环境工程原理试题库(更全)解读

《环境工程原理》试题库
试题一 一：问答题（36分）
1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？
2、何谓气缚现象？如何防止？
3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？
4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：
（1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？
（2）传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？
（3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？
5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？
6、单效减压蒸发操作有何优点？
二：填空题（18分）
1、某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH ,
__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。

2、常温下水的密度为10003m
Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s
m 3 速度流动，其流动类型为 ______________。

3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________.
4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。

5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s
m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________s
m 。

6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________.
7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。

8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。

9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。

10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。

11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。

12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。

其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。

三：计算题(46分)
1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体
的流量及阀的局部阻力糸数？
2、在一 列管式换热器中，用冷却
将C 0100的热水冷却到C 050，热水 流量为h
m 3
60，冷却水在管内 流动，温度从C 020升到C 045。

已 知传热糸数K 为C
m w .20002， 换热管为mm 5.225⨯φ的钢管，长 为3m.。

求冷却水量
和换热管数 （逆流）。

已知：3960m
K =热水ρ
C C .4==冷水热水 试题一答案：
一、填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8⨯. 2、5310310.11000.3.1.0⨯===-μρdu R e 。

湍流。

3、层流、过渡流和湍流。

4、增加、降低。

5、3-8s m 、8-15s m 。

6、启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前
不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来
调节流量的。

7、分散、连续。

8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。

9、热传导、对流传热、热辐射。

10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。

11、称为对流传热膜糸数。

当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。

增加流程、加拆流挡板。

12、滴状冷凝和膜状冷凝。

滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。

二：问答题
1、g u d l h 2..21111λ=。

122d d =，122241..4
1u d V u ==π， 12222../64λμρ
λ==u d 。

12222216
12..h g u d l h ==λ。

2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。

离心泵启动前应灌满液体。

3、沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。

沉降可分为重力沉降和离心沉降。

颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。

50m 25m
图1-1
3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数K 接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。

（蒸汽散热快）。

4、因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。

5、可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。

三：计算题
1、 图示，在1-1，2-2面间列板努利方程 g
p g u z ρ12112++='22222h g p g u z +++ρ g
u g u d l u 2.2..81.925000102
22进ςλ++⨯++=++ ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯=81.921.5.081.921.1.050.03.081
.921.52u s m u 44.2= h m s m u d V 3329.68019.0..4
1===π。

在2-2，3-3面间列板努利方程 +++g
p g u z ρ22222='32332h g p g u z +++ρ，g u g u g u d l 22.2..050222ςςλ+++=+出 ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯=81.92181.921.1.025.03.081
.9244.252ς ， 8=ς。

即流体的流量为h m s m 339.68,019.0局部阻力糸数为8。

2、 （1）、τ..22A K V = 6030.30.4.222⨯=K s m K 26
10
56.3-⨯=
τ.102.332-⨯=V
（2）、222'2121..V A K V ==τ 3'7.1m V = （3）、τ..222''A K V
= ， 36002.301056.32..22622''⨯⨯⨯⨯==-τA K V 3''8.6m V =。

3、 ()2111T T C G -= ，s
Kg G 322= C t 05.42=∆ =A ()1222t t C G -/t K ∆.=24.39m 。

.167=n 即冷却水的流量为s
Kg 32和管子根数为167根。

试题二
一：填充题（20分）
1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI 制中的单位是___________。

2、常用测定流量的流___________._____________._________________。

3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。

若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。

4、等边三角形的边长为a ，其当量直径为____________________。

5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数λ与e R 的关系为______________。

6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为 __________._____________._____________.__________________。

7、气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。

8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。

9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程， 过滤速率是指___________________________________________。

10、传热一般采用逆流操作，但为__________________.________________ 时采用并流操作。

11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。

12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去 ___________溶液的浓度或析出溶质。

13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。

14、对流传热的热阻主要集中在______________,因____________________ 强化对流传热的重要途径。

15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa 。

二：问答题（30分）
1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？
2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？
3、采用多级压缩的优点有哪些？
4、列管式换热器为何要进行热补偿？
5、单层圆筒壁的内、外半径分别为1r 和2r ，壁表面温度分别为'T 和't ，若't 〈'T ，试写出圆筒任意半径r 处的温度表达式？
三：计算题（50分）
1、流量为5000h m 3的水通过一根20Km 长的水平管，总压降为0.5Mpa 。

