化工原理題庫練習與解答

化工原理題庫練習與解答化工原理題庫練習與解答82/82化工原理題庫練習與解答一、單項選擇題1．單位體積流體所擁有的（）稱為流體的密度。A質(zhì)量；B粘度；C位能；D動能。2．單位體積流體所擁有的質(zhì)量稱為流體的（）。A密度；B粘度；C位能；D動能。3．層流與湍流的實質(zhì)差異是（）。DA湍流流速＞層流流速；B流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C層流的雷諾數(shù)＜湍流的雷諾數(shù)；D層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。4．氣體是（）的流體。B可搬動；B可壓縮；C可流動；D可測量。5．在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（）。C絕對壓力；B表壓力；C靜壓力；D真空度。6．以絕對零壓作起點計算的壓力，稱為（）。A絕對壓力；B表壓力；C靜壓力；D真空度。7．當被測流體的（）大于外界大氣壓力時，所用的測壓儀表稱為壓力表。D真空度；B表壓力；C相對壓力；D絕對壓力。8．當被測流體的絕對壓力（）外界大氣壓力時，所用的測壓儀表稱為壓力表。A大于；B小于；C等于；D近似于。9．（）上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓力比大氣壓力高出的數(shù)值，稱為表壓力。A壓力表；B真空表；C高度表；D速度表。10．被測流體的（）小于外界大氣壓力時，所用測壓儀表稱為真空表。D大氣壓；B表壓力；C相對壓力；D絕對壓力。流體在園管內(nèi)流動時，管中心流速最大，若為湍流時，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（）。BA.Um＝1/2Umax；B.Um＝0.8Umax；C.Um＝3/2Umax。從流體靜力學基本方程認識到U型管壓力計測量其壓強差是()。A與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細沒關(guān)；與指示液密度、液面高度沒關(guān)，與U形管粗細有關(guān)；與指示液密度、液面高度沒關(guān)，與U形管粗細沒關(guān)。層流基層越薄()。C近壁面速度梯度越??；B.流動阻力越??；C.流動阻力越大；D.流體湍動程度越小。雙液體U形差壓計要求指示液的密度差()CA.大；B.中等；C.??；D.越大越好。轉(zhuǎn)子流量計的主要特點是()。CA.恒截面、恒壓差；B.變截面、變壓差；C.恒流速、恒壓差；D.變流速、恒壓差。層流與湍流的實質(zhì)差異是：()。DA.湍流流速>層流流速；B.流道截面大的為湍流，截面小的為層流；層流的雷諾數(shù)<湍流的雷諾數(shù)；D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。17.圓直管內(nèi)流動流體，湍流時雷諾準數(shù)是（）。BA.Re≤2000；B.Re≥4000；C.Re=2000～4000。某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為200mmHg，當?shù)卮髿鈮簽?01kPa,則泵入口處的絕對壓強為（）。AA.74.3kPa；B.101kPa；C.127.6kPa。19.在牢固流動系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細管，若粗管直徑是細管的2倍，則細管流速是粗管的（）倍。CA.2；B.8；C.4。20.流體流動時產(chǎn)生摩擦阻力的根本源因是（）。CA.流動速度大于零；B.管邊不夠圓滑；C.流體擁有粘性。21.在同樣條件下，減小管徑，雷諾數(shù)（）。AA.增大；B.減小；C.不變。水在園形直管中作滯流流動，流速不變，若管子直徑增大一倍，則阻力損失為原來的）。AA.1/4；B.1/2；C.2倍。23．單位時間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（）。C流速；B流線；C流量；D流函數(shù)。24．單位時間內(nèi)流體在流動方向上所流過的（）稱為流速。C寬度；B高度；C距離；D直線。25．柏努利方程式中的（）項表示單位質(zhì)量流體所擁有的位能。AAgz；B；C；Dwe。26．柏努利方程式中的項表示單位質(zhì)量流體所擁有的（）。B位能；B動能；C靜壓能；D有效功。27．柏努利方程式中的（）項表示單位質(zhì)量流體所擁有的靜壓能。CAgz；B；C；Dwe。28．柏努利方程式中的（）項表示單位質(zhì)量流體經(jīng)過泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的能量，稱為有效功。DAgz；B；C；Dwe。29．柏努利方程式中的（）項表示單位質(zhì)量流體因戰(zhàn)勝流動阻力而損失的能量。DAgz；B；C；D。30．流體在直管中流動，當（）≤2000時，流體的流動種類屬于層流。AARe；BPr；CNu；DGr。31．流體在直管中流動，當Re（）4000時，流體的流動種類屬于湍流。B＜；B≥；C≤；D≠。32．流體在直管中流動，當2000＜（）＜4000時，流體的流動種類屬于不牢固的過渡區(qū)。AARe；BPr；CNu；DGr。33．流體在管內(nèi)作（）流動時，其質(zhì)點沿管軸作有規(guī)則的平行運動。A層流；B湍流；C過渡流；D旋渦流。34．流體在管內(nèi)作（）流動時，其質(zhì)點作不規(guī)則的紛亂運動。B層流；B湍流；C過渡流；D旋渦流。35．流體在圓管內(nèi)（）流動時，平均速度是最大速度的一半。A層流；B湍流；C過渡流；D旋渦流。36．關(guān)于（），當量直徑等于四倍的流通截面積除以潤濕周邊。B圓形管；B非圓形管；C矩形管；D直管。二、填空題流體靜力學基本方程式或pp0gh定態(tài)流動的柏努利方程式––––能量衡算式P1u1WegZ2P2u2hfgZ1221kg流體：[J/kg]3．單位體積流體所擁有的質(zhì)量稱為流體的密度。4.雷諾準數(shù)的表達式為_____Re=dｕρ/μ_____。當密度ρ＝1000kg.m,粘度μ=1厘泊的水,在內(nèi)徑為d=100mm,以流速為1m.s在管中流動時,其雷諾準數(shù)等于__10____,其流動種類為__湍流__。當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時,測得某系統(tǒng)的表壓為100mmHg,則該系統(tǒng)的絕對壓強為___850__mmHg,真空度為__-100__mmHg。當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時,測得某系統(tǒng)的表壓為100mmHg,則該系統(tǒng)的絕對壓強為_113404__Pa,真空度為_-133402__Pa。7.某物的比重為0.879,其密度為_879kg/m3_,其比容為_0.00114m3/kg_。8.圓管中有常溫下的水流動,管內(nèi)徑d=100mm,測得其中的質(zhì)量流量為15.7kg./s,其體積流量為_0.0157m3/s，平均流速為_2.0m/s。9.當20℃的甘油(ρ=1261kg/m3,μ=1499厘泊)在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流動時,若流速為1.0m/s時,其雷諾準數(shù)Re為__84.1__,其摩擦阻力系數(shù)λ為__0.761__。某長方形截面的通風管道,其截面尺寸為30×20mm,其當量直徑de為__24mm__。測量流體流量的流量計主要有以下四種:_轉(zhuǎn)子流量計,孔板流量計,_文丘里流量計,__濕式氣體流量計_,測量管內(nèi)流體點的速度,則用_皮托管___。管出口的局部阻力系數(shù)等于__1.0__,管入口的局部阻力系數(shù)等于__0.5__?；どa(chǎn)中，物料衡算的理論依照是＿質(zhì)量守恒定律＿，熱量衡算的理論基礎(chǔ)是＿能量守恒定律＿。流體體積流量一準時，有效截面擴大，則流速減少＿，動壓頭＿減少＿，靜壓頭＿增加＿。15.理想流體在變徑管路中作牢固的連續(xù)流動時，在管子直徑減小的地方，其靜壓力_減少_。16.套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于2_1633mm_______，潤濕周邊等于_242mm__，當量直徑等于_27mm。17.流體在等徑管中作牢固流動，流體由于流動而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長__不變__。液柱壓力計量是基于_流體靜力學__原理的測壓裝置，用U形管壓差計測壓時，當一端與大氣相通時，讀數(shù)R表示的是___表壓___或__真空度__。米糠油在管中作流動，若流量不變,管徑不變，管長增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的__2__倍。米糠油在管中作層流流動，若流量不變，管長不變,管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的__1/16__倍。當Re為已知時，流體在圓形管內(nèi)呈層流時的摩擦系數(shù)λ=__64/Re_，在管內(nèi)呈湍流時，摩擦系數(shù)λ與___Re__、___ε/d__有關(guān)。液體的粘度隨溫度高升而__減小_，氣體的粘度隨溫度的高升而_增大_。某流體在圓形直管中作滯流流動時，其速度分布是_拋物線__型曲線，其管中心最大流速為平均流速的__2倍__倍，摩擦系數(shù)λ與Re的關(guān)系為__λ＝64/Re_。牛頓型流體與非牛頓型流體的主要的差異是_牛頓型流體吻合牛頓粘性定律__。牢固流動的定義是__流動情況不隨時間而變____。三、計算題1．一套管換熱器的內(nèi)管外徑為80mm,外管內(nèi)徑為150mm,其環(huán)隙的當量直徑為多少?解：de=4×=4×=150–80=70mm2．某液體在一管路中牢固流過，若將管子直徑減小一半，而流量不變，則液體的流速為原流速的多少倍?解：V=uA，u1A1=u2A2，A=，當d1=2d2時u1=u2，有，，即得u2=4u13．必然量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動。若管長及液體物性不變，而管徑減至原有的一半，問因流動阻力產(chǎn)生的能量損失為原來的多少倍？解：流動阻力，設(shè)管徑改變后，則依照u1A1=u2A2可得u2=4u1，滯流時，=，，∴4．某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13.3×103Pa，計算設(shè)備內(nèi)的絕對壓強與表壓強。已知該地區(qū)大氣壓強為98.7×103Pa。解：絕對壓強=大氣壓—真空度=98.7×103—13.3×103=85.4×103Pa表壓強=—真空度=—13.3×103Pa5．甲乙兩地的平均大氣壓強分別為85.3×103Pa和101.33×103Pa，在甲地操作的真空精餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80×103Pa，在乙地操作時，若要求塔內(nèi)保持同樣的絕對壓強，真空表讀數(shù)應(yīng)為多少?解：在甲地絕對壓強=大氣壓—真空度=85.3×103—80×103=5.3×103Pa在乙地真空度=大氣壓—絕對壓強=101.33×103—5.3×103=96.03×103Pa6．在蘭州操作的苯乙烯真空精餾塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80×103Pa，在天津操作時，若要求塔內(nèi)保持同樣的絕對壓強，真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？蘭州地區(qū)的平均大氣壓強為85.3×103Pa，天津地區(qū)的平均大氣壓強為101.33×103Pa。解：在蘭州絕對壓強=大氣壓—真空度=85.3×103—80×103=5.3×103Pa在天津真空度=大氣壓—絕對壓強=101.333—5.3×33×1010=96.03×10Pa21.6kgf/cm2（表壓）。若當?shù)?．某設(shè)備的進、出口壓強分別為1200mmHO（真空度）和大氣壓為760mmHg,求此設(shè)備進、出口的壓強差。（用SI制表示）解：入口P1（絕壓）=P（大氣壓）-P（真空度）出口P2（絕壓）=P（大氣壓）+P（表壓）P122（真空度）=1200mmHO=0.12kgf/cmP1（絕壓）-P2（絕壓）=-[P1（真空度）+P2（表壓）]2=-（0.12+1.6）=-1.72kgf/cm=-1.72×9.81×104=-1.687×105N/m211．有一內(nèi)徑為25mm的水管，如管中水的流速為1.0m/s，求：（1）管中水的流動種類；（2）管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度ρ=1000kg/m3,粘度μ=1cp）。解：（1）Re=duρ/μ=0.025×1×1000/0.001=25000＞4000流動種類為湍流。（2）層流時，Re≤2000，流速最大時，Re=2000，即duρ/μ=2000∴u=2000μ/dρ=2000×0.001/（0.025×1000）=0.08m/s12．密度為850kg/m3、粘度為8×10-3Pa·s的液體在內(nèi)徑為14mm的鋼管內(nèi)流動，液體的流速為1m/s。計算：（1）雷諾準數(shù)，并指出屬于何種流型；（2）若要使該流動達到湍流，液體的流速最少應(yīng)為多少？ρμ×××-3=1487.5≤2000解：（1）Re=du/=0.0141850/810流動種類為層流（2）湍流時，Re≥4000，流速最小時，Re=4000，即duρ/μ=4000∴u=4000μ/dρ=4000×0.008/（0.014×850）=2.69m/s13．用管路長度

