化工原理下册练习题及答案

化工原理练习题（传热）

一.填空题

1. 厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b >b >b ;导热系数λ <λ <λ 。在稳定传热过程中，各层的热阻R ______R ______R ;各层导热速率Q ___Q ___Q 。

2. 圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α .α 以及间壁导热系数λ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m .K )时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m .K )和1200(w.m .K )时,总传热系数K __________.

3. 一列管换热器，列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根，则外表面积F =____________________，而以内表面积计的传热面积F ______________。

4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于___________________，折流挡板的形状有____________________，____________________等。

二.选择题

1. 列管换热器管程常用流速范围为：一般液体( ),气体( )。

A. 0.5～3m.s

B. 3～15m.s

C. 5～30m.s

2. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为ｔ 、ｔ ，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ 应( )。

A. 增大

B. 减小

C. 不变

D. 不一定

三、.问答题

1. 说明流体流动类型对给热系数的影响。

2. 传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同?

3. 有一高温炉，炉内温度高达1000℃以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。

四.计算题

1. φ120×5mm的蒸汽管外拟包一层保温材料,其导热系数为0.07w.m .K 。设蒸汽管的内壁温度为110℃,管壁导热系数为45w.m .K 。要求保温层外壁温度不超过20℃,每米蒸汽管的热损失控制在60w以下,试计算保温层的最小厚度。

2. 一套管换热器,外管为φ83×

3.5mm,内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为60m。用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ.kg 。已知油的流量为8000kg.h ,比热为2.2kJ.kg .K ,进口温度为30℃,出口温度为80℃。试求：(1)蒸汽用量；(不计热损) (2)传热系数；

化工原理考试题答案（传热）

一.填空题

1. R >R >R Q =Q =Q

2. 1/K =1/α +bd/λd +1d /α d ；946(w.m .K )

3. F1=127×4π×0.038=60.6m F2=127×4π×0.032=51.1m

4.提高壳程流体的流速, 使壳程对流传热系数提高, 园缺形（弓形）,园盘和环形

二.选择题

1. A. C.

2. A

∵mc(t -t ）=KA△t

mc(t -t ）=KπdL{[（T-t ）-（T-t ）]/[ln(T-t ）/（T-t ）]} 上式可简化为mc/Kπd =L/[ln（T-t ）/（T-t ）

此等式左边为定值，则右边也应为定值，当L增大一倍，ln（T-t ）/（T-t ）也增大一倍，而T，t 均恒定，故t 必增大

四.问答题

1. 流体为层流时，传热是以导热方式进行的。则此时给热系数较小。当为湍流时，传热是以对流方式进行的，此时给热系数增大。所以流体的传热，多在湍流情况下进行。

2. 传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。对流传热则是流体质点发生相对位移来传递热量, 辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。

3. 炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面。在炉壁内通过传导传热，将热量以炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联，所以该传热过程的特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；（2）并联、串联的联合传热同时存在。

五.计算题

1. 按多层圆筒导热

ｑ ＝（t －t ）/（ｌｎ（ｒ /ｒ ）/（2π

λ ）＋ｌｎ（ｒ /ｒ ）/（2πλ ））

将ｒ ＝0.06m,ｒ ＝0.055m，ｒ ＝0.06＋δ

λ ＝0.07w/(m·K),λ ＝45w/(m·K)，ｑ ＝60w/m

t ＝110℃,t ＝20℃代入上式

60=(110-20)/(ln(0.06/0.055)/(2π×45)+ln(ｒ /0.06)/(2π

×0.07))

=90/(0.00031+(lnｒ +2.813)/0.4398)

解得ｒ ＝0.116m,

δ＝0.116－0.06＝0.056m＝56mm

注：本题可简化不计管壁热阻。

2. （1）蒸汽用量Q放＝W.ｒ＝2205×W kJ.h

Q吸＝W' CP (t出－t入）

＝8000×2.2×（80－30）

=8.8×10 kJ.h

Q 放＝Q 吸

∴ ｗ＝8.80×10 /2205≈399.1kg.h

（2） 传热系数的计算 由Q ＝KA Δtm

Δtm ＝（(120-30)-(120-80)）/ｌｎ（(120-30)/(1 20-80)）

＝50/ｌｎ（90/40）＝61.66℃

∴ Ki ＝Q/Ai Δtm

＝8.80×10 /[60×π×(50/1000)×61.66]

≈1514 kJ.h .m .℃

＝420.0 (ｗ.m .K )

化工原理练习题（过滤）

一、填空题

1.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 ，生产能力 。

2. 转筒真空过滤机，转速为n(r/min)，转鼓表面积为A ，转鼓的沉浸度为,

ϕ则过滤周期为 (min)，在一个过滤周期中过滤时间为 (min)，过滤

面积为 。

3.在恒压操作一个周期中，已知过滤时间为θ，获得的滤液量为V ，现仅将

过滤压差增加2倍，则过滤时间变为 (设滤饼不可压缩，且介质阻力不

计)。

4.对板框式过滤机，洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为 ，洗水走过

的距离w L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为 ，洗涤速率（W d dV )θ和终了时的过滤速率E d dV )(θ的定量关系为 。 5.对叶滤机,洗涤面积W A 和过滤面积A 的定量关系为_______,洗水走过的距

离W L 和滤液在过滤终了时走过的距离L 的定量关系为________,洗涤速率(W d dV )θ与过滤终了时的过滤速率（E d dV )θ的定量关系为_______。 6. 转筒真空过滤机，转速越大，则生产能力就越 ，每转一周所获得

的滤液量就越 ，形成的滤饼厚度越 ，过滤阻力越 。

二、计算题

1.设过滤常数为)/(2h m K ，过滤介质的当量滤液体积为)(3m Ve ,过滤时间为

θ，拆装等辅助时间为D θ，过滤面积为A ，滤饼不需洗涤，试推导恒压板框过