四川理工学院 材料与化学工程系 化学工程教研室
《化工原理》复习提要（上）
1.各章要点
1.1流体流动
1.1.1基本概念
连续介质模型；组成的表示（质量分率、摩尔分率、体积分率）；流体的密度及影响因素；流体静压强的特征、单位、表示方式及等压面；流量、流速的各种表达方式及计算；净功、有效功率、轴功率；牛顿粘性定律、 粘度μ及其影响因素；流体的流动类型、雷诺数、层流与湍流的本质区别；边界层厚度、边界层的形成和发展、边界层分离；局部阻力与直管阻力、当量直径与当量长度、相对粗糙度、圆形直管内的速度分布、摩擦系数、因次一致性原则、π定理与因次分析法、局部阻力系数；简单管路、并联管路、分支（汇合）管路。 1.1.2仪器设备
各种液柱式压差计、测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计等的结构、测试原理、安装要求。 1.1.3基本公式 流体静力学基本方程：
2u12p2u2Z1g???We?Z2g????hf?2?2Z1?p1p?Z2?2 ?g?gp1柏努利方程：
2p1u12p2u2Z1???He?Z2???Hf?g2g?g2g
Z1?g?连续性方程： 阻力计算方程：
?u122?p1??We?Z2?2?u22?p2??Pf???u2 ?2?d2??c圆管Ws1?Ws1????A1u1?A2u2????u1???d?164?层流：??lu2??Rehf?????d2?湍流：???（Re,)(在阻力平方区（完全湍流区）时??f()?dd?leu2u2'hf????(进口阻力系数?0.5；出口阻力系数?1）2d21.2流体输送机械
1.2.1基本概念
流体输送设备的类型；离心泵的主要部件及其作用；工作原理；类型；气缚现象产生的原因及消除措施；离心泵的理论流量与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量的主要因素；离心泵的主要性能参数——流量、扬程、轴功率、效率（容积效率、机械效率、
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水力效率）；特性曲线的测定、换算和应用及设计点；离心泵的设计点；离心泵的工作点及其调节方法；气蚀现象（避免措施）、临界气蚀余量、必需气蚀余量、最大吸上真空高度、允许吸上真空高度等概念及测定；泵的安装高度及其计算；离心泵的主要类型及型号表示、选择原则；正位移式输送设备的特点及操作要点。 1.12.2仪器设备
离心泵、往复泵的的结构、操作与调节。 基本公式 比例定律
Q1n1?Q2n2H1n?(1)2H2n2'D2H'?()2HD2N1n?(1)3 N2n2'D2N'?()3 ND2'D2Q'切割定律 ?()QD222管路特性曲线方程 He?A?BQe 离心泵特性曲线方程 H?C?TQ
允许吸上真空高度的换算 Hs?[Hs?(Ha?10)?('pv1000?0.24)] 3?9.81?10pu12?Hf0?1?v?(NPSH)r?Hf0?1 离心泵的安装高度 Hg?Hs?2g?g往复泵的流量 Q??VQT 单动往复泵 QT?ASnr 双动往复泵 QT?(2A?a)Snr
1.3非均相物系的分离和固体流态化
1.3.1基本概念：
颗粒特性（体积、表面积、比表面积、形状系数）、颗粒群的性质（筛分分析、分布函数、密度函数、平均直径、密度）、床层特性（空隙率、比表面积、各向同性）、沉降操作（重力沉降、离心沉降；自由沉降、干扰沉降；沉降速度及影响因素）；尘室的特点及生产能力；离心沉降的原理、离心沉降的沉降速度的特点；离心分离因素；旋风分离器的临界直径及影响因素降、分离效率、压降；滤饼、料浆、滤液；饼层过滤与深层过滤；可压缩滤饼、不可压缩滤饼、助滤剂；过滤基本方程、比阻、过滤速度与过滤速率、恒压过滤、恒速过滤、先恒速后恒压过滤；滤饼洗涤、洗涤速率；板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机的特点；生产能力及影响因素。 1.3.2仪器设备
降尘室、旋风分离器、板框压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机等的结构、特点。 1.3.3基本公式
重力沉降速度 Stokes区(10?4?Ret?降尘室的生产能力 Vs?BLut
dput???1)ut?2dp(?p??)g18?
dVA2?P1?s过滤基本方程 过滤过程的物料衡算 ?'d???r(V?Ve)
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(V?Ve)2?KA2(???e)恒压过滤方程
或或2V2?2VVe?KA2?q?2qqe?K?
