《化工原理》(第三版)復習思考題及解答

1 第 0章 緒論 1） 廣義地說，凡工業(yè)生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)是 _，這類生產(chǎn)便歸屬化工生產(chǎn)范疇。（答：改變物質(zhì)組成） 2） 為了便于管理及技術交流，很多行業(yè)從化工中劃分出去，但它們?nèi)詫?“化工大家族 ”中的一員。這些 行業(yè)有 _等 。（答： 石油化工，塑料工業(yè)，制藥工業(yè)，硅酸鹽工業(yè) ） 3） 生產(chǎn)工藝學是 _。 （答：研究某一化工產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的學科） 4） 化學工程是 _。 （答： 研究化工生產(chǎn)中共性問題的學科 ） 5） 化工生產(chǎn)中雖然化學反應是核心，但前、后對物料的處理大都為物理加工過程。這些對物料的物理加工過程稱為 _。 （答： 單元操作 ） 6） 介紹主要單元操作的原理、方法及設備的課程叫 _。 （答： 化工原理 ） 7） 物理量 =_（答： 數(shù)，單位 ） 8） 基本單位：長度 _ ,質(zhì)量 _ ,時間 _ 。 （答： m， s） 9） 導出單位：力 _ ,功或能 _ ,功率 _ ,壓強 _ （答： N, J, W, 10) 有的單位前面有 “字首 ” ，這些字首的意思是： _。（答： 103,1000 11） 查得 30 水的粘度 05 / 為 明 = _。 （答： 12） 量綱是 _。如長度單位有 m， ，其量綱為 _ 。 （答：普遍化單位， L） 13） 物料衡算是 對 _、 _而言的。 答： 一定的時間間隔，一定的空間范圍（控制體） 14） 總的物料衡算式為 _ 。 （答： 各種 M 的單位均為質(zhì)量單位，如 15） 若無化學反應，對任一組分 j，物料衡算式為 _。 （ 答 ： o， j= j） 16） 若進、出控制體的物料均為連續(xù)流股，各流股的質(zhì)量流量均恒定， 制體內(nèi)任一位置物料的所有參量 如溫度、壓強、組成、流速等都不隨時間而改變，則該 控制體處于 _過程。 （答： 定態(tài)或稱定常態(tài)或穩(wěn)定態(tài) ） 17） 流體粘度的單位換算關系是： 泊） =，則 3.5 _ ,aS = _ （答： 10 【分析】 （ =(1中（ (1為“轉(zhuǎn)換因子”，用于物理量的單位轉(zhuǎn)換。 18） 任一物理方程式中各物理量必然單位 _。以離心泵的揚程、流量關系為例，若單位 m ， m3/h),則式中 36 的單位是 _ ,位是_ 。 （答： 和諧， m， m/(m3/ 19） 某管路特性方程為 05中 m ， Vm3/s)當以 Vm3/h 替代 V，則該公式改為 _。 （答： = )2 ） 分析 因為 1m3/h= （ 1/3600 ） m3/h ， 所以 05V（ 1/3600） 2= )2 20） 圓球固體顆粒在流體中作自由重力沉降，在 的沉降速度計算式為 ut=g (18)。式中 降速度， m/s,g重力加速度， g=s2,粒直徑， m ； s顆粒密度， /流體粘度， 。當以 cm/s,別替代 ，則該公式為_。 答： 10-5 g (18) 分析： 00， cm/s, =1000，所以： 10-5 g (18) 2 第一章 流體流動 1） 溫度升高，液體粘度 _ ，氣體粘度 _。 （答： 下降，增大 ） 2） 流體的粘度可通過流體粘性定律 =(dv/(V/y)N/y 的取向：令 dv/正）求得。試分析下列情況的 值。圖中 A 為薄平板或圓筒面的面 積（ （答： F/A, , G/( 3） 理想流體是 _的流體。 （答： =0， ， V=0） 4） 液體的質(zhì)量為 密度為 _kg/（答： 1029） 5） 1_ _ _： 105，760， 1， 04， 10） 6) 外界大氣壓是 753壓）某容器內(nèi)氣體的真空度為 04絕壓為 _壓為 _ （答： 04， 04） 7） 壓）， 的 子量 M=密度為 _ kg/： 【分析】根據(jù)題給的條件可按理想氣體計算密度。 =R=8314J/(不要用T=273+t。 8) 水面壓強 深 64m 處的 壓強 p=_p0,p 皆為絕壓 ) （答： 05） 9） 如右圖， U 形壓差計讀數(shù) R=_m ,03kg/不計兩液面大氣壓 P 的差異。（答： 10）修正壓強 _。在重力場中靜止的恒密度流體，只要流體是連通的，則處處流體的 _ 。 （答： p 數(shù) ） 11）流體在圓管內(nèi)流動，通常講的 “管流 ”指的是 _。 （答： 流體充滿管內(nèi)且流動 ） 3 【分析】如無說明，流體在管內(nèi)的流動皆為管流。 12） 57圓直鋼管，管內(nèi)充滿流動的水，則水的流動截面積 A=_：0 【分析】 57示鋼管外直徑為 57子壁厚為 內(nèi)徑為 50 13） =940 kg/液體，以 h 的流量流過 12）題的管內(nèi)，其平均流速 u=_m/s,質(zhì)量流速 G=_(kg/sm) （答： 1146） 14) 水在 603管內(nèi)流過，流量 V=0h，水的粘度 =_ ，流 型為 _ 。 （答： 04，湍流 ） 【分析】 Re= ,當流體流過管內(nèi)， ( 。前者出現(xiàn) u，后者出現(xiàn) V，此題用后者算比較好。 15）圓直管內(nèi)流體層流的點流速分布側(cè)型為 _ ,令管子內(nèi)半徑為 R,軸心線處點流速為 則任一點與軸心線距離為 r 處的點流速 =_ 。且平均流速 u=_答： 拋物線， 1-(r/R)2,1/2） 16）流體在圓、直管內(nèi)湍流的點流速分布規(guī)律 =_)n,常見的 n 值為 _ 。 （答： 1,1/7） 17）均勻流遇到與其流線平行的靜止固體壁面時，與壁面接觸的流層質(zhì)點被固體吸著而流速降為零，流體與壁面間沒有摩擦發(fā)生，這叫 _現(xiàn)象。由于流體有粘性，受壁面影響而流速降為零的流體層逐漸增厚。若均勻流流速為 ， 當水流向為 A B， U 形壓差計讀數(shù)為 流向為 B A，7 讀數(shù)為 者流量相同，均不計 直管阻力，只計截面突變阻力，則 1R _ 2R 。（答： ） 【分析】當 A B， = B A， =1，局部阻力均按 計 。 A B： 2 2 2/ 2 / 2 0 . 5 / 2A A B B Bp u p u u / 22/ 1 . 5 / 2 / 2A B B Ap p u u B A： 2 2 2/ 2 / 2 / 2B B A A Bp u p u u / ( = 44） 45 的水蒸汽壓 2 則如圖所示的能正常虹吸操作的 _m（計算 可忽略阻力）。 （答： 【分析】230 . 6 0 2 9 . 8 1 1 . 5 3 . 2 5 /u m s u 虹吸管正常操作應該管內(nèi)的水不汽化。令 v 時的 H 為 排 1面的伯努利方程，得： 51 3 1 0 / 1 0 0 0 0 0 0/105 8 m a a x 45）兩管并聯(lián)，管 1 的管長（包括局部阻力的當量管長）、管內(nèi)徑及摩擦 系數(shù)為 1l 、 1d 和8 1 ，管 2 的 相 應 值 為 2l 、 2d 和 2 ，則流量比 21_ 。 （答： 551 1 1 2 2 2/ / /d l d l） 46）轉(zhuǎn)子流量計對某種流體的操作特性是 _，現(xiàn)有一轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子密度3/2 8 0 0 ，其刻度是按 20 的水標定的。