化工原理上复习2
《化工原理》(上)复习提要
1.各章要点1.1流体流动1.1.1基本概念连续介质模型；组成的表示（质量分率、摩尔分率、体积分率）；流体的密度及影响因素；流体静压强的特征、单位、表示方式及等压面；流量、流速的各种表达方式及计算；净功、有效功率、轴功率；牛顿粘性定律、 粘度μ及其影响因素；流体的流动类型、雷诺数、层流与湍流的本质区别；边界层厚度、边界层的形成和发展、边界层分离；局部阻力与直管阻力、当量直径与当量长度、相对粗糙度、圆形直管内的速度分布、摩擦系数、因次一致性原则、π定理与因次分析法、局部阻力系数；简单管路、并联管路、分支（汇合）管路。
1.1.2仪器设备各种液柱式压差计、测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计等的结构、测试原理、安装要求。
1.1.3基本公式流体静力学基本方程：g p Z g p Z ρρ2211+=+柏努利方程： f e f e f e P p u Z W p u g Z H g u g p Z H g u g p Z h u p g Z W u p g Z Δ+++=++++++=++++++=+++∑222212112222211122222111222222ρρρρρρρρ连续性方程：22121221111u d d u u A u A W W c s s ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=⎯⎯→⎯=⎯⎯→⎯==圆管ρ 阻力计算方程： ）；出口阻力系数进口阻力系数流区）时在阻力平方区（完全湍（湍流：层流：15.0(22)(()Re,Re 64222'2====⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====u d l u h d f d u d l h e f f λζελεϕλλλ1.2流体输送机械1.2.1基本概念流体输送设备的类型；离心泵的主要部件及其作用；工作原理；类型；气缚现象产生的原因及消除措施；离心泵的理论流量与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量的主要因素；离心泵的主要性能参数——流量、扬程、轴功率、效率（容积效率、机械效率、水力效率）；特性曲线的测定、换算和应用及设计点；离心泵的设计点；离心泵的工作点及其调节方法；气蚀现象（避免措施）、临界气蚀余量、必需气蚀余量、最大吸上真空高度、允许吸上真空高度等概念及测定；泵的安装高度及其计算；离心泵的主要类型及型号表示、选择原则；正位移式输送设备的特点及操作要点。
化工原理上册复习
化工原理上册复习化工原理是化学工程专业的一门重要的基础课程，本篇文档将重点介绍化工原理上册的复习内容。
1. 化学反应平衡化学反应平衡是化学反应过程中最基本的概念。
通过化学反应平衡，我们可以计算反应物和生成物的量，以及确定反应过程中的热量变化。
在复习时需要重点掌握Le Chatelier定理，即在影响反应平衡的外部条件改变时，反应系统会自我调节以保持平衡。
2. 热力学基础热力学是描述热量、能量和物质的转化和运动方式的一门学科。
在热力学中需要掌握一些基本的概念和公式，如内能、焓、熵、Gibbs自由能，以及它们之间的关系。
此外，需要掌握一些常见的热力学过程，如等容、等压、等温、绝热等等。
3. 流体力学基础流体力学是描述流体运动的一门学科。
在学习流体力学时，需要掌握流体的物理性质如密度、粘度，以及运动的基本概念如速度、加速度、流量等等。
此外，需要重点学习伯努利定理、连续方程式、组成方程式、纳维-斯托克斯方程等基本理论及其应用。
4. 燃烧学基础燃烧学是描述燃烧过程的一门学科。
在学习燃烧学时，需要掌握燃烧的基本概念如燃烧机制、燃烧反应速率等等。
此外，需要掌握燃烧的热力学和动力学基础，如生成热、燃烧反应热、燃烧热效率等。
5. 物理化学基础物理化学是决定化学反应过程的物理过程的一门学科。
需要掌握一些基本的概念，如化学动力学、溶解度、表面张力等等。
同时还需要学习一些物理方法，如阿伦尼乌斯方法、玻尔兹曼方程等等。
在复习化工原理上册时，需要重点掌握以上几个基础知识，同时还需要掌握其实际应用，如反应器性能、热力学计算、输送系统设计等等。
此外，还需要练习一些例题，加强对各个知识点的理解与掌握。
最后，建议在复习的过程中及时总结，并重点掌握重要的知识点和规律，这有助于更好地理解化工原理的相关内容。
化工原理复习题