108×4mm的鋼管從水塔將水引至車間，150m（包括管件的當量長度）。若此管路的全部能量損失為118J/kg，此管路輸水量為若干

3m/h？（管路摩擦系數(shù)可取為

0.02，水的密度取為

31000kg/m）解：能量損失118J/kg∴u=2.8m/s流量V=uA=2.8×79.13m3/h14．用Φ168×9mm的鋼管輸送原油。管線總長100km,油量為60000kg/h，油管最大抗壓能力為1.57×107Pa。已知50℃時油的密度為890kg/m3,粘度為181cp。假設(shè)輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計。問：為完成上述輸油任務(wù),中途需設(shè)幾個加壓站?解：u1=u2，Z1=Z2，u=V/A=(60000/890)/(3600×0.785×0.152)=1.06m/sRe=duρ/μ=0.15×1.06×890/(181×10-3)=782層流λ=64/Re=64/782=0.0818P=λ(l/d)(u2/2)ρ=0.0818×(105/0.15)×(1.062/2)×890=2.72×107Pan=2.72×107/(1.57×107)=1.73中途應(yīng)設(shè)一個加壓站15．在附圖所示的儲油罐中盛有密度為960kg/m3的油品。油面高于罐底9.6m，油面上方為常壓。在罐側(cè)壁的下部有素來徑為760mm圓孔，其中心距罐底800mm，孔蓋用14mm的鋼制螺釘緊固。若螺釘資料的工作應(yīng)力取為39.23×106Pa，問：最少需要幾個螺釘？解：設(shè)經(jīng)過孔蓋中心的水平面上液體的靜壓強為p，則p就是管內(nèi)液體作用與孔蓋上的平均壓強。由流體靜力學基本方程式知作用在孔蓋外側(cè)的是大氣壓強pa，故孔蓋內(nèi)外兩側(cè)所受壓強差為作用在孔蓋上的靜壓力為每個螺釘能承受的力為螺釘?shù)膫€數(shù)=3.76×104/6.04×103=6.23個即最少需要7個螺釘。16．某流化床反應(yīng)器上裝有兩個U管壓差計，如此題附圖所示。測得R1=400mm，R2=50mm，指示液為水銀。為防范水銀蒸氣向空間擴散，在右側(cè)的U管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水，其高度R3=50mm。求A、B兩處的表壓強。解：U管壓差計連接收中是氣體，其密度遠遠小于水銀及水的密度，由氣柱高度所產(chǎn)生的壓強差能夠忽略。設(shè)

R2下端為

C點，R1下端為D點，因此能夠為PA≈PC,PB≈PD。PA≈PC=ρH2OgR3+ρHggR21000×9.81×0.05+13600×9.81×0.057161N/m2（表壓）PB≈PD=PA+ρHggR1=7161+13600×9.81×0.4=6.05×104N/m2（表壓）17．依照此題附圖所示的微差壓差計的讀數(shù)，計算管路中氣體的表壓強p。壓差計中以油和水為指示液，其密度分別為920kg/m3及998kg/m3，U管中油、水交界面高度差R=300mm。兩擴大室的內(nèi)徑D均為60mm，U管內(nèi)徑d為6mm。(當管路內(nèi)氣體壓強等于大氣壓強時，兩擴大室液面平齊。）解：當管路內(nèi)的氣體壓強等于大氣壓強時，兩擴大室的液面平齊，則兩擴大室液面差h與微差壓差計讀數(shù)R的關(guān)系為當壓差計讀數(shù)R=300mm時，兩擴大室液面差為m則管路中氣體的表壓強為p=（998-920）×9.81×0.3+920×9.81×0.003=257N/m2（表壓）18．用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量損失為20J/kg，流量為363m/h，高位槽與水池均為敞口。若泵的效率為60%，求泵的軸功率。（水的密度取為1000kg/m3）解：設(shè)水池液面為1-1＇截面，高位槽液面為2-2＇，以水池液面為基準水平面，在兩截面間列柏努利方程式。Z1=0，Z2=50m，u1≈0，u2≈0，P1=P2=0（表壓），Σhf=20J/kgwe=9.81×50+20=510.5J/kg水的質(zhì)量流率ws=36×1000/3600=10kg/s有效功率Ne=we·ws=510.5×10=5105W軸功率N=5105/0.6=8508.3W19．水以2.5m/s的流速流經(jīng)38×2.5mm的水平管，此管以錐形管與另一38×3mm的水平管相連。如附圖所示，在錐形管兩側(cè)A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強。若水流經(jīng)A、B兩截面間的能量損失為1.5J/kg，求兩玻璃管的水面差（以mm記），并在此題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對地址。（水的密度取為1000kg/m3）解：上游截面A-A＇，下游截面B-B＇，經(jīng)過管子中心線作基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式。式中ZA=ZB=0，uA=2.5m/s，ΣhfA,B=1.5J/kg依照連續(xù)性方程式，關(guān)于不能夠壓縮流體有m/s兩截面的壓強差為==868.55N/m2即

