化工原理1-1重修练习

练习一一、填空题(每小题2分，共20分)1、某地大气压为101.33kPa，一设备的表压强为50kPa，则它的绝对压强为 kPa；另一设备的真空度为360mmHg，则它的绝对压强为 mmHg。2、密度为1000kg/m3的水在内径为100mm的管道中流过时，其质量流量为5×104kg/h，则其流速为 m/s，质量流速为 kg/(m2.s)。3、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生 现象，在启动前应先灌泵，否则会发生 现象。4、转子流量计的特点是 、 。5、降尘室为气固两相分离设备，其长、宽、高分别为L、B、H。它的处理量与该设备的 有关，与 无关。6、板框压滤机恒压过滤的最终速率为1.0m3/h，过滤完毕用横穿洗涤法洗涤30分钟，洗涤时的压差和过滤时相同，滤液和洗液均为水，且温度相同，则洗涤速率 m3/h，需洗液体积Vw= m3。7、根据传热速率方程，提高传热速率的途径主要有：扩展传热面积、 、 。8、在卧式列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热原油，则原油宜在 程流动；总传热系数接近于 的对流给热系数。9、某单效蒸发操作，因真空泵损坏，冷凝器压强由某真空度升至常压，此时溶液沸点 （升高、降低、不变），有效传热温差 （增大、减小、）。10、用饱和蒸汽加热某液体，操作一段时间后，发现传热阻力迅速加大，可能的原因是 、 。二、选择题(每小题3分，共30分)1、直径为57mm×3.5mm的细管逐渐扩到108mm×4.0mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s，则在粗管内的流速为 。A 2m/s B 1m/s C 0.5m/s D 0.25m/s图12、如图1所示，管中水的流向为AB，则p1与p2的关系是 。A p1= p2 B p1> p2+0.5gC p1> p2-0.5g D p1< p2 3、对间壁两侧流体一侧恒温，另一侧变温的传热过程，两流体逆流安排时的推动力为tm1，并流安排时为tm2，则tm1和tm2大小的关系为 。A tm1>tm2 B tm1<tm2 C tm1=tm2 D 无法确定4、某套管式换热器，其内管外径为d1、外管内径为d2，则内、外管环隙的当量直径为 。A (d1+d2)/2 B (d2-d1)/2 C (d2-d1) D (d1+d2)5、局部阻力损失计算式hf=u2/2中的流速u是指 。A 小管中的流速u1 B 大管中的流速u2C (u1+ u2)/2 D 与流向有关6、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，设水池和水塔水面维持恒定，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致 。A 送水量增加，泵的压头增大 B 送水量增加，泵的压头下降 C 送水量增加，泵的轴功率不变 D 送水量增加，泵的轴功率下降 7、在层流情况下，流体的流量不变，将圆形直管的直径减小一半，则因直管阻力引起的压降损失为原来的 倍。A 2 B 4 C 8 D 168、为了减少室外设备和管道的热损失，常在保温层外包一层金属皮，此金属皮应是 。A 表面光滑、色泽较浅 B 表面光滑、色泽较深C 表面粗糙、色泽较浅 D 表面粗糙、色泽较深9、在列管式换热器中，用常压水蒸气冷凝以加热空气，空气的进口温度为20，出口温度为80，则换热器管壁面温度约为 。A 20 B100 C 50 D 8010、当其他条件不变时，提高回转真空过滤机的转速，则过滤机的生产能力 。A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断三、计算题(第1、2小题各15分，第3小题20分，共50分)图21、如图2所示，要求将20、粘度为1cP的水从一贮水池打入水塔中，每小时送水量不低于75000kg，贮水池和水塔的水位设为恒定，且与大气相通，水塔水面与贮水池水面的垂直距离为13m，输水管为140mm×4.5mm的钢管，所需铺设的管长为50m，管线中的所有局部阻力当量长度为20m。摩擦系数可按下式计算：层流时64/Re；湍流时0.3164/Re0.25。现库存有两台不同型号的清水泵A、B，它们的性能如表所示，试从中选一台合适的泵。泵流量/（m3/h）扬程/m轴功率/kW效率/%AB807915.214.84.354.1076782、某板框过滤机有10个滤框，框的尺寸为635mm×635mm×25mm。滤浆为含15%（质量百分率，下同）的CaCO3悬浮液，滤饼含水50%，纯CaCO3固体的密度为2710kg/m3。操作在20、恒压条件下进行，此时过滤常数K=1.57×10-5m2/s，qe=0.00378m3/m2。求： 框充满所需的时间； 用清水在同样条件下洗涤滤饼，清水用量为滤液量的1/10，求洗涤时间。3、用直立管壳式换热器将流量为500kg/h的常压苯蒸气冷凝，并冷却至30。冷却介质为20的冷却水，冷却水的出口温度不超过45，冷、热流体呈逆流流动。已知苯蒸气的冷凝温度为80，汽化潜热为390kJ/kg，平均比热容为1.86kJ/(kg.K)，并估算出冷凝段的传热系数为500W/(m2.K)，冷却段的传热系数为100W/(m2.K)，求需要的传热面积和冷却水用量为多少？