的影響。當(dāng)顆粒直徑d與容器直徑D之比d/D0.1，雷諾數(shù)在斯托克斯定律區(qū)內(nèi)時(shí)，器壁對(duì)沉降速度的影響可用下式修正： 式中ut為顆粒的實(shí)際沉降速度；ut為斯托克斯定律區(qū)的計(jì)算值。0.1解： =1.73103m/s假設(shè)顆粒在層流區(qū)沉降 =0.0567Pas校核顆粒雷諾數(shù) Ret上述計(jì)算有效。2. 擬采用降塵室回收常壓爐氣中所含的球形固體顆粒。降塵室底面積為10m2，寬和高均為2m。操作條件下，氣體的密度為0.75kg/m3，粘度為2.6105Pas；固體的密度為3000 kg/m3；降塵室的生產(chǎn)能力為3

20、 m3/s。試求：1）理論上能完全捕集下來的最小顆粒直徑；2）粒徑為40m的顆粒的回收百分率；3）如欲完全回收直徑為10m的塵粒，在原降塵室內(nèi)需設(shè)置多少層水平隔板？解：1）理論上在降塵室中能夠完全被分離出來的最小顆粒的沉降速度為 m/s由于粒徑為待求參數(shù)，沉降雷諾準(zhǔn)數(shù)Ret和判斷因子K都無法計(jì)算，故需采用試差法。假設(shè)沉降在滯流區(qū)，則可用斯托克斯公式求最小顆粒直徑，即 2核算沉降流型 Ret原設(shè)在滯流區(qū)沉降正確，求得的最小粒徑有效。2）40m顆粒的回收百分率 假設(shè)顆粒在爐氣中的分布是均勻的，則在氣體的停留時(shí)間內(nèi)顆粒的沉降高度與降塵室高度之比即為該尺寸顆粒被分離下來的分率。由于各種尺寸顆粒在降塵室

21、內(nèi)的停留時(shí)間均相同，故40m顆粒的回收率也可用其沉降速度ut與69.1m顆粒的沉降速度ut之比來確定，在斯托克斯定律區(qū)則為 回收率= ut / ut=(d/dmin)2=(40/69.1)2=0.335即回收率為33.5%。3）需設(shè)置的水平隔板層數(shù) 多層降塵室中需設(shè)置的水平隔板層數(shù)用式3-20a計(jì)算。由上面計(jì)算可知，10m顆粒的沉降必在滯流區(qū)，可用斯托克斯公式計(jì)算沉降速度，即 m/s所以 ，取47層隔板間距為 m核算氣體在多層降塵室內(nèi)的流型：若忽略隔板厚度所占的空間，則氣體的流速為2000 m/s 所以 Re即氣體在降塵室的流動(dòng)為滯流，設(shè)計(jì)合理。3. 擬在9.81103Pa的恒定壓強(qiáng)差下過濾某

22、懸浮液。已知該懸浮液由直徑為0.1mm的球形顆粒狀物質(zhì)懸浮于水中組成，過濾時(shí)形成不可壓縮濾餅，其空隙率為60%，水的粘度為1.010Pas，過濾介質(zhì)阻力可以忽略，若每獲得1m3濾液所形成的濾餅體積為0.333m3。試求：1）每平方米過濾面積上獲得1.5m3濾液所需的過濾時(shí)間；2）若將此過濾時(shí)間延長一倍，可再得濾液多少？解：1）求過濾時(shí)間 已知過濾介質(zhì)阻力可以忽略的恒壓過濾方程為 單位面積獲得的濾液量 q=1.5 m3/ m2 過濾常數(shù) 對(duì)于不可壓縮濾餅，s=0，r=r=常數(shù)，則 已知p=9.81103Pa，=1.0103Pas，v=0.333m3/m2已知濾餅的空隙率=0.6球形顆粒的比表面

23、m2/m3所以 1/m2則 m2/s所以 s 2）過濾時(shí)間加倍時(shí)增加的濾液量 s則 m3/m2 m3/m2即每平方米過濾面積上將再得0.62m3濾液。4. 在25下對(duì)每升水中含25g某種顆粒的懸浮液進(jìn)行了三次過濾實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)見題附表1。試求：1）各p下的過濾常數(shù)K、qe及e；2）濾餅的壓縮性指數(shù)s。題4 附表1實(shí)驗(yàn)序號(hào)過濾壓強(qiáng)差p105，Pa0.4631.953.39單位面積濾液量q103，m/3m2過濾時(shí)間，s000011.3517.36.54.322.7041.414.09.434.0572.024.116.245.40108.437.124.556.75152.351.834.668.