(q?qe)?K(???e)2222先恒速后恒压的过滤方程 (V?VR)?2Ve(V?VR)?KA(???R)
洗涤时间 ?W??VWdVd?? 生产能力 Q?W3600V3600V? T???W??D转筒真空过滤机的生产能力Q?465AKn?
1.4传热
1.4.1基本概念：
热传导、热对流、热辐射；对流传热、辐射传热；传热速率、热通量；稳态传热、非稳态传热；冷热流体的接触方式；载热体、加热剂、冷却剂；温度场、温度梯度、等温面及其特点；傅立叶定律、导热系数及影响因素，接触热阻；传热推动力、热阻；牛顿冷却定律、热边界层、对流传热系数及影响因素、进口段、保温层的临界直径；热负荷；总传热系数、污垢热阻；平均温度差、逆流、并流、错流、折流、管程数、壳程数、温度差校正系数；传热效率、传热单元长度、传热单元数、最小值流体；自然对流、强制对流、努塞尔准数(Nu)、普兰特准数(Pr)、格拉斯霍夫准数(Gr)；滴装冷凝、膜装冷凝；大容积沸腾、表面汽化、泡核沸腾、膜状沸腾、沸腾曲线；黑体、镜体、白体、灰体、吸收率、反射率、透过率；辐射能力、辐射系数、单色辐射能力；黑度；克希霍夫定律；总辐射系数、角系数；各种换热器的结构及特点。 1.4.2仪器设备：
套管换热器、列管换热器的结构、特点。 1.4.3基本公式： 热传导：平壁Q???tb?S?ii圆筒壁Q???tii0.811?ri?1??ln?r??2?L?i??i?
对流传热系数 Nu?0.023RePrn(被加热n?0.4；被冷却n?0.3)
'（H1?H2)?W辅助（H2?H1') 热量衡算 Q?W工艺总传热系数
bddd11??Rs0?0?Rsi0?0 K0?0?dmdi?idi传热速率方程 Q?K0S0?tm?KiSi?tm 平均温度差 ?tm??t1??t2
??t1?ln???t???2? 3
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辐射能力 黑体?T?Eb?C0???100?4灰体?T?E??Co??
?100?4??T1?4?T1?4?辐射传热速率 Q?C1?2?S???????
100100????????2.基本联系
2.1基本概念填空
1. 1at=_______kgf/cm2=_______ m.H2O=________mm.Hg=_______N/m2。
2.实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为 ；若Re=500，则最大流速等于平均流速的 倍，摩擦系数λ= 。若保持流量不变，采用内径为为D/2的管道输送该流体，则压降等于原来压降的 倍。 3.流体粘度的因次表达式是 。理想流体的粘度等于 ，通常流体的粘度随流体的温度而变化，气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。
4.当地大气压为760mmHg，则0.25MPa(表)= Kg(f)/cm2(绝)。
5.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力及液位恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小使时，水的流量将 ，摩擦系数将 ，管路总机械能损失将 。
6.稳态流动时，流速只与 有关，而非稳态时的流速却与 和 有关。 7.流体粘度的因次式是 。通常流体的粘度随流体的温度而变化，气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。 8.当地大气压为760mmHg，则70Kpa（绝）= mmHg(真空度)。
9.当流体在圆形直管内作滞流时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数λ与Re的关系式为 。
10.气体的粘度随温度的升高而 ，液体的粘度随温度的升高而 。
11.孔板流量计和转子流量计最主要的区别在于：前者是恒 ，变 ；后者是恒 ，变 。
12.边长为0.5m的正方形通风管道的当量直径为 。
13.在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度的降低而 。
14.当Re为已知时，流体在圆形直管中呈层流时的摩擦系数λ= 。在粗糙管中呈湍流时，摩擦系数λ与 、 有关。
15.当流体在圆形直管内的Re=1500时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数λ= 。 16.液体的粘度随温度的升高而 。
17.当地大气压为760mmHg。测得某容器内的绝对压强为90kPa，则容器内的压强为 mmHg（真空度）= at（表压）。
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18.密度为ρkg/m、粘度为μPa.s的流体在内径为di的圆形直管内以流速u流动，则Re= 。当Re< ，流体呈现为层流（滞流），λ= ，管内速度分布是 型曲线，此时管中心处的流速等于平均流速的 倍。
19.理想流体的粘度为 ，液体粘度随温度的升高而 。 20.层流和湍流的本质区别是 。
21.因次分析法的基础是 ，粘度的因次表达式
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为 。
