化工原理復(fù)習(xí)題附答案

1、化工原理第四章復(fù)習(xí)題（附答案）、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（）t 2，蛇管外有熱流體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. a小的一側(cè) B. a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R!與第二、三層熱阻R2、R3的大?。ǎ. R 1（R 2 +R3 ） B. R 1（R 2+R3）C. R 1=（R2 +R3 ） 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t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

2、長度增大 倍,其它條件不變，問出口水溫t 2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a （）滴狀冷凝的a。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

3、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D. 傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱與輻射傳熱10. 在比較多的情況下，尤其是液一液熱交換過程中，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q = KAAt m 中，At m 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

4、. 流體湍流區(qū)域內(nèi)。13. 對一臺正在工作的列管式換熱器，已知a1 = 116w （m2 K） , a 2 = 11600W （m2 K）,要提咼傳熱系數(shù)（K）,最簡單有效的途徑是（）。A.設(shè)法增大a 1; B.設(shè)法增大a 2 ; C.同時(shí)增大a 1和a 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)流體的對流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，要提高K直，關(guān)鍵在于提高對流傳熱系數(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. a蒸汽 B

5、. a空氣 C. a蒸汽與a空氣的平均值17.對流傳熱僅發(fā)生在（）中。A. 固體 B. 靜止的流體 C.流動的流體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流傳熱，當(dāng)熱量通過滯流內(nèi)層時(shí)，主要是以（A. 熱傳導(dǎo) B.對流傳熱C. 熱輻射）。）方式進(jìn)行的。20. 物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，一般來說：金屬的入（），非金的入體的入（）。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（），液體的入（）。），氣A.管程 B.殼程 C.管、殼程均可22. 穩(wěn)定傳熱是指傳熱系統(tǒng)

6、內(nèi)各點(diǎn)的溫度（）。C. 只隨時(shí)間而A.既隨時(shí)間而變，又隨位置而變B.只隨位置而變，但不隨時(shí)間而變變，但不隨位而變。23. 對于沸騰傳熱，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，會使它的對流傳熱系數(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. 對流 C. 輻射 選擇題答案1, A ；2 , A; 3 , C; 4 , A; 5 , (1)A , 2),B ,C ; 6,C

7、; 7, C. ; 8, A; 9, D;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, Co、計(jì)算題1.在內(nèi)管為$ 189 x 4.5mm的套管換熱器中，將流量為3500kg.h -1的某液態(tài)烴從100 C冷卻到60 C , 其平均比熱為 2.38kJ.kg -1 .K -1 ,環(huán)隙走冷卻水，其進(jìn)出口溫度分別為 40C和50C ,平 均比熱水為 4.17kJ.kg -1.K-1

8、，基于傳熱外面積的總傳熱系數(shù)Ko=2500w.m-2 .K -1 ,設(shè)其值恒定，忽略熱損失。試求：（1）冷卻水用量；（2）分別計(jì)算兩流體為逆流和并流情況下的平均溫差及所需管長。解：（1）由熱量衡算得GhCph T2GcCpC t2 t1亠 GhCph T1T2Gc C pC t21(2) (a)逆流時(shí)：QGhCPh (T1T2)3500 2.38 (100 60)4.17(50 40)7990kg/htmA035003600T112 仃2 切l(wèi)n(t2)/(T2 tj925562.38 1000 (10060)92556WK0 tm 2500 32.7410050 (60 40)ln (100

9、 50 )/(6040)32.74C1.13m2A0ld03.14(b)并流時(shí)：T1 t11.13189 10 31.91mtm仃2 t2)10040 (60 50)ln(切/t2)ln (10040)/(6050)27.91CQK 0 tm925561.33m22500 27.911.331d03.14 189 10 32.24m2 12. 某列管換熱器，用120C水蒸汽將物料由20C加熱至90C ,傳熱系數(shù)K= 1000W ?m ?k 。經(jīng) 半年運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于污垢的影響，在相同操作條件下物料出口溫度僅為80C ,現(xiàn)欲使物料出口溫度仍維持90 C，問加熱蒸汽溫度應(yīng)取何值 ？解：(2)70(1)

