中石油化工原理作业题

第一章
一、填空
1. 某流体的相对密度（又称比重）为0.8，在SI 制中，其密度
ρ=______，重度γ=______。

2. 按定义写出传热速率（单位时间所传递的热量）的SI 单位______及工程单位______。

3. 将30℃时水的粘度0.008g/cm•s 换算成SI 单位______。

4. 下列关于化工过程进行的速率、推动力及阻力关系的四种议论，正确的是______。

A. 化工过程进行速率的大小决定于过程的推动力
B. 一个确定了推动力的过程，其进行速率决定于过程的阻力
C. 任何化工过程的阻力，决定于过程进行的初终状态
D. 一个化工过程的阻力与其进行速率成反比 5. 国际单位制中，粘度的因次式是______。

A. 〔ML -1T -1〕
B. 〔MLT -2〕
C. 〔ML 2T -2〕
D. 〔ML -1T -2〕
二、计算题
1. 气体常数8.314R =J/(mol•K)，试通过换算分别以kcal/(kmol•K)、kgf•m/(kmol•K)和atm•m 3/(kmol•K)等单位表示。

2. 苯的饱和蒸汽压与温度的关系符合下述经验公式：
2788.51ln 15.900852.36p T =-
-
式中：p ——饱和蒸汽压，mmHg ；
T ——热力学温度，K 。

今需将式中p 的单位改为Pa ，试对该式加以变换
第二章
一、判断题（正确的划√，错误的划×并改正）
1. 如图所示的管道中有流体流过。

从所装的压差计显示的情况，可以判断流动方向一定是由左向右。

2. 同一流体以同样的质量流过不同管径的管子时，管径愈大，流体的雷诺数愈大。

3. 层流流动时，雷诺数愈大，摩擦系数愈大。

4. 湍流流动时，相同的雷诺数下，相对粗糙度愈大，摩擦系数λ愈小。

5. 不可压缩流体流经串联管路各截面的质量流量相等，它们的体积流量也相等。

6. 根据连续性方程式可知，流体通过串联管路中任一截面的体积流量均相等。

7. 孔板流量计的节流口面积不变，流体流经节流口所产生的压强降随流量不同而变化。

8. 用转子流量计测量流量，无论转子悬浮在什么位置（量程范围内），转子上下的流体压差是不变的。

二、填空
1. 当地大气压为745mmHg ，测得一容器内的绝对压强为350mmHg ，则真空度为______。

测得另一容器内的表压强为1360mmHg ，则其绝对压强为______。

2. 在重力场内，当容器液面上方的压强0
p 一定时，静止液体内部任一点压强
p 的大小与______有
关；当液面上方的压强
p 有改变时，液体内部各点的压强
p ______。

3. 混合式冷凝器处于负压下操作，真空表指示数为700 mmHg 。

当地大气压强为760 mmHg 。

为使冷凝器内的水能连续排入水池，冷凝器下部的排水管（又称大气腿）高度最少应为______米。

4. 气体的粘度随温度的升高而______，水的粘度随温度的升高而______。

5. 在水管某断面上，水的流速为1m/s ，压强为147kPa ，每kg 质量水的动能______；静压能为______。

6. 空气在内径一定的圆管中稳定流动，若气体质量一定，当气体温度升高时，雷诺准数Re 将______。

7. 水在内径d =50mm 的管内流动，其流速 1.5u =m/s ，水的密度
1000ρ=kg/m 3，水的粘度
310μ-=Pa·
s ，则其雷诺准数为______，流动类型为______。

8. 流体在管内做湍流流动时（不是阻力平方区），其摩擦系数λ随______和______而变。

9. 流体在水平圆直管内作滞流时，若流速从0.5m/s 增加到1.0m/s ，则流经同长度管的压降从2000Pa 增加到______。

10. 因次分析法的目的在于______。

11. 某流体在管中作层流流动，在流速不变的情况下，管长、管径同时增加一倍，其阻力损失为原来的______倍。

12. 在测速管中，测压孔正对水流方向的测压管液面代表 ，流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表______。