當用于 31 /840 的流體，讀得刻度為 則實際流量是,/ _ 。 （答： 恒流速，恒壓降， 【分析】 標 32 8 0 0 8 4 0 1 0 0 03 . 8 0 4 . 3 3 /8 4 0 2 8 0 0 1 0 0 0 標標47）以孔板流量計測量某液體流量，用 U 形壓差計作為測壓儀器。若流量加倍且流量改變前后孔流系數(shù) 不變的常數(shù)，則加大流量后 U 形壓差計讀數(shù) R 為原流量時讀數(shù) R 的_倍。 （答： 4） 48）以下是兩道判斷 題。在分析 =時，可用 E 表示某截面每 體的總機械能，可略去液體動能。各水槽液位假設不變。 當閥 A 關小， （答： 升高，降低 ） 分析 , 1 3, 4 2 原來 A， B 閥均部分開啟，當 A 閥開大， B 閥不變，則 （答： 增大，下降，減少 ） 分析 11 4 4 4 5 3A V , E P E 經(jīng) 驗 恒 定閥 門 開 大9 第二章 流體輸送機械 1） 流體輸送機械依結(jié)構及運行方式不同，可分為 4 種類型，即 _式 、 _式、_式及 _式。 （答： 離心，往復，旋轉(zhuǎn)，流體作用 ） 2） 離心泵均采用 _葉片，其泵殼側(cè)形為 _形，引水道漸擴，是為了使_。 （答： 后彎，蝸殼，流體動能轉(zhuǎn)化為靜壓能 ） 3） 離心泵的三條特性曲線是 _， _和 _曲線。這些曲線是 _和 _條件下，由 _測得的。 （答： ， ，V，一定的流體工質(zhì)，一定轉(zhuǎn)速，實驗 ） 4） 離心泵銘牌上寫的參量是 _時的參量。 （答： 5） 離心泵啟動前要盤車、灌液，灌液是為了防止 _現(xiàn)象發(fā)生。 （答： 氣縛 ） 6） 離心泵停泵要前先關小出口閥，以避免發(fā)生易損壞閥門和管道的 _現(xiàn)象。 （答：水錘 ） 7） 離心泵在長期正常操作后雖工作條件未變，卻發(fā)生氣蝕，其原因一般是_。 （答： 汲入管內(nèi)壁因污垢沉積造成流體流動阻力增加 ） 8） 液體容器繞中心軸等角速度 旋轉(zhuǎn)，如附圖所示。液面任一點高度 z 與該點對軸心線的距離 r 之間的數(shù)量關系是 z=_。 （答： 2g） 【分析】旋轉(zhuǎn)液體中任一點都滿足的方程是： p+ =常量 c，如圖，取 o 點 為柱坐標原點，在 o 點處， r=0， z=0， p=以 c= 是，上式可改成 p+ = 液面上， p= 2，則 z= 2g 9） 如下圖，用離心泵將水由水槽輸入塔內(nèi)，塔內(nèi)壓強 壓），汲入及壓 出管總長及局部阻力當量管長 1+0擦系數(shù) =輸送每 N 水所需的外加功 流量 V 的數(shù)量關系式為 _。 （答： 106 【分析】排 1面間伯努利方程： 220258 ( 1 )g d = 4 2 6 2250 . 2 9 . 8 1 1 0 8 0 . 0 2 4 2 48 . 2 1 0 . 2 4 . 0 6 1 01 0 0 0 9 . 8 1 9 . 8 1 ( 0 . 0 2 5 ) 式中單位： m， Vm3/s z r 0 10） 承 9）題， 示在 9）題條件下，為實現(xiàn)水流量為 Vm3/s的輸送， 1N水必須_的外加機械能 J。 9）題導出的 關系又稱為 _。設 為 常數(shù) ，此關系的一般式為 _。 （答： 得到，管路特性曲線， 11）承 9）題的管路特性方程可改寫成 m（式中： Vm3/h）。如選用的泵的 “”關系可表 達為 2 m，則工作點為 _。 （答： V=h,1m） 【分析】泵： 2 得 V=h， 1m 注意： V 的單位只能統(tǒng)一才能聯(lián)立求解。 