mmH2O由于∴pB＞pA以下列圖，常溫的水在管道中流過，兩個串通的U形管壓差計中的指示液均為水銀，密度為Hg，ab測壓連接收內(nèi)充滿常溫的水，密度為w，兩U形空氣wwh5管的連通管內(nèi)充滿空氣。若測壓前兩U形管壓差HgHgR2計內(nèi)的水銀液面均為同一高度，測壓后兩U形管R11342壓差計的讀數(shù)分別為R1、R2，試求a、b兩點間的壓力差papb。解：p1pawgh1，pap1wgh1p1p2，p2p3HggR1，p3p4，p4p5HggR2h1hR1h5hR2而2，2papbHggR1R2wghR1wghR2wgwg因此2221.在以下列圖的測壓差裝置中，U形管壓差計中的指45示液為水銀，其密度為Hg，其他管內(nèi)均充滿水，Hg1wR其密度為w，U形管壓差計的讀數(shù)為R，兩測壓點23h1wh2ahb間的位差為h，試求a、b兩測壓點間的壓力差papb。解：由pap1wgh1因此pap3wgh1p4HggRwgh1p5HggRwgh1因此papbHggRwgh1wgRwgh222．用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部，槽內(nèi)水位保持恒定，各部分相對地址如此題附圖所示。管路的直徑均為76×2.5mm。在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×103Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按與計算。由于管徑不變，故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強為98.07×103Pa（表壓）。求泵的有效功率。（水的密度取為1000kg/m3）解：（1）水在管內(nèi)的流速與流量設(shè)儲槽水面為上游截面1-1＇，真空表連接處為下游截面2-2＇，并以截面1-1＇為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。式中Z1=0，Z2=1.5m，p1=0（表壓），p2=-24.66×103Pa（表壓）u1≈0，將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速u2m/s水的流量ws=uAρ=kg/s（2）泵的有效功率設(shè)儲槽水面為上游截面1-1＇，排水管與噴頭連接處為下游截面2-2＇，仍以截面1-1＇為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。式中Z1=0，Z2=14m，u1≈0，u2=2m/s，p1=0（表壓）p2=98.07×103Pa（表壓），將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得weJ/kg泵的有效功率Ne=we·ws=285.41×7.92=2260W23．在此題附圖所示的實驗裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U管壓差計，以測量兩截面之間的壓強差。當水的流量為10800kg/h時，U管壓差計讀數(shù)R為100mm。粗、細管的直徑分別為Φ60×3.5mm與Φ42×3mm。計算：（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失；（2）與該能量損失相當?shù)膲簭娊禐槎嗌貾a？（水的密度取為1000kg/m3）解：（1）1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失設(shè)導管在上游的連接處為截面1-1＇，下游的連接處為截面2-2＇，并經(jīng)過管軸作基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式中Z1=Z2=0，u=ws/Aρm/sm/s∵，∴J/kg將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得J/kg（2）與該能量損失相當?shù)膲簭娊礜/m224．在圖示裝置中，水管直徑為Φ57×3.5mm。當閥門全閉時，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓,而在閥門開啟后，壓力表讀數(shù)降至0.2大氣壓。設(shè)管路入口至壓力表處的壓頭損失為0.5mH2O，求水的流量為若干3m/h？解：閥門全閉時，由P2=ρgH，H=0.3×1.013×105/（1000×9.81）=3.1m即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1m。閥門開啟時，以水槽液面為上游截面1-1＇，壓力表處為下游截面2-2＇，管路中心線為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式Z1=H=3m，Z2=0，P1=0，P2=0.2×1.013×105Pa，u1≈0，Σhf/g=0.5mH2O代入上式3.1=0.2×1.013×105/（1000×9.81）+/（2×9.81）+0.5解得u2=3.24m/sVh=（π/4）d2u×3600=22.9m3/h25．以下列圖，密度為850kg/m3的料液從高位槽送入塔中，高位槽內(nèi)的液面保持恒定。塔內(nèi)表壓強為9.81×103Pa，進料量為5m3/h。連接收直徑為38×2.5mm，料液在連接收內(nèi)流動時的能量損失為30J/kg（不包括出口的能量損失）。求：高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進料口高出多少？解：以高位槽液面為上游截面1-1＇，連接收出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2＇，并以截面1-1＇為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式。式中Z1=0，u1≈0，m/sp1=0（表壓），p2=9.81×103Pa（表壓），Σhf=30J/kg將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得m高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進料口高4.37m。26．以下列圖，用泵將儲槽中密度為1200kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)。儲槽內(nèi)液面保持恒定，其上方與大氣同樣。蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓強為200mmHg（真空度），蒸發(fā)器進料口高于儲槽內(nèi)的液面15m，輸送管道的直徑為68×43mm，送料量為20m/h，溶液流徑全部管道的能量損失為120J/kg，求泵的有效功率。解：以儲槽的液面為上游截面1-1＇，管路出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2＇，并以截面1-1＇為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式。式中Z1=0，Z=15m，p=0（表壓），Pa21（表壓）u1≈0，m/s，Σhf=120J/kg將以上各項數(shù)值代入柏努利方程中weJ/kgwskg/sNe=we·ws=246.9×6.67=1647W27．附圖中所示的高位槽液面保持恒定，管路中ab和cd兩段的長度、直徑及粗糙度均同樣。某液體以必然流量流過管路，液體在流動中溫度可視為不變。問：（1）液體經(jīng)過ab和cd兩管段的能量損失可否相等？（2）此兩管段的壓強差可否相等？寫出它們的表達式。解：（1）直管的能量損失???????????????????????????????????管段ab與cd中，長度、直徑均同樣；流量不變則流速同樣；溫度不變，密度相同，粘度同樣，則雷諾數(shù)同樣；又由于粗糙度同樣，則摩擦系數(shù)同樣，因此兩管段的能量損失相等。（2）兩管段的壓強差不相等。在兩管段上分別列柏努利方程式ab管段式中ua=ub，則cd管段式中uc=ud，Zc=Zd，則有兩個液面高度相差6m的貯槽，其底部互相用管道連接（此題附圖所示）。A槽底面出口連接一根直徑為600mm、長為3000m的管道BC,在接點C管路分為兩支管分別與下槽相通，支路CD和CE的長度皆為2500m、直徑均為250mm，若已知摩擦系數(shù)值均為0.04，試求A槽向下槽的流量為多少？（忽略全部的局部阻力）解：在分支點C所在截面與F水槽液面之間分別列支路CD和CE的機械能衡算式可確定：由于dCD=dCE,故可判斷出uCD=uCEVBC=2VCD062uBC20.252uCD即44在兩水槽液面之間列機械能衡算方程：pAu2pFu2AzAFzFhfAFg2gg2g（a）式中：pA=pF=0(表壓)，uA=uF≈0,zA-zF=6m,將以上數(shù)據(jù)代入（a）式中，并整理解得uBC0.183m/s.如此題附圖所示用泵將20℃水經(jīng)總管分別打人容器A、B內(nèi)，總管流量為176m3/h，總管直徑為Φ168x5mm,C點處壓力為1.97kgf/cm2(表),求泵供給的壓頭及支管CA、CB的阻力（忽略總管內(nèi)的阻力）。V1762.49m/suc236000.7850.1582解：（1）總管流速4do在圖示的O-O與C-C截面之間列機械能衡算方程：式中：pCpO1.9798100193257Pa,uO0,uC2.49m/s,2）求支路阻力在C-C和A-A截面之間列機械能衡算方程：式中：pCPA193257Pa,uC2.49m/s,uA0,zCzA16m，故支路CA的阻力為1932572.492hfCA2164.0m10009.819.81液柱同理(1.971)981002.49202.0m10009.81829.81液柱流體輸送設(shè)備一章習題及答案一、選擇題1、離心泵開動以前必定充滿液體是為了防范發(fā)生()。AA.氣縛現(xiàn)象；B.汽蝕現(xiàn)象；C.汽化現(xiàn)象；D.氣浮現(xiàn)象。2、離心泵最常用的調(diào)治方法是()。B改變吸入管路中閥門開度；B.改變壓出管路中閥門的開度；C.部署回流支路，改變循環(huán)量的大??；D.車削離心泵的葉輪。3、離心泵的揚程，是指單位重量流體經(jīng)過泵后獲得的()。B包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量；B.機械能；C.壓能；D.位能（即實質(zhì)的升揚高度）。4、離心泵的揚程是()。D實質(zhì)的升揚高度；B.泵的吸液高度；C.液體出泵和進泵的壓差換算成液柱高度D.單位重量液體出泵和進泵的機械能差值。5、某同學進行離心泵特點曲線測定實驗，啟動泵后，出水管不出水，泵入口處真空計指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，消除了故障，你認為以下可能的原因中，哪一個是真切的原因()。C水溫太高；B.真空計壞了；C.吸入管路擁堵；D.排出管路擁堵。6、為防范發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)使離心泵內(nèi)的最低壓力（A）輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。大于；B.小于；C.等于。7、流量調(diào)治，離心泵常用（），往來泵常用（A.出口閥B.入口閥C.8、欲送潤滑油到高壓壓縮機的氣缸中，應(yīng)采用（用（）。C；A

