化工原理上册试题
化工原理试题库(上册,总)

化工原理试题库(上册)第一章 流体流动一、 选择题1. 连续操作时,物料衡算通式中的过程积累量G A 为( B )。
A.零B.正数C.负数D.任意值2. 热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定(A )的焓为零。
A.0℃液体B.0℃气体C.100℃液体D.100℃气体3. 流体阻力的表现,下列阐述错误的是( D )。
A.阻力越大,静压强下降就越大B.流体的粘度越大,阻力越大流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa ,用基本单位表示是( A )。
A.atmB.mmHgC.Kg/m.s2D.N/m25. 水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速( B )。
A.增大B.减小C.不变D.无法判断6. 4.对不可压缩流体,满足 条件时,才能应用柏努力方程求解。
A A.)%(20p p p 121式中压强采用表压表示<- B. )%(01p p p 121式中压强采用表压表示<- C.)%(20p p p 121式中压强采用绝压表示<- D. )%(01p p p 121式中压强采用绝压表示<- 7. 判断流体的流动类型用( C )准数。
A.欧拉B.施伍德C.雷诺D.努塞尔特8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为 B 。
A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆线9. 增大流体的流量,则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差( A )。
A.增大B.减小C.不变D.无法判断10. 流体在管内流动时的摩擦系数与( A )有关。
A.雷诺准数和绝对粗糙度B.雷诺准数和相对粗糙度C.欧拉准数和绝对粗糙度 B. 欧拉准数和相对粗糙度11. 测速管测量得到的速度是流体( B )速度。
A.在管壁处B.在管中心C.瞬时D.平均12. 在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( C )倍。
化工原理(上)考试试题及答案

化工原理(上)考试试题A、B卷题型例及思路试题题型---填空10% (5小题);气体的净制按操作原理可分为________________、______________、_______________.旋风分离器属________ ___ _ 。
选择10% (5小题);为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差(ρ指--ρ)的值()。
A. 偏大;B. 偏小;C. 越大越好。
判断10% (5小题);若洗涤压差与过滤压差相等,洗水粘度与滤液粘度相同时,对转筒真空过滤机来说,洗涤速率=过滤未速度。
()问答10% (2~3小题);为什么单缸往复压缩机的压缩比太大,会使压缩机不能正常工作?计算60% (4小题)。
计算题题型:一、流体流动与输送 20分1、已知两截面的压强P1 P2高度差⊿Z 有效功We摩擦系数λ管路总长Σl管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h).解题思路:求体积流量,需要知道管内流速。
先选取截面,列出机械能衡算式,代入已知的压强,高度差,有效功,大截面上的速度约为零,摩擦损失用计算公式代入,衡算式中只有速度未知。
求出速度,再乘于管道面积即得体积流量,再进行单位换算。
2、已知高度差⊿Z P1 P2管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V .解题思路:(1)求管径,先选取截面,列出机械能衡算式,代入已知的压强,高度差,无有效功,大截面上的速度约为零,摩擦损失用计算公式代入,其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示,当中包含了直径,进行体积流量的单位换算,整个衡算只有直径未知。
(2)在确定的直径下,用改变了的摩擦系数求体积流量,方法同题1。
3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re,需判断),两截面的压强P1 P2体积流量V 泵效率η,求轴功率N.解题思路:求轴功率,需要求出有效功率,则先选取截面,列出机械能衡算式,代入已知的压强,高度差,大截面上的速度约为零,摩擦损失用计算公式代入,摩擦系数未知,先用体积流量除管道截面积计算出管内速度,再计算雷诺数,判断是否属层流,是则用公式λ=64/Re计算摩擦系数,求出有效功,再计算出质量流量,质量流量等于体积流量乘密度,两者乘积即为有效功率,再除于效率即得轴功率。