化⼯原理复习题《化⼯原理⼆》复习题⼀、选择1. 流体在圆形直管中完全湍流区流动时，与阻⼒损失h f项成正⽐的是流速u的（B）A 1次⽅B 2次⽅C 1.75次⽅D 0.75次⽅2．⽂丘⾥流量计主要⽤来测量直管内流体的（D）A 点速度B 径向速度C 最⼤流速D 平均速度3. 流体直管内流动时，质点在径向上速度为零的流动形态应为（A）A 层流B 湍流C 折流D 过渡流4.离⼼泵主要特性参数中没有包括的是（C ）A 扬程B 轴功率C 叶轮直径D 转速5. 离⼼泵启动时，为了保护电机，应（D）A 使扬程最⼩B 使效率最⾼C使轴功率最⼩ D 使流量最⼤6.⽤离⼼泵在同⼀管路中输送液体时，其他条件不变，若离⼼泵的转数增⼤7%，则其扬程将（A）A 变⼤B 变⼩C 不变D ⽆法确定7. 在⼯程上，不是板框过滤机的主要部件的是（B）A 洗涤板8. ⼀球形颗粒在空⽓中沉降，若沉降Re⼩于0.5，空⽓温度降低，其沉降速度将（A ）A 增⼤B 减⼩C 不变D 不好判断9. 在滞流区颗粒的沉降速度正⽐于（D）A （ρs－ρ）的1/2次⽅B µ的零次⽅C 粒⼦直径的0.5次⽅D 粒⼦直径的平⽅10. 当降尘室的⾼度减⼩10%后，其⽣产能⼒将（C）A 变⼤B 变⼩C 不变D ⽆法判断11. 套管换热器内⽔和饱和⽔蒸汽换热，当蒸汽压⼒和⽔进⼝温度⼀定时，若增加⽔流量100%，则⽔侧对流传热系数应（B）A 减⼩B 增⼤C 基本不变D ⽆法确定12. 在套管换热器中⽤常压⽔蒸⽓冷凝加热氮⽓，氮⽓的平均温度为20 o C，则壁温⼤约为（D）A 20 o CB 79.7 oC C 60 o CD 100 o C13.下列物质中，在相同条件下，热导率最⼤的物质是（B）A ⽔B 铝C 红砖D 空⽓14. 精馏塔操作时，若其他条件不变，进料温度下降，塔的分离提纯效果将（A ）15. 精馏时若进料的汽液摩尔流量之⽐为2:3，则进料的热状况参数应为CA 0.2B 0.4C 0.6D 0.816. 流体在圆形直管内层流流动时，与摩擦系数λ成反⽐的是流速u的（C）A 1.75次⽅B 2次⽅C 1次⽅D 0.75次⽅17．转⼦流量计可⽤来测量管内流体的（ A ）A 平均速度B 径向速度C 最⼤流速D 点速度18. 离⼼泵主要特性参数中没有包括的是（D）A 转速B ⽓蚀余量C 效率D 有效功率19. 启动离⼼泵时，应关闭出⼝阀，这是为了（D ）A 使效率最⾼B 使扬程较⼩C 便于操作D 使轴功率最⼩20 ⽤离⼼泵在同⼀管路中输送液体时，若离⼼泵的转数增⼤5%，则其轴功率将（A）A 变⼤B 变⼩C 不变D ⽆法确定21. 悬浮液通过滤饼和过滤介质后，得到的清液是（B）22. ⼀球形颗粒在空⽓中层流⾃由沉降，若空⽓温度升⾼，则其沉降速度将（A）A 减⼩B 增⼤C 不变D 不好判断23. ⼀球形颗粒，在⽔中为层流沉降，同样条件下，若在空⽓中沉降，则类型为（D）A 层流区B 过渡区C 湍流区D 不好判断24 当降尘室的宽度增加15%后，其⽣产能⼒将（C ）A 不变B 变⼩C 变⼤D ⽆法判断25. 套管换热器内⽔和饱和⽔蒸汽换热，当蒸汽压⼒和⽔进⼝温度⼀定时，若增加⽔流量150%，则总传热系数K应（B）A 减⼩B 增⼤C 基本不变D ⽆法确定26. 在套管换热器中⽤常压⽔蒸⽓冷凝加热空⽓，空⽓的进出⼝温度分别为5 o C和35 o C，则壁温⼤约为（B ）A 20 o CB 100 oC C 25 o CD 15 o C27. 下列物质中，在相同条件下，热导率最⼤的物质是(C)A 碱⽔B 空⼼砖C 银D 空⽓A ⽓液混合进料B 饱和蒸⽓进料C 冷液进料D 饱和液体29.精馏塔设计时，若理论板数增加，则塔的分离提纯效果将(A )A 增加B 不变C 减少D 不确定30. 精馏时若进料的汽液摩尔流量之⽐为1:4，则进料的热状况参数应为( D )。
国开化工原理(上)复习资料2-计算题
《化工原理》（上）复习资料21. 单选题（每题3分）1）流体在圆形直管中作层流流动。
若流体的体积流量等条件保持不变，管径变为原来的2倍，则直管流动能量损失变为原来的（）。
A. 1/2B. 1/4C. 1/8D. 1/16答案：D2）若保持离心泵的效率不变，将其叶轮转速增加10%，则其轴功率增加（）。
A. 10%B. 21%C. 33%D. 50%答案：C3）边长为5 mm的正方形颗粒，其球形度为（）。
A. 0.62B. 0.74C. 0.81D. 0.92答案：C4）对流传热的热阻，主要集中在（）。
A. 层流底层B. 缓冲层C. 湍流主体D. 不确定答案：A5）单效蒸发中，则原料处理量为1000 kg/h，将15%的NaOH水溶液浓缩至25%，则蒸发量为（）。
A. 400 kg/hB. 500 kg/hC. 600 kg/hD. 700 kg/h答案：A6）若旋风分离器的进口气速增大，则其临界粒径（）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不确定答案：B2. 多选题（每题4分）1）（）属于可直接测量流体流量的差压流量计。
A.孔板流量计B. 文丘里流量计C. 转子流量计D. 皮托管答案：A、B2）若离心泵输送流体的密度增加，其（）。
A. 流量减小B.压头不变C. 效率不变D.轴功率增加答案：B、C、D3）影响降尘室生产能力的因素包括（）。