24、10201.669.146.1解：1）求過濾常數(shù)（以實(shí)驗(yàn)為例）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理各段時(shí)間間隔的與相應(yīng)的q值，列于本題附表2中。題4 附表2實(shí)驗(yàn)序號(hào)q103m/3m2q103m/3m2ss103s/m0011.3511.3517.317.31.52422.7011.3541.424.12.12334.0511.3572.030.62.69645.4011.35108.436.43.20756.7511.35152.343.93.86868.1011.35201.649.34.344在直角坐標(biāo)紙上以為縱軸、q為橫軸，根據(jù)表中數(shù)據(jù)標(biāo)繪出q的階梯形函數(shù)關(guān)系，再經(jīng)各階梯水平線段中點(diǎn)作直線，見本例附圖1中的

25、直線。由圖上求得此直線的斜率為 s/m2又由圖上讀出此直線的截距為 s/m則得到當(dāng) p=0.463105Pa時(shí)的過濾常數(shù)為 m2/s m3/m2 s實(shí)驗(yàn)及的q關(guān)系也標(biāo)繪于本題附圖1中。題4 附圖1各次實(shí)驗(yàn)條件下的過濾常數(shù)計(jì)算過程及結(jié)果列于本題附表3中。題4 附表3實(shí)驗(yàn)序號(hào)Pas/m2s/mKm2/sqem3/m2es0.4634.9010412604.081050.025716.21.951.7641044031.1341040.02284.583.391.1921042591.6781040.02172.812）求濾餅的壓縮性指數(shù)s 將附表3中三次實(shí)驗(yàn)的Kp數(shù)據(jù)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)上進(jìn)行標(biāo)繪，得到本題

26、附圖2中的、三個(gè)點(diǎn)。由此三點(diǎn)可得一條直線，在圖上測(cè)得此直線的斜率為，于是可求得濾餅的壓縮性指數(shù)為。題4 附圖25. 對(duì)題4中的懸浮液用具有26個(gè)框的BMS20/635-25板框壓濾機(jī)進(jìn)行過濾。在過濾機(jī)入口處濾漿的表壓為3.39105Pa，所用濾布與實(shí)驗(yàn)時(shí)的相同，漿料溫度仍為25。每次過濾完畢用清水洗滌濾餅，洗水溫度及表壓與濾漿相同而其體積為濾液體積的8%。每次卸渣、清理、裝合等輔助操作時(shí)間為15min。已知固相密度為2930kg/m3，又測(cè)得濕餅密度為1930kg/m3。求此板框壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力。解：過濾面積A =（0.635）2226=21m2 濾框總?cè)莘e=（0.635）20.02526=0

27、.262m3已知1m3濾餅的質(zhì)量為1930kg，設(shè)其中含水xkg，水的密度按1000 kg/m3考慮，則 解得 故知1m3濾餅中的固相質(zhì)量為 1930518=1412kg生成1m3濾餅所需的濾漿質(zhì)量為 1412kg則1m3濾餅所對(duì)應(yīng)的濾液質(zhì)量為 578921930=55962kg1m3濾餅所對(duì)應(yīng)的濾液體積為 m3由此可知，濾框全部充滿時(shí)的濾液體積為 則過濾終了時(shí)的單位面積濾液量為 m3/m2根據(jù)題4中過濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出p=3.39105Pa時(shí)的恒壓過濾方程式為 （q+0.0217）2=1.678104(+2.81)將q=0.6982 m3/m2代入上式，得 （0.6981+0.0217）2=1.

28、678104(+2.81)解得過濾時(shí)間為：=3085s。對(duì)恒壓過濾方程式進(jìn)行微分，得 2（q+qe）dq=Kd，即 已求得過濾終了時(shí)q=0.6982 m3/m2,代入上式可得過濾終了時(shí)的過濾速率為 m3/s已知 VW=0.08V=0.0814.66=1.173 m3則 s又知 D=1560=900s則生產(chǎn)能力為 m3/h 四、問答題1. 影響重力沉降速度的主要因素是什么？為了增大沉降速度以提高除塵器的生產(chǎn)能力，你認(rèn)為可以采取什么措施？2. 為什么工業(yè)上氣體的除塵常放在冷卻之后進(jìn)行？而在懸浮液的過濾分離中，濾漿卻不宜在冷卻后才進(jìn)行過濾？參考答案：1 由重力沉降式可見，影響重力沉降速度的主要是d和

29、（，1/），為提高，在條件允許的情況下，可用濕法增大顆粒直徑。這樣可大大增大，較可行的辦法是讓含塵氣體先冷卻，使其粘度下降，也可使增大。2 由重力沉降式可見，影響重力沉降速度的主要是d和（，1/），對(duì)于氣體溫度升高，其粘度增大，溫度下降，粘度減少。所以對(duì)氣體的除塵常放在冷卻后進(jìn)行，這樣可增大沉降速度。而懸浮液的過濾，過濾速率為 即粘度為過濾阻力。當(dāng)懸浮液的溫度降低時(shí)，粘度卻增大，為提高過濾速率，所以不宜冷卻后過濾。第6章 傳熱一、選擇題1.間壁傳熱時(shí)，各層的溫度降與各相應(yīng)層的熱阻( )(A). 成正比 (B). 成反比 (C). 沒關(guān)系2.翅片管換熱器的翅片應(yīng)安裝在( )。(A).小的一側(cè) (