13. 孔板流量计的节流口面积不变，流体流经节流口所产生的______随______不同而变化。

14. 某转子流量计，其转子材料为不锈钢，测量密度为1.2 kg/ m 3的空气时，最大流量为400m 3/h 。

现用来测量密度为0.8 kg/ m 3的氨气时，其最大流量为______ m 3/h 。

15. 分析流体在如附图所示管路中流动时，能量是如何变化的(阻力不计)。

从截面1-1’到截面2-2’， 转变成 ；
从截面2-2’到截面3-3’， 转变成 ；
从截面3-3’到截面4-4’， 转变成 。

16. 边长为0.5m 的正方形通风管道，其润湿周边长为______，其当量直径为_______。

17. 某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1’的压强、流速也相等。

则：
1
1’
2’
2
3
3’
4
4’
①在三种情况中，下游截面2-2’的流速
()22'
a u
-______
()22'
b u
-______
()22'
c u
-
②在三种情况中，下游截面2-2’的压强()22'a p -______
()22'b p -______()22'c p -。

18. 有一并联管路如图所示，并联的两个管内的流体均作滞流流动。

两管的直径、长度、体积流量分别为d 1,d 2,l 1,l 2,V 1
,V 2。

若d 1=2d 2,l 1=2l 2,则V 2/V 1等于 。

A. 1:2
B. 1:4
C. 1:8
D. 1:16
三、计算题
1. 用水银压强计测量容器内水面上方的压强p 0，测压点C 位于水面以下0.2m 处，测压点C 与U 形
管内水银界面的垂直距离为0.3m ，水银压强计的读数R =300mm ，
ρ水银=13600kg/m 3。

试求：
① 容器内压强p 0为多
少？
② 若容器内表压增加一倍，压差计的读数R ’为多少？（容器内液面维持恒定）
2
(a )
(c )
2. 质量为6kg，尺寸为60cm×50cm的一块木板，沿着涂有滑油并与水平面称45°的斜面等速向下运
动。

已测得木块下滑速度
1
u=m/s，油膜厚度1mm，求滑油的粘度。

3. 如附图所示，为测量管道中煤气的密度，在一直立的煤气管下部用Ｕ形管测得此处管内煤气压强
为1200
h=
mm（H2O），在距此处
20
H=m的煤气管上部测得管内煤气压强为2150
h=
mm
（H2O），煤气管外的空气密度为1.29kg/m3，试求管内煤气的密度。

4. 二根长度为L的管子，直径分别为d及d/2，总流量为Q，设二管在流动情况下摩擦阻力系数
λ相同，试
比较二管在作串联布置及作并联布置时的沿程阻力大小。

5. 用一虹吸管将水从池中吸出，水持液面与虹吸管出口的垂直距离为5m，管路最高点与水面的垂直
距离
为2m，虹吸管出口流速及虹吸管最高点压强各为多少？
（忽略阻力损失，大气压按101.3kPa计算，ρ
水=1000kg/m3）
6. 密度为1000kg/m3，粘度为1×10-3 Pa·s的水，以每小时10m3流量在φ
51×3mm的水平钢管中流动，
在管路上的某处流体的静压力为1.5 kg/cm2（表），若管路的局部阻力忽略不计，问距该处100m的下游处流体的静压力有多大？
湍流时摩擦系数与雷诺数关系为：
35
0.25
0.3164
(Re=310110) Re
λ=⨯⨯
7. 图示管道中通过流量Ｖ=3×10-3 m3/s的水，在1-1’截面处和2-2’截面处管道直径分别为d1=5cm，d2=2.5cm，同时测得1-1’截面处的压强p1=0.1atm(表)。

从1-1’截面到2-2’截面间的压头损失较
小，
可以略去不计。

试问：
①联接在该收缩断面2-2’
②如果用阀门调节流量，当流量增加或减少时，小管中水面将如何变化？为什么？
8. 某输水管道中有一段由垂直转为水平的管子（如图所示），水流方向如箭头所示，A，B两点与
一U 形管压差计相联，压差计指示液为二氯乙烷，试画出U 形管内指示液的液面，并定量计算压差计的液面高度差。