12）承 11）題，若略關小出口閥，使 1+0m，設 不變，則新工作點為 _。（答： h， 1= 【分析】 出口閥關小后，與原來的相比， l 1 l （ ） =30/20=以的管路特性方程為 21 0 . 2 0 . 4 7 24 2 0 . 0 1 . 2 0 . 4 7 泵 ：管 路 ：，令所以 h， 1=3）承 12）題，已知在出口閥關小后 m3/h 時泵的效率 =原 來的 V=關小閥而多消耗在閥上的軸功率 _。 （答： 372W） 【分析】參照附圖，當閥關小 h 時，若按原來的管路特性曲線計，只需(=因閥關小增加閥的阻力，實際 =以因閥關小而多耗的軸功率 32 2 3 22g m a x 1 v 2 1 ( 4 1 . 3 3 0 . 9 ) 8 . 1 4 1 0 9 . 8 1 / 3 6 0 0 0 . 6 2 3 7 2/ / 8 . 1 4 / 9 . 9 2 0 . 8 2 2 4 2 0 . 0 1 ( / 2 ) 6 . 2 0 . 0 8 5 4 /H p p / g h H 0 2 . 4 3 . 3 5 . 7 m u / 2 V , H / V g Wn n V V V H V m V m h H K V ， 汲允 ( 4 1 . 3 3 0 . 9 ) 8 . 1 4 1 0 V g 9 . 8 1 / 3 6 0 0 0 . 6 2 3 7 2 W 2 2 2 H=2 11 14）承 13）題，若管路及閥門開啟度均保持原來情況不變，用減小泵轉(zhuǎn)速的方法使流量降至 h，則調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速與原轉(zhuǎn)速之比 n/n=_。 （答： 【分析】 / / 8 . 1 4 / 9 . 9 2 0 . 8 2n n V V 15）已知單臺離心泵的性能為 2 Vm3/h），則兩臺相同的上述的泵串聯(lián)或并聯(lián)，其綜合的性能分別為 =_， =_。 答： 22 4 2 0 V ，24 2 0 ( / 2 )V 16）如圖，當泵出口閥全開， V=25 m3/h 時管路阻力 閥全開時的管路特性方程為 _。 （答： 236 . 2 0 . 0 8 5 4 / m V m h ） 【分析】閥全開， 2V，即 (25)2，所以 K= 3/ 故閥全開時管路特性方程為 236 . 2 0 . 0 8 5 4 / m V m h 17）單項選擇題：離心泵的安裝高度與 _。 （答： D） 12 （ A）泵的結(jié)構無關 （ B）液量流量無關 （ C）汲入管阻力無關 （ D）液體密度有關 【分析】當離心泵從低位液槽汲液，液槽的液面壓強為 壓），該液體在工作溫度下的蒸汽壓為 泵的最大安裝高度為 g m a x 1 v fH p p / g h H ， 汲允 - 其中允許汽蝕余量 h允與泵的類型，尺寸，轉(zhuǎn)速， 流量有關。 18）某離心泵在高原使用，外界大氣壓 .6 壓），輸 15 的水，水的蒸汽壓工作點查得 h 允 =算得汲入管阻力為 2.3 最大安裝高度為 _m。 （答： 【分析】 g m a x 0 v fH p / g p / g h H ， 汲允 - 38 . 6 1 . 7 0 7 1 0 / 1 0 0 0 9 . 8 1 3 . 5 2 . 3 2 . 6 3 m 19）以離心泵由 A 槽把飽和液體輸至 B 槽。要求流量為 16 m3/h。查得該泵在該流量時 h 允 =算得汲入管阻力為 判斷 此泵在該流量時_發(fā)生氣蝕。 （答： 不會 ） 【分析】飽和液體，即工作溫度下液體的蒸汽壓 于外壓 是 g m a x 1 v fH p p / g h H 0 2 . 4 3 . 3 5 . 