22.减小流体在管路中流动阻力∑hf的措施有 、 、 。 23..当地大气压强为1at，某系统的表压强为0.5at，该系统的绝对压强为 at = mH2O。
24.流体的粘度与温度有关。其中，液体的粘度随温度的升高而 。 25.当地大气压为760mmHg。测得某容器内的绝对压强为90kPa，则容器内的压强为 mH2O（真空度）= at（表压）。
26.对0.2×0.4m的矩形通风管道，其润湿周边长为 ，当量直径为 。 27.功率的因次是 。因次分析的基础是 。
28.已知某油品在管的进口稳定段后的半径为R的圆形管道内流动，其Re=700，平均流速为0.25m/s，流过100m直管的流体阻力为7J/kg，则管道中 流速最大，最大流速为 m/s，摩擦系数λ= 。若将流量增大一倍而其它条件不变，流过100m的流体阻力hf= 。
29.水由液位的敞口高位槽通过一管道流进一液位及压力恒定的反应器。当管道上的阀门开度减小时，管路中水的流量将 ，摩擦系数将 ，管路的总能量损失将 。
30.理想流体是指 的流体。实际流体在可分为牛顿型流体和非牛顿型流体，其中牛顿型流体是指 。
31.当地大气压为10mH2O，则49kPa(真空度)= mmHg(绝)= at(表)。 32.实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为 ；若Re=500，则最大流速等于平均流速的 倍。 33.测量流体流量时，随着流体的流量增加，孔板流量计中孔板两侧的压差将 ；若改用转子流量计，当流量增加时转子上下两端的压差将 。
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34.密度为ρkg/m、粘度为μPa.s的流体在内径为di的圆形直观内流动，则Re= 。 当Re< ，流体呈现为层流（滞流），λ= ，管的速度分布是 型曲线，此时管中心处的流速等于平均流速的 倍。
35.理想流体的粘度为 ，液体的粘度随温度的升高而 。 36.流体粘度是流体分子 的宏观表现，粘度的因次表达式为 ，其中液体的粘度随温度的升高而 。
37.以Pa为单位的柏努利方程表达式为： 。
38.流体的流动类型分为 、 。若流体在直管内流动的摩擦系数只与Re有关的，则流体处于 ，而且摩擦系数的表达式为λ= 。 39.当地大气压强为1at，某系统的表压强为0.5at，该系统的绝对压强为 at= mH2O。 40.套管有Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于 、润湿周边等于 、当量直径等于 。
41.产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的 下，输送 时的性能曲线。 42.当地大气压强为1at，一设备上压力表的读数为0.1MPa，其绝对压强为 Kg(f)/cm2。 43.当地大气压强为1at，一设备上真空表的读数为450mmHg，其绝对压强为 Pa。 44.已知密度为800Kg/m3的油在内径为20mm、长度为L的圆形直管中稳态流动，其平均流速为0.25m/s，其Re=800、ΔPf=800Pa，则油的粘度μ= Pa.s，管道中心的流速= m/s。当油的流量增加一倍，则hf= J/Kg。
45.处在等温液体中同一水平高度的各个点压强相等的条件必须是： 、
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、 。
46.非稳态流动系统中，流体的流速与 、 有关。
47.实际流体在管内流动时产生流动阻力的主要原因是 。
48.以N为单位的柏努利方程表达式为 。 49.压强的因次表达式为 。因次分析的理论基础是 ，因次分析的目的是 。
50.已知1kg流体流过离心泵所获得的总机械能为245.25J/Kg，则泵的扬程为 m。 51.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/（s.m2），其体积流量为___________.平均流速为__________.(水的密度取：1000 kg/m3)
52.当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3、μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.5m/s时,其雷诺准数Re为_____ _____，其摩擦阻力系数λ为__ ____.。 53.某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为40×30mm,其当量直径de为_ ____。 54.管出口的局部阻力系数等于___ _____，管入口的局部阻力系数等于___ ___。 55.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿＿＿＿＿＿＿＿，热量衡算的理论基础是＿＿＿＿＿＿＿＿。
56.当地大气压为745mmHg,测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为__________。测得另一容器内的表压强为360mmHg,则其绝对压强为_______。