若水流方向与图示方向相反，则压差计的指示液面又如何?已知：
① 管子内径为100 mm ，90°弯头的当量长度为30d ；
② 水的密度为1000 kg/m 3，粘度为1 cp ；二氯乙烷的密度为1260 kg/m 3 ；
③ 水流量为25 m 3/h ；
④ 管内摩擦系数可按下式计算
0.16
0.16Re
λ-=
9. 一丙烯精馏塔的回流系统如图所示。

塔顶操作压强为14×105 Pa （表压，下同），回流液贮罐
内丙烯的密度为600 kg/m
3，其液面上方压强为21×105 Pa 。

塔的回流液入口距贮罐液面高度为30 m 。

输送管路为
φ159×4.5 mm
丙烯由贮罐送至精馏塔顶是否需要泵。

10. 高位槽内的水面高于地面6 m ，水从
φ108×4 mm 的管道中流出，管路出口高于地面1 m 。

在
本 题特定条件下，水流经系统的能量损失可按2
9.5f h u ∑=计算（不包括出口阻力），其中u 为
水在管内的流速，m/s 。

试计
算：
① A-A’截面处水的流速；
②水的流量，以m3/h计。

11. 密度为860 kg/m3的本和甲苯混合物在图示管段内流动，管轴线与水平面的夹角
α为30°，管
径120
d=
mm，240
d=
mm。

在突然扩大的前后接一U形压差计，压差计两臂接点相距0.5m，指
示
液为CCl4（
1630
ρ=
kg/m3），若忽略直管阻力，当压差计读数为0.2m时，管内流量和两接点间的
压差为多少？若将管段水平放置，则压差计读数R变为多少？
12. 图为一直径相同的输水管路，液面1至截面3全长300m（包括局部阻力的当量长度）。

截面3至截
面2间有一闸阀（全开时局部阻力系数 =0.17），其间的直管阻力可以忽略。

输水管内径为53mm ，
摩
擦系数为0.03。

当闸阀全开时，求：
① 管路的输水量V （m 3/s ）；
② 截面3处的表压，以水柱高度表示。

13. 一个直径为0.6m 的水平管道输送相对密度为0.825的油，以0.44m 3/s 的流量流动。

要求沿管道的四台泵相同，即吸入口和排出口的压强均分别为—0.55×105 Pa 和＋24.1×105 Pa 。

设在上述情况下输油时，每1000m 管道的压头损失是6.0m 。

这样配置的油泵可以间隔多少公里？
14. 用泵将水从水池输送到高处密闭容器。

容器内压强为500 kPa （表），输水量15 m 3/h ，输送管内径为53 mm ，其出口位置高于水池水面以上20 m ，能量损失为40 J/kg ，试计算输送功率。

设泵效为0.6，求泵的轴功率。

15. 某离心风机输送空气时，已测得其进口处真空度为104Pa ，出口处表压为140Pa ，空气流量为9000m 3/h 。

空气温度为20℃，风机吸管内径为300mm ，送出管内径为400mm ，空气经过风机的机械能损失为40Pa ，求风机的有效功率。

2
16. 原油用规格为
114mm×4mm钢管从贮油码头送到炼油厂，总管长为4000m（包括当量长度），
根据油泵提供的出口压头，油输送过程中允许的压强降为3×105 Pa，若油的相对密度为0.85，粘度为5.0mPa·s，管子的绝对粗糙度取0.3mm，试计算管路中油的流量（单位：m3/h）。

17. 用皮托管测定风道中热空气的流量，风道直径为910mm，空气温度为95℃，将皮托管插入风道中心，皮托管压差计读数为15mm（H2O）,测量点的空气静压为4000Pa，求风道中空气的流量。

18. 在内径为150mm的空气管道中安装一个孔径为75mm的标准孔板，孔板前空气的压强为
0.13MPa，温度为25℃。

当U形压差计的读数为150mm(H2O)时，试计算管道中空气的质量流量。

19. 现有一个型号为LZB-40的转子流量计，其流量刻度范围在250～2500L/h，转子材质为不锈钢，其相对密度为7.9，若将此流量计用来测量相对密度为1.5的溶液时，其测量范围又为多少？
第三章
一、判断题（正确的划√，错误的划×并改正）
1. 为了防止气蚀现象发生，启动离心泵前必须向壳体内灌满液体。