7 m ， 汲允 8m，因此湍流， 體粘度不大于同溫度水的年度的二倍且管子的長，徑比 1/d50（如無特殊說明， 1/d 的條件都滿足）的條件下可應用 式。該公式 n=流體被加熱， n=體被冷卻）。本題符合 上述條件，且流體被加熱，故 0 . 8 0 . 4 5 0 . 8 0 . 4 30 . 0 2 3 ( / ) R e P r 0 . 0 2 3 ( 0 . 6 3 4 / 0 . 0 5 3 ) ( 1 . 4 4 1 0 ) ( 4 . 3 2 ) 6 . 6 1 3 1 0d W/( ) 19）承 18 題，若管子不變，水流速增加至原來的 ，該物性數(shù)據(jù)不變，則 =_ W/( ). （答： 103） 分析 0 . 8 0 . 4 0 . 80 . 0 2 3 ( / ) ( / ) P rd d u u 0 . 8 3 0 . 8 3 ( / ) 6 . 6 1 3 1 0 1 . 5 9 . 1 4 7 1 0 W/( ) 20）承 19 題，若水流量不變，改用 683性數(shù)據(jù)不變，則 =_ W/( ). （答： 103） 分析 0 . 8 0 . 4 1 . 8410 . 0 2 3 ( ) P r （ ）1 . 8 3 1 . 8 3 ( / ) 6 . 6 1 3 1 0 ( 5 3 / 6 2 ) 4 . 9 8 6 1 0 W/( ) 21）某流體經(jīng)過一直管后流入同一內(nèi)徑的彎管，則 彎 直 的原因是 _。 （答：在彎管內(nèi)流體有附加擾流） 22）某金屬導線，直徑 阻 m，通過 線發(fā)熱速率 Q=。導線外包絕熱層，厚 =w/(m )。外圍是 20 的空氣，空氣 =12 W/(m ).。過程定態(tài) 。則金屬線與絕熱層間界面溫度為 _ 。 （答： 分析 這是有內(nèi)熱源的導熱與對流給熱串聯(lián)傳熱的問題。令導熱直徑為 熱層外直徑為線外側(cè)溫度為 熱層外側(cè)溫度為 氣溫度為 建立如下傳熱速率式： 122 2 0212 0 1 0122221 1 22 ( )( ) ( )l n ( / )11 1 1t tQ d L t t t d L d d L 即2 2031 . 6 0 . 1 6 1 2 . 1 0 1 . 1 6 0 . 5 0 1 2 2 . 1 1 0 23)某蒸汽管外包有厚度為 的絕熱材料。現(xiàn)將該保溫層劃分成厚度為 /2 的內(nèi)外兩層，略去保溫層導熱系數(shù) 值隨溫度的變化，則內(nèi)保溫層 熱阻 _于外包保溫層熱阻。 （答：大） 分析 ,( / 2 ) ( ) / 外內(nèi) （ 2 ） ()18 因 1則把 1 的絕熱材料包在 _層的保溫效果好。 （答：內(nèi)） 25）某小口徑鋼管，外半徑為 壁溫度為 T，外界空氣溫度為 氣給熱系數(shù)為 。T減小散熱，擬在管外包導熱系數(shù)為 的保溫層，保溫層 厚 ，保溫層外半徑為 T、 均為恒值。在實踐中發(fā)現(xiàn)，單位管長散熱速率 Q/L 隨 的增大出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象，如附圖所示， Q/L 最大時的 為臨界保溫層厚 c，可推得， Q/L 最大時保溫層外半徑 c=_。 （答： /） 分析 0212t/11 總 溫 差總 熱 阻 大，保溫層的熱阻增大，而空氣的給熱熱阻減小，二者對 Q/L 的影響相反?？赏ㄟ^ R 對 c 令22 2 1 2d R 1 10 , ( l n ) 022r d r r r 即 得 222 , 2 , 2 , 2 ,2,1 1 1 1 1) ( ) 022/c c c r r 即 此極限是極大還是極小值，須以二階導數(shù)判定。 