）。A；C旁路閥）。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)采離心泵；B.往來泵；C.齒輪泵。39、1m氣體經(jīng)風機所獲得能量，稱為（）。A全風壓；B.靜風壓；C.揚程。10、往來泵在啟動以前，必定將出口閥（）。A打開；B.關(guān)閉；C.半開。11、用離心泵從河中抽水，當河面水位降落時，泵供給的流量減少了，其原因是（）。C發(fā)生了氣縛現(xiàn)象；B.泵特點曲線變了；C.管路特點曲線變了。12、離心泵啟動前_____，是為了防范氣縛現(xiàn)象發(fā)生。D灌水；B放氣；C灌油；D灌泵。13、離心泵裝置中_____的濾網(wǎng)能夠阻截液體中的固體顆粒被吸入而擁堵管道和泵殼。A吸入管路；B.排出管路；C.調(diào)治管路；D.分支管路。14、為提高離心泵的經(jīng)濟指標，宜采用_____葉片。B前彎；B后彎；C垂直；D水平。15、離心泵最常用的調(diào)治方法是（）。BA.改變吸入管路中閥門開度；B.改變排出管路中閥門開度；C.部署回流支路，改變循環(huán)量的大??；D.車削離心泵的葉輪。16、往來泵的_____調(diào)治是采用回路調(diào)治裝置。C容積；B.體積；C.流量；D.流速。二、填空題1、某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計算得,需泵供給的壓頭為H=19m水柱,輸水量為20kg·s-1,則泵的有效功率為_________。3728w2、離心泵的主要部件有以下三部分:______,_____,_______。泵殼；葉輪；泵軸3、調(diào)治泵流量的方法有：___________,___________,____________。改變閥門的開度；改變泵的轉(zhuǎn)速；車削葉輪外徑4、泵起動時，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是。降低起動功率，保護電機，防范超負荷而碰到傷害；同時也防范出口管線水力沖擊5、離心泵的流量調(diào)治閥安裝在離心泵______管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù)______，壓力表的讀數(shù)______。出口；減?。辉龃?、離心泵的工作點是______曲線與______曲線的交點。離心泵特點；管路特點7、泵的揚程的單位是______，其物理意義是______。M；泵供給給單位重量流體的能量8、離心泵輸送的液體粘度越大，其揚程______，流量_______,軸功率______，效率________。越?。辉叫。辉酱?；越小9、離心泵輸送的液體密度變大，則其揚程_________，流量________，效率_________，軸功率_________。不變；不變；不變；變大10、通風機的全風壓是指_________的氣體經(jīng)過風機所獲得的能量，單位常用_________；習慣上以_________單位表示。單位體積；Pa；mmH2O11、水環(huán)真空泵能夠造成的最大真空度為85%，即真空泵能達到的最低壓力（絕壓）是_________mmHg。11412、啟動往來泵時灌泵。不需要13、齒輪泵的流量_____而揚程______。較??；較高14、石油化工廠常用的壓縮機主要有_____和_______兩大類。往來式；離心式15、往來泵常用_____的方法來調(diào)治流量?；芈氛{(diào)治16、往來泵適用于

。流量較小，揚程較高的場合三、計算題1、如圖2-1用離心泵將20℃的水由敞口水池送到一壓力為2.5atm的塔內(nèi)，管徑為φ108×4mm管路全長100m(包括局部阻力的當量長度，管的進、出口當量長度也包括在內(nèi))。已知：水3-1-30.024，的流量為56.5m·h，水的粘度為1厘泊，密度為1000kg·m，管路摩擦系數(shù)可取為計算并回答：(1)水在管內(nèi)流動時的流動形態(tài)；(2)管路所需要的壓頭和功率；圖2-1解：已知：d=108-2×4=100mm=0.1m22-2l+Σle=100mqv=56.5m3/h∴u=q/A=56.5/(3600×0.785×10-2)=2m/s=1cp=10-3Pa·Sρ=1000kg.m-3,λ=0.024⑴∵Re=duρ/μ=0.1×2×1000/10-3=2×105>4000∴水在管內(nèi)流動呈湍流⑵以1-1面為水平基準面,在1-1與2-2面間列柏努利方程：2=Z2+(u22/2g)+(p2/ρg)+ΣHfZ1=0,u1=0,p=0(表壓),Z2=18m,u2=0p2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25mΣHf=λ[(l+Σle)/d](u2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)]=4.9mH=18+25+4.9=47.9mNe=Hqvρg=47.9×1000×9.81×56.5/36004kw=7.2、擬用泵將堿液由敞口堿液槽大入位差為10m高的塔中，塔頂壓強（表壓）為0.06Mpa.全部輸送管均為57mm3.5mm無縫鋼管。管長50m（包括局部阻力的當量長度）。堿液的密度=1200kg/m3，粘度為=2mPa·s。管路粗糙度為0.3mm。試求：1）流動處于阻力平方區(qū)時的管路特點曲線；2）流量為30m3/h時的He和Pe。解：（1）在阻力平方區(qū)，=f（/d）/d=0.006，查圖得：=0.033管路特點方程：2）qv=30m3/h時,3、采用IS80-65-125水泵從一敞口水槽輸送60℃熱水。最后槽內(nèi)液面將降到泵人口以下32.4m。已知該泵在額定流量60m/h下的(NPSH)r為3.98m，60℃水的飽和蒸汽壓Pv為319.92kpa、ρ為983.2kg/m，泵吸入管路的阻力損失為3.0m，問該泵可否正常工作。解：∴該泵不能夠正常工作。說明安裝高度偏高。4、擬用一臺IS65-50-160A型離心泵將20oC的某溶液由溶液罐送往3估計此時吸入管的阻力損失為3m液柱，求大氣壓分別為101.3kPa的平原和51.4kPa的高原地帶泵的贊同安裝高度，查得上述流量下泵的贊同汽蝕余量為3.3m，20oC時溶液的飽和蒸汽壓為5.87kPa，密度為800kg/m3。解：其中[Z2]為為負值，表示在高原安裝該泵時要使其入口位于液面以下，才能保證正常操作。同時考慮實質(zhì)操作的顛簸一般還應(yīng)恩賜合適的裕量，比方安裝高度再降低0.5m，變成-1m。5、今采用IS型水泵將水從低位水池向高位槽送水，要求送水量為40t/h，槽內(nèi)壓強（表壓）為0.03Mpa，槽內(nèi)水面離低位水池水面16m，管路總阻力為4.1J/N。試確定采用哪一各種類為宜？解：在槽內(nèi)水面和低位水池水面之間列柏努利方程：p0.03106即管路所需壓頭為23.2m。4.123.2mHzH16查課本附錄qg4010310009.813q40m/h10006、用泵將5℃的水從水池吸上，經(jīng)換熱器預(yù)熱后打入某容器。已知泵的流量為1000kg/h,加熱器的傳熱速率為11.6W，管路的散熱率為2.09kw,泵的有效功率為1.2kw。設(shè)池面與容器的高度不變，求水進入容器時的溫度。解析：本系統(tǒng)對水供給能量的本源有二：泵和加熱器。泵所供給的能量除使水的機械22’能增加外，其他部分則因戰(zhàn)勝流動阻力而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。這部分熱能和加熱器加入的熱能，一部分別失到環(huán)境中，一部分被水吸取轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能使水溫高升。若是想法求出水的內(nèi)能增加值，該問題就瓜熟蒂落。解：水的內(nèi)能增加值如圖2-2，以0-0'面為基準面，列1-1’.2-2’截面間的柏努利方程式，以表壓計。式中U1,U2——截面１，２水的內(nèi)能，J/Kg；Q——加熱器加入的熱量，J/Kg。已知u1u2op1p20Z14mZ210m將其代入上式，整理得傳熱速率：Q11.62.099.51kW9.5110336003.42104J/kgQ1000可寫成h1.210336004.32104J/kg泵對水加入的能量：1000水的內(nèi)能增加值：（２）水溫取水的比熱容為4.19kJ/(kgC)，則水進入容器時的溫度為沉降與過濾一章習題及答案一、選擇題1、一密度為7800kg/m3的小鋼球在相對密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在20℃水中沉降速度的1/4000，則此溶液的粘度為（設(shè)沉降區(qū)為層流）。DA4000mPa·s；B40mPa·s；C33.82Pa·s；D3382mPa·s2、含塵氣體在降塵室內(nèi)按斯托克斯定律進行沉降。理論上能完好除去30μm的粒子，現(xiàn)氣體辦理量增大1倍，則該降塵室理論上能完好除去的最小粒徑為。DA．230m；B。1/23m；C。30m；D。230m3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于。BA．沉降面積和降塵室高度；B．沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；C．降塵室長度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；D．降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點是。DA．結(jié)構(gòu)簡單，流體阻力小，分別效率高，但體積弘大；B．結(jié)構(gòu)簡單，分別效率高，但流體阻力大，體積弘大；C．結(jié)構(gòu)簡單，分別效率高，體積小，但流體阻力大；D．結(jié)構(gòu)簡單，流體阻力小，但體積弘大，分別效率低5、在降塵室中，塵粒的沉降速度與以下因素沒關(guān)。C．顆粒的幾何尺寸B．顆粒與流體的密度．流體的水平流速；D．顆粒的形狀6、在談?wù)撔L分別器分別性能時，臨界粒徑這一術(shù)語是指。CA.旋風分別器效率最高時的旋風分別器的直徑;B.旋風分別器贊同的最小直徑;C.旋風分別器能夠全部分別出來的最小顆粒的直徑;D.能保持滯流流型時的最大顆粒直徑7、旋風分別器的總的分別效率是指。DA.顆粒群中擁有平均直徑的粒子的分別效率;B.顆粒群中最小粒子的分別效率;C.不同樣粒級(直徑范圍)粒子分別效率之和;D.全部顆粒中被分別下來的部分所占的質(zhì)量分率8、對標準旋風分別器系列，下陳說法哪一個是正確的。CA．尺寸大，則辦理量大，但壓降也大；B．尺寸大，則分別效率高，且壓降?。籆．尺寸小，則辦理量小，分別效率高；D．尺寸小，則分別效率差，且壓降大。9、恒壓過濾時，如濾餅不能夠壓縮，介質(zhì)阻力可忽略，當操作壓差增加1倍，則過濾速率為原來的。BA.1倍；B.2倍；C.2倍；D.1/2倍10、助濾劑應(yīng)擁有以下性質(zhì)。BA.顆粒平均、嬌嫩、可壓縮;B.顆粒平均、堅硬、不能夠壓縮;C.粒度分布廣、堅硬、不能夠壓縮;D.顆粒平均、可壓縮、易變形11、助濾劑的作用是。BA．降低濾液粘度，減少流動阻力；B．形成松懈餅層，使濾液得以暢流；C．幫助介質(zhì)攔截固體顆粒；D．使得濾餅密實并擁有必然的剛性12、下面哪一個是轉(zhuǎn)筒真空過濾機的特點。BA．面積大，辦理量大；B．面積小，辦理量大；C．壓差小，辦理量小；D．壓差大，面積小13、以下說法是正確的。B過濾速率與A(過濾面積)成正比;B.過濾速率與A2成正比;C.過濾速率與濾液體積成正比;D.過濾速率與濾布阻力成反比14、恒壓過濾，如介質(zhì)阻力不計，過濾壓差增大一倍時，同一過濾時辰所得濾液量。CA.增大至原來的2倍;B.增大至原來的4倍;C.增大至原來的倍;D.