30、B).大的一側(cè) (C).管內(nèi) (D). 管外3.穿過三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過程，如圖所示，試比較第一層的熱阻與第二、三層熱阻、的大小( )。 (A) (B). (C). (D). 無法比較4.在反應(yīng)器的單根冷卻蛇管內(nèi)通冷卻水，其進(jìn)、出口溫度分別為，蛇管外有熱流體穩(wěn)定流過,借攪拌器作用，使熱流體保持均勻溫度T(T為熱流體出口溫度) ，如冷卻蛇管長度增大一倍,其它條件不變,問出口水溫應(yīng)( )。 (A) 增大 (B). 減小 (C) 不變 (D). 不一定5.套管冷凝器的內(nèi)管走空氣，管間走飽和水蒸汽，如果蒸汽壓力一定，空氣進(jìn)口溫度一定，當(dāng)空氣流量增加時(shí):(1)傳熱系數(shù)K應(yīng) (A) 增大 (B) 減小 (

31、C) 基本不變 ( )(2)空氣出口溫度 (A) 增大 (B) 減小 (C) 基本不變 ( )(3)壁溫 (A) 增大(B) 略有減小 (C )基本不變 ( )6.工業(yè)采用翅片狀的暖氣管代替圓鋼管，其目的是（ ）。 (A). 增加熱阻，減少熱量損失 (B). 節(jié)約鋼材、增強(qiáng)美觀(C). 增加傳熱面積，提高傳熱效果7.蒸汽冷凝時(shí)，膜狀冷凝的( )滴狀冷凝的。 （A）等于 （B）大于 (C) 小于8. 導(dǎo)熱是（ ）熱量傳遞的主要方式。 (A) 固體中 (B) 液體中 (C) 氣體中9.熱量傳遞的基本方式是（ ）。 (A)恒溫傳熱和穩(wěn)態(tài)變溫傳熱字 (B) 導(dǎo)熱給熱和熱交換 (C)氣化、冷凝與冷卻 （

32、D）傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱與輻射傳熱10.在比較多的情況下，尤其是液液熱交換過程中，熱阻通常較小可以忽略不計(jì)的是（ ）。 （A）熱流體的熱阻 （B）冷流體的熱阻（C）冷熱兩種流體的熱阻 D金屬壁的熱阻11.傳熱速率公式中， 的物理意義是（ ）。 （A）器壁內(nèi)外壁面的溫度差 （B）器壁兩側(cè)流體對(duì)數(shù)平均溫度差 （C）流體進(jìn)出口的溫度差 （D）器壁與流體的溫度差12.湍流體與器壁間的對(duì)流傳熱（即給熱過程）其熱阻主要存在于（ ）。 (A) 流體內(nèi) (B) 器壁內(nèi) (C) 湍流體滯流內(nèi)層中 (D) 流體湍流區(qū)域內(nèi)。13.對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知1116W/(m2.K)，211600 W/(m2.K

33、)，（要提高傳熱系數(shù)（K），最簡(jiǎn)單有效的途徑是（ ）。 (A)設(shè)法增大1 (B) 設(shè)法增大2 (C) 同時(shí)增大1和2。14.用飽和水蒸汽加熱空氣時(shí)，傳熱管的壁溫接近（ ） (A)蒸汽的溫度；(B) 空氣的出口溫度；(C)空氣進(jìn)、出口平均溫度15. 間壁兩側(cè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，要提高K值，關(guān)鍵在于提高對(duì)流傳熱系數(shù)（ ）之值。 (A) 大者 (B) 小者 (C) 兩者 16. 在間壁式換熱器內(nèi)用飽和水蒸汽加熱空氣，此過程的總傳熱系數(shù)K值接近于（ ）。 (A) 蒸汽 (B) 空氣 (C)蒸汽與空氣的平均值17. 對(duì)流傳熱僅發(fā)生在（ ）中。 (A) 固體 (B) 靜止的流體 (C) 流動(dòng)的流

34、體18. 穩(wěn)定的多層平壁的導(dǎo)熱中，某層的熱阻愈大，則該層的溫度差（ ）。 (A) 愈大 (B)愈小 (C)不變19. 流體與固體壁面間的對(duì)流傳熱，當(dāng)熱量通過滯流內(nèi)層時(shí)，主要是以（ ）方式進(jìn)行的。 (A) 熱傳導(dǎo) (B) 對(duì)流傳熱 (C) 熱輻射20. 物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，一般來說：金屬的入（ ），非金的入（ ）， 液體的入（ ），氣體的入（ ）。(A) 最小 (B)最大 (C) 較小 (D)較大21. 在列管式換熱器中，用水冷凝乙醇蒸氣，乙醇蒸汽宜安排走 （ ）。 (A) 管程 (B) 殼程 (C)管、殼程均可22. 穩(wěn)定傳熱是指?jìng)鳠嵯到y(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度（ ）。(A) 既隨時(shí)間而變，又隨位置而變 (B