练习一答案一、填空题(每小题2分，共20分)1、151.33kPa 400mmHg 2、1.77m/s 1.77×103kg/m2.s3、气蚀 气缚 4、恒流速 恒压差5、L、B（底面积） H（高度） 6、0.25 0.1257、提高传热系数K 增大平均传热温差tm 8、管 原油9、升高 减小 10、不凝性气体未排出 冷凝水未排出二、选择题(每小题3分，共30分)1、B 2、C 3、C 4、C 5、A 6、B 7、D 8、A 9、B 10、A三、计算题(第1、2小题各15分，第3小题20分，共50分)1、解：管路所需的流量： （2分）管径： （1分）流速： （2分） （1分） （1分） 在1-1面与2-2面之间列机械能衡算方程： （4分） （2分） 这就是管路所需的扬程。A、B两台清水泵的流量和扬程均大于管路所需的流量和扬程，所以都可以使用，但考虑到B泵轴功率较小，效率较高，且其流量和扬程与管路所需更接近，故应选B泵。 （2分）2、解：3、解：冷却段的热流量为： （2分）冷凝段的热流量为： （2分）冷却水用量为： （2分）设在冷凝段与冷却段交界处冷却水的温度为，则 （2分）冷却段的对数平均温差及所需传热面积为： （1分） （2分）冷凝段的对数平均温差及所需传热面积为： （1分） （2分）所需总传热面积为： （1分）练习二一、选择题(每小题3分，共45分)1、某地区的大气压强为760mmHg ，一设备上的真空表读数为80 mmHg，其绝对压强为 Pa。A 10663.2 B 111963.2 C 101300 D 90636.82、密度为1000kg/m3、粘度为1cP的液体以3m/s的流速在内径为100mm的管内流动，其流动类型为 。A 层流 B 过渡流 C 湍流 D 无法判断3、直径为108mm×4.0mm的粗管逐渐缩到57mm×3.5mm的细管，若流体在细管内的流速为4m/s，则在粗管内的流速为 。A 2m/s B 1m/s C 0.5m/s D 0.25m/s4、在阻力平方区情况下，流体的流量不变，将圆形直管的直径减小一半，则因直管阻力引起的压降损失为原来的 倍。A 4 B 8 C 16 D 325、流体在圆直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为 。A 与u1.0成正比 B 与u2成正比C 与u1.5成正比 D 与u0.5成正比6、离心泵的轴功率N与流量Q的关系为 。A Q增大，N先减小后增大 B Q增大，N减小C Q增大，N先增大后减小 D Q增大，N增大7、在一输送系统中，改变离心泵出口阀门的开度，不会影响 。A 管路的特性曲线 B 泵的特性曲线 C 泵的工作点 D 管路所需的压头8、一转子流量计，当流量为10m3/h时，测得流量计进出口压差为50N/m2，现增大流量至15m3/h，则流量计进出口压差为 N/m2。A 50 B 75 C 57.2 D 1009、板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4，这一规律成立条件为 。A 过滤时的压差与洗涤时的压差相同B 滤液的粘度与洗涤液的粘度相同C 过滤压差与洗涤压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度相同D 过滤压差与洗涤压差相同，滤液的粘度与洗涤液的粘度相同，且过滤面积与洗涤面积相同10、计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择有关的是：A 普兰德准数Pr B 传热单元数NTU C 离心分离因数K D 过滤常数K11、固定管板式列管换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 。A 管程 B 壳程 C 都可以 D 不能确定12、某单效蒸发操作，因真空泵损坏，冷凝器压强由某真空度升至常压，此时加热器的有效传热温差 。A 增大 B 减小 C 不变 D 不能确定13、降尘室为气固两相分离设备，它的处理量只取决于该设备的 。A 长度 B 宽度 C 高度 D 底面积14、某截面为长15cm，宽10cm的长方形的输气管道，其当量直径为 cm。A 10 B 12 C 12.5 D 1515、吸收率为1的物体称为 。A 黑体 B 白体 C 透热体 D 灰体二、计算题(第1,3小题各20分，第2小题15分，共55分)1、用离心泵将敞口贮槽中的液体输送到常压高位槽中，两槽液面保持恒定，两液面高度差为12m。输送管路直径为42mm×2.0mm，管路总长为50m(包括管件、阀门的当量长度)。泵送液体流量为2.015×10-3m3/s。操作条件下液体的密度为1260kg/m3，粘度为1×10-3Pa.s。若泵的效率为60%，试求泵的轴功率为多少kW。摩擦系数可按下式计算：层流时64/Re；湍流时0.3164/Re0.25。2、密度为3500kg/m3的尘粒悬浮在20的空气中，空气的密度为1.205 kg/m3，黏度为1.81×10-5N.s/m2，流量为1.0m3/s，欲用降尘室将直径30µm以上的粒子分离出去，计算降尘室的面积。3、在列管式换热器中用冷却水将流量为 8.0kg/s的原油从150冷却到65；冷却水的流量为10.0kg/s，进口温度为35；原油与水呈逆流流动。已知原油与水的平均热容分别为2160J/(kg.K)和4187 J/(kg.K)。现有一面积为100m2的列管式换热器，其总传热系数为250W/(m2.K)。问：（1）该换热器是否合用？（2）采用该换热器操作，原油的实际出口温度是多少？