57.液柱压力计量是基于______________原理的测压装置,用U形管压差计测压时,当一端与大气相通时,读数R表示的是_________或___________。
58.米糠油在管中作完全湍流流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。
59.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区),其摩擦系数λ随___________ 和______________而变。
60.流体的位能是指在______作用下,流体距_______一定高度所具有的能量。
61.流体在管道内作稳定流动时，任一截面处的流速、压强等只随_____________ 变化。 62. 98.1kPa、67℃的空气的密度为__________kg/m3。(气体常数R=8.314J/mol.K,空气的平均分子量取为29g/mol)
63.静止液体中两处压力相等的条件是_______________________________。 64.当20℃的甘油（ρ=1261kg/m3，μ=1499cP），在内径为100mm的管内流动时，若流速为1.0 m/s,其雷诺数Re为______，流体的流动型态为_____，摩擦系数λ= 。 65.某环形截面的流道，由φ108×4mm 和φ76×3mm的钢管构成，当量直径de为______________。
66.流体的粘度是组成流体的分子、原子等微观微粒间 的宏观表现。一般液体的粘度随温度的升高而 。今有黏度为4×10-2Pa.s、密度为800kg/m3的油以0.4m/s的平均流速在内径为150mm长度为100m的直管段内流动，则雷诺准数Re= ，其流动类型为 ，其管内的最大流速为 ，其摩擦系数= ，体积流量为 ，质量流速= ，流体阻力ΔPf= 。 67.离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。
68.离心泵的主要部件有 、 和密封装置。调节离心泵流量的方法有 、 和泵的组合操作等三种。
69.离心泵的轴功率N、有效功率Ne与效率η的关系是 ，泵的效率包含 、 、 等三种效率。
70.泵铭牌上的轴功率和允许吸真空高度是指 时的数值。
71.产品样本上离心泵的特性曲线是在一定的 下，输送 时的性
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能曲线。
72.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。
73.65Y-60B型号的离心泵B表示 ，65表示 。 74. 离心泵的主要部件有 、 和 。其中 是将原动机的能量传递给液体的部件。
75.对IS85-65-125型离心泵，125表示 ，65表示 。
76.对65Y-60A型离心泵，Y表示 ，60表示 。
77.管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点称为 ，若需要改变这一交点的位置，常采用 的方法以改变管路特性曲线，或采用 的方法以改变泵的特性曲线。
78.推导离心泵的基本方程的两个基本假设分别是 、 。
79.调节离心泵流量可采用的方法有 、 、 。 80.离心泵的轴功率N、有效功率Ne与效率η之间的关系是Ne= ，离心泵的效率包括 效率、 效率和 效率。
81.离心泵的主要性能参数有 、 、 、 和允许吸上真空高度(或允许气蚀余量)。
82.用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位槽中，若改输送密度为1200Kg/m3、其他物性与水相同，则流量将 ，扬程将 ，轴功率将 。（减小，不变，增大，不确定）
83.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。 84.离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_____________ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
85.离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，或吸入管路泄漏，使离心泵启动后不能输送液体。这种现象称为__________现象。
86.输水的水泵系统，经管路计算需泵提供的压头为He=19m水柱，输水量为0.0079m３/s，则泵的有效功率为________。
87.离心泵的允许吸上真空高度和允许气蚀余量描述了离心泵的 性能，随离心泵工作条件下的流量增大，离心泵的允许吸上真空高度将 、允许气蚀余量将 。 88.半径为R、高为H的圆柱体颗粒，其比表面积a= ，形状系数（球形度）φ= 。
89.对于旋风分离器，其尺寸增大，分离效率将 ；若颗粒直径增大，则分离效率将 ；若流体粘度增大，则分离效率将 。
90.降尘室的生产能力只与 、 有关，而与降尘室的 无关。 91.球形颗粒在空气进行自由沉降。若沉降在stokes区内，当空气的温度从20℃升高到80℃，则沉降速度将 。
92.恒压过滤时升高料浆温度，则过滤速率将 ，若升高料浆中固相浓度，则过滤速率将 。 93.在Stokes区域沉降时，沉降速度与颗粒直径的 次方成正比，与流体的 成反比。
94.边长为a的正方体的球形度φ= .