现在中央接一完全相同的平行管到中点。

问总流量变为多少h
m 3？
（设总压降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。

2、泵将C 020的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为
mmm 498⨯φ的无缝钢管。

吸入管长为50m ，排出管长为160m 。

且泵到
管出口的距离为10m ，其中流量为h m 3
35。

（已知：atm p 10=，
02.0=λ,0.3=s H m,Kw N 2=电,94.0=电η）.(C 020时水，31000m
Kg =ρ，23.1024.1m s N -⨯=μ，230104.2m
N p ⨯=)
求：忽略动压头，求泵的安装高度？
泵的轴功率和效率？
3、一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为mm 5.225⨯φ，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却2CS 饱和蒸汽，使之从饱和温度C 046降至C 010。

2CS 走管外，其流量为s
Kg G 07.01=，其冷凝潜热为Kg Kj 356，比热为C Kg Kw 0.05.1。

水走管内，且与2CS 成逆流流动。

冷却水的进出口温度分别为C 05和C 030。

已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为C m W K 021.2000=和C
m W K 022.100=。

问此换热器是否造适用？
4、用一传热面积为210m 的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%，沸点进料，要求每小时蒸得375Kg 浓缩液，已知加热蒸汽压强为200Kpa ，蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取C 08，热损失可忽略不计。

试求：（１）开始设入使用时，此蒸发器的传热糸数为多少？
（２）操作一段时间后，因物料在传热面上结垢，为完成同样蒸发任务，需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa ，问此时蒸发器的传热糸数为多少？
查得20Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 01.60，汽化潜热为Kg Kj 9.2354 查得200Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 02.120
查得350Kpa 水蒸汽的饱和温度为C 08.138
试题二的答案
一：填充题
1、dy dw .μτ=、2.m
s N 。

2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。

3 、位置、时间、时间、位置。

4、a 3
3。

5、抛物线、0.5、e
R 64。

6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。

7、通风机、鼓风机、压缩机。

8、颗粒的停留时间大于沉降时间。

9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。

10、控制温度、降低粘度、减少阻力。

11、导热糸数小的。

12、不挥发性、提高。

13、增加、增加。

14、层流内层、减薄层流内层的厚度。

15、10.13-101.3.
二：问答题
1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当
2000 e R ，为层流，当4000 e R 为湍流。

2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此
薄层称为层流内层。

受管径、流速、粘度和密度。

3、 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机
结构更为合理。

4、 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不
相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。

若两流体的温度差较大
（C 050以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。

因此我们要考虑热补偿。

5、 ()1
2''ln ...2r r t T L Q -=λπ=()1'ln ...2r r t T L -λπ ()
121'''ln ln ..r r r r t T T t --= 三：计算题 1、 设接平行管道后，总流量为h m V 33。

二平行管流量为h m V 31和h m V 32。

板努利方程： =+ρ3232p u ∑++11212f h p u ρ =+ρ
3232p u ∑++22222f h p u ρ 总压降相同得： +2..2333u d l λ 2..2
111u d l λ=2
..2u d l λ， λλλλ===321，l l l l 21321===。

312
1u u = u u 583= h m V V 3'633058==。

1 3
2 图2-1
图2-2
2、s m d V
u 53.13600.09.0..4135
.4
1221===ππ。

s
m u 53.12=。

m g u d l g u H h g u H Z s f s 555.181
.9.253.1.09.050.02.081.9.253.10.32..222222'2=--=--=--=λ
考虑0.5m 的安装安全糸数。

则泵的安装高度为1m.
Kw N N 88.194.0.2===电电轴η.
()g u g u d l Z h Z H 22..2
2'
出进ςςλ+++=+= . 81.9.253.1.5.0109.05016002.0112
⎪⎭
⎫ ⎝⎛++++=H . m H 75.16=. Kw g HQ N 6.13600/81.9.1000.35.75.16===ρ . %85==电
N N η. 3、换热器已有的传热面积：207.73.025.0.14.3.30..m dl n A ===π。

求所需的传热面积：
冷凝段的热量：1Q =Kw r w 9.24356.07.0.==
冷却段的热量：()Kw T T C w Q 65.236.05.1.07.0..2112==-=。