22 2 2 32 2 2 2 2 21 1 1 2()2 2 2 2d R dd r d r r r r r 當2. /，則 丨 ， 即當 c 時， R 為極小亦即 Q/L 為極大。 26）大容器內(nèi)液體沸騰給熱隨液體過熱度 t（即加熱壁壁溫 差）增加，可向后出 現(xiàn) _、 _及 _給熱三種狀況。正常操作應在 _給熱狀況。 （答：自然對流、泡核沸騰、膜狀沸騰、泡核沸騰） 27）承 26 題， _給熱狀況是不允許發(fā)生的，若發(fā)生則屬生產(chǎn)事故，故正常操作的過熱度必須嚴控在 _以下。 （答：膜狀沸騰、臨界過熱度） 28) 液體沸騰的必要條件是 _和 _。 （答：液體過熱、有汽化核心） 29）蒸汽冷凝分膜狀與滴狀冷凝兩種類型。于同一蒸汽同一冷凝溫度 狀冷凝 值常取 C Q/L 19 為 _ W/(m ). （答：大、膜、 10000） 30）水蒸汽冷凝，若水蒸汽中混有 1%的空氣（不凝性氣體），其 值會比純水蒸汽 值下降 _%（答： 60） 31）蒸汽膜狀冷凝凝液在壁面層流流下，若蒸汽飽和溫度與壁溫之差（ 大，則 值 _。 （答：減小） 分析 12341 . 1 3 ()t t ，此公式不必記，但 與 ()關系應知道 32) 靠自然抽風的煙 囪，在煙囪內(nèi)煙氣與煙囪壁間的給熱是自然對流還是強制對流給熱？答： 。 （答：強制對流給熱） 33) 黑體是 。黑體的輻射能力 0( )4 W/中 黑體的輻射系數(shù)，其值為 W/(4). （答：吸收率 a=1 的物體， T/100, 34) 某種物體在某溫度下對任一波長的單色輻射能力與同溫同一波長的黑體單色輻射能力之比 ,若 值不隨波長而變，該物體稱為 ， 稱為該物體的 。（答：灰體，黑度） 35) 空 間有面積分別為 2 的兩平面，其間相對位置是任意的。角系數(shù) 12表示 。 2 1。（答：黑體或灰體的 2 的平面的分率，=） 36) 兩灰體為透熱體，則由 1 面至 2 面的凈輻射傳熱速率 0s W。式中 s 為系統(tǒng)黑度。對于很大的物體 2 包住凸面物體 1，則上式中 s= 。 （答：441 1 2 1 2 1, ( / 1 0 0 ) ( / 1 0 0 ) ,A T T） 37) 設有溫度分別為 B,為減少輻射傳熱，在兩平板間設置幾塊平行遮熱 板，所有板的黑度相等，各板面積相同，間距很小，則設置遮熱板后的輻射傳熱速率為未裝遮熱板時 。 （答： 1/(n+1)） 分析 兩平行板間： 44121 2 0 ( ) ( ) 1 0 0 1 0 0s 本題條件下，11211 1 s =常數(shù) 未裝遮熱板 440 ( ) ( ) 1 0 0 1 0 0 s 裝遮熱板后 44110 ( ) ( ) 1 0 0 1 0 0 44121 2 0 ( ) ( ) 1 0 0 1 0 0s 440 ( ) ( ) 1 0 0 1 0 0n s T 1 1 2 1. . . . . . ( 1 )A n B A A Bq q q n q q 1 / ( 1 )A A Bq q n38) 用熱電偶測量某管道內(nèi)流動氣體的溫度。由儀表中讀得熱電偶溫度為 780 。熱電偶的20 黑度為 氣管管壁溫度為 600 。氣體的給熱系數(shù)為 65W/( )若把熱電偶溫度視為氣體溫度，按絕對溫度計算的相對誤差是 _。 減小 測溫誤差的方法有 _。 （答：熱電偶外裝遮熱罩及減少輸氣管的散熱速率等） 分析 管內(nèi)傳熱情況為： 給 熱 輻 射氣 體 熱 電 偶 管 壁。在過程定態(tài)，即熱電偶溫度恒定條件下，令氣體、熱電偶及管壁溫度分別為 電偶的黑度為1，則下士成立： 441g 1 0 ( ) ( ) 1 0 0 1 0 0 1（ T - T ） =即 44g 2 7 3 . 