增大至原來的

1.5倍15、過濾推動力一般是指

。

BA．過濾介質(zhì)兩邊的壓差；B.過濾介質(zhì)與濾餅組成的過濾層兩邊的壓差面的壓差;D.液體進出過濾機的壓差

;C.

濾餅兩16、恒壓板框過濾機，當操作壓差增大（忽略介質(zhì)阻力）。A

1倍時，則在同樣的時間里所得濾液量將A．增大至原來的Ｃ．增大至原來的

2倍；4倍；

B．增大至原來的D．不變

2倍；二、填空題1、一球形石英顆粒，分別在空氣和水中按斯托克斯定律沉降，若系統(tǒng)溫度高升，則其在水中的沉降速度將

，在空氣中的沉降速度將

。降落，增大2、在滯流(層流)區(qū)，顆粒的沉降速度與顆粒直徑的

次方成正比。

23、降塵室的生產(chǎn)能力與降塵室的

和（

）

有關(guān)。

長度

寬度34、已知某沉降室在操作條件下的氣體流率為3600m/h，沉降室長、寬、高尺寸為LbH=532,則其沉降速度為m/s。0.0675、在除去某粒徑的顆粒時，若降塵室的高度增加一倍，氣流速度。減少一倍6、若降塵室的高度增加，則沉降時間，氣流速度，生產(chǎn)能力。增加；降落；不變7、一降塵室長8m，寬4m，高1.5m，中間裝有14塊隔板，隔板間距為0.1m。現(xiàn)顆粒最小直徑為12m，其沉降速度為0.02m/s，欲將最小直徑的顆粒全部沉降下來，則含塵氣體的最大流速不能夠高出m/s。1.68、在旋風分別器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,切向速度為15m/s。當顆粒與流體的相對運動屬層流時，其分別因數(shù)KC為。579、選擇旋風分別器型式及決定其主要尺寸的依照是；；。氣體辦理量，分別效率，贊同壓降10、平時，非均相物系的離心沉降是在旋風分別器中進行，懸浮物系一般可在旋液分別器或沉降離心計中進行。氣固；液固11、已知q為單位過濾面積所得濾液體積V/A，qe為Ve/A，Ve為過濾介質(zhì)的當量濾液體積(濾液體積為Ve時所形成的濾餅層的阻力等于過濾介質(zhì)的阻力)，在恒壓過濾時，測得/

q=3740q+200

則過濾常數(shù)

K=

（

）。

0.00053512、實現(xiàn)過濾操作的外力能夠是

、

或

。重力；壓強差；慣性離心力13、在餅層過濾中，真切發(fā)揮攔截顆粒作用的主若是

而不是

。濾餅層；過濾介質(zhì)14、對恒壓過濾，當過濾面積增大一倍時，如濾餅可壓縮，則過濾速率增大為原來的倍。四15、用板框式過濾機進行恒壓過濾操作，隨著過濾時間的增加，濾液量，生產(chǎn)能力。增加；不變16、對恒壓過濾，介質(zhì)阻力能夠忽略時，過濾量增大一倍，則過濾速率為原來的。二分之一三、計算題1、某一鍋爐房的煙氣沉降室，長、寬、高分別為11×6×4m，沿沉降室高度的中間加一層隔板，故塵粒在沉降室內(nèi)的降落高度為2m。煙氣溫度為150℃，沉降室煙氣流量312500m標準）/h，試核算沿降室可否沉降35μm以上的塵粒。已知ρ3=1600kg/m，ρ=1.29kg/m，μ=0.0225cp塵粒煙氣煙氣解：設(shè)沉降在滯流狀態(tài)下進行，Re＜1，且因ρ塵粒>>ρ煙氣，故斯托克斯公式可簡化為：u0=d塵粒2ρ塵粒g/18μ煙氣(35×10-6)2×1600×9.81/(18×2.25×10-5)0.0474m/s檢驗：Re=d塵粒u0ρ煙氣/μ煙氣35×10-6×0.0474×1.29/(2.25×10-5)0.095＜1故采用計算式正確，則35mm以上粒子的沉降時間為：θ=2/0.0474=42.2s沉降又，煙氣流速u=[(12500/(4×6×3600))×[（273+150）/273]=0.224m/s煙氣在沉降室內(nèi)停留時間：θ停留=11/0.224=49.1s即θ＞θ停留沉降∴35mm以上塵?？稍谠撌页两?、相對密度7.9，直徑2.5mm的鋼球，在某粘稠油品（相對密度

0.9）中以

5mm/s

的速度勻速沉降。試求該油品的粘度。解：設(shè)沉降以滯流狀態(tài)進行，則：μ=d鋼球2(ρ-ρ)g/(18u鋼球)油品鋼球油品(0.0025)2×(7900-900)×9.81/(18×0.005)4.77Pa?s驗算：Re=d鋼球u鋼球ρ/μ油品油品=0.0025×0.005×900/4.77=2.36×10-3＜1假設(shè)正確3、直徑為30m的球形顆粒,于大氣壓及20℃下在某氣體中的沉降速度為在水中沉降速度的88倍,又知此顆粒在此氣體中的有效重量為水中有效重量的1.6倍。試求此顆粒在此氣體中的沉降速度.20℃的水:1CP,1000kg/m3氣體的密度為1.2kg/m3(有效重量指重力減浮力)((氣)g解:水)g1.6∵(1000)g(1.2)g1.6∴解得：s2665kg/m3設(shè)球形顆粒在水中的沉降為層流,則在水中沉降速度:Re1du01301068.1710410001030.0245校核：＜1假設(shè)正確.則此顆粒在氣體中的沉降速度為4、有一降塵室，長6m，寬3m，共20層，每層100mm，用以除去爐氣中的礦塵，礦塵密度s3000kg/m3，爐氣密度0.5kg/m3，粘度0.035mPas，現(xiàn)要除去爐氣中10m以上的顆粒，試求：（1）為完成上述任務(wù)，可贊同的最大氣流速度為多少？（2）每小時最多可送入爐氣若干？（3）若取消隔板，為完成任務(wù)該降塵室的最大辦理量為多少？ud2()g解：（1）設(shè)沉降區(qū)為滯流，則18由于s則du0101064.671030.56.671041Re00.035103假設(shè)正確由降塵室的分別條件，有（2）V20Au20634.671033600=6052.3m3/h（3）VAu0634.671033600302.6m3/h可見加隔板可提高生產(chǎn)能力，但隔板間距不能夠過小，過小會影響出灰和攪亂沉降。、一降塵室，長5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來除去煙氣中75m5以上的顆粒。已知煙氣密度為0.6kg/m3，粘度為0.03mPas，塵粒密度為4300kg/m3，試求可辦理的煙襟懷。d75106ms4300kg/m3解：設(shè)沉降區(qū)為層流，則Redu751060.440.60.6610.03103驗算故假設(shè)正確總辦理量為qnuA200.4453132m3/s6、一降塵室長5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000m3/h，氣體密度0.9kg/m3，粘度0.03mPas。塵粒密度s4300kg/m3，試求理論上能100%除去的最小顆粒直徑。解：降塵室總面積A2053300m2生產(chǎn)能力的計算式為qAu注意式中u0為能100%除去的最小顆粒的沉降速度，而A應(yīng)為總沉降面積。qu解出A