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95.一球形颗粒在空气进行自由沉降，若沉降在stokes区内，当空气的温度从100℃下降到30℃，则沉降速度将 。 96.颗粒的球形度（形状系数）= 与 之比。在体积相等的不同形状的颗粒中，表面积最小的是 颗粒。
97.颗粒沉降过程可分为 阶段和 阶段，沉降速度是指 时相对于 的速度。
98.将重力沉降速度和离心沉降速度相比，离心沉降速度的 、 都在变化，若都在Stokes进行，离心沉降速度与重力沉降速度之比被称为 。 99.有一边长为d的立方体颗粒，其比表面积为 ，其形状系数（球形度）为 。 100.评价旋风分离器性能的三个参数是 、 、 。
101.已知一旋风分离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m/s，该旋风分离器的离心分离因数为 。
102.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。当此三个力的______________时，微粒即作匀速沉降运动。此时微粒相对于流体的运动速度，称为____________ 。
103.含尘气体中尘粒直径压75um以上的，一般应选用__________除尘；若尘粒直径在5μm以上，可选用_________或____________；尘粒直径在1μm以下，可选用__________。 104.在液一固分离过程，为了增大沉降速度Ut，必须使液体的温度___ ____ 。
105.边长为b的正方体颗粒的比表面积为 ，其球形度为 。体积相同的颗粒中， 颗粒的比表面积最小。
106.影响旋风分离器的临界直径的因素有 、 、 、 、 。
107.采用转筒真空过滤机处理某颗粒的悬浮液.若悬浮液中颗粒浓度升高，则转筒真空过滤机的生产能力将 ；若降低悬浮液的温度，则转筒真空过滤机的生产能力将 ；若降低转筒真空过滤机的真空度，则转筒真空过滤机的生产能力将 。
107.在定性温度下，粘度为μ，密度为ρ，导热系数为λ，比热为Cp的流体以流速u流过内径为D的圆形直管时的对流传热系数为α，则Nu= ，Re= ，Pr= 。
108.蒸汽冷凝分为 和膜状冷凝两种。在膜状冷凝中，若增大饱和蒸汽与冷凝壁面的温差Δt，则蒸汽冷凝的传热系数α将 ，传热速率Q将 。
109.灰体的辐射能力与 成正比，还与 成正比。
110.在列管式换热器中，烟道气与水换热，烟道气由170?C降至70?C，水由20?C升至35?C,此换热器的传热效率ε= 。
111.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好，已知b1>b2>b3；导热系数λ1<λ2<λ3。在稳态热传导过程中，各层热阻的关系为：R1 R2 R3,各层的传热速率关系为：Q1 Q2 Q3。（<或>或=）
112、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50oC，则逆流时的Δtm= oC，并流时的Δtm= oC。 113.在传热实验中，用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 侧的对流传热系数，而壁温接近于 侧的流体温度。
114.蒸汽冷凝时的对流传热系数α较大的原因是 。
115.冷凝现象有 冷凝和 冷凝，工业冷凝器的设计都按 冷凝设计；沸
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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8000(w/m2.K)和800(w/m2.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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（2）当闸阀全开时，U管压差计测压处的静压强为若干（Pa，表压）。闸阀全开时?e/d≈15，摩擦系数仍可取为0.025。 第7题附图 第8题附图 9.某油品的密度为800㎏/ m3、粘度为41cP，由附图中所示的A槽送至B槽，A槽的液面比B槽的液面高1.5m。输送管径为Ф89×3.5mm、长50m（包括阀门的当量长度），进、出口损失可忽略。试求：（1）油的流量（m3/h）；（2）若调节阀门的开度，使油的流量减少20%，此时阀门的当量长度为若干（m）？ 第9题附图 10.示输水系统。已知：管路总长度（包括所有局部阻力当量长度）为100m，其中压力表至高位槽为80m，管路摩擦系数λ=0.025，管的内径为0.05m，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为10m3/h，当地大气压强为760mmHg。求： 1)泵的轴功率N=？；2)压力表的读数为多少kg(f)/cm2？
11.如图所示，用内径d=100mm的管道，从水箱中引水。如果水箱中水面恒定，水面与出口管道中心所在水平面间的高度差为4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失，HfA-B=3u2（不含出口阻力损失），HfA-M=2u2。水的密度取1000kg/m3,当地大气压强为750mmHg。求：1)水在管内的流速及流量（m3/h）？2)管道中M的静压强PM(表)=？
A18m压力表2m4m1mMB
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第10题附图 第11题附图 12.将20oC的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J/kg，流量为20m3/h。试求理论功率为多少KW?