A. 颗粒的沉降速度B. 降尘室的长度C. 降尘室的宽度D. 降尘室的高度答案：A、B、C4）随着多效蒸发效数的增加，（）。
A. 总的温度差损失增大B. 单位蒸汽耗量减小C. 蒸发强度增大D. 操作费用增加答案：A、B、D3. 判断题（每题3分）1）离心泵在启动前应将出口阀全开。
答案：（×）2）在恒速过滤中，过滤推动力和阻力均保持不变。
答案：（×）3）若离心泵输送流体的温度增加，则其允许安装高度应适当降低。
答案：（√）4）板框过滤机和叶滤机均为加压间歇过滤设备。
化工原理第二章重点题型
第二章1.离心泵在一定的管路系统中工作，如被输送液体的密度ρ发生变化(其余性质不变),则___。
DA.扬程不变B.只有当（z2－z1）＝0时扬程与ρ无关C.只有在阻力损失为0时扬程与ρ无关D.只有当p2－p1＝0时扬程与ρ无关2.图示为离心泵性能测定装置。
若水槽液面下降，则______。
DA.泵的流量增加，扬程减小B.泵的流量减小，扬程增加C.流量和扬程都不变，泵前压力p1和泵后压力p2（均为绝压）增加D.流量和扬程都不变，泵前压力p1和泵后压力p2（均为绝压）减小3.改变下列条件，对往复泵允许的安装高度没有影响______。
AA.减小泵的出口管路阻力B.泵从北京搬迁到拉萨C.改变液体的温度D.改变泵吸入管道的布置状况4. 离心泵停车时，要______。
A.先断电后关出口阀B.先关出口阀后断电C.先断电，先关出口阀均可D.先关进口阀5.离心泵理论流量与＿＿无关。
A.液体黏度B.叶轮出口处叶轮的宽度C.转速D.叶轮直径6.如在测定离心泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在调节阀以后，则操作时压力表读数p2将______。
A.随真空表读数的增大而减小B.随流量的增大而减小C.随泵实际扬程的增大而增大D.随流量的增大而增大7.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是______。
DA.忘了灌水B.吸入管路堵塞C.压出管路堵塞D.吸入管路漏气8.离心泵的最小汽蚀余量与______无关。
DA.被输送液体的黏性B.被输送液体的流量C.泵的结构D.当地大气压9. 以下不是离心式通风机的性能参数:______。
BA.风量B.扬程C.效率D.静风压10.在某校离心泵特性曲线实验装置中，泵的安装高度为-1m，泵的入口处装一Ｕ形管压力计测入口处的压力,则测得的泵入口压力______。
A.自始至终大于大气压力B.随着流量的增大，经历大于大气压力，等于大气压力，小于大气压力三个阶段C.自始至终小于大气压力D.自始至终等于大气压力11、往复泵在操作中______。
化工原理第二章复习题(附答案)
化工原理第二章复习题一、填空题:1. 为防止气蚀现象发生，离心泵在运转时，必须使泵入口处的压强______________________饱和蒸汽压。
2. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿__＿＿现象。
3. 当离心泵出口阀门开大时，流量＿＿＿，泵出口压力＿＿＿_。
(变大,变小,不变)4. 离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。
5. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量________，扬程_____________。
6. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿＿，压力表的读数＿＿__＿。
7. 离心泵的性能曲线通常包括＿＿＿＿＿＿＿曲线、＿＿＿__＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿曲线。
这些曲线表示在一定＿＿＿＿__下，输送某种特定的液体时泵的性能。
8. 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
9. 离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q＝0.05m3/s时H＝20m ；管路特性为Qe ＝0.05m3/s 时，He＝18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值ΔH＝＿＿＿＿＿＿m；有效功率ΔN＝＿＿＿＿＿＿kw。
一、填空题答案1. 大于输送温度下该液体的。
2. 气蚀。
3. 变大，降低。
4. 敞式半敞式闭式（或开式，半开式，闭式）。
5.减少；增大。
6. 出口，减小，增大。
7. H－Q，η－Q， N－Q，转速。
8. 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。