练习二答案一、选择题(每小题3分，共45分)1、D 2、C 3、B 4、D 5、A 6、D 7、B 8、A 9、C 10、D11、A 12、B 13、D 14、B 15、A二、计算题(每小题15分，共45分)1、解：在贮槽液面1-1和高位槽液面2-2间列柏努利方程，并以1-1作基准面，可得其中，m，m/s，kPa(表压) m/s(湍流)J/kgJ/kgkg/s故 W0.671kW2、解： dp= 30m，假定沉降处于Stokes区，则粒子的沉降速度为：3、解：（1）要求的传热速率为：冷却水的出口温度为：=70.08平均传热温差： 需要的传热面积： 所以该换热器不合用。 （2）热容流率比：传热单元数：传热效率：原油的实际出口温度：练习三一选择题（1分/题，共25分）1、蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为 。 A 生蒸汽 B 二次蒸汽 C 额外蒸汽2、在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要加热蒸汽 1kg。 A.等于 B 小于 C不少于3、采用多效蒸发的目的是为了提高 。 A 完成液的浓度 B加热蒸汽经济程度 C 生产能力4、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30m的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 m。A 60 B15 C30 D42.45、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。 A颗粒的几何尺寸 B颗粒与流体的密度 C流体的水平流速 D颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。 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7、某液体以流量Vs在内径为d、管长为L的水平直管中作稳态流动，若流动为完全湍流（阻力平方）区。当Vs、L及相对粗糙度不变，而管径减小为原来的一半时，则机械能损失为原来的 倍。A4 B8 C16 D328、孔板流量计的孔流系数C0，当Re数增大时，其值 。A随Re增大，C0总在增大B先随Re减小，当Re数增大到一定值后，C0趋于某一定值C总是随Re增大而减小D不定9、双液体微差压差计要求指示液的密度差 。A大 B中等 C小 D越大越好。10、离心泵的特性曲线中的H导出的理论特性曲线HQ，其形状是 。A直线 B抛物线 C双曲线 D三次曲线12、颗粒在Stokes区沉降时，Q曲线是在 下测定的。A效率一定 B功率一定 C转数一定 D管路一定。11、由离心泵基本方程式沉降速度正比于 。A(s-)的0.5次方 B的零次方 C粒径的0.5次方 D粒径的平方 13、在板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的 。A一倍 B一半 C)四倍 D四分之一 14、恒压过滤时，若过滤介质阻力不计，对不可压缩滤饼过滤压差增大一倍时，同一时刻所得滤液量 。A增大至原来的1.414倍 B增大至原来的2倍C)增大至原来的4倍 D增大为原来的1.5倍。15、有一旋风分离器分离效果不够满意，有人提出以下建议，你认为较合理的建议是 。A与另一个相同的旋风分离器并联使用B与另一个相同的旋风分离器串联使用C与另一个小尺寸的旋风分离器串联使用D在现有旋风分离器的后面串联一个由一对小尺寸的旋风分离器并联而成的分离器。16、在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对的影响是 。A不凝性气体存在会使大大降低B不凝性气体存在会使增大C不凝性气体存在与否，对无影响D不凝性气体存在会使大大升高17、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生 现象。 A气缚 B汽蚀 C汽化 D气浮18、离心泵最常用的调节方法是 。A改变吸入管路中阀门开度B改变压出管路中阀门的开度C安置回流支路，改变循环量的大小D车削离心泵的叶轮19、往复泵在启动之前，必须将出口阀 。 A 打开 B关闭 C半开20在常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20，则壁温约为 A20 B100 C60 D49.721、在一维稳态多层平壁热传导时，各层的温度差正比于 。A导热系数 B壁厚 C热阻 D传热面积。22、利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的进、出口温度T1、T2和质量流量G1不变。今因冷却水的进口温度t1升高，为保证完成生产任务，提高冷却水的质量流量G2，其结果 。AQ增大，tm不变 BQ不变，tm下降，K增大；C Q不变，K增大，tm不确定 DQ增大，tm下降23、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，若忽略介质阻力可忽略，则过滤速率增大至原来的 倍。A20.5 B 2 C 4 D124、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷诺数Re=1.2×104，此时对流传热系数为。若将水的流量减半，其对流传热系数 。A>(1/2)0.8 B< (1/2)0.8 C= (1/2)0.8 D无法确认25、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是 。 