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.\

10.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）。

11.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）。

12.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）。

13.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）

14.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（）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。

15.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。

16.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。

17.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。

18.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）。

19.两流体通过间壁换热，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= （）℃。

20.(

21.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。（A腐蚀

性介质）流体应走管内。

22. 在管壳式换热器中，用100℃的饱和水蒸气加热空气，空气的进出口温度分别为20℃和

50℃。则管壁温度约等于（100℃ ），总传热系数K 接近于（空气 ）的对流传热系数。 二、计算题

在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m 3/h ，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152和，轴功率为，转速为2900r/min 。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。试计算该泵的效率，并列出该效率下的泵的性能。

解：分别以真空表和压强表所在截面为1-1和2-2截面，在两截面间列柏努利方程有：

8

.91000247001520004.01

2⨯++=++

∆=g p p z H ρ（真空度）（表压）= m

()=⨯⨯⨯=ρ=

η2450

4

18360026891000g ./.N QH %

三、计算题

-

有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120℃降至80℃，其对流传热系数α1＝50w/(m 2·k)。壳程的冷却水从15℃升至 90℃，其对流传热系数α2＝2000w/（m 2·k ），管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求：（1）水和空气的出口温度2'

t 和

2'

T ，忽略流体物性参数随温度的变化；（2）传热速率'Q 比原来增加了多少

解：①水量增加前 T 1=120℃，T 2=80℃，t 1=15℃，t 2=90℃，

α1=50W/（m 2·K ），α2=2000W/（m 2·K ）， K)W/(m 8.482000

1

50111

1

122

1

⋅=+

=

+

=

ααK

C 3.45158090120ln )1580()90120(ln )()(12211221︒=-----=-----=∆t T t T t T t T T m

m pc c ph h T KA t t c q T T c q Q ∆=-=-=)()(1221

A c q c q pc c ph h 3.458.487540⨯== （a ）

水量增加后 28.022'αα= )K W/(m 3.492000

215011211

1'28

.02

8.01

⋅=⨯+=

+

=

ααK

15''120ln )15'()'120(''ln )'()'('222212211221-----=-----=∆T t T t t T t T t T t T T m

m pc c ph h T A K t t c q T T c q Q '')'(2)'(1221∆=-=-=

|

15''120ln

15''1203.49)15'(2)'120(22222

2-----⋅=-=-T t T t A t c q T c q pc c ph h （b ）

)

15'(275'1204022-=

-t T 或 )'120(807515'22T t -=- （c ）

15

''120ln

)

15'('1203.493

.458.48'1204022222-----⨯⨯=

-T t t T T （d ） 式（c ）代入式（d ），得0558.015

''120ln 22=--T t 057.115''120ln 22=--T t （e ）

由式（c ）与（e ）得 t '2=℃ T '2=℃

②25.180

1209.69120''2

121=--=--=T T T T Q

Q 即传热速率增加了25%。