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(10.60 )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= (43.5 )℃。
化工原理上册复习题答案

化工原理上册复习题答案一、选择题1. 在化工生产中,流体流动的类型主要有哪几种?A. 层流和湍流B. 稳定流动和非稳定流动C. 牛顿流体和非牛顿流体D. 可压缩流动和不可压缩流动答案:A2. 根据牛顿流体定律,流体的剪切应力与剪切速率之间的关系是什么?A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 成指数关系答案:A二、填空题1. 流体在管道中流动时,若流速增加,则管道壁面的压力_____。
答案:降低2. 流体的粘度是衡量流体_____的物理量。
答案:流动性三、简答题1. 简述雷诺数的定义及其在流体流动中的意义。
答案:雷诺数是无量纲数,定义为流体密度、速度和特征长度的乘积与流体粘度的比值。
它用于表征流体流动的流动状态,即层流或湍流。
雷诺数较小时,流动倾向于层流;雷诺数较大时,流动倾向于湍流。
2. 描述伯努利方程及其在化工过程中的应用。
答案:伯努利方程是描述流体在稳定流动过程中能量守恒的方程,它表明流体的总能量(包括动能、势能和压力能)在流动过程中保持不变。
在化工过程中,伯努利方程常用于计算流体在管道、喷嘴等设备中的能量损失和转换,以及设计流体输送系统。
四、计算题1. 某化工生产过程中,流体在直径为0.1m的管道中以2m/s的速度流动。
若流体的密度为1000kg/m³,粘度为0.001Pa·s,试计算该流体的雷诺数。
答案:雷诺数 = (流体密度× 速度× 特征长度) / 粘度 = (1000kg/m³ × 2m/s × 0.1m) / 0.001Pa·s = 2000002. 假设一个化工设备中的流体流动满足伯努利方程,流体在A点的压力为100kPa,速度为5m/s,高度为10m;在B点的压力为50kPa,速度为10m/s,高度为5m。
试计算流体在B点的势能。
答案:根据伯努利方程,流体在A点和B点的总能量相等。
设流体在B 点的势能为E_B,则有:100kPa + 0.5 × 1000kg/m³ × (5m/s)² + 1000kg/m³ × 10m = 50kPa + 0.5 × 1000kg/m³ × (10m/s)² + E_B + 1000kg/m³ × 5m解得:E_B = 50kPa + 0.5 × 1000kg/m³ × (100m²/s² -50m²/s²) + 1000kg/m³ × (10m - 5m) = 100kPa + 25000J/m³ + 5000J/m³ = 125000J/m³。
化工原理(上)测试题

化工原理(上)试题九[一]单选择题(1) x01a02093某物体的质量为1000kg,则其重量为____________。
A 1000NB 9810NC 9810kgfD 1000/9.81kgf(2) x01a03098某液体在内径为d1的管路中稳定流动,其平均流速为u1,当它以相同的体积流量通过长度相等内径为d2(d2=d1/2)的管子时,流速将变为原来的______倍;流动为层流时,管子两端压力降△p f为原来的______倍;湍流时(完全湍流区且管壁相对粗糙度相等) △p f为原来的______倍。
A 4B 16C 32D 8(3) x01b02107如图所示,用U形压差计与管道A、B两点相连。
已知各图中管径、A、B间的管长L及管道中流体流量均相同,管内流体均为20℃水,指示液均为汞,则________。
A R1≠R2 , R1 = R2 = R4B R1 = R2 = R3 = R4C R1 = R2 <R3 <R4D R1≠R2≠R3≠R4(4) x02b02120由于离心泵叶轮形状不同,流体阻力损失也不同,阻力损失最大的为 ( )A 后弯叶轮B 直叶轮C前弯叶轮 D β2=90°的叶轮(5) x02b02125“离心泵启动时应全关出口阀”“漩涡泵启动时则应全开出口阀”,则( )A这两种说法都不对B这两种说法都对C第一种说法不对D第二种说法不对(6) x03b02101说明下列各公式的导出方法:⑴流体通过颗粒床层压降的kozeny方程;⑵层流时管内截面速度分布表达式u=u max(1-r2/R2) ;⑶强制对流无相变流体的给热系数关联式 ;A 理论方法B 因次分析法C 纯经验方法D 数学模型法(7) x03b02105在长为L m,高为H m的降尘室中,颗粒的沉降速度为u T m/s,气体通过降尘室的水平流速为u m/s,则颗粒能在降尘室内分离的条件是:____。