总热量为：Q=1Q +2Q =27.55Kw
冷却水的用量：()()
s Kg t t C Q G 0263530.187.455.27.12=-=-=水 冷却水离开冷却段的温度：C C G Q t t 014.7187
.4.263.065.25=+=+=比水 冷凝段的温度差：()()C t 07.2530464.746ln 30464.746=-----=∆ 冷却段的温度差：()()C t 04.165
104.746ln 5104.746=-----=∆ 冷凝段所需传热面积：2184.47
.25.2001000.9.24.m t K Q A ==∆= 冷却段所需传热面积：2261.14
.16.1001000.65.2.m t K Q A ==∆= 所需的总的传热面积：A=6.452m .
4、水分蒸发量：F x x F W 625.01.10=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=，375=-W F .
F=1000Kg , W=625Kg
溶液的沸点为 C t 01.6881.60=+=。

传热糸数K 为：()C
m w t A Q K 02.7851.682.120.3600.101000.9.2354.625=-=∆=
改变压力后的传热糸数：
()C
m w t A Q K 02'.5781.688.138.3600.101000.9.2354.625=-=∆=。

可见结垢以后的传热糸数降低。

试题三
一：填充题（18分）
1、空气在标准状态下密度为1.293
m Kg
，在0.25Mpa 下（绝压）C 080时的密 度为__________________。

2、产生流体阻力的原因有_________________._______________________
3、转子流量计在安装时应_________________。

4、连续性方程2211s u s u =是__________指导出来的，它适用______流体。

5、 直管阻力的表示式为____________________，管中流出
出ζ=__________流入管中入ζ=_____________。

6、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。

7、 往复式压缩机的工作循环为_______._____ ._____._______四个阶段。

8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________
_______________.________________________________.
9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 ______________程。

10、一根暴露在外的热管子以__________.___________散发热量。

11、()()n e R d Pr ..023.08.0内λ
α=式中两个准数Re =__________，
Pr=__________. 若液体被冷却时n=____________。

12、多效蒸发主要有_______._________._________三种典型流程。

二：判断题（18分）
1、在并联管路中，它们的阻力相等，同理在串联管路中，它们的流速也是相等 的。

（稳定流动）。

2、转子流量计可以读出任何流体的流量。

3、用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI 制中属层流范围，在cgs 制中属 湍流范围。

4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。

离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。

5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。

6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。

7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。

8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。

9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。

10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。

11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大，推动力小。

12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。

13、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。

14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。

15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利用二次称为双效蒸发，依次类推。

16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。

17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。

18、总传热糸数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。

三：计算题（64分）
1、图示，“U ”管压差计甲的上部管内充满了水，下部为汞，汞的液面落差为cm 3，求12P ∆？若再接一“U ”管压差计乙，其上部仍为水，下部放置不知名的液体，且测得cm R 5.63=乙，求
ρ？
2、一降层室长为5m,宽为3m ，高为4m 。

内部用隔板分成20层，用来回收含尘
气体中的球形固体颗粒，操作条件下含
尘气体的流量为h m 336000，气体密度 39.0m Kg
=ρ，粘度为s mPa
.03.0=μ。

尘粒密度34300m
Kg =ρ。

试求理论上能 100%除去的最小颗粒直径？
3、外径为200mm 的蒸汽管道，管外壁温度 为
C 0160。

管外包以导热糸数为 图3-1
t 4101.108.0-⨯+=λ的保温材料。

要求保温层外壁面温度不超过C 060，
每米 管长的热损失不超过m
w 150。

问保温层的厚度应为多少？ 4、欲将浓度为25%，沸点为C 05.131，流量为h
Kg 3600的NaOH 水溶液经蒸发浓缩到50%。

料液的进口温度为C 020，加热蒸汽的压强为
392.4Kpa （绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取K
m W .11002，溶液的密度为31500m Kg 。

若忽略蒸发器的热损失。

求加热蒸汽的消耗量及蒸发器所需的传热面积？C Kg Kj C 0.93.4= 已知：p=53.32Kpa, C t 083=, Kg
Kj r 2000= p=392.4Kpa, C T 09.142= Kg
Kj R 2143= 试题三答案
一：填充题
1、 35.2m
Kg 。