13.水在下图的管道中流动，流量为42.4m3/h，A、B两截面的内径分别为50mm、100mm，从A流向B的突然扩大阻力系数ζe=0.56，从B流向A的突然缩小阻力系数ζc=0.42，压差计的指示液为汞，密度为13600kg/m3，水的密度取1000kg/m3。试求： 1）流体由A流向B时，压差计的读数R1=? 2) 流体由B流向A时，压差计的读数R2=? ABR1ABR2(1)第13题附图
(2) 14.在内径di=50mm的管道中安装有一孔径为d0=25mm的孔板流量计以测量水的流量，孔板的孔流系数C0=0.62（设与管内Re无关），测量条件下，3水的密度为1000kg/m，粘度为1mPa.s，U型压差计的指示液为汞（密度为13600kg/m3）。试求： 1）压差计的读数R=200mm时，水的流量为多少？水在管道中Re=？ 2）压差计的最大读数Rmax=800mm，流量计所能测量的最大流量是多少？ 3）若用上述U型管压差计，当测量的最大流量Vmax=40m3/h，孔板的孔径d0=？（设孔板的孔流系数不变） R 第14题附图 315.用离心泵经Φ57×3.5mm的钢管将敞口贮槽内的有机溶剂（密度为800kg/m，粘度为0.02Pa.s）输送到反应器中。设贮槽内的液面距反应器内的管道出口间的高度差保持16m，如图所示。已知钢管总长（包括所有局部阻力当量长度）为25m,反应器内的压力恒定为
23
4kg(f)/cm（表压），有机溶剂的流量为6m/h，泵的效率为60%。试确定泵的轴功率。
3
16.如图所示，水以13.6m/h的流量流经一扩大管段，已知d1=40mm，d2=80mm，倒U型压差计中水位差R=170mm。试求：1）水流经扩大段的流体阻力hf，2）如将粗管一端抬高，使管段成倾斜放置而流量不变，推导说明R的读数有何变化。
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R16md1d2 第15题附图
第16题附图
17.如图所示的管路系统中，有一直径为Φ38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB，并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C0=0.63。流体流经孔板的永久
42
压降为3.5×10N/m，AB段的摩擦系数可取为0.024。试计算：1）液体流经AB段的压强降；2）若泵的轴功率为500W，效率为60%，则AB段所消耗的功率为泵有效功率的百分
3
率。（被输送液体密度为867Kg/m，指示剂密
3
度为13600Kg/m）
ABR=600mm 第17题附图
18.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4T/h，高位槽中液面比油池中液面高20m，管路总长(包括阀门及管件的当量长度)430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。
19.如图所示:水以一定流速自下向上流动，在U形压差计中测得读数h＝100mm，二测压孔间距为1m，求：（1）流体由2-2截面流至1-1截面的能量损失h为多少m水柱？（2）2-2与1-1截面间静压差ΔP为多少m水柱？（3）若流体作反向流动，则U形压差计读数ｈ为多大？
第19题附图
20.密度为1200kg.m20m.h75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为25m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25％。试求泵的轴功率。 假设：（1）摩擦系数λ＝0.03；（2）泵的效率η＝0.6
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21.如图3B57离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5at的塔内,管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。已知：水的流量为56.5m3/h，水的粘度为1厘泊，密度为1000kg.m3，管路摩擦系数可取为0.024，试计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2)管路所需要的压头和功率；
第21题附图
22在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa，轴功率为2.45kW，转速为2900r/min。若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，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，并列出该效率下泵的性能。
23.用某离心泵以40m3/h的流量将贮水池中65℃的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落入凉水池中，以达到冷却的目的。已知水在进入喷头之前需要维持49kPa的表压强，喷头入口较贮水池水面高6 m。吸入管路和排出管路中压头损失分别为1 m和5m，管路中的动压头可以忽略不计。试选用合适的离心泵，并确定泵的安装高度。当地大气压按101.33kPa计。 24.常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/ m3，粘度小于20cSt，在贮存条件下饱和蒸汽压为80kPa，现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压强为177kPa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m和4 m。试核算该泵是否合用。