2. 进行离心泵的流量调节时，改变离心泵出口管线上的阀门开度，实质是改变了泵的特性曲线。

3. 被输送的液体中混有部分腐蚀性气体，因而对离心泵叶片产生腐蚀作用的现象称为气蚀现象。

4. 离心泵的允许安装高度是指离心泵的安装位置距地面的垂直距离。

二、填空题
1. 离心泵的主要部件有、和。

2. 是离心泵直接对液体做功的部件，而则是将动能转变为压力能的部件。

3. 离心泵的泵壳制成蜗牛状的作用是。

4. 已知泵的型号为2B19，试填写下列内容：输送介质为；泵的扬程为；泵的吸入口直径为。

5. 在相同流量下，离心泵的实际压头比理论压头，这是因为存在。

6. 离心泵扬程的含义是。

离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是时的流量和扬程。

7. 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。

8. 当离心泵出口阀门开大时，流量，泵出口压力。

9. 离心泵的主要性能参数包括，，，等。

10. 离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。

11. 调节离心泵工作点的方法主要有，，。

12. 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。

13. 离心泵铭牌上的允许吸上真空高度是当大气压力= ，且被输送的液体为℃时的数值。

14. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的扬程______、流量______、效率______、轴功率______。

15. 已知离心泵的允许吸上高度为—2.5m，该泵最高可安装在吸入液面______处。

16. 在管路特性曲线不变的情况下，把单台离心泵并联上一台性能相同的泵，则并联后的排量
________，扬程________。

17. 两台相同的泵串联后，与单台泵独立操作相比，每台泵的流量，压头。

（增大，减小，不变）
18. 离心通风机的全风压的单位是，其物理意义是。

19. 往复压缩机的排气量（生产能力）是指。

20. 选择压缩机时，首先应根据选定压缩机的种类。

结构形式确定后，再根据生产中所要求
的和确定规格型号。

21. 离心泵铭牌上标明的流量是指______。

A. 效率最高时的流量
B. 泵的最大流量
C. 扬程最大时的流量
D. 最小扬程时的流量
22. 某泵在运行一年后发现有气缚现象，应______。

A. 停泵，向泵内灌液
B. 降低泵的安装高度
C. 检查进口管路是否有泄漏现象
D. 检查出口管路阻力是否过大
23. 已知离心泵的允许吸上高度为-2.5米，该泵可安装在______。

A. 吸入液面上方2米处
B. 吸入液面上方3米处
C. 吸入液面下方2米处
D. 吸入液面下方3米处
24. 在如图的管路中，离心泵于额定点下操作。

当调节阀门使流量增加时，则泵前真空表读数，泵后压力表读数，泵的扬程，泵的轴功率，泵的效率。

A. 升高;
B. 降低;
C. 不变;
D. 不确定。

三、计算题
1. 测得某离心泵的牌水量为12m3/h，泵出口处压力表的读数为3.8at（表），泵入口处真空表的读数为200mmHg，轴功率为
2.3kw，压力表和真空表的两测压点的垂直距离为0.4m,吸入管和排出管的内径分别为68mm和41mm，大气压强为760mmHg。

试求此泵产生的压头及其效率。

因两测压点距离很短，摩擦阻力可以忽略。

2. 内径为150mm，长200m的管路输送某液体，液体提升高度为20m，管路上的全部管件当量长度为60m，管路中的摩擦系数取0.03，上、下游液面上的压强均为大气压。

试写出该管路特性方程式。

3. 某厂一离心泵每分钟排放1.2 m3的水，测得该泵出口管路上的表压强为38 mH2O，吸入管路上的真空度为2.86 mH2O。

真空表测压截面与压强表测压截面间的垂直距离为0.41m，泵的进、出口管径相等，水在管中的摩擦阻力可以忽略。

已知泵效率为74%，求该泵的轴功率。

4. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/m3，粘度小于20cSt，在贮存条件下的饱和蒸汽压强为80 kPa。

现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15 m3/h的流量送往表压为177 kPa的设备内。

