《化工原理》上下册复习纲要总结

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腾现象有 沸腾和 沸腾,工业上的沸腾装置一般是按 沸腾设计的。

116.蒸汽冷凝放热时,要经常注意排放 ,这是因为 。

117.在SI单位制中,对流传热系数α的单位是 。 118.两流体通过间壁换热,冷流体从20oC被加热到50oC,热流体从100oC被冷却到65oC,则最小平均温差推动力Δtmmin= oC。

119.对流传热是指 和 间的传热过程。

120.某物体(近似为灰体)的黑度为0.7,物体的温度为300℃,其辐射能力为 ,其吸收率为 。

121.密度为ρ、导热系数为λ、粘度为μ、比热为Cp的流体的Pr= ,若该流体Pr<1,则该流体是 。

122.在SI单位制中,对流传热系数λ的单位是 。

123.列管式换热器可分为三种类型,即 、 、 。 124.两流体通过间壁换热,冷流体从20℃升高到50℃,热流体从120℃降低到70℃,则最大平均温差推动力Δtmmax= ,则传热效率ε= 。 125.设置隔热挡板是 辐射散热的有效方法。隔热挡板的黑度越小,辐射散热量 。

126.某物体(近似为灰体)的黑度为0.9,物体的温度为423℃,其辐射能力为 ,其吸收率为 。

127.物体的辐射能力与热力学温度的 成正比。

128.计算蒸汽冷凝的对流传热系数α,关联式中的Δt表示 。当Δt增大时, α将 ,传热速率Q将 。 129.在列管换热器中,当冷、热流体的进、出口温度一定,平均温差推动力最小的冷、热流体流动方式是 。

130.温度为223℃、黑度为0.6的物体的辐射能力E= ,该物体的吸收率等于 。

131.在传热设备中,实现冷热流体接触的基本方式是 、 、 。 132.影响辐射传热的因素有 、 、 、 。 133.在传热实验中,用饱和水蒸汽加热空气,总热阻接近于 侧的对流传热热阻,而壁温接近于 侧的流体温度。

134.传热的三种基本方式是 、 、 。 135.大容积液体沸腾根据温度差的大小可分为 、 、 三个阶段,实际操作中应控制在 。

136.在一换热器中,热流体从200℃冷却到140℃,冷流体从20℃被加热到35℃,则最大平均温度差Δtm= ,最小平均温度差Δtm= ,则传热效率ε= 。

137.定性温度为tm的空气在列管换热器的管程呈湍流流动,列管的内径为d,空气的物性参数:粘度为μ、导热系数为λ、密度为ρ比热为Cp,空气的流速为U,则空气的Pr= ,在SI单位制中导热系数λ的单位是 。当空气流量增大一倍,则空气的对流传热系数为原来的 倍。 138.克希霍夫定律指出:任何灰体的 和 之比均相等,且等于同温度下黑体的 。

139.某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃,而环境温

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度为20℃,采用某隔热材料,其厚度为120mm,λ=0.25w/m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)

140.某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和30℃,此时传热平均温度差△tm=_________.。

141.实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________。

142.强化传热的方法之一是提高K值,而要提高K值,则应提高对流传热系数_______________________。

143.平壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1.、α2以及间壁导热系数λ的关系为________________。当平壁厚4mm、导热系数为45(w./m.K)时,两侧给热系数分别为

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8000(w/m.K)和800(w/m.K)时,总传热系数K=_____________________.。

144.间壁传热的总传热速率方程为____ ___。某换热过程中,要求 q=30 kw,K=555(w/m2.K),△tm=25K,则传热面积为______.

145.某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的进出.口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△tm=___ ____.。

146.对流体传热中普兰德准数式为_______,它反映了__________________________。

147.间壁换热器管壁温度tw接近α____________一侧的流体温度;总传热系数K的数值接近__________________一侧的α值。

148.影响辐射传热的因素有 、 、 、 。

2.2选择填空

参见化工原理自测课件。

2.3问答与实验

1.滞流与湍流的区别是什么?其中最根本的区别是什么? 2.简述皮托管和转子流量计的安装要求。 3.试比较孔板流量计和转子流量计。 4.简述离心泵的主要部件及其作用。 5.简述离心泵流量调节的方法。 6.试比较离心泵与往复泵。

7.简述影响重力沉降速度的因素。

8.简述影响旋风分离器的临界直径的因素。 9.简述影响转筒真空过滤生产能力的因素。

10.简述传热的基本方式及冷热流体接触的基本方式。

11.每小时有一定量的气体在套管换热器中从T1冷却到T2,冷水进出口温度分别为t1t2,两流体呈逆流流动,均为湍流。若换热器尺寸已知,污垢热阻和管壁热阻不计。试讨论:1)若气体的生产能力增大10%,仍用原换热器,但要维持原有的冷却程度和冷却水进口温度不变,应采取什么措施?并说明理由。2)若因气候变化,冷却水进口温度下降,现仍用原换热器并维持原来的冷却程度,应采取什么措施?并说明理由。3)在原换热器中将逆流改为并流,如要维持原有的冷却程度和加热程度,是否可能?为什么?如不可能,应采取什么措施?(T2>t2)

12.在测量直管阻力的实验中,有一同学认为被测直管段必须是水平直管段。你认为对吗?并说明理由。

13.在流量计校核的实验中,测量水温的目的是什么?