2、内縻擦力和流体的流动状态。

3、保持垂直。

4、质量守恒定律、21ρρ=
5、d l .λ2
2
u 、1、0.5. 6、 气蚀现象。

7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。

8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流
体以对流传热的方式获得热量
9、管程。

10、自然对流、热辐射。

11、μρu d R e .=、λ
μp r C P .=、3.0=n 12、并流、逆流和平流。

二：判断题
6、10、17为对，其余都为错。

三：计算题
1、()Rg p 测示ρρ-=∆ ()
Kpa p 708.310.81.9.03.0.16.133=-=∆。

()Kpa p 708.310.81.9.635.0.13=-=∆示ρ， 31600m Kg =示ρ。

2、降沉室的总面积：23003.5.20m A ==。

沉降速度：s m A V u 033.03600
.30036000===。

设沉降区为层流，则有：()μ
ρρ18..2g d u s -= ()3
210.03.0.1881
.9.9.04300.033.0--=d ， m d 51006.2-⨯=。

验算：166.010
.03.09.0.033.0.1006.235 =⨯==--μρdu R e 。

3、保温材料的导热糸数 ：K
m w .0921.0=λ。

()()150100
100ln 601600921.140.3.2ln .2=+-=-=δλπr R t T l Q ， mm 47=δ。

4、水分蒸发量： h Kg x x F W 180050251.36001.10=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=。

加热蒸汽消耗量：
()()s Kg R t t C F D f 736.02143
205.131.93.4.3600..0=-=-=。

所需的传热面积为：()
29.1255.1315.142.11002143.736.0..m t K R D A =-=∆=。

即所需的加热蒸汽消耗量为s
Kg 736.0。

所需的传热面积为29.125m
试题四 一：填充题（20分）
1、边界层的形成是流体具有_________结果。

2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按_____管内的流速
来计算动能项。

3、长方形的长为2a ，宽为 a ，其当量直径为_________________
4、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的___________.
5、经内径为158mm 的钢管输送运动粘度为s m 2
90的燃料油，若保持油品
作层流流动，则最大流速不能超过________。

6、用离心泵在两个敞开容器间输液，若维持两容器的液面高度不变，当关
小输送管道的阀门后，管道的总阻力将___________。

6、离心泵的工作点是___________曲线与________________曲线的交点。

8、往复式压缩机的余隙糸数ε=___________,ε_______-，则容λ增大，生
产 能力_______________。

9、沉降操作是指在某种______中利用分散相和连续相之间的________,使之
发生相对运动而实现分离的操作。

沉降过程有_____和_____沉降两种方式。

10、工业上常用的过滤介质主要有________、__________、___________。

11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_______而不是______。

12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差
变 化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序__________________。

13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_______、_________、_________ 。

应维持在_____________区内操作。

14、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能
是由于___________________________________所引起的。

15、温度差损失包括__________________________、___________________、
____________________________。

二：选择题
1、层流和湍流的本质区别是（ ）
A 、流速不同；
B 、流通截面积不同；
C 、雷诺数不同；
D 、层流无径向流动，湍流有径向流动；
2、选择下述流体在管路中常用的流速
（1）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）；
（3）、压强较高的气体（ ），（4）、粘度较大的液体（ ）；
_ A 、1-3s m ，B 、0.5-1s m ,C 、15-20s m ,D 、30-50s
m 3、离心泵铭牌上标明的是泵在（ ）时的主要性能参数。

A 、流量最大；
B 、压头最大；
C 、效率最高；
D 、轴功率最小；
4、下列结论正确的是（ ）。

A 、 液体的粘度随温度的升高而减小；
B 、 气体的粘度随温度的升高而增大；
C 、 液体的粘度基本上不随压强变化；
D、气体的粘度随压强增大而减小。

5、离心泵吸入管路底阀的作用是（）。

A、阻拦液体中的固体颗粒；
B、避免出现气蚀现象；
C、维持最低的允许吸上高度；
D、防止启动前充入的液体从泵内漏出；
6、在一个过滤周期中，为了达到最大生产能力应（）
A、过滤时间应大于辅助时间；
B、过滤时间应小于辅助时间；
C、过滤时间应等于辅助时间；
D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期；
7、下述说法中正确的是（）。

A、过滤速率与过滤面积成正比；
B、过滤速率与过滤面积的平方成正比；
C、过滤速率与滤布阻力成反比；
D、过滤速率与操作压差的平方成正比；
8、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（）。