9. 2; 0.981。
二、选择题1．离心泵停车前要_______。
(A)先关出口阀后断电； (B)先断电后关出口阀； (C)先关出口阀先断电均可；(D)单级式的先断电，多级式的先关出口阀2．流体的密度增大，离心泵的轴功率( )。
(A)增大； (B)减少； (C)不变； (D)不确定3．安装在一定管路中的离心泵，为了降低流量，将离心泵的出口阀关小，则离心泵特性曲线和管路特性曲线将有( )。
化工原理复习题 及习题答案
化工原理（上）复习题及答案一、填空题1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。
2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。
3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。
4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。
5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流体）6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小）7.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差与（指示液密度、液面高度）有关。
8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。
9.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则扬程（不变）。
10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数，关键是（增大αo）。
11.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处绝对压力为（2×104?Pa?? ）（当时当地大气压为1×105 Pa）。
12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。
（大于、小于、等于）13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。
其管中心处流速为3m/s，则该流体的流量为（）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。
14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。
粗管内径为细管的两倍，则细管内水的流速是粗管内的（4 ）倍。
15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。
16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。
17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的增加而（增大）。
18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃，则并流时的Δt m= （）℃。
19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。
化工原理复习
化工原理复习化工原理是化学工程专业的一门基础课程，主要涉及到化学反应动力学、质量平衡、能量平衡、传递过程以及流体力学等方面的知识。
下面将就几个重要的内容进行复习。
一、化学反应动力学化学反应动力学主要研究反应速率、反应机理以及影响反应速率的因素。
重要的概念包括反应速率常数、反应级数、反应活化能等。
1.反应速率反应速率是指单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量。
对于简单的化学反应，可以用下面的公式表示：r=k[C]a[D]b其中，r表示反应速率，[C]和[D]分别表示反应物C和D的浓度，a和b分别表示C和D的反应级数。
2.反应速率常数反应速率常数表示了反应速率与反应物浓度的关系。
反应速率常数可以通过实验测量得到，它与反应温度密切相关，通常遵循阿伦尼乌斯方程：k = A exp(-Ea/RT)其中，k表示反应速率常数，A表示指前因子，Ea表示反应活化能，R表示气体常数，T表示温度。
3.反应级数反应级数表示了反应速率与浓度的关系。
当反应速率与浓度的指数相等时，反应级数就等于指数。
反应级数可以通过实验测量得到。
4.反应机理反应机理指的是反应过程中分子、原子的相互作用和重排。