35、)只隨位置而變，但不隨時(shí)間而變 (C) 只隨時(shí)間而變，但不隨位而變。23. 對(duì)于沸騰傳熱，工業(yè)生產(chǎn)一般應(yīng)設(shè)法控制在（ ）沸騰下操作。 (A)核狀 (B) 穩(wěn)定的膜狀 (C)不穩(wěn)定的膜狀24. 蒸汽中不凝性氣體的存在，會(huì)使它的對(duì)流傳熱系數(shù)值（ ）。(A) 降低 (B)升高 (C)不變25. 在穩(wěn)定變溫傳熱中，流體的流向選擇（ ）時(shí)傳熱平均溫度差最大。 (A) 并流 (B)逆流 (C)錯(cuò)流26.（ ）是一種以電磁波傳遞熱能的方式。(A) 傳導(dǎo) (B) 對(duì)流 (C) 輻射答案:1, A； 2，A； 3，C； 4，A； 5，(1)A，2),B，(3),C； 6,C； 7, C.； 8, A； 9, D

36、； 10, D； 11, B； 12,C； 13, A； 14, A； 15, B； 16, B； 17, C； 18, A；19, A； 20, B,C,D，A； 21, B； 22,B； 23, A； 24, A； 25, B；26，C。二、填空題1. 在傳熱實(shí)驗(yàn)中用飽和水蒸汽加熱空氣，總傳熱系數(shù)K接近于 側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)，而壁溫接近于 側(cè)流體的溫度值。2. 熱傳導(dǎo)的基本定律是 。間壁換熱器中總傳熱系數(shù)K的數(shù)值接近于熱阻 （大、?。┮粋?cè)的a值。間壁換熱器管壁溫度tW接近于a值 （大、?。┮粋?cè)的流體溫度。由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中，所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小，則該壁面的熱阻愈 （大、?。?/p>

37、兩側(cè)的溫差愈 （大、?。?。3. 由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中，所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈大，則該壁面的熱阻愈 ，其兩側(cè)的溫差愈 。4. 在無相變的對(duì)流傳熱過程中，熱阻主要集中在 ，減少熱阻的最有效措施是 5. 消除列管式換熱器溫差應(yīng)力常用的方法有三種，即在殼體上加 、 或 ；翅片管換熱器安裝翅片的目的是 6. 厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁，各層接觸良好，已知b1b2b3，導(dǎo)熱系數(shù)l1l2 R2 R3， Q1 = Q2 = Q37、黑度，溫度的四次方 8、管 ，原油 9、自然對(duì)流，核狀沸騰，膜狀沸騰，核狀沸騰，增加 10、熱傳導(dǎo) 熱對(duì)流 熱輻射 11、1.74，3.48 12、膜狀冷凝，滴狀冷凝三

38、、計(jì)算題1、一臥式列管冷凝器，鋼質(zhì)換熱管長為3m，直徑為f25mm2mm。水以0.7m/s的流速在管內(nèi)流過，并從17被加熱到37。流量為1.25kg/s、溫度為72烴的飽和蒸氣在管外冷凝成同溫度的液體。烴蒸氣的冷凝潛熱為315 kJ/kg。已測(cè)得：蒸氣冷凝傳熱系數(shù)a0=800W/(m2)，管內(nèi)側(cè)熱阻為外側(cè)的40%，污垢熱阻又為管內(nèi)側(cè)熱阻的70%，試核算：（1）換熱器每程提供的傳熱面積（外表面為基準(zhǔn)）；（2）換熱管的總根數(shù)；（3）換熱器的管程數(shù)。計(jì)算時(shí)可忽略管壁熱阻及熱損失，水的比熱為4.18kJ/(kg)2 在一單程逆流列管換熱器中用水冷卻空氣，兩流體的進(jìn)口溫度分別為20和110。在換熱器使用的初期，冷卻水及空氣的出口溫度分別為45和40，使用一年后，由于污垢熱阻的影響，在冷熱流體的流量和進(jìn)口溫度不變的情況下，冷卻水出口溫度降至38，試求：（1）空氣出口溫度為多少？（2）總傳熱系數(shù)為原來的多少倍？（3）若使冷卻水加大一倍，空氣流量及兩流體進(jìn)口溫度不變，冷熱流體的出口溫度各為多少？（a水a(chǎn)空氣）（4）冷卻水流量加