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；
9、旋液分离器是利用离心力分离（）。

A、离心机可分离液液混合物；
B、离心机可分离液固混合物；
C、离心机可分离气固混合物；
D、离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相；
10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程的将是（）。

A、管壁热阻；
B、管内对流传热热阻；
C、污垢热阻；
D、管外对流传热热阻；
11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（）。

A、设置折流挡板；
B、增大板间距；
C、增加管程数；
D、增加管内流体的流速；
12、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。

A、高压流体；
B、蒸汽；
C、易结垢的流体；
D、腐蚀性流体；
E、粘度大的流体；
F、被冷却的流体；
13、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热糸数，但同时地导致（）。

A、管内易结垢；
B、壳程流体流速过低；
C、平均温差下降；
D、管内流动阻力增大；
14、增大换热器传热面积的办法有（）。

A、选用粗管排列；
B、选用翅片管；
C、增加管程数；
D、增加壳程数；
15、关于传热糸数K下述说法中错误的是（）。

A、传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值；
B、总传热糸数K随着所取的传热面不同而异；
C、总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性
无关；
D、要提高K值，应从降低最大热阻着手；
三：计算题
1、 图示为一输油管路，未装流量计，
但在A 、B 分别测得压强为
Kpa P A 150=，Kpa P A 140=，试估算管道
中油的流量？ 已知：管为mm 489⨯φ，A 、
B 间距为10m,
其中管道的当量长度为9.3m ， 3820m
Kg =ρ，cp 121=μ。

2、试证明球形颗粒在重力场中作自由
沉降时，层流区域内的沉降速度公式 为：
()μ
ρρ.18..20g d u s -=。

3、用一板框压滤机在300Kpa 压强差下过滤 图4-2
某悬浮液。

已知过滤常数K 为s m 25
10
5.7-⨯，
e q 为2
3012.0m
m 。

要求每一操作周期得38m 滤液，过滤时间为0.5h 。

设滤
饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。

试求：过滤时间；若操作
压强
差提高至600Kpa ，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为
mm 25635635⨯⨯ ，若 要求每个过滤周期仍得38m 滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过
滤时间
又为多少？
4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为mm 225⨯φ。

水以
s
m 7.0的 流速在管内流动，并从C 017被加热到C 037。

流量为s
Kg 25.1、温度为C 072
烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同温度的液体。

烃蒸汽的冷凝潜热为
Kg
Kj 315。

已测得：蒸汽冷凝传热糸数为C
m w 02.800，管内侧热阻为个侧热阻的40%，
污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管
程数。

计算时可忽略管壁热阻及热损失。

试题四答案
一：填充题
1、粘性。

2、细。

3、a 3
4。

4、剪应力。

5、s
m 14.1。

6、不变。

7、管路特性曲线、离心泵特性曲线。

8、3
13V V V -、 小、大。

9、力场、密度、重力、离心。

10、 织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。

11、滤饼层、过滤介质。

12、依次增加。

13、自然对流、膜状对流、核状对流、 核状对流。

14、冷凝水未排出、不凝性气体未排
15、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。

二：判断题
1、D ．
2、D 、A 、C 。

3、C 。

4、A 、B 、C ．
5、B 。

6、D
7、B ． 8、C 。

9、B 。

10、B ． 11、A 。

12、A 、C 、D ；B 、E 、F 。

13、C 、D ． 14、B 。

15、C 。

三：计算题
1、在A-B 两点间列板努利方程： B A A Z g u g P Z =++2.2ρg
u d l l g u g P e B 2.2.22
++++λρ。

181
.9.8201015003=⨯+81.9.2.081.03.1981.9.820101402
3u λ+⨯+. 02.0.2=u λ. 设流体在管路中作层流流动，则：e
R 64=λ ， u 117.0=λ。