通过研究反应机理，可以了解反应的具体过程，进而优化反应条件。
二、质量平衡质量平衡是指在化学工程过程中物质的输入和输出以及物质在过程中的转化过程。
质量平衡方程可以分为总物质平衡和分量物质平衡两种形式。
1.总物质平衡总物质平衡是指输入和输出物质的总量之间的平衡关系。
对于一个封闭的系统，总物质平衡可以表示为：输入物质总量=输出物质总量2.分量物质平衡分量物质平衡是指输入和输出物质的各组分的物质量之间的平衡关系。
对于一个封闭的系统，分量物质平衡可以表示为：输入组分1物质量+输入组分2物质量=输出组分1物质量+输出组分2物质量三、能量平衡能量平衡是指在化学工程过程中能量的输入、输出以及能量的转化过程。
能量平衡方程可以分为热力平衡和焓平衡两种形式。
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2
K
1
；
23
返回
T1
t2 T2 t1
t
A
tm
t2 t1 ln t2 t1
t 2 T 1 t 2
t1 T 2 t1
7
返回
并流:
T1 t1 T2 t2
t t1 A T1 T2 t2
tm
t2 t1 ln
8
t2 t1
t 2 T 1 t1
kg / s
＝ 2 . 22 kg / s
17
返回
(3)平均温差
tm (T1 t 2 ) (T 2 t 1 ) ln (T1 t 2 ) (T 2 t 1 ) (100 40 ) ( 60 30 ) C K
(100 40 ) ( 60 30 ) ln
1、过滤至滤框内全部充满滤渣所需的时间及所得 滤液体积 2、过滤完毕用0.8m3清水洗涤滤饼,求洗涤时间
3、若辅助时间为10min，求压滤机的生产能力
1
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第四章 一、传热的三种基本方式
热传导、热对流、热辐射
二、冷热流体的接触方式
直接接触、蓄热式、间壁式
三、傅立叶定律
dQ dS
2
t n
15
返回
解：（1）热负荷
Q W h C Ph (T1 T 2 ) 3500 3600 9 . 26 10 W
4
2 . 38 1000 (100 60 )W
16
返回
（2）冷却水用量
W
Q C Pc ( t 2 t 1 ) 9 . 26 10
4
4 . 17 1000 ( 40 10 )
9
返回
例1：某有机溶液，流量为15×103kg/h，比热 为1.76kJ/(kg· K)，需要由20℃加热至50℃。现 库存一单壳程单管程列管换热器，由38根长2m 的φ25×2.5mm钢管组成管束。该溶液走管程， 壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的 对流传热系数分别为600W/(m2k)和10000 W/(m2k)，热损失可忽略。求: (1)热负荷为多少W? (2)基于外表面积的总传热系数KO； (3)该换热器是否适用?
43 . 3
O
18
返回
传热面积
A
O
K
Q
O
tm
4
9 . 26 10
2
2000 43 . 3
m
2
1 . 07 m
管长
L
A0
d 0
1 . 07
0 . 180
m 1 . 89 m
19
返回
例3：某平壁炉的炉壁由耐火砖,绝热砖和普通砖组成, 它们的导热系数分别为1.163,0.233和0.582w/m.K,为 使炉内壁温度保持1100℃, 每平方米炉壁的热损失控 制在930w以下,若普通砖厚度取为10cm, 炉外壁温度 为83℃,求:耐火砖和绝热砖厚度各为多少? 绝热砖和 普通砖交界面温度t为多少?（假设绝热砖与耐火砖交 界面温度为800℃）
例:用一台BMS50/810-25型板框压滤机过滤某悬浮 液,悬浮液中固相质量分率为0.139,固相密度为 220kg/m3,液相为水,每1m3滤饼含500kg水,其余全 部为固相.已知操作条件下的过滤常数
K=2.72×10-5m2/s,qe=3.45×10-3m,滤框尺寸为 810×810×25mm,共38个框,求:
t 1 T2 t 2
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思考题:
1、换热器的热负荷与传热速率有何不同？
2、试分析总传热速率方程与牛顿冷却定律、傅立 叶定律之间的关系。
3、何谓换热器的控制热阻？ 4、工业上常使用饱和蒸汽作为加热介质不使用过 热蒸汽，为什么？
5、为了节省冷却介质的用量，在换热器的设计中，应尽量 提高冷却介质的出口温度，对不对？
22
返回
K
内 外 内 外
25 5000 25 5000 24 . 88 Wm
2
K1
K
1
；
K2
25 10000 25 10000
24 . 94 Wm
2
K
1
；
K3
120 5000 120 5000
117 . 20 Wm
10
返回
解：（1）热负荷