(完整版)化工原理(上)期末考试试卷

化工原理(上)期末考试试卷一、 选择题: (每题2分,共20分)1.空气以相同的流速分别通过水平放置的等径直管AB 和垂直放置的等径直管CD 。
已知 d AB =d CD ,L AB =L CD ,U 型差压计指示液相同,读数分别为R1、R2。
则________。
A △P AB =△P CD B △P AB >△P CDC hf AB =hf CD D R 1>R 22.为提高U 形压差计的灵敏度较高,在选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差(ρ指-ρ)的值________。
A. 偏大B. 偏小C. 不确定3.有两种说法(1)往复泵启动不需要灌水(2)往复泵的流量随扬程增加而减少则________。
A 两种说法都不对B 两种说法都对C 说法(1)正确,说法(2)不正确D 说法(1)不正确,说法(2)正确 4.以下说法是正确的:当粘度μ较大时,在泵的性能曲线上________。
A 同一流量Q 处,扬程H 下降,效率η上升 B 同一流量Q 处,扬程H 上升,效率η上升 C 同一流量Q 处,扬程H 上升,效率η下降5.离心泵的扬程是 ________。
A 实际的升扬; B 泵的吸液高度;C 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度;D 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值6.过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则_______A 操作压差增大至原来的2倍B 操作压差增大至原来的2倍C 操作压差增大至原来的4倍D 操作压差保持不变7.当介质阻力忽略不计的恒压过滤时,由τ=0至τ=τ的平均过滤速率反比于过滤时间τ的 _______A 1次方B 2次方C 1.5次方D 1/2次方8.在长为L m ,高为H m的降尘室中,颗粒的沉降速度为utm/s,气体通过降尘室的水平流速为u m/s,则颗粒在降尘室中的分离条件为_______ 。
A L/u<H/ut B L/ut<H/u C L/u≥H/utD L/ut≥H/u9.在一列管式换热器中,用冷却水冷凝酒精蒸汽,换热器最好______放置;冷却水应走________。
化工原理(上册)练习题 (含答案)

流体流动一、单选题3.层流与湍流的本质区别是()。
DA 湍流流速>层流流速;B 流道截面大的为湍流,截面小的为层流;C 层流的雷诺数<湍流的雷诺数;D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
5.在静止的流体内,单位面积上所受的压力称为流体的()。
CA 绝对压力;B 表压力;C 静压力;D 真空度。
6.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。
AA 绝对压力;B 表压力;C 静压力;D 真空度。
7.当被测流体的()大于外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
DA 真空度;B 表压力;C 相对压力;D 绝对压力。
8.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
AA 大于;B 小于;C 等于;D 近似于。
9.()上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。
AA 压力表;B 真空表;C 高度表;D 速度表。
10.被测流体的()小于外界大气压力时,所用测压仪表称为真空表。
DA 大气压;B 表压力;C 相对压力;D 绝对压力。
11. 流体在圆管内流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为()。
BA. Um=1/2Umax;B. Um≈0.8Umax;C. Um=3/2Umax。
12. 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是( )。
AA. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关;B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关;C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关。