02.0.117.002.0.22===u u
u λ。

s m u 7.1=。

核算雷诺准数：2000933.. ==μ
ρu d R e 。

则：油品的流量为h m u d V 3252.31 (4)
1==π。

2、颗粒作自由沉降，受力：g d F s ρπ...6131= ，g d F ρπ (6)
132= 2
(412)
23u d F ρπς= ，ma 。

0321=--F F F ()ρς
ρρ.3...4g d u s -=，层流：e R 24=ς ，()μρρ.18..2g d u s -=。

3、过滤面积：()τ.2K q q e =+ ，()
3600.05.10.5.7012.0852-=+A ，25.22m A =。

滤饼体积：32.0025.0.8m V ==，框数20025
.0.635.0.635.02.0==n 。

过滤总面积：2213.1620.2.635.0m A ==。

()τ.2K q q e =+，()
τ4210.5.1012.013.168-=+，h 478.0=τ。

5、传热量为：Kw Q 394=。

所需水量：s
Kg W 713.4=。

C t 025.44=∆。

单管水量：s
Kg W 243.0=，每程所需管子数为：20=n 。

每程传热面积：271.4m A =，传热糸数：C m W K 02.2.476= 所需传热面积：2'7.18m A = 管程数为：n=4.总管数为80根。

试题五
一：简答题（60分）
1、 图示管路中，流体作稳定流动。

问： （1）、静压头g p ρ哪个大？为什么？ （2）、体积流量V 哪个大？为什么？ （3）、质量流速哪个大？为什么？ （不计阻力）
2、图示，测出A 、B 两端点的压力差？
3、管子的类型有哪几种？表示方法有哪几种？家里的自来水管是什么管？
4、何谓离心泵的汽蚀现象？如何防
止？
5、何谓过滤介质？对过滤介质有何要
求？
6、说明热负荷与传热速率的概念及两者
之间的关糸？
7、何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？
8、叙述导热糸数、对流传热膜糸数、 图5-2
传热糸数的单位及物理意义？
9、强化传热的途径有哪些？ 10、蒸发操作有何特点？ 二：计算题
1、容器A 、B 分别盛有水和密度为
3800m Kg 的洒精，中间接一水银压差计。

（1）当容器A 中的压强pa P A 410943.2⨯= （表压）时，测得m R 3.0=，m h 5.01= m h 2.02=，求容器B 内的压强为多少？
（2）当容器A 中的压强减小至
pa P A 410962.1⨯=，容器B 内的压强不变， 图5-3
则水银压差计内的读数为多少？
2、用油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷，贮罐内异丁烷液面恒定，其上方
压强为652.365Kpa 。

泵位于贮罐液面以下1.5m 处，吸入管路的全部压头
损失为1.6m 。

异丁烷在输送条件下的密度为3530m
Kg ，饱和蒸汽压为637.65Kpa 。

在泵的性能表上查得，输送流量下泵的允许汽蚀余量为
3.5m 。

试问该泵能否正常操作？
A p
B p
3、在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1Mpa （表压）下20分钟可在每
平方米过滤面积上得到0.1973m 的滤液，再过滤20分钟又得到滤液
0.093m ,试求共过滤1小时可得总滤液量为多少？
4、某溶液在单效蒸发器中蒸浓，用饱和蒸汽加热，需加热蒸汽量
h Kg 2100，加热蒸汽的温度为C 0120，其汽化潜热为Kg
Kj 2205。

已知蒸发器内二次蒸汽的冷凝温度为C 081，各项温度差损失共为C 09。

取饱
和蒸汽冷凝的传热膜糸数2α为K
m W .80002，沸腾溶液的传热膜糸数1α为K
m W .35002，求该换热器的传热面积？（管壁热阻、垢层热阻及热损失忽略不计）
试题五答案
一：问答题
1、g u g p Z A A A 22++ρ=g
u g p Z B B B 22
++ρ，g p g p B A ρρ .。

B A V V = 。

ρu W =，B A W W =。

2、()h R g p p A ++=..测ρ，()R g h Z g p p B ....示测ρρ+++=
()R g Z g p p p B A ....测示测ρρρ-+=-=∆.()R g Z g p ....测示测ρρρ-+=∆。

3 、管子的类型有：钢管、铸铁管、有色金属管和非金属管。

表示方法有： 英寸表示法、公寸直径表示法、外径乘壁厚。

4、泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此
时液 体将急剧汽化，并产生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂
缝，泵体振 动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。

这一现象称为汽蚀现
象。

确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。

5、过滤介质：一种多孔性物质。

要求：多孔性、阻力小；有一定的机械强度；有一定的化学稳定
性。

6、传热速率：单位时间内通过传热面的传热量。

热负荷：当生产上需要加热（或冷却）某物料时，便要求换
热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量，这是生产对换热器换热
能力的要求，称为该换热器的热负荷。