A表面光滑，颜色较浅 B表面粗糙，颜色较深 C表面粗糙，颜色较浅 D表面光滑，颜色较深 二简答题（8分/题，共24分）1、 启动离心泵之前要做哪些工作？为什么？2、 在进行传热实验时，为什么要排除不凝气体？你在进行实验时是怎样排除不凝气体的？3、 什么叫离心泵的气蚀现象？它有什么危害？三 流体输送管路计算（18分）如下图所示，用离心泵将20的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为108×4mm，管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答： (1) 水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和功率； 四 传热过程计算（18分）有一套管换热器，管内为54×2mm，套管为116×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50，出口温度为80，流量为4000kg/h。环隙为133.3的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1kJ/kg，冷凝传热膜系数为11630W/m2.K。苯在5080之间的物性参数平均值为密度880kg/m3，比热1.86kJ/kg.K，粘度0.39×10-3N.s/m2，导热系数0.134W/m.K，管内壁垢阻为0.000265m2/W，管壁及管外侧热阻不计。试求：（1）加热蒸汽消耗量；（2）所需的传热面积（以内管外表面计）。（3）当苯的流量增加50%，要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？五 过滤过程计算（15分）在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在1atm表压下20分钟在每1m2过滤面积上得到0.197m3的滤液,再过滤20分钟又得滤液0.09m3。试求共过滤1小时可得总滤液量为若干m3.练习三答案一选择题（每小题1分，共25分）1B 2C 3B 4D 5C 6C 7D 8B 9C 10C11A 12D 13B 14A 15D16A17A18B19A 20B21C 22B 23B 24B 25A二简答题（每小题8分，共24分）1（1）灌泵（作用：防止气缚现象的发生）（2）关闭离心泵的出口阀门（作用：防止启动的瞬间电流过大）2原因：不凝气体的存使传热膜系数大大降低排不凝气的方法：用水蒸汽吹（放掉不凝气）3当离心泵的叶轮入口的压强低于被输流体的饱和蒸汽压时，在叶轮里会出现汽液两相流，随着流体在叶轮处获得机械能，流体的静压强增大，汽体冷凝为液体，周围的液体在填补原汽体占据的空间时，会对叶轮造成强烈的冲击，进而对叶轮造成损害，这种现象称为气蚀现象。避免办法：降低安装高度；减小入口阻力。三解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(/4)d2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 mL+Le =100m qv= 56.5m3/h u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/s= 1cp = 10-3 Pa·s =1000 kg.m-3， = 0.024 Re = du/=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 2100 水在管内流动呈湍流 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： z1 +(u12/2g)+(p1/g)+H=z2+(u22/2g)+(p2/g)+Hfz1=0, u1=0, p = 0 (表压), z2=18m, u2=0 p2/g=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m Hf =(l+le )/d(u2/2g) =0.024×(100/0.1)×22/(2×9.81) = 4.9mH = 18+25+4.9 = 47.9m Ne = Hqvg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw四解：（1）加热蒸汽消耗量：（2）内管中苯的流速：湍流则以内管外表面计的传热系数为： （3）苯的流量增加50%，而进出口温度不变，则 （以内管外表面计）即：解得：即苯的流量增加50%而温度不变时，加热蒸汽的温度应为145.2。五解: 当时, q1 = 0.197m3/m2 时, q2 = 0.197+0.09 = 0.287m3/m2 代入恒压过滤方程时可得: 联立解得：由此 当过滤1小时后,可得滤液量: 解得: q = 0.356m3/m2 即每m2过滤面积过滤1小时后可得滤液为0.356m3练习四一选择题（1分/题，共25分）1 在蒸发操作中，若使溶液在（ ）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温度差。 A. 减压 ； B. 常压 ； C. 加压2提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（ ）。 