13.层流底层越薄( )。
CA. 近壁面速度梯度越小;B. 流动阻力越小;C. 流动阻力越大;D. 流体湍动程度越小。
14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) CA. 大;B. 中等;C. 小;D. 越大越好。
15.转子流量计的主要特点是( )。
CA. 恒截面、恒压差;B. 变截面、变压差;C. 变截面、恒压差;16.层流与湍流的本质区别是:( )。
化工原理上册试题答案资料

4.压强的具有专门名称的国际单位是 Pa,用基本单位表示是( )。
A.atm B.mmHg C.Kg/m.sD.N/m:::10%(式中压强采用表压表示)P i::: 10%(式中压强采用绝压表示 )P i努塞尔特 ) °化工原理试题库(上册)第一章流体流动选择题1. 连续操作时,物料衡算通式中的过程积累量 G 为(A )。
A.零B. 正数C. 负数D. 任意值2. 热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定( A )的焓为零。
A.0 C 液体 B.0 C 气体 C.100 C 液体 D.100 C 气体3. 流体阻力的表现,下列阐述错误的是( D )。
A.阻力越大,静压强下降就越大B.流体的粘度越大,阻力越大C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在5.水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速(B )。
A.增大B. 减小C. 不变D. 无法判断6. 对可压缩流体,满足(C )条件时,才能应用柏努力方程求解。
A.乩卫:::20%(式中压强采用表压表示)B. P iC.吒卫:::20%(式中压强采用绝压表示)D.P i7. 判断流体的流动类型用( C )准数。
A.欧拉B.施伍德 C. 雷诺 D.8. 流体在圆形直管中 滞流流动时的速度分布曲线为( A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D. 椭圆线9. 增大流体的流量,则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差( A.增大 B. 减小 C. 不变 D.无法判断10. 流体在管内流动时的摩擦系数与( B )有关。
A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度D.欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体( C )速度。
A.在管壁处B.在管中心C. 瞬时D. 平均12. 在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的( C )倍。
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化工原理试卷得分评卷人一.填空题:(每空1分,共14分)1.三氯乙烯的饱和蒸气压与温度的关系为lgP=-+b,式中a和b为常数,P的单位为mmHg,T 的单位为K。
若将P的单位变为Pa, T的单位变为t(℃),则关系式变为。
2.某厂用Ф108×4mm的钢管每小时输送原油36吨,原油密度为900Kg/m3, 度为,则流速为,流动类型为。
3.油在圆管内呈滞流流动,当流量不变而管径增大一倍时,摩擦阻力为原来的倍(设管长和流体的物性不变)。
4.离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体,否则将可能发生现象;为使离心泵避免产生气蚀现象,通常取该温度下液体的作为叶片入口处的最低压强。
5.重力场中,利用分散相和连续相之间的不同使之发生相对运动而分离的过程,称为重力沉降。
6.一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将。
7.降尘室的生产能力与降尘室的有关,与其的无关。
8.对多层圆筒壁稳定的热传导,从内到外,各层的传热速率(增大,减小,相等),各层单位面积上的传热速率(增大,减小,相等)。
9.当管两侧对流传热系数相差较大时,总传热系数接近对流传热系数一侧的对流传热系数值,壁温接近对流传热系数一侧的流体的温度。
得分评卷人二.判断题(每题1分,共12分)1.实际流体在管路中作定态流动时,各种形式的能量(包括阻力损失)可以相互转化,管路中任一截面上的位压头、静压头和动压头之和为一常数。