贮槽液面维持恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m。

吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m及4m。

试计算该泵是否适用。

若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作？泵安装地区大气压按101.33 kPa计。

65Y-60B型油泵的主要性能参数如下：
5. 温度为20℃的水从地下水池送到水塔，要求水流量为80m3/h，已知泵的安装高度为3m，泵入口至水塔液面高30m，泵吸入管长度为14m，压出管长度为78m，吸入管上装有底阀1个、90°的弯头1个；压出管上装有闸阀、止逆阀各一个、90°弯头6个，试选用合适的水泵。

6. 有一离心泵，在转速为1450 r/min下其特性参数如下表所示：
管路特性方程式为
2
60.024
e V
H q
=+
，其中流量V
q
为L/s，求：
①该离心泵在此管路中提供的流量、压头和效率；
②当用改变转速使工作点下的流量变为6L/s，泵的转速为多少？相应的其他工作参数为多少？
7. 用一离心泵输送稀氨水，该泵的特性参数为流量
468
V
q=
m3/h，压头
38.5
H=m，允许吸
上真空度为6m。

现根据氨水池到泵的距离及所用管径和流量，估计泵吸管流动阻力压头损失单位为
2.5m(H2O)，试计算：
①输送20℃水时，泵的允许安装高度为多少米？
②输送80℃稀氨水，泵的允许安装高度为多少米？（设稀氨水的蒸气压与水相同）。

8. 如图的输水系统。

已知管内径为
50
d=mm，在阀门全开时输送系统的()50
e
l l
∑+=
m，
摩擦系数可取
0.03
λ=，泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述：
0.8
18.920.82
H Q
=-
，此处H为泵的扬程m，Q
为泵的流量m3/h。

问：
①如要求输送量为10m3/h，单位质量的水所需外加功为多少？此泵能否完成任
②如要求输送量减至8 m3/h（通过关小阀门来达到），泵的轴功率减少百分之多少？
（设泵的效率变化忽略不计）
9. 一水泵的名牌上标有：流量39.6 m3/h，扬程15m，轴功率2.02kw，效率80%，配用电机容量2.8kw，转数2400转/分钟。

今欲在以下使用是否可以？如果不可以采用什么措施才能满足要求？（要求计算结果说明）
①输送密度为1800kg/m3的溶液，流量38m3/h，扬程15m；
②输送密度为800kg/m3的油类，流量40m3/h，扬程30m。

10. 用离心泵在两敞口容器间输液，该水泵铭牌标有：流量39.6m3/h，扬程15m，轴功率2.02kW，效率80%，配用2.8 kW 电机，转数1400r/min，今欲在以下情况使用是否可以？如不可以采用什么措施才能满足要求（要用计算结果说明）。

①输送比重为1.8的溶液，流量为38 m3/h，扬程30 m。

②输送比重为0.8的油类，流量为40 m3/h，扬程30 m。

③输送比重为0.9的清液，流量为38m3/h，扬程15 m。

11. 水库将水打入一水池。

水池水面比水库水面高50m，两水面上的压力均为常压，要求的流量为90m3/h，输水管内径均为Φ156mm。

在阀门全开时，输水管路的管长和各种局部阻力的当量长度的总和为1000m，对所使用的离心泵在Q=65～135 m3/h范围内属于高效区。

在高效区中，泵的性能曲线可以近似地用直线H=124.5－0.392Q表示，此处H为泵的扬程m，Q为泵的流量m3/h。

泵的转速为2900 r/min，管子摩擦系数λ=0.025，水的密度ρ=1000 kg/m3。

求：
①核算一下此泵能否满足要求？
②如泵的效率在90 m3/h时可取为68％，求泵的轴功率。

如用阀门进行调节，由于阀门关小而损失的功率为多少？
③如将泵的转速调为2600 r/min，并辅以阀门调节使流量达到要求的90 m3/h，比第（2）问的情况节约能量百分之多少？
第四章
一、判断题（正确的划√，错误的划×并改正）
1. 传热面积相同、材料不同的三层平壁稳定热传导过程，其中导热系数λ1>λ3>λ2，各层的温度差为Δt1>Δt2>Δt3，则各层的热阻R1<R2<R3。