A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数； D. 传热面积；3 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（ ）换取的。 A. 传热面积； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数4降尘室的生产能力取决于 。A沉降面积和降尘室高度；B沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；C降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；D降尘室的宽度和高度。5旋风分离器的总的分离效率是指 。 A. 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率;B. 颗粒群中最小粒子的分离效率;C. 不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 6对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。 A尺寸大，则处理量大，但压降也大；B尺寸大，则分离效率高，且压降小； C尺寸小，则处理量小，分离效率高； D 尺寸小，则分离效率差，且压降大。7层流与湍流的本质区别是（ ）。 A 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。8以绝对零压作起点计算的压力，称为（ ）。 A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。 9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。 A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。 10 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( )。 A. 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。11层流底层越薄( )。 A. 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。12双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。13转子流量计的主要特点是( )。 A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。14圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（ ）。 A. Re 2000； B. Re 4000； C. Re = 20004000。15某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ， 当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（ ）。 A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。16在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ ）倍。A. 2； B. 8； C. 4。17流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ ）。 A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。18在相同条件下，缩小管径，雷诺数（ ）。 A. 增大； B. 减小； C. 不变。19水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。 A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 20为提高离心泵的经济指标，宜采用 _ 叶片。 A 前弯； B 后弯； C 垂直； D 水平。21有一套管换热器，长10m，管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由内管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指定温度，则套管换热器的长度为原来的（ ）A、2倍； B、1.75倍； C、1.15倍； D、2.30倍；22恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。 A. 1 倍； B. 2 倍； C.倍； D.1/2倍23助滤剂应具有以下性质 。 A. 颗粒均匀、柔软、可压缩; B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩; C. 粒度分布广、坚硬、不可压缩; D. 颗粒均匀、可压缩、易变形24助滤剂的作用是 。A 降低滤液粘度，减少流动阻力；B 形成疏松饼层，使滤液得以畅流；C 帮助介质拦截固体颗粒；D 使得滤饼密实并具有一定的刚性25某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（ ）mm。