()2.在流体流动系统中,存在明显速度梯度的区域称为边界层,边界层的厚度与雷诺数Re 有关,Re越大,则边界层的厚度越大。
()3.流体在圆管内层流流动时,平均速度是最大速度的一半。
()4.流体流动时造成能量损失的根本原因是内摩擦力。
()5.在阻力实验中,用U形管压差计来测量管道阻力时,若测压管道中有气泡,则对测量的准确度有影响。
()6.旋涡泵是一种特殊类型的离心泵,其流量也应该用出口阀门调节。
()7.自由沉降的意思是颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计。
()8.旋风分离器的总的分离效率是指颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率。
()9.恒压过滤,如介质阻力不计,过滤压差增大一倍时,同一过滤时刻所得滤液量为原来的2倍。
()10.温差是传热过程的推动力,所以强化传热的途径,只有增大传热的温度差。
()11.在定态导热时,通过多层圆筒壁各层的导热速率相等,热通量也相等。
()12.用饱和蒸汽加热某液体混合物时,逆流操作和并流操作的温度相同。
()得分评卷人三.选择题:(每小题2分,共26分)1.实际流体在等温条件下,流经一段直径均等的水平管路,在流动过程中因流体内摩擦力造成的机械能损耗主要表现为A.静压能减小 B. 动能减小 C. 过渡流 D. 无法判断2.真空表读数表示被测流体的绝对压强大气压强的读数。
A 低于B 等于C 高于D 近似于3.通常流体的粘度随温度t的变化规律为A. t升高、μ减小B. t升高、μ增大C. 对液体t升高、μ减小,对气体则相反D. 对液体t升高、μ增大,对气体则相反4.对以水为工作介质的喷射泵来说,工作水温度升高,其真空度A.升高 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断5.流体在直管中作层流流动时,摩擦系数不可能为下列哪一个数值A. B. C. D.6.泵的工作点。
A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定B 即泵的最大效率所对应的点C 由泵的特性曲线所决定D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点7.离心泵停止操作时宜A. 先关出口阀后停电B. 先停电后关阀C. 先停电不关阀D. 先关出口阀或先停电均可8.颗粒在自由沉降时,。
A 颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计B 颗粒要经历加速阶段与匀速阶段两个过程C 颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用D 颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程9.在讨论旋风分离器分离性能时,临界直径这一术语是指。
A 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径B 旋风分离器允许的最小直径C 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径D 能保持滞流流型时的最大颗粒直径10.物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为。
A 热传导B 热传递C 热放射D 热流动11.物质导热系数的顺序是。
A金属>一般固体>液体>气体B金属>液体>一般固体>气体C金属>气体>液体>一般固体D金属>液体>气体>一般固体12.用饱和蒸汽加热空气,饱和蒸汽在管内流动,空气在管外流动(自然对流),若要提高传热速率,下列措施最佳的是A. 提高饱和蒸汽流量B. 在管内加翅片C. 在管外加翅片D. 提高饱和蒸汽的温度13.间壁换热时,各层温度差与各对应层的热阻为A. 正比关系B. 反比关系C. 无函数关系D. 无法判断得分评卷人四.计算题:(每小题16分,共48分)1.如图。
贮槽内水位不变,Z=6m。
槽底与内径为100mm的钢管相连,管路上装有一闸阀,距管路入口端15m处安有一水银U管压差计,测压点距管路出口间的直管长度为20m。
已知槽内未放水时(及压差计读数为零)压差计汞液面与水平管中心线距离h为。
求:①当闸阀关闭时压差计读数。
②当闸阀部分开启流量为85m3/h时,求压差计读数。
摩擦系数λ取为,管路入口处局部阻力系数为。
③当闸阀全开时,U管压差计读数为多少闸阀全开时le /d=15,摩擦系数λ取。