若油泵位于贮槽液面以下1.2 m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33kPa计。 25.用两台离心泵从水池向高位槽送水，单台泵的特性曲线方程为
H=25－1×106Q2 管路特性曲线方程可近似表示为
52
Heee=10＋1×10Qe
两式中Q的单位为m3/s，H的单位为m。
试问两泵如何组合才能使输液量大？（输水过程为定态流动）
26.现采用一台三效单动往复泵，将敞口贮罐中密度为1250 kg/ m3的液体输送到表压强为1.28×106Pa的塔内，贮罐液面比塔入口低10m，管路系统的总压头损失为2m。已知泵的活塞直径为70mm，冲程为225mm，往复次数为200l/min，泵的总效率和容积效率分别为0.9和0.95。试求泵的实际流量、压头和轴功率。
27.用3B33A型离心泵从敞口水槽中将70℃的热水送到它处，槽内液位恒定。输水量为
3
35~45m/h。在最大流量下吸入管的压头损失为1m。液体在吸入管路的动压头不计。试确定
3
泵的允许安装高度。（流量为35~45m/h时泵的允许吸上真空高度为6.4~5.0m，70℃的热水
3
的密度为977.8kg/m、饱和蒸汽压为31.164kPa）。
28.某厂准备用离心泵将20oC的清水以40m3/h的流量由敞口槽送至吸收塔的塔顶。已知塔内的表压强为1.0kgf/cm2，塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6m，吸入管和排出管的压头损失分别为1m、3m，管路内的动压头不计。当地大气压为760mmHg，水的密度为1000kg/m3。仓库中现有三台离心泵，其型号和性能参数如下所示，从中选一台比较合适的以作上述送水之用，并确定其安装高度。
型号 流量(m3/h) 扬程（m） 允许吸上真空高度（m） 3B57A 50 38 7.0 3B33 45 32 6.0
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3B19 38 20 5.0 29.有一离心泵在流量为12m3/h时，压力表和真空表的读数分别为1.9at(表)、140mmHg(真)，轴功率为1.20kw。电机转数为2900转/分，真空表和压力表间的垂直距离为0.7m，出口和入口管径相等。求：离心泵的扬程H和效率η各为多少？（水的密度：1000kg/m3）
30.欲用离心泵将20oC的水以30m3/h的流量由水池打到敞口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱，压出管路全部阻力为3mH2O柱，泵的效率为0.6，求泵的轴功率。 若已知泵的允许吸上真空高度为6m，问泵的安装高度是否合适？（动压头可忽略不计）。水的密度可取1000kg/m3。
31.有一台离心泵，其性能表上注明允许的吸上真空高度Hs=5.4m。在使用中，其进口处真空表的读数已达500mmHg，试问操作是否正常？当地大气压为760mmHg。
32.拟用离心泵从敞口水池中输送20℃的清水，当地大气压为760mmHg，泵允许吸上真空高度为5m。当泵的输水量为12m3/h，泵出口处压力表的读数为0.2Mpa，进口处真空表的读数为140mmHg，真空表和压力表间的垂直距离为0.7m，泵的轴功率为1.20kW，电机转速为2900转/分,泵进、出口管径相同，吸入管段最大的机械能损失为9.81J/kg(吸入口动压头不计)。求：1）泵的最大安装高度为多少？2）泵扬程和效率各为多少？（水的密度=1000kg/m3） 33.欲用离心泵将20℃的水以30m3/h的流量由敞口水池打到敞口的高位槽中，两液面均保持不变，液面间高度差为18m，泵的吸入口在水池液面上方3.7m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O，排除管路的全部阻力为3mH2O，泵的效率为60%，求：1）泵的轴功率；2）从泵的性能表中查得泵的允许吸上真空高度为5m,该泵能否正常操作？（动压头不计，当地大气压为700mmHg，水的密度为1000Kg/m3）
34.现有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度Hs＝6m，用来输送20℃的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为1.5 mH2O，当地大气压为10mH2O，若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg 为多少米？ 35.欲用离心泵将密度为1100kg/m3的液体（性质与水相近）以20m3/h的流量由贮槽打到高位槽。两槽均通大气。位差为23m。（设液面保持不变）管路全部压头损失为3m液23m柱，求泵的扬程和有效功率。今库房有下列型号的离心泵，选用哪台合适？ 型号 流量m3/h 扬程 m 2B31 20 30.8 2B31A 20 25.2 第35题附图 3B33A 25 26.2
36.密度为2650 kg/ m3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。(ρ=1.205㎏/ m3，粘度为1.81×10-5 Pa·s) 37.在底面积为40 m2的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。气体的处理量为3600m3/h，固体的密度ρs=3000㎏/ m3，操作条件下气体的密度ρ=1.06㎏/ m3，粘度为2×10-5 Pa·s。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。