A、53； B、45； C、50； D、58；二简答题（8分/题，共24分）1 什么是离心泵的气缚现象？怎样避免气缚现象的发生？2 传热有哪几种基本方式？各有什么特点？3 已知欲全部除去尘粒的降尘室的沉降速度为Ut，试从理论上推导降尘室的处理能力和降尘室结构尺寸（降尘室长、宽、高分别为L、B、H）间的关系。三 流体输送管路计算（18分）用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为76×2.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按 hf1=2u2与hf1=10u2计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3）四 过滤过程计算（15分）一小型板框压滤机有5个框，长宽各为0.2 m, 在300 kPa(表压)下恒压过滤2 h，滤饼充满滤框，且得滤液80 L，每次洗涤与装卸时间各为0.5 h。若滤饼不可压缩，且过滤介质阻力可忽略不计。求：(1)洗涤速率为多少m3/（m2.h）? (2)若操作压强增加一倍，其它条件不变，过滤机的生产能力为多少？四 传热过程计算（18分）在列管式换热器中，用饱和水蒸气将空气由10加热到90，该换热器由38根25×2.5 mm，长1.5m的铜管构成，空气在管内作湍流流动,其流量为740Kg/h，比热为1.005×103 J/kg.，饱和水蒸气在管间冷凝。已知操作条件下的空气对流给热系数(或称对流传热膜系数)为70W/m2.，水蒸气的冷凝给热系数为8000 W/m2.，管壁及垢层热阻可忽略不计。(1)试确定所需饱和水蒸气的温度；(2)若将空气量增大25%通过原换热器，在饱和水蒸气温度及空气进口温度均不变的情况下，空气能加热到多少度？（设在本题条件下空气出口温度有所改变时，其物性参数可视为不变）练习四答案一填空题（每小题1分，共25分）1A2C3A4B5D6C7D8A9D10A11C12C13D14B15A16C17C18A19A20B21C22B23B24B25C二简答题（每小时8分，共24分）1 离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内。虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为气缚。气缚的发生表示离心泵无自吸能力，所以在启动前必须向泵内灌满液体，即灌泵。2 根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式：传导对流和热辐射。特点：热传导：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。对于纯热传导的过程。它仅是静止物质内的一种传热方式，也就是说没有物质的宏观位移。对流传热：流体各部分之间发生的相对位移所引起的热传递。对流传热仅发生在流体中。热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。所有物体都能将热能以电磁波的形式发射出去，而不需要任何介质；热辐射过程中伴有能量形式的转化；只有在物体温度较高时，热辐射才能成为主要的传热方式。3 示意图如图所示。某一粒径的粒子能100%被除去的临界条件是其从室顶沉降到室底所需要时间恰等于气流在室内的停留时间，即，所以。三（18分）解：（1）水在管内的流速与流量 设储槽水面为上游截面1-1，真空表连接处为下游截面2-2，并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 1.5 m，p1 = 0（表压），p2 = -24.66×103 Pa（表压） u1 0， 将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u2 m/s 水的流量 ws = uA= kg/s （2）泵的有效功率 设储槽水面为上游截面1-1，排水管与喷头连接处为下游截面2-2，仍以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表压） p2 =98.07×103 Pa（表压）， 将上列数值代入柏努利方程式，解得 we J/kg 泵的有效功率 Ne = we·ws = 285.41×7.92 = 2260 W 四（15分）解：（1）洗涤速率因过滤介质阻力可忽略不计，即q2=K过滤面积A=5×0.22×2=0.4 m2单位过滤面积上的滤液量q=V/A=80×10-3/0.4=0.2 m3/m2过滤常数K= q2/=0.22/2=0.02 m2/h过滤终了时的速率 (dq/d)E=K/2q=0.02/(2×0.2)=0.05 m/h洗涤速率 (dq/d)W=0.5(dq/d)E=0.5×0.05=0.025 m/h(2) p=2p时的生产能力因滤饼不可压缩,所以 K=Kp/p=2K=2×0.02=0.04 m2/h因在原板框压滤机过滤，悬浮液浓度未变，则当5个板框充满滤饼时所得滤液量仍为V=0.08 m3, 故此时所用的过滤时间为= q2/K=q2/K=0.22/0.04=1 h生产能力 Q=V/(+w+D)=0.08/(1+0.5+0.5)=0.04 m3 滤液/h五解：（1）饱和水蒸气的温度T:其中： (以外表面计) T=124(2) 若空气量增大25%,则 由式（）可知： 解得：即空气加热到