10、得：20 K/50.98cC PC (t2t1)KAtm .(10020)(10080)ln (10020)/(10080)GcCp,C(t2/tjK/A(10020)(10070)ln (10020)/(10070)原:(1)半年后:G43.28Ctm/tmtm/50.98C80 20 K 43.28?k 1K/70.75W?m2(10分)保持原生產(chǎn)能力 t /LmKAKA tmtm/(K/A)K/A100t /Lm43.28/70.75 61.17 Ct /mT/t1(T/ t2)80 20ln (T/ t1)/(T/ t2)ln (T/20) /(T/80)61.17T/115.8 C3

11、. 有一臺運(yùn)轉(zhuǎn)中的單程逆流列管式換熱器，熱空氣在管程由120C冷卻到80C，其對流傳熱系數(shù)21 50W/(m ?K)。殼程的冷卻水的進(jìn)出口溫度分別為15 C和90 C ,其對流傳熱系數(shù)22 2000W/(m ?K)，管壁熱阻及污垢熱阻皆忽略不計(jì)。當(dāng)空氣流量增大一倍時(shí)，試求：水和空氣的出口溫度。(忽略流體的物性參數(shù)隨溫度變化，空氣在管內(nèi)流動為湍流。)解：空氣流量增加前K1t(T1km2 .t2)仃245.3t21 1 1HO.OVV /IIIf d丿ln2;T2t1CQqm1Cp1 (T1T2)qm2Cp2(t2t1)KA tm空氣流量增加后/1K/tm20.8 187.1W /(m2?K)1廠

12、廠1(T1 t2 ) (T2 tj-83.42W/(m2 ?K)Q/T1t2InT2t12qm1C p1 (T1T2 )45.3Cqm2C p2 (t2 t1)k/a tm由式聯(lián)解2qm1C pl (12(A)與式(B)T2 )qm2C p2 (t215)83.4402(120 T2/)2(120 T)4083.448.8 45.3(120 t2) (T2/ 15)75(t2 15)(120 t2)(C)與式(D)94.6 c； t2得110.2 c4.有一碳鋼制造的套管換熱器,內(nèi)管直徑為089mnX 3.5mm,4T2/ 15ln屮T2/ 15(B)(C)(D)80 C流量為2000kg/h

13、的苯在內(nèi)管中從215C升到35C。苯的對流傳熱系數(shù)h 230W/(m K)，比熱容2水的對流傳熱系數(shù)C 290W/(m K),比熱容冷卻到50 C。冷卻水在環(huán)隙從Cph1.86KJ /(Kg K)Cph4.178KJ /(Kg K) o (假設(shè)總傳熱系數(shù)及比熱容隨溫度的變化忽略不計(jì)，熱損失忽略不計(jì),忽略污垢熱阻)試求： 冷卻水消耗量； 并流和逆流操作時(shí)所需傳熱面積； 如果逆流操作時(shí)所采用的傳熱面積與并流時(shí)的相同，計(jì)算冷卻水出口溫度與消耗量。 解：熱量衡算式為WhCph(TiT2)WcCpc(t2tj熱負(fù)荷 Q200036001.86 103 (80 50)3.1 104W冷卻水消耗量Wc3.1 104 3600Cpc (t2 tj 4.178 103 (35 15)1335Kg / h以內(nèi)表面積Si為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù)為Ki，碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)=45W/ ( m K)l_ bdjdi1h dmcdo 2307.54 10 3m2.K/W0.0820.0035 0.08245 0.0855290 0.089Kj 133W /(m2K），本題管壁熱阻與其它傳熱阻力相比很小，可忽略不計(jì)。并流操作tm并65 15.65In -1534.2 C傳熱面積聖世6.81m133 34.2逆流操作tm逆45 35傳熱面積QKi t m逆3.1 104133 405.83 m因tm 并