工程原理计算题样本

45、从传热角度来看，工业锅炉与工业冷凝器的设计是依据（）现象来考虑的。

①核状沸腾及膜状冷凝；②膜状沸腾及膜状冷凝；

③核状沸腾及滴状冷凝；④膜状沸腾及滴状冷凝

46、换热器中任一截面上的对流传热速率=系数X推动力,其中推动力是指（）。

①两流体温度差（T-t）; ②冷流体进出口温度差（t2-t1）;

③热流体进出口温度差（T1-T2）; ④液体温度和管壁温度差（T-Tw）或（tw-t）

47、在一般操作条件下的同类换热器中,空气的对流传热系数为a 1,水的对流传热系数为a 2,蒸汽

冷凝的对流传热系数为a 3,则（）。

①a 1>a 2>a 3 ②a 2>a 3>a 1 ③a 3>a 2>a 1 ④a 2>a 1>a 3

48、一套管式换热器，管内走液体，管间走蒸汽，由于流体入口温度下降，在流量不变的情况下，为依然达到原来的出口温度（不可提高压强），采取简便有效的措施为（）。

①管内加麻花铁；②提高壳程数；③减少壳程数；④换封头

49、对管壳式换热器，当管束和壳体温差超过（）时，应采取适当的温差补偿措施

① 60 C；② 50C；③ 40C；

三：计算

1. 用一复式U形压差计测量水流过管路中A、B两点的压力差。指示液为汞，两U形管之间充满水,

知h1=1.2m, h2=0.4m, h4=1.4m, h3=0.25m,试计算A、

2. 根据附图所示的双液体U管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知

压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m3和998 kg/m3,压差计的读数R= 300mm两扩

大室的内径D为60mm, U管的内径d为6mm

h

3. 某一高位槽供水系统如附图所示,管子规格为© 45x 2.5mm当阀门全关时,压力表的读数为78kPa。当阀门全开时,压力表的读数为75 kPa,且此时水槽液面至压力表处的能量损失能够表示为

W f u2J/kg( u为水在管内的流速)。试求:

(1) 高位槽的液面高度；

(2) 阀门全开时水在管内的流量(m'/h) <

4•附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m3,循环量为45 nVh。管路的内径相同，盐水从A流经两个换热器至B的压头损失为9m,由B流至A的压头损失为12m,问：

(1)若泵的效率为70%,则泵的轴功率为多少？

(2)若A处压力表的读数为153kPa,则B处压力表的读数为多少？

5•如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以40nVh的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且相差20m 输送管内径为100mm,管子总长为45m(包括所有局部阻力的当量长度)。已知油品的密度为890kg/m3, 粘度为

0.487Pa • s,试计算泵所需的有效功率。

6.如附图所示,密度为800 kg/m3、粘度为1.5 mPa • s的液体,由敞口高位槽经© 114X4mmfl勺钢管流入一密闭容器中,其压力为0.16MPa（表压），两槽的液位恒定。液体在管内的流速为 1.5m/s,管路中闸阀为半开,管壁的相对粗糙度/'d二0.002,试计算两槽液面的垂直距离z。

7、试计算直径为30卩m的球形石英颗粒（其密度为2650kg/ m3）,在20C水中和20C常压空气中的

自由沉降速度

& 用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150riVh,泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m和45m泵吸入管与排出管分别为内径205mn和内径180mm的钢管。吸入

管管长50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m（包括排出管路局部阻力的当量

长度）,吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm,水的密度1000 kg/m3,粘度1.0 X 10-3 Pa.s,泵

的效率为65%,圆管内湍流摩擦系数用下式计算

试求:

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9、离心泵吸入管直径为d i=80mm,长L i=6m,阻力系数为入1=0.02,压出管直径为d2=60mm,长L2=13m,

阻力系数为入2=0.03。吸入管和压出管上各有一个弯头,局部阻力系数E B=E F=0.75,压出管E处装有阀门，局部阻力系数为E E=6.4,管路两端水面高度差H=10m,泵出口高出水面2m,管内流量12X 10-3m/s。求：（1）每kg流体需从离心泵获得的机械能；（2）泵前后C、D的压强及泵处的阻力损失；（3）如果是高位槽中的水沿同样的管路向下流动，管内流量不变，是否需要安装离心泵？

10、贮槽内水位维持恒定，槽的底部与内径为100mm勺钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀。举例入口端15m处装有以汞为指示剂的U管压差计，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直管长为20m U管汞面上有一小段水柱，计算时能够忽略。（1）当闸阀关闭时，测得R=600mm h=1500mm;当闸阀部分开启时，R=400m m h=1400mm摩擦系数入可取为

0.025,管路入口处的局部阻力系数取为0.5。求每小时从管中流出若干立方米的水。（2）当闸阀全开时，U 管压差计测压处的静压强为多少（表压）？闸阀全开时le/d=15,摩擦系数仍可取为0.025。

11、用离心泵将水以10n i/h的流量由水池打到敞开的高位槽，两液面保持不变，液面高度差为20m,管路总长度（包括所有的当量长度）为100m,压强表后管路长度为80m（包括当量长度），管路摩擦系数

为0.025,管子内径为0.05m,水的密度为1000kg/m3,泵的效率为80%试求：(1)泵的轴功率；(2) 若泵的允许吸上真空度为6m,吸入管路阻力为1m,实际安装高度为1.5m，问该泵能否避免汽蚀现象

(动压头可忽略，)。

12. 蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置，假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为适合？

13. 设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖、绝热砖和普通砖。耐火砖和普通砖的厚度为0.5m和0.25m。三种砖的系数分别为1.02 W/(m「C )、0.14 W/(m「C )和0.92 W/(m「C ),已知耐火砖内侧为1000C , 外壁温度为35C。试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940C ,普通砖不超过138C。

14. 直径为© 57X 3.5 mm钢管用40mn厚的软木包扎，其外又用100mn厚的保温灰包扎，以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-120 C ,绝热层外表面温度为10 C。软木和保温灰的导热系数分别为

0.043W/(m. C)和0.07 W/(m. C ),试求每米管长的冷量损失量。

15. 一套管换热器，用热柴油加热原油，热柴油与原油进口温度分别为155C和20C。已知逆流操作时，柴油出口温度50C ,原油出口60C ,若采用并流操作，两种油的流量、物性数据、初温和传热系数皆与逆流时相同，试问并流时柴油可冷却到多少温度？

16. 在并流换热器中，用水冷却油。水的进、出口温度分别为15C和40C,油的进、出口温度分别为150C和100C现因生产任务要求油的出口温度降至80C，假设油和水的流量、进口温度及物性均不变，原换热器的管长为Im,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。

17. 在逆流换热器中，用初温为20C的水将1.25kg /s的液体(比热容为1.9kJ /kg • C、密度为850kg

/m),由80C冷却到30C换热器的列管直径为© 25X 2.5mm,水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW/(m2-C)和1.70kWZ(m2-C),污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50C ,试求

换热器的传热面积。

18. 在列管式换热器中用冷水冷却油。水在直径为© 19X 2mm的列管内流动。已知管内水侧对流传热系数为3490修(m2-C ),管外油侧对流传热系数为258W7(m2-C)。换热器在使用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为0.000 26m2-C/ W,油侧污垢热阻为0.000 176m2-C/W管壁导热系数为45V/(m -C ),试求：

(1)基于管外表面积的总传热系数；(2) 产生污垢后热阻增加的百分数。

19. 有一列管换热器，热水走管内，冷水在管外，逆流操作。经测定热水的流量为200kg/h,热水进出