14.在流量计校核的实验中,有一个以汞为指示剂的压差计,其标度的最小为mm。一同学的

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实验记录该压差计的读书为565mm。该记录是否正确?为什么? 15.简述离心泵的开车和停车时的操作步骤。

16.在传热实验中,为什么要测量大气压和进口处气体的表压强? 17.传热实验中需要记录的温度有那些?

18.传热实验中的水蒸汽能否用大流量的热水代替?

19.在传热实验中,调节好流量后3min,测得空气的出口温度为57℃,再经过2min后,测得空气的出口温度为58℃,而两次测得的空气进口温度相同,为什么会出现这种现象?如何处理。

20.一同学设计了如下图所示的实验流程以测定离心泵的特性曲线,请指出图中的错误。

R压力表1m真空表

21.实验室现有秒表、计量槽、文丘里流量计、孔板流量计、离心泵、水池、磅秤、转子流量计、100L水桶、真空表、压力表、U型管、汞、闸阀、导管、无缝钢管及各类管件等,请选相应仪器设备组成校核文丘里流量计或孔板流量计的实验装置。 2.4计算题

1.用本题附图中串联U管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压,U管压差计的指示液为水银,两U管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为:h1=2.3m、h2=1.2m、h3=2.5m及h4=1.4m。锅中水面与基准面的垂直距离h5=3m。大气压强Pa=99.3×103Pa。试求锅炉上方水蒸气的压强P。(分别以Pa和kgf/cm2来计量)。

2.高位槽内的水面高于地面8m,水从Ф108×4mm的管道中流出,管路出口高于地面2m。在本题条件下,水流经系统的能量损失可按∑hf =6.5u2计算,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。 第1题附图 第2题附图 3.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为Ф76×2.5mm,在操作条件下,泵入口处真空表的读数为 24.66

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×103 Pa;水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按∑f,1=2u2 与 ∑f,2 =10u2 计算,由于管径不变,故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103 Pa(表压).试求泵的有效功率。

4.本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m3,循环量为36 m3/h。管路的直径相同,盐水由A流经两个换热器而至B的能量损失为98.1J/ kg, 由B流至A的能量损失为49 J/ kg,试计算:(1)若泵的效率为70%时,泵的轴功率为若干KW?(2)若A处的压强表读数为245.2×103Pa时,B处的压强表读数为若干Pa? 第3题附图 第4题附图 5. 20℃的水以2.5 m/s的流速流经Ф38×2.5mm的水平管,此管以锥形管与另一Ф53×3mm的水平管相连。如本题附图所示,在锥形管两侧A、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经 A、B 两截面间的能量损失为1.5 J/ kg ,求两玻璃管的水面差(以mm计),并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。 6.用压缩空气将密度为1100 kg/m3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽,两槽的液面维持恒定。管路直径均为Ф60×3.5mm,其它尺寸见本题附图。各管段的能量损失为∑hf,AB=∑hf,CD=u2,∑hf,BC=1.18u2。压差计中的指示液均为水银。试求当R1=45mm,h=200mm时:(1)压缩空气的压强P1为若干?(2)U管压差计读数 R2为多少? 第5题附图 第6题附图 7.每小时将2×104kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽(见本题附图)。反应器液面上方保持26.7×103Pa的真空度,高位槽液面上方为大气压强。管道为Ф76×4mm的钢管,总长为50m,管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计(局部阻力系数为4)、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为15m。若泵的效率为0.7,求泵的轴功率。 溶液的密度为1073kg/m3,粘度为6.3×10-4 Pa·s。管壁绝对粗糙度ε可取为0.3mm。

8.如本题附图所示,贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100mm的钢质放水管相连,管路上装有一个闸阀,距管路入口端15m处安有以水银为指示液的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度为20m。

(1)当闸阀关闭时,测得R=600mm、h=1500mm;当闸阀部分开启时,测得R=400mm、h=1400mm。摩擦系数λ可取为0.025,管路入口处的局部阻力系数取为0.5。问每小时从管中流出水若干立方米。

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