2. 传热面积相同、材料不同的三层平壁稳定热传导过程，其中厚度b3>b1>b2，热阻R1>R2>R3, 则三层的温度差为Δt1<Δt2<Δt3。

3. 导热系数及对流传热系数均为流体的物性参数。

4. 现有比重为0.3、0.5的两种玻璃棉用作保温材料。

从利于保温考虑，最好选用比重为0.3的玻璃棉。

5. 水在管内作湍流流动。

若使流速提高至原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的3倍。

6. 一般工程材料，其辐射能力愈大，则其吸收辐射的能力愈小。

α。

7. 欲提高总传热系数K值，关键在于提高热阻较小一侧的
二、填空题
1. 单层圆筒壁热阻的表达式为______。

2. 平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，则可判断各层
λ的大小
导热系数
顺序为______，以及每层热阻的大小顺序为______。

3. 在多层平壁稳定热传导中，通过各层的热通量__。

4. 一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应____，主要原因是______。

5. 对流传热的特点是______。

6. 在对流传热过程中，总热阻是由______那一侧的对流传热所控制。

当两个对流传热系数相差较大时，要提高总传热系数Ｋ值，关键在于提高______。

7. 液体的沸腾曲线分成______、______、______区，工业锅炉的设计是依据______。

8. 627℃时钢的黑度为0.87，则此温度下对热辐射的反射率为______；吸收率为______；透过率为______；辐射能力为______。

9. 影响两固体表面间辐射传热量大小的主要因素有 __， __， __， __。

10. 黑体表面温度由40℃加热到347K ，则辐射能力增加为原来的______倍。

11. 有一套管换热器，环隙有119.6℃蒸汽冷凝，管内空气从20℃被加热到50℃，管壁温度应接近 __ ℃。

12. 如图所示为间壁式换热器中冷热流体稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由______、______及______三个
串联的传热环节组成，由图分析可知：
1 α______
2 α；控制热阻应在______侧，因此若强化该传热
过程，应从______侧 着手。

13. 在相同温度下，实际物体的吸收率A 与黑体的吸收率b A 的关系为______。

A.
b A A > B. b A A < C. b A A = D. 不一定
三、计算题
1. 壁炉系用厚225mm 的耐火砖、厚120mm 的绝热砖及厚225mm 的建筑砖筑成。

炉内壁温度为1200K ，外壁温度为330K 。

若各种砖的热传导系数分别为1.4W/m·K ，0.2 W/m·K 和0.7W/m·K ，求单位面积的热损失及耐火砖与绝热砖交界处的温度。

2. 有一内径50mm的圆管，壁厚3mm，包以两层同心的绝热层，内层厚25mm，热传导系数为0.04W/m·K；外层厚为40mm，热传导系数为0.06。

若管内壁温度为550K，外表面温度为330K，问每米管长的热损失速率为多少？
3. 有一外径150mm的钢管，为减少热损失，今在管外包以两层绝热层。

已知两种绝热材料的热传
导系数之比212
λλ=
，两层绝热层厚度相等皆为30mm。

试问应把哪一种材料包在里层时，管壁热损失较小。

设两种情况下两绝热层的总温度不变。

4. 苯通过一套管换热器的环隙，自20℃升至80℃，该换热器的内管规格为f19mm×2.5mm，外管规格为f38mm×3mm。

苯的质量流量为1800kg/h。

试求苯对内管壁的表面传热系数。

5. 饱和温度为100℃的水蒸汽在长为2.5m，外径为38mm的竖直圆管外冷凝。

管外壁温度为92℃。

试求每小时蒸汽冷凝量。

又若将管子水平放置每小时蒸汽冷凝量又为多少。

6. 用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温度为420℃，热电偶的发射率为0.6，空气对热电偶的表面传热系数为35W/m2·K，管内壁温度为300℃，试求空气温度。

7. 某一逆流操作的套管换热器。

冷却水进口温度130
t=
℃，出口温度284
t=
℃；热流体进口温
度1180
T=
℃，出口温度2120
T=
℃。

改为并流操作，其他条件均不变，两流体的进出口温度分别为多少？
8. 一列管换热器，管外用2.0×105Pa的饱和水蒸汽加热空气，使空气温度从20℃加热到80℃，质量流量为2000kg/h。