2 7 8 0 2 7 3 . 2 6 0 06 5 ( ) ( ) 1 0 0 1 0 0 T - ( 2 7 3 . 2 + 7 8 0 ) = 0 . 6 0 * 5 . 6 7 120 故測溫相對誤差 =（ 780+ 39) 常見的間壁式換熱器有以下類型： _式， _式及 _式等。 （答：套管，列管，板，螺旋板，熱管 任寫三種） 40) 用套管換熱器以冷水使飽和甲苯蒸汽冷凝為飽和液體。甲苯走環(huán)隙，溫度 T=100 ，流量 200kg/h，其冷凝潛熱 63kJ/h，冷凝水走內(nèi)管內(nèi)，進出口水溫分別是 5 ，3 ，水的比熱 )。則該換熱器的熱負荷 Q=_kJ/h,平均傳熱溫差 _ 。 （答： 105， 103， 分析 Q=200 363=105 kJ/h 又 Q=c（ 105=43 所以 103kg/h 因為 005， 007 所以 （ =（ 85（ 85/57） = 41) 承 40）題，已知內(nèi)管規(guī)格為 57管內(nèi)冷凝水給熱系數(shù) i=3738W/( ),環(huán)隙中甲苯冷凝的給 熱系數(shù) 0=5200W/( ),若略去管壁及污垢熱阻，則以內(nèi)管壁面為基準的傳熱系數(shù) _W/( ),該換熱器的長度 L=_m。 （答： 2292， 分析 1 1 1 1 5 0,3 7 3 8 5 2 0 0 5 7ii i o o d K 即所以 292 W/( ) 又i () d L t ，即 57 . 9 8 6 1 0 ( 1 0 0 0 / 3 6 0 0 ) 2 2 9 2 ( 0 . 0 5 0 ) 7 0 . 0 7L 所以 L=2) 承 41）題， 若其它條件不變，只是因氣候變化，冷水進口溫度為 20 ，設物性數(shù) 據(jù)不變，則冷水出口溫度 _ 。 （答： 分析 對于熱流體側(cè)為蒸汽冷凝，有相變且熱流體溫度 T 保持不變，而冷流體側(cè)則無相變，有溫度變化的情況，可運用如下等式： 1, 2 1 1 221212( ) ( ) ( ) / l n( ) / l nc p c i t t K A T t T t 21 所以1,2p c i K 原來：, 1 0 0 1 5 0 0 4 3c p c i K AiK，后來：, 21 0 0 2 000c p c i K 前后情況對比，得221 0 0 1 5 1 0 0 2 0 , 4 6 . 41 0 0 4 3 1 0 0 所 以 43) 列管換熱器有三種類型，即： _式， _式及 _式。 （答：固定管板， U 形管，浮頭） 44) 列管換熱器內(nèi)設置折流板的目的是 _。 （答：增大殼程流體流速，使盡量多的殼程流體可垂直流過管束，使其給熱系數(shù)增大） 45) 折流板有兩種形式，即 _式和 _式。 （答：圓缺形 ，盤環(huán)形） 46) 某單管程，單殼程列管換熱器，殼程為水蒸汽冷凝，蒸汽溫度為 T=140 ，管程走空氣，由 0 升至 0 。若將此換熱器改為雙管程，空氣流量不變，設空氣物性不變，空氣原來在管內(nèi)湍流，管壁及污垢熱阻均可略去，改為雙管程后換熱管數(shù)不變，則改為雙管程后空氣出口溫度 _ 。 （答： 分析 原來：1,2p c i K 后來：1,2l n c p c K 兩式相除，得1212ln ，由于水蒸氣冷凝h空氣c，且管壁及污垢熱阻不計，故，又由于空氣在管內(nèi)均為湍流，且改成雙管程后，空氣在管內(nèi)的流速為單管程的2 倍，故 因此， 0 0 2 0 0 21 4 0 2 0 0 9 0t ， 2t= 47) 螺旋板換熱管的特點 是 _。 （答：因時彎曲通道，比起直通道，在其他條件相近時，傳熱系數(shù)較大，熱冷流體逆流換熱，平均溫差大，緊湊，不易堵塞，但壞了不能修） 22 48) 如下圖，當 降，其他不變，則 _（答： A） h,2 Wc,)Q , , B)Q 不變 ,不變 C) Q , , D） Q , , 分析 0 i 2W c K T Q 直 接 間 接（幅度大） （幅度大） （幅度?。?（幅度?。?（幅度小） 又 Q=, 2 1()c p t t，可判斷， 然上升 （幅度小） （幅度大） 49） 有一加熱釜，內(nèi)有 熱為 液體。用蛇管 加熱器加熱液體，蛇管內(nèi)通溫度為 T 的飽和蒸汽，凝液為飽和水。釜內(nèi)有攪拌器，故液體溫度均勻。蒸汽與釜液之間傳熱系數(shù)為管換熱器面積為 界空氣溫度為 液與外界空氣的傳熱系數(shù)為 液溫度升至 維持恒溫。寫出釜液升溫階段有 至 （答：在釜液升溫的非定態(tài)過程，在 間內(nèi)） 0 d Q d Q即 1 1 2 2 0( ) ( ) T t d K A t t d W C d t 或 1 1 2 2 0 ( ) ( ) T t K A t t d W C d t 所以 21 1 1 2 2 0 1 1 2 20 ( ) ( ) T K A t K A K A t 釜液溫度為程定態(tài)，0 1 1 m a x 2 2 m a x 0( ) ( )K A T t K A t t 23 第六章 氣體吸收 以下討論只限于單組分吸收或解吸，即氣相中只含有溶質(zhì)氣體 A 及惰性氣體 B。 氣相中 A 的摩爾分數(shù) 以 y 表示，液相中 A 的摩爾分數(shù)以 x 表示。設惰氣完全不溶于液相，吸收劑完全不揮發(fā)。 1） 吸收是 _的過程。 （答：氣體溶解于液體） 2） 吸收最廣泛的用途是通過適當?shù)奈談┮?_。 （答：分離氣體混合物的組分） 3） 對吸收劑的要求主要是 _。 （答：對欲吸收的溶質(zhì)氣體溶解度大，選擇性好，溶解度對溫度改變的變化大，揮發(fā)度小，無毒，價廉，易得） 4） 二元氣相物系，分子擴散系數(shù) 關系是： （答 ： =） 5） 氣相分子擴散系數(shù) 正比于絕對溫度 T 的 _次方，反比于絕對壓強 P 的 _次方。 （答： 1） 6） 液相分子擴散系數(shù) 正比于絕對溫度 T 的 _次方，反比于液相粘度 的 _次方。 （答： 1， 1） 7） 以 ,B 的分子擴散通量，以 ,B 的傳質(zhì)通量。在精餾操作中，|_| （答： =， =） 8） 在吸收過程，存在著 _流動， |_| （答：主體， ， =） 分析 理想氣體恒溫恒壓意味著單位體積氣體的摩爾數(shù)恒定。當二元氣體物系在恒溫恒壓下A、 B 分子相向擴散，必然是彼此填補對方移動騰出的空間。這好比一個公共汽車內(nèi)車尾的乘客在下一站就要下車前，在向中門移動過程中同不下車的乘客“調(diào)一調(diào)”位置，彼此相向移動，但摩爾密度不變。這就是 |無論是吸收或精餾，只要是二元物系滿足上述條件， |結(jié)論都成立。如果公共汽車正面對紅燈停車，則 | 精餾過程；如果公共汽車正在緩緩向前行駛靠站，使站臺上等車的乘客認為 B 并無位移，這就如吸收過程 。顯然，站臺上的人看到 A 的位移通量比 A 相對于公共汽車的位移通量大，即 A，以上僅是個比喻，很粗略，僅適合二元物系 9） 在氣相中進行著組分 A 由 1 截面至 2 截面的分子擴散，組分 A 在 1， 2 截面的摩爾分數(shù)分別是 漂流因子 ”之值 =_。 （答：1,1 / (1 ) 1,1 / (1 ) （ 1（ 1對數(shù)平均值 ） 10） 對一定氣液體系，溫度升高，溶質(zhì)氣體的溶解度 _，相平衡常數(shù) m=_。（答：下降， 增大） 11） 已知亨利系數(shù) E，總壓 P, 兩 者單位相同，則相平衡常數(shù) m=_。 （答： E/p）