一个满足生产的换热器应该是：传热速率等于（略大于）热负荷。

7、加热剂：给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。

例蒸汽。

冷却剂：取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却剂。

例水。

8、导热糸数：在壁厚为1m 时，在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。

单位是：K m W .。

传热糸数：当冷热流体的温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。

单位是：K
m W .2。

对流传热膜糸数：当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内以对流传热的方式所传递热量的多少。

单位是：K
m W .2。

9、强化传热的途径有：增加传热面积；（增加有效传热面积） 增加温度差；（采用逆流流动） 增加传热糸数K （增加流体的湍流流动，防
止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）
10、蒸发操作的特点：溶液沸点的升高；节约能源；物料本身的工艺
特性。

二：计算题：
1、11..h g p p A ρ+= ， R g h g p p Hg B ....22ρρ++=。

+--=R g h g p Hg B ....22ρρ11..h g p A ρ+ ，pa p B 31026.7⨯-=。

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=2..'11R R h g p p A ρ，''22..2..R g R R h g p p Hg B ρρ+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-++= ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+2..'11R R h g p A ρ''22..2..R g R R h g p Hg B ρρ+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-++=。

m R 221.0'=。

2、f h h g
p p Z -∆--=.00ρ，m Z 27.26.15.381.9.530637650652365-=---=。

即泵不能正常工作。

3、()τ.2K q q e =+，()60.20.197.02K q e =+，()60.20.2.206.02K q e =+。

()60.20.2.2.2K q q e =+。

23022.0m m
q e = 。

s m K 81096.3-⨯=。

23356.0m m q =。

过滤1小时所得到的总滤液量为0.356 23m
m . 4、传热量：.129022053600
2100.Kw r D Q =⨯== 溶液的沸点：C t 090981=+=。

温差：C t 03090120=-=∆。

传热糸数：K m Kw K .435.28000
1350011111221=+=+=αα。

传热面积：266.1730
.435.21290.m t K Q A ==∆=。

故所需的传热面积为266.17m 。

试题六
一：填充题（20分）
1、精馏分离的依据是________________________的差异，要使混合物中的 组分得到完全分离，必须进行 多次地______________._______________。

2、 相对挥发度的表示式α=______________.对于二组分溶液的蒸馏，当
α=1 时，能否分离___________。

3、q 的定义式是________________________________________，饱和液体进料q=____.饱和蒸汽进料q=____.蒸汽是液体的3倍的混合进料时q=____。

4、二组分的连续精馏操作，精馏段操作线方程为245.075.0+=x y ，提馏段 操作线方程为02.025.1-=x y ，当q=1时，则=W x _____D x =______。

5、在连续精馏中，其它条件均不变时，仅加大回流，可以使塔顶产品
D x _____，若此时加热蒸汽量V 不变，产品量D 将______。

若在改变R 的同
时，保持塔顶采出量不变，必需增加蒸汽用量，那么冷却水用量将________。

6、压力__________.温度__________将有利于吸收的进行。

7、完成下列方程，并指出吸收糸数的单位。

()-=i c k N k 的单位__________________.
()-=p K N G G K 的单位_______________.
8、吸收过程中的传质速率等于分子散速率的条件是___________________
9、饱和空气在恒压下冷却，温度由1t 降至2t ，其相对湿度Φ______，绝对湿湿度H________,露点_________，湿球温度___________。

10、萃取操作的依据是_________________________________________.萃取操 作选择溶剂的主要原则是________________________________________. _______________________________-.______________________________.
二：简答题（36分）
1、叙述恒縻尔流假设的内容？
2、板式塔塔板上造成液面落差的原因有哪些？如何防止？
3、试推导并流吸收塔的操作线方程？并在y-x 的相图上表示出来？
4、叙述双膜理论的论点？
5、画出单级萃取操作相图？
6、叙述湿空气的性能参数？ 三：计算题（44分） 1、双股进料的二元连续进料， 均为泡点液相进料，进料液为21,F F , 求第三段的汽相和液相流量？已知 第一段的汽液相流量分别为V 和L 。

2、某填料吸收塔用纯轻油吸收混
合气中的苯，进料量为1000标准h
m 3。

图6-1 进料气体中含苯5%（体积百分数），其余为惰性气体。

要求回收率95%。

操作时轻油含量为最小用量的1.5倍，平衡关系为Y=1.4X 。

已知体积吸收总糸 V。