现因生产任务变化，如空气流量增加50%，进、出口温度仍维持不变，问在原换热器中采用什么方法可完成新的生产任务？
9. 在一逆流换热器中，将1.25kg/s的苯用冷却水从350K冷却到300K，苯的平均比热取1.9 kJ/kg·K。

冷却水入口温度290K，出口温度320K。

换热器中采用外径25mm，内径20mm的钢管。

水走管程，水和苯的对流传热系数分别为0.85和1.7 kw/m2·K，管壁导热系数为45 w/m·K，水的比热为4.18
kJ/kg·K。

若忽略污垢热阻，试求所需管子总长。

10. 在一管壳式换热器中，要求用初温为30℃的原油来冷却重油，使重油从180℃冷却到120℃。

重油的流量为10000 kg/h，比热为2177 J/kg·℃；原油的流量为14000 kg/h，比热为1926 J/kg·℃。

若换热时的总传热系数Ko=116.3 w/m2·℃，试问当原油和重油为并流操作时：
①原油的出口温度为多少？
②所需换热器的换热面积为多少？
11. 今欲设计一台管壳式换热器，将流量为每小时80吨、温度为25℃的水，用2.025 kg/cm2的饱和水蒸汽加热到60℃。

已知水一侧的对流传热系数为0.46 kw/m2·℃，蒸汽一侧的对流传热系数为116 kw/m2·℃。

管子为壁厚仅1 mm的薄壁管。

若忽略管壁及污垢热阻，问：
①所需换热面积为多少m2?
②单位时间的蒸汽耗量为多少kg/h?
2.025 kg/cm2的饱和水蒸汽的温度为120℃，冷凝潜热为2205 kJ/kg,水的比热取4.18 kJ/kg·℃。

12. 在并流换热器中，用水冷却油。

水的进、出口温度分别为15℃和40℃，油的进、出口温度分别为140℃和95℃。

现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，设油和水的流量、进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为1 m，试求将此换热器的管长增至多少米才能满足要求。

设换热器的热损失可忽略。

13. 在传热面积为10m2的管壳式换热器中，用工业水集中冷却车间内各离心泵的轴封冷却用水，工业水走管程，进口温度为20℃；轴封冷却水走壳程，进口温度为70℃，采用逆流操作方式。

当工业水流量为1.0 kg/s时，测得工业水与轴封冷却水的出口温度分别为40℃与29℃；当工业水流量增加一倍时，测得轴封冷却水出口温度为24℃。

假设管壁两侧刚经过清洗，试计算：
①工业水流量变化前后的总传热系数；
②管程和壳程的对流传热系数。

（传热管可看作薄壁管，水的比热可近似取为4.2 kJ/kg·℃，管内流动已达湍流。

）
14. 在壁温为38℃的房间内，有长6m，直径为12.5cm的水平管道，管壁温度为150℃，房间内的空气温度为20℃，若管道的黑度为0.7,试计算管道通过对流和辐射一共散失多少热量。

已知管道与空气的对流传热系数为7.496 w/m2·℃。

15. 某厂在单壳程双管程换热器中，用130℃的饱和水蒸汽将乙醇水溶液从25℃加热到80℃，列管换热器由90根ф25×2.5mm，长3m的钢管所构成，乙醇水溶液处理量为36000kg/h，并在管内流动。

饱和水蒸汽在管间冷凝。

已知钢的导热系数为45 W/m·℃，乙醇水溶液在定性温度下的密度为
880kg/m3，粘度为1.2cP（厘泊），比热为4.02kJ/kg·℃,导热系数为0.42 W/m·℃，水蒸汽的冷凝传热系数为10000 W/m2·℃，在操作条件下，垢层热阻及热损失可忽略不计，试确定：
①此换热器能否完成生产任务？
②当乙醇水溶液处理量增加20％，在溶液进口温度和饱和水蒸汽温度不变的情况下，仍在原换热器中加热乙醇水溶液，则乙醇水溶液的出口温度变为多少？（乙醇水溶液的物性可视为不变）
第五章
一、填空
1. 在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热。

若将壳程由单程改为双程，则传热温差______。