36000/3600300

0.033m/s設(shè)沉降區(qū)為層流，則有180.031030.033105m(43000.9)2.069.81=dup2.061050.0330.90.021驗算0=u=0.03103Re故假設(shè)正確7、在202.7kPa(2atm)操作壓力下用板框過濾機辦理某物料，操作周期為3h，其中過濾1.5h，濾餅不需沖洗。已知每獲3濾液得濾餅31m0.05m,操作條件下過濾常數(shù)3.3105m2/s，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不能夠壓縮。試計算：（1）若要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過濾面積？（2）若采用板框長寬的規(guī)格為1m1m，則框數(shù)及框厚分別為多少？解：（1）V0.612m3Ve00.05因此V2KA2V12A=K=3.31051.53600=28.43m2(2)A=n211nA28.43因此22=14.2取15個q0.6因此n=15=0.04m應(yīng)注意每個框的兩側(cè)都有濾布，故計算面積時要在n個框面積的基礎(chǔ)上再乘以2。8、一小型板框壓濾機有5個框，長寬各為0.2m,在300kPa(表壓)下恒壓過濾2h，濾餅充滿濾框，且得濾液80L,每次沖洗與裝卸時間各為0.5h。若濾餅不能夠壓縮，且32過濾介質(zhì)阻力可忽略不計。求：(1)/（m.h）?(2)若操作壓強增加沖洗速率為多少m一倍，其他條件不變，過濾機的生產(chǎn)能力為多少？解：（1）沖洗速率因過濾介質(zhì)阻力可忽略不計，即A×2×q2=Kτ過濾面積0.22=0.4m2=5單位過濾面積上的濾液量q=V/A=80×10-3/0.4=0.2m3/m2過濾常數(shù)K=q2/τ=0.22/2=0.02m2/h過濾終了時的速率E=K/2q=0.02/(2×0.2)=0.05m/h(dq/dτ)沖洗速率W(dq/dτ)E=0.5×0.05=0.025m/h(dq/dτ)=0.5p’=2p時的生產(chǎn)能力因濾餅不能夠壓縮,因此K’=Kp’/p=2K=2×0.02=0.04m2/h因在原板框壓濾機過濾，懸浮液濃度未變，則當5個板框充滿濾餅時所得濾液量仍為V’=0.08m3,故此時所用的過濾時間為τ=q’2/K’=q2/K=0.22/0.04=1h濾液w+τD)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04m3/h生產(chǎn)能力Q=V’/(τ+τ9、在一板框過濾機上過濾某種懸浮液，在21atm表壓下20分鐘在每1m過濾面積上得到0.197m3的濾液,再過濾20分鐘又得濾液0.09m3。試求共過濾1小時可得總濾液量為3.若干m解:當120min時,q1=0.197m3/m240min時,q2=0.197+0.09=0.287m3/m2代入恒壓過濾方程時可得:聯(lián)立解得：qe0.0222m3/m2,K2.38103.m2/minq2(0.0222)2K0.207min由此2.38103當過濾1小時后,可得濾液量:(q0.0222)22.38103(600.207)3223解得:q=0.356m/m即每m過濾面積過濾1小時后可得濾液為0.356m10、一轉(zhuǎn)筒真空過濾機，其直徑和長度均為1m，用來過濾某懸浮液。原工況下每轉(zhuǎn)一周需時1min，操作真空度為4.9KPa(500mmHg)，每小時可得濾液60m3，濾餅厚度為12mm，新工況下要求生產(chǎn)能力提高1倍，操作真空度提高至6.37kPa(650mmHg)，已知濾餅不能夠壓縮，介質(zhì)阻力可忽略。試求：1）新工況過濾機的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？2）新工況所生成的濾餅厚度為多少？解：（1）Ve=0因此V2KA2設(shè)吞沒度為，轉(zhuǎn)速為n(r/min)則轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周所需時間為60(s)60(s)n，其中轉(zhuǎn)筒整個面積浸入濾槽即過濾時間為n因此VAK60n3Q2K2n2故Q=60nV=60A60Knm/h因此Q1K1n1由題知S=0及KnnK1(2)214.9(2)23.1r/minp故21K216.371(2)設(shè)濾餅的厚度為，則有n260A22n60An1m3餅/h1

22n1121127.7mm因此n23.1（一）選擇題：1、關(guān)于傳熱系數(shù)K下陳說法中錯誤的選項是（）A、傳熱過程中總傳熱系數(shù)K實質(zhì)是個平均值；B、總傳熱系數(shù)K隨著所取的傳熱面不同樣而異；C、總傳熱系數(shù)K可用來表示傳熱過程的強弱，與冷、熱流體的物性沒關(guān)；D、要提高K值，應(yīng)從降低最大熱阻著手；答案：C2、揭穿了物體輻射能力與吸效率之間關(guān)系的定律是（）。A、斯蒂芬-波爾茲曼定律；C、折射；B、克希霍夫；D、普郎克；答案：B3、在確定換熱介質(zhì)的流程時，平時走管程的有（），走殼程的有（）。Ａ、高壓流體；Ｂ、蒸汽；Ｃ、易結(jié)垢的流體；Ｄ、腐化性流體；Ｅ、粘度大的流體；Ｆ、被冷卻的流體；答案：Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、Ｆ4、影響對流傳熱系數(shù)的因素有()。A、產(chǎn)生對流的原因；B、流體的流動情況；C、流體的物性；D、流體有無相變；E、壁面的幾何因素；答案:A、B、C、D、E5、某套管換熱器，管間用飽和水蒸氣將湍流流動的空氣加熱至指定溫度，若需進一步提高空氣出口溫度，擬將加熱管管徑增加一倍（管長、流動狀態(tài)及其他條件均不變），你認為此措施是：A、不能夠行的；B、可行的；C、可能行，也可能不能夠；、視詳盡情況而定；答案：A解：原因是：流量不變d2u常數(shù)當管徑增大時，a.ul/d2，u0.8/d0.21/d1.8b.d增大時，α增大，d綜合以上結(jié)果，A1/d1.8，管徑增加，A降落依照mcttKAΔtp21m關(guān)于該系統(tǒng)mcp即A

KAtmt2t1ATt1lnK∴Tt21AlnTt1Tt2lnTt1則Tt2∴t2此題在于靈便應(yīng)用管內(nèi)逼迫湍流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)經(jīng)驗關(guān)系式：Nu0.023Re0.8Prn，即物性一準時，u0.8/d0.2。Vd2u常數(shù)依照連續(xù)性方程，流量不變時，4，因此管徑變化，管內(nèi)流速也發(fā)生變化。管間用飽和水蒸氣加熱，熱阻小，能夠忽略不計，總熱阻近似等于管內(nèi)傳熱熱阻，即K6、對下述幾組換熱介質(zhì)，平時在列管式換熱器中K值從大到小正確的排列序次應(yīng)是（）。A、②>④>③>①；B、③>④>②>①；C、③>②>①>④；D、②>③>④>①；冷流體熱流體①水氣體②水沸騰水蒸氣冷凝③水水④水輕油答案：D7、為了在某固定空間造成充分的自然對流，有下面兩種說法：①加熱器應(yīng)置于該空間的上部；②冷凝器應(yīng)置于該空間的下部；正確的結(jié)論應(yīng)該是（）。A、這兩種說法都對；C、第一種說法對，第二種說法錯；B、這兩種說法都不對；D、第二種說法對，第一種說法錯；答案：B8、下述各種情況下對流傳熱系數(shù)由大到小的正確序次應(yīng)該是（）。A、③>④>①>②；C、③>④>②>①；B、④>③>②>①；D、③>②>④>①；①空氣流速為30m/S時的a；②水的流速為1.5m/s時的a；③蒸汽滴狀冷凝時的a；④水沸騰時的a；答案：C9、傳熱過程中當兩側(cè)流體的對流傳熱系數(shù)都較大時，影響傳熱過程的將是（）。A、管避熱阻；B、污垢熱阻；C、管內(nèi)對流傳熱熱阻；D、管外對流傳熱熱阻；答案：B10、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷諾數(shù)Re1.2104,此時對流傳熱系數(shù)為。若將水的流量減半，其對流傳熱系數(shù)'（）。A、>(1/2)0.80.8；；B、<(1/2)C、=(1/2)0.8；D、無法確認；答案：B解析：水的流量減半后，按流(Re104)公式計算，'(1/2)0.8但本例中流型已變成渡流Re5103)，此時'16105＜1'＜12。又Re0.8，∴11、關(guān)于輻射傳熱，下述幾種說法中錯誤的選項是（）。A、除真空和大多數(shù)固體外，熱射線可完好透過；B、熱輻射和光輻射的實質(zhì)完好同樣，不同樣的不過是波長的范圍；C、熱射線和可見光同樣，都遵從折射定律；D、物體的溫度不變，其發(fā)射的輻射能也不變；答案：A12、關(guān)于下面兩種說法的正確結(jié)論應(yīng)是（）。1）物體的相應(yīng)地址確定后，系統(tǒng)的黑度只與表面黑度有關(guān)；2）經(jīng)過改變表面黑度的方法不能夠增強或消減輻射過程。A、這兩種說法都對；C、第一種說法對，第二種說法不對；B、兩種說法都不對；D、第二種說法對，第一種說法不對；答案：C13、冷熱水經(jīng)過間壁換熱器換熱，熱水入口溫度為90C，出口溫度為50C，冷水入口溫度為15C，出口溫度為53C，冷熱水的流量同樣，且假設(shè)冷熱水的物性為同樣，則熱損失占傳熱量的（）。A、5%；B、6%；C、7%；D、8%；答案：A解：由QhWhcphT1T2，QcWccpct1t2QhQcT1T2t2t1905053154038QhT1T290500.05得4014、某套管換熱器由?108×4mm和?55×2.5mm鋼管組成，流體在環(huán)隙間流動，其當量直徑為（