2.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数为,固相密度为2200Kg/m3,液相为水。
每1 m3滤饼中含500 Kg水,其余全为固相。
已知操作条件下的过滤常数为K=×10-5m2/s,qe=×10-3m3/m2。
滤框尺寸为810mm×810mm×25mm,共38框。
试求:(1)过滤至框内全部充满滤渣所用时间及所得滤液的体积;(2)过滤完毕用m3清水横穿洗涤滤饼,求洗涤时间。
洗水温度及表压与滤浆相同。
解:(1)滤框内全部充满滤渣滤饼表面积 A = ()2×2×38 = m2滤框容积V总= ()2××38 = m3已知1m3 的滤饼中含水:500/1000 = m3含固体:1 –= m3固体质量:×2200 = 1100 Kg设产生1m3 的滤饼可以得到m0 ,Kg(V0 ,m3)的滤液,则= 1100/(1100 + 50 + m)∴m0 = 6313 Kg 滤液的密度按水的密度考虑V0 = m3∴形成m3 的滤饼即滤框全部充满时得到滤液体积V =× = m3则过滤终了时的单位面积滤液量为q = V/A = = m3 /m2∵qe2 = Kθe ∴θe = qe2 / K = (×10-3)2 / ×10-5=由(q + qe)2 = K(θ+θe)得所需的过滤时间为θ= (q + qe)2 / K - θe= (+ )2/×10-5 -=249 s⑵洗涤时间Ve = qe×A = ×10-3× =由(dv/ dθ)Ww= KA2 /8(θ+θe)得洗涤速率= ×10-5×()2/ 8×(+ )= 205×10-5∴洗涤时间为:205×10-5 = 388s3.在套管换热器中用水冷却热油,逆流操作。
油由420K冷却到370K。
水由285K加热到310K。
设油和水的流量、物性和进口温度不变,换热器除换热段长度外其他也不变。
若要求油的出口温度降到350K,问换热段管长应比原来增加多少11. 如本题附图所示,贮水槽水位维持不变。
槽底与内径为100mm 的钢质放水管相连,管路上装有一个闸阀,距管路入口端15m 处安有以水银为指示液的U管差压计,其一臂与管道相连,另一臂通大气。
压差计连接管内充满了水,测压点与管路出口端之间的长度为20m。
(1).当闸阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm;当闸阀部分开启时,测的R=400mm,h=1400mm。
摩擦系数可取,管路入口处的局部阻力系数为。
问每小时从管中水流出若干立方米。
(2).当闸阀全开时,U管压差计测压处的静压强为若干(Pa,表压)。
闸阀全开时le/d ≈15,摩擦系数仍取。
解: ⑴根据流体静力学基本方程, 设槽面到管道的高度为xρ水g(h+x)= ρ水银gR103×+x) = ×103×x =部分开启时截面处的压强P1 =ρ水银gR -ρ水gh = ×103Pa在槽面处和1-1截面处列伯努利方程Zg + 0 + 0 = 0 + u2/2 + P1/ρ+ ∑h而∑h= [λ(ι+Σιe)/d +ζ]·u2/2= u2∴×= u2/2 + + u2u = s体积流量ωs= uAρ= ×π/4×2×3600 = h⑵闸阀全开时取2-2,3-3截面列伯努利方程Zg = u2/2 + 2 + ×(15 +ι/d)u2/2u = s取1-1﹑3-3截面列伯努利方程P1'/ρ = u2/2 + ×(15+ι'/d)u2/2∴P1' = ×104Pa33 在并流换热器中,用水冷却油。
水的进出口温度分别为15℃,40℃,油的进出口温度分别为150℃和100℃。
现生产任务要求油的出口温度降至80℃℃,假设油和水的流量,进出口温度及物性不变,若换热器的管长为1m,试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。
设换热器的热损失可忽略。
解:根据题意列出关系式:热流体(油):T1=150℃→T2=100℃冷流体(水):t1=15℃→t2=40℃现在要求:热流体(油):T1=150℃→T2=80℃冷流体(水):t1=15℃→t2=开始:Q= WhCph(T1 - T2 )=50 WhCph=WcCpc(t2-t1)=25WcCpc=K0S0ΔtmΔtm =(Δt1- Δt2)/ln(Δt1/Δt2)=(135-60)/ln(135/60)=改变后:Q,=WhCph(T1 - T2 )=700 WhCph=WcCpc(t2,-t1)=(t2,-15)WcCpc=K0S0,Δtm,∴25/(t2,-15)=50/70 ∴t2,=50℃Δtm,=(Δt1- Δt2,)/ln(Δt1/Δt2,)=∴Q/Q*= K0SΔtm / K0S,Δtm,= LΔtm / L,Δtm,=50/70∴L,==。