Q W c C Pc ( t 2 t 1 ) 15 10 3600 2 . 2 10 W
5 3
1 . 76 1000 ( 50 20 )W
11
返回
（2）总传热系数
1 1
K
o
1 10000
1
d
o
o
idi
25 600 20
ln
r2 r1
多层圆筒壁的稳定热传导
2 L ( t 2 t 3 ) 2 L ( t1 t 2 ) 2 L (t 3 t 4 ) Q＝ r r3 r 1 1 1 ln 2 ln 4 ln 1 r1 3 r3 2 r2 2 L ( t1 t 4 )
3
4
1
2
W /( m
2
K )
458 W /( m
K )
12
返回
(3)
平均温差
tm (T t 2 ) (T t 1 ) ln (T t 2 ) (T t 1 ) (130 50 ) (130 20 ) K
(130 50 ) (130 20 ) ln
O
94 . 2 C
13
返回
传热面积
A
需
K
Q
O
tm
5
2 . 2 10
2
458 94 . 2
m
2
5 . 10 m
A 实 n d o L 38 0 . 025 2 mΒιβλιοθήκη 2 5 . 97 m
2
A实＞A需，可以满足要求
14
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例2：在内管为Φ180×5mm的套管换热器中，将 流量为3500kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃， 其平均比热为2.38kJ/(kg.K)，环隙走冷却水，其 进、出口温度分别为30℃和40℃，平均比热为 4.17 kJ/(kg.K)，基于传热外表面的总传热系数 K0=2000W/(m2.K),忽略热损失。试求： （1）热负荷为多少W？ （2）冷却水用量为多少kg/s? （3）计算所需传热面积和管长。
i 1
i
ln
ri 1 ri
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四、牛顿冷却定律
Q o S o (T w T )
＝f(u，l，，，cp，，βg△t)
圆形直管内的湍流
0 . 023
du
( d
)
0 .8
(
cp
)
k
适用范围： Re>10000，0.7<Pr<160，<2mPa.s，l/d>60
5
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五、对整个换热器做热量衡算
忽略热损 不忽略 热损 Q热 Q冷 Q热 Q冷 Q损
六、总传热速率方程 Q=KS(T-t)=KS△tm 1/K值的物理意义
1 Ko
1
o
Ro
6
b do
dm
Ri
do di
1 do
i di
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逆流和并流时的tm
逆流:
T1 t2 T2 t1
21
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例4： 某套管换热器,其管内、外给热膜系 数分别为：（1）α内=25W.m-2.K-1, α外 =5000W.m-2.K-1；（2）α内=25W.m-2K-1, α外=10000W.m-2.K-1；（3）α内 =120W.m-2K-1,α外=5000W.m-2.K-1。问： （1）忽略管壁和污垢热阻，各种情况下 的总传热系数为多少；（2）由以上的计 算结果你能得出什么结论？
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单层平壁
Q
b
S ( t1 t 2 )
t1 t 2 b
t R
S
多层平壁
Q
t i bi
t1 t 4
i S
3
3
bi
t1 t 4
i 1
i S
总推动力 总热阻
Ri
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单层圆筒壁的稳定热传导
Q 2 l (t1 t 2 ) ln r2 r1 2 l (t1 t 2 ) 1
设耐火砖厚度b1, 绝热砖厚度b2 , 跨过耐火砖的热通 量为:
20
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q=(t1-t2)/(b1/λ1) ∴b1=λ1(t1-t2)/q=1.163(1100-800)/930=0.375m 跨过三层砖的热通量为: q=(t1-t4)/[(b1/λ1)+(b2/λ2)+(b3/λ3)] b2=[(t1-t4)/q-b1/λ1-b3/λ3]λ2 =[(1100-83)/930-0.375/1.163-0.1/0.582]×0.233 =0.14m 跨过普通砖的热通量: q=(t3-t4)/b3/λ3 t3=qb3/λ3+t4=930×0.1/0.582+83=243℃