）mm。A、53；

B、45；

C、50；

D、58；答案：B15、有兩臺同樣的管殼式換熱器，擬作氣體冷卻器用。在氣、液流量及入口溫度一準時，為賭氣體溫度降到最低應(yīng)采用的流程為（）A、氣體走管外，氣體并聯(lián)逆流操作；B、氣體走管內(nèi)，氣體并聯(lián)逆流操作；C、氣體走管內(nèi)，串通逆流操作；D、氣體走管外，串通逆流操作；答案：D16、對在蒸汽-空氣間壁換熱過程中，為增強傳熱，以下方案中（）在工程上是可行的：A、提高空氣流速；B、提高蒸汽流速；C、采用過熱蒸汽以提高蒸汽溫度；D、在蒸汽一側(cè)管壁上加裝翅片，增加冷凝面積并及時導走冷凝液；答案：A17、判斷下面關(guān)于系統(tǒng)進行牢固傳熱時的說法哪一個是錯誤的，錯誤的選項是（）A、經(jīng)過必然傳熱面的傳熱速率不隨時間變化，為必然值；B、系統(tǒng)中任一點的溫度保持恒定；C、總的傳熱速率等于經(jīng)過垂直于熱流方向的各層傳熱面的傳熱速率之和；D、系統(tǒng)中任一傳熱面上的熱通量在過程中不變；答案：C18、在常壓水蒸氣冷凝加熱空氣，空氣平均溫度為20℃，則壁溫約為（）A、20℃；B、100℃；C、60℃；D、49.7℃。答案：B19、有一套管換熱器，長10m，管間用飽和水蒸氣作加熱劑。必然流量下且做湍流流動的空氣由內(nèi)管流過，溫度可升至指定溫度?，F(xiàn)將空氣流量增加一倍，并近似認為加熱面壁溫不變，要使空氣出口溫度仍保持原指定溫度，則套管換熱器的長度為原來的（）A、2倍；B、1.75倍；C、1.15倍；D、2.30倍；答案：Ｃ20、為了減少室外設(shè)備的熱損失，保溫層外所包的一層金屬皮應(yīng)該是（）Ａ、表面圓滑，顏色較淺；Ｂ、表面粗糙，顏色較深；Ｃ、表面粗糙，顏色較淺；Ｄ、表面圓滑，顏色較深；答案：Ａ（二）填空題1、對流傳熱總是概括地著眼于壁面和流體主體之間的熱傳達，也就是將界線層的和界線層外的合并考慮，并命名為給熱。答案：熱傳導；對流傳熱2、給熱是以和的差作為傳熱推動力來考慮問題的。答案：流體的平均溫度；壁面溫度3、流體在垂直管內(nèi)自上而下流動同時被加熱時，其對流傳熱系數(shù)比用一般準數(shù)關(guān)系式計算的結(jié)果要。答案：大解析：流體被加熱時，自然對流的方向是自下而上，恰與流體流動的方向相反，引起湍動加劇。4、金屬的導熱系數(shù)多數(shù)隨其純度的增加而，隨其溫度的高升而。答案：增大；減小5、在工程計算中，對兩側(cè)溫度分別為t1,t2的固體，平時采用平均導熱系數(shù)進行熱傳導計算。平均導熱系數(shù)的兩種表示方法是或。t1t2212答案；2；6、對流傳熱的熱阻主要集中在，因此，是增強對流傳熱的重要路子。答案：滯流內(nèi)層；減薄湍流內(nèi)層的厚度7、在、、、cp這4個物性參數(shù)中，若值大，對流傳熱系數(shù)就增大；若值大，對流傳熱系數(shù)就減小。答案：、cp、；8、黑體的表面溫度從300℃升至600℃，其輻射能力增大到原來的倍.答案:5.39解析:斯蒂芬-波爾茲曼定律表示黑體的輻射能力與絕對溫度的4次方成正比,而非攝氏6004273溫度,即300273=5.39。9、流體在圓形直管內(nèi)作逼迫湍流流動，若傳熱推動力增大1倍，則對流傳熱速率增大倍。答案：110、由核狀沸騰轉(zhuǎn)變?yōu)槟罘序v時的溫度差稱為。這時單位時間、單位面積所傳達的熱量稱為。答案：臨界溫度差；臨界熱負荷11、辦理量為440kg/h的有機溶液在某換熱器中預(yù)熱。運轉(zhuǎn)一周期后，該溶液在管內(nèi)生成積垢，使換熱器總熱阻增加了10%。若保持冷、熱介質(zhì)出口溫度不變，則該溶劑的辦理量變?yōu)?。答案?00kg/h1QKK'1解析：設(shè)Q=KAtmQ'K'AtmQ'K'K=1.1Q440故Q'=1.11.1=400kg/h12、苯在內(nèi)徑為20mm的圓形直管中作湍流流動，對流傳熱系數(shù)為1270W/（m2·℃）。如果流量和物性不變，改用內(nèi)徑為30mm的圓管，其對流傳熱系數(shù)將變?yōu)椋祝痬2·℃）。答案：612Re0.8Pn解析：=0.023dr0.8WS/d24Prn=0.023d∝d1(12)0.8=d1.8301.8=20=0.482=0.482=0.4821270=612W/(m2·℃)13、熱油和水在一套管換熱器中換熱，水由20℃升至75℃。若冷流體為最小值流體，傳熱效率0.65，則油的入口溫度為。答案：104℃7520T1

20解析：ε==0.65T1=104℃14、在計算換熱器的平均傳熱推動力時，若兩端的推動力相差不大于值與對數(shù)平均值相差不大于。答案：4%15、換熱器在使用一段時間后，傳熱速率會降落很多，這經(jīng)常是由于答案：傳熱管表面有污垢存儲

2倍，則其算術(shù)平均的緣故。16、流體橫向流過管束作湍流流動時，在管外加有折流板的情況Nu0.36Re0.55Pr1/3()0.14__________成反比。下,W?？梢妼α鱾鳠嵯禂?shù)與當量直徑的答案：0.45次方17、對大空間的自然對流，平時取加熱（或冷卻）表面的為特點尺寸。答案：垂直高度18、用套管換熱器加熱內(nèi)管的空氣，蒸汽在管間冷凝?，F(xiàn)欲經(jīng)過實驗方法測定蒸汽和空氣的給熱系數(shù)，需用的主要儀器有答案：熱電偶溫度計、水銀溫度計、流量計

。19、柴油在圓形直管內(nèi)作逼迫滯流流動，給熱系數(shù)可用下式計算：1/31/31/3()0.14Nu1.86RePr(di)WL。若流量和物性不變，將管內(nèi)徑減半后仍為滯流，則管內(nèi)對流傳熱系數(shù)變?yōu)樵瓉淼谋?。答案?1/3dWS/由1.864di21/3di)1/3()0.14diPr(LW解析：知d11/31/3d1'1)1(2'22故20、傳熱效率隨傳熱單元數(shù)的增加而，但最后趨于必然值。答案：增大（三）計算題1、某流體經(jīng)過內(nèi)徑為100mm圓管時的流傳熱系數(shù)為2120W/(m·℃),流體流動的雷諾數(shù)Re=1.2×105,此時的對流傳熱系數(shù)關(guān)系式為Nu0.023Re0.8Pr0.4。今擬改用周長與圓管同樣、高與寬之比為1：3的矩形扁管，而保持流速不變，試問對流傳熱系數(shù)有何變化？0.80.023duPr0.4解：由對流傳熱系數(shù)的計算公式：d當物性不變時u0.8d0.2∵u不變，∴d0.2求扁管的當量直徑de：設(shè)a、b，分別為矩形截面的寬與長a12(ab)d由題意b3d3dab8解之84ab2d?3d3de883d3.140.0050.0295m2(ab)d1616∴2設(shè)、分別為圓管與扁管的對流傳熱系數(shù)，則∴'=1.11=1.11100=111W/(m2℃)對流傳熱系數(shù)由原來的22100W/(m·℃)，增至現(xiàn)在的111W/(m·℃)。解析：由以上的計算能夠看出，由于矩形扁管的當量直徑小于同周長圓的直徑，其對流傳熱系數(shù)大于后者。因此用非圓形管道制成的換熱器（如近來開發(fā)的螺旋扁管換熱器），一般都擁有高效的特點。2、一立式換熱器規(guī)格以下：管長3m，管數(shù)30根，管徑為φ25×2.5mm，管程為1?，F(xiàn)擬選用此換熱器冷凝、冷卻2飽和蒸氣，使之從飽和溫度46℃降至10℃，走管外，其流CS量W=0.07kg/s，其冷凝潛熱為356kJ/kg，比熱容為1.05kW/(kg℃)。水走管內(nèi)，且與CS2呈逆流流動。冷卻水出入口溫度為5℃和30℃。已知冷凝和冷卻段基于換熱管表面面的2和22。問此換熱器可否適用？總傳熱系數(shù)分別為1=200W/(m·℃=100W/(m·℃K)K)解析：判斷一臺換熱器可否適用，一般能夠采用比較傳熱速率或傳熱面積的方法，本例采用后一種方法：分別計算已有換熱器面積和所需換熱器面積，比較二者后即能夠得出結(jié)論。本例不同樣之點在于：該換熱器既作冷凝器又作冷卻器，需分段計算所需面積，即冷凝段所需面積A1和冷卻段所需面積A2，而A1、A2的求得又須以tm1、tm2為前提。因此，解決該題的重點在于求出冷凝、冷卻段交界處的冷卻水溫度，即冷卻水走開冷卻段的溫度t。解：（1）以管子表面面為基準計算已有換熱器的傳熱面積：（2）求所需的傳熱面積①冷凝段與冷卻段的傳熱量QWr0.0735624.9kWQ2WhcPhTsT20.071.0546102065kW②兩段的平均溫差總傳熱量：QQ1Q224.92.6527.5kW冷卻水用量

水CS2K1冷WcQ27.5Cpct2t10.263kg/s4.18305冷卻水走開冷卻段的溫度tt1Q252.657.4

K2

凝冷卻WCCpC0.2634.18℃冷凝段的平均溫差4646℃tm138.61616.43038.67.41638.6℃ln16℃冷卻段的平均溫差4646℃tm238.6516.47.45ln38.638.65℃5③所需傳熱面積

水CS2A1Q124.91034.84m2冷凝段K1tm120025.7A2Q22.651031.61m2冷卻段K2tm210016.4A>A'，即已有傳熱面積大于所需傳熱面積，因此此換熱器適用。3、將流量為2200kg/h的空氣在蒸汽預(yù)熱器內(nèi)從20℃加熱到80℃?？諝庠诠軆?nèi)作湍流流動，116℃的飽和蒸汽在管外冷凝?，F(xiàn)因工況變動需將空氣的流量增加20%，而空氣的進、出口溫度不變。問采用什么方法才能完成新的生產(chǎn)任務(wù)？請作出定量計算（要求：換熱器的根數(shù)不作變化）。解析：由傳熱基本方程QKAtm著眼考慮：空氣流量增加20%而出入口溫度不變，即Q增加20%。由于蒸汽的冷凝系數(shù)遠大于空氣的對流傳熱系數(shù),因此總傳熱系數(shù)K湊近空氣的對流傳熱系數(shù)?？諝饬髁吭黾雍?，總傳熱系數(shù)增大，但其增大的幅度不能夠滿足熱負荷增大的要求，故能夠改變的只有tm及A。解：蒸汽空氣，又管壁較薄可忽略其熱阻在物性不變的前提下空氣C1WA0.8(a)d1.8由題意，n為常數(shù)WA0.8tmLQC20.8（b）將（a）式代入：d（a）、（b）二式中C1、C2均為比率系數(shù)。設(shè)“1”，“2”分別代表工況改變前后的情況，由（b）式：Q2Q1已知：‘11.2t’t2KA(b)ln100t1100‘t2比較（a）、（b）二式得將已知數(shù)據(jù)代入增加冷凝量為即蒸氣冷凝量增加了64％。此例能夠幫助我們加深對控制熱阻的理解。由于原來的冷卻水出口溫度已經(jīng)很低，冷卻水流量加倍后，平均溫差即傳熱推動力增加很少，這可由t'2與t2的比較看出。但因蒸氣冷凝給熱系數(shù)遠大于冷卻水的對流傳熱系數(shù)，因此管內(nèi)對流傳熱熱阻就成為整個冷凝過程的控制熱阻。冷卻水流量加倍后，管內(nèi)對流傳熱系數(shù)增大到原來的20.81.74倍，控制熱阻相應(yīng)降低，以致總傳熱系數(shù)幾乎以與管內(nèi)對流傳熱系數(shù)同樣的幅度增大，結(jié)果使冷凝液大量增加，因此可知，降低控制熱阻，是增大傳熱速率的一個重要路子。4、廢熱鍋爐由25mm2.5mm的鍋爐鋼管組成。管外為水沸騰，絕對壓強為2.8MPa，管內(nèi)走合成轉(zhuǎn)變氣，溫度由550℃降至450℃。已知轉(zhuǎn)變氣一側(cè)，1250W/(m2℃）水側(cè)010000W/(m2℃）。若忽略污垢熱阻，求換熱管的壁溫Tw及tw。解：方法一：（1）先求總傳熱系數(shù)（以管子內(nèi)表面為基準）11bdidiKi=242W/(mii2·℃)ododm10.002520120452510000250.0040.00004950.000080.00413（2）平均溫度差2.8MPa下水的飽和溫度為230℃。∴tm(550230)(450230)270C2（3）熱通量QqiKitm24227065.3kW/m2（4）管壁溫度Ai1）先著眼于管內(nèi)的對流傳熱。由牛頓冷卻定律：qii(TTw)又TwTqi50065.3103239i250℃②再眼于管外的對流傳熱q0323052.310235twt010000℃方法二：先求傳熱過程的總熱阻及分熱阻（基于內(nèi)表面）=0.00413(m2℃)/W再求管壁溫度在連續(xù)傳熱過程中，溫降與熱阻成正比。故550450已知：t=2300cT=2=500℃∴tw=T-R1(Tt)R=5000.004(500230)2390.00413℃tw=t+R3(Tt)R2300.0008230)235=(5000.00413℃兩種解法結(jié)果同樣解析：由于管內(nèi)外水沸騰傳熱系數(shù)較大，管內(nèi)合成轉(zhuǎn)變氣對流傳熱系數(shù)相對要小得多,因此壁溫湊近水的溫度。又由于管壁的熱阻較小，因此溫降也小，也就是說管壁兩側(cè)溫度比較湊近。兩種方法略作比較能夠發(fā)現(xiàn)，第二種方法更簡捷、直觀。壁溫的估計對工程技術(shù)人員十分重要。無論選擇換熱器種類還是選定換熱器都需要知道壁溫，一些對流傳熱系數(shù)的計算也需要知道壁溫。5、在列管換熱器中用蒸汽加熱空氣，蒸汽走完程，空氣走管程且作湍流流動，若其他條件不變，僅將：(1)空氣的壓強加倍；(2)傳熱管的數(shù)量加倍試估計Ｑ/?tm將如何變化？解：（1）蒸汽》空氣K空氣由Q=KAtm得Q/tmKA空氣AdudGRe=由上可知，當壓強加倍后，管內(nèi)空氣的，u將有所改變，詳盡說增大u減少，但質(zhì)dG量流速G=u不變。即Re=不變。cp又r=不變∴不變∴Q/tm亦不變化（2）傳熱管數(shù)量加倍。傳熱管數(shù)量加倍，則傳熱面積A加倍；但流通面積增大1倍后，流速相應(yīng)減少1倍，管內(nèi)對流傳熱系數(shù)減至原來。0.574倍。0.508（Q/）2A2tm20.57421.15（Q/）A11∴tm16、平均溫度為270℃的機油從一φ108mm×6mm的鋼管中流過。已知油對管壁的對流傳熱系2數(shù)為340W/(m·℃)，大氣溫度為12℃。試求：(1)每米管長的熱損失；(2)若管外包以導熱系數(shù)為0.045W/(m·℃)，厚度為20mm的玻璃棉作保護層，此時的熱損失又為多少？假設(shè)管壁及污垢熱阻能夠忽略不計，外壁對空氣的對流－輻射聯(lián)合傳熱系數(shù)可用aT=8+0.05tW來計算。其中tW表示壁溫，℃；αT的單位為W/(m2·℃)。解：（1）設(shè)油和空氣的溫度分別為t1、t2。從熱油和空氣的傳熱來看Q=KA(t1-t2)欲求Q必先知K，而K又與αT有關(guān)。由αT的計算式能夠看出，求解tW是重點。但從外壁對周圍環(huán)境的聯(lián)合傳熱方程QT=αTA(tW-t)解析，要想求得tW又須知QT。這樣應(yīng)采用試差法求解。設(shè)未保溫時管外壁溫度為265℃則2αT=8+0.05×265=21.3W/(m·℃)A=πdL=3.14×0.108×1=0.339m2散熱量QT=αTA(tW-t)=21.3×0.339(265-12)=1827W校核壁溫由其中:∴又

Q=KA(t1-t2)11111K1T34021.32=0.0499（m℃）/WK=20W/(m2·℃)Q=20×0.339(270-12)=17