38.用一多层降尘室除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为8μm，密度为4000㎏/ m3。除尘室长4.1m，宽1.8 m，高4.2 m，气体温度为427℃，粘度为3.4×10-5 Pa·s，密度为0.5㎏/ m3。若每小时的炉气量为2160标准m3，试确定降尘室内隔板的间距及层数。 39.已知含尘气体中尘粒的密度为2300㎏/ m3，气体流量为1000 m3/h、粘度为3.6×10-5 Pa·s、密度为0.674㎏/ m3，采用如图3—8所示的标准型旋风分离器进行除尘。若分离器圆筒直
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径为0.4 m，试估算其临界粒径、分割粒径及压强降。
40.在实验室用一片过滤面积为0.1 m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验，滤叶内部真空度为500mmHg。过滤5min得滤液1L，又过滤5min得滤液0.6L。若再过滤5min，可再得滤液多少？
41.以小型板框压滤机对碳酸钙颗粒在水中的悬浮液进行实验，测得数据列于本题附表中： 已知过滤面积为0.093 m2，试求：（1）过滤压强差为103.0k Pa时的过滤常数K、qe及θe;（2）滤饼的压缩性指数s；（3）若滤布阻力不变，试写出此滤浆在过滤压强差为196.2k Pa时的过滤方程式。
过滤压差△P（kPa） 过滤时间θ（S） 103.0 50 660 17.1 233 2.27×10-3 9.10×10-3 2.27×10-3 9.10×10-3 滤液体积V（m3） 343.4 42.在实验室中用一个每边长0.162m的小型滤框对CaCO3颗粒在水中的悬浮液进行过滤实验。料浆温度为19℃，其中CaCO3固体的质量分率为0.0723。测得每1 m3滤饼烘干后的质量为1602㎏。在过滤压强差为275800Pa时所得的数据列于本题附表中。
过滤时间θ, s 滤液体积V, m3 1.8 4.2 7.5 11.2 15.4 20.5 26.7 33.4 41.0 48.8 57.7 67.2 77.3 88.7 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 试求过滤介质的当量滤液体积Ve，滤饼的比阻r，滤饼的空隙率ε及滤饼颗粒的比表面积a。已知CaCO3颗粒的密度为2930㎏/ m3，其形状可视为圆球。
43.用一台BMS50/810-25型板框压滤机过滤某悬浮液，悬浮液中固相质量分率为0.139，固相密度为2200㎏/ m3，液相为水。每1 m3滤饼中含500㎏水，其余全为固相。已知操作条件下的过滤常数K=2.27×10-5 m2/s, qe= 3.45×10-3 m3 /m2。滤框尺寸为810 mm×810mm×25 mm，共38个框。试求：（1）过滤至滤框内全部充满滤渣所需的时间及所得的滤液体积；（2）过滤完毕用0.8 m3清水洗涤滤饼，求洗涤时间。洗水温度及表压与滤浆的相同。 44.用叶滤机处理某种悬浮液，先以等速过滤20min，得滤液2 m3。随即保持当时的压强差再过滤40 min，问共得滤液多少m3？若该叶滤机每次卸渣、重装等全部辅助操作共需20 min，求滤液日产量。滤布阻力可以忽略。
45.在3×105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进行过滤实验，测得过滤常数K=5×10-5 m2/s, qe=0.01 m3 /m2，又测得滤饼体积与滤液体积之比?=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也与实验用的相同。试求：（1）过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕以相当于滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力（以每小时平均可得多少m3滤饼计）。
46.某悬浮液中固相质量分率为9.3%，固相密度为3000kg/ m3，液相为水。在一小型压滤机中测得此悬浮液的物料特性常数?=1.1×10-4m2（s·atm），滤饼的空隙率为40%。现采用一台GP5-1.75型转筒真空过滤机进行生产（此过滤机的转鼓直径为1.75m，长度为0.98m，过滤面积为5 m2，浸没角度为120°），转速为0.5r/min，操作真空度为80.0kPa。已知滤饼不可压缩，过滤介质阻力可以忽略。试求此过滤机的生产能力及滤饼厚度。 47.有一小型板框过滤机，过滤面积为0.1m2，用于恒压过滤某种悬浮液。得出下列过滤方程：
(q+10)2=250(θ+0.4) 式中q：升/m2，θ：min
试求：1)经过249.6min获得的滤液量是多少升？2)若表压强增加一倍，且滤饼不可压缩，经249.6min所获得的滤液量是多少升？
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48.有一台型号为BMY10的板框过滤机，过滤面积为10m2，过滤操作压差为2.5at(表压)，共过滤15min得滤液2.5m3（滤饼不可压缩，介质阻力不计）。试问：1)若该机的生产能力为4m3/h，计算洗涤、卸料等时间共为多少？2)若操作压差改为1.5at（表压），过滤时间和其它时间不变，则生产能力为多少？
49.在一板框过滤机上恒压过滤某悬浮液。在1atm表压下20min时在每1m2的过滤面积上获得0.197m3的滤液，再过滤20min，又获得0.09m3的滤液。试求过滤1小时可获得多少滤液。 50.某板框过滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4小时后共获得0.8m3滤液，过滤介质阻力不计。试求：1）若其它条件不变，而过滤面积加倍，可得多少滤液？2）若其它条件不变，过滤时间为2小时，可得多少滤液？
51.表面光滑的球形颗粒在连续介质中作重力自由沉降。颗粒直径为dp，密度为ρs。介质的密度为ρ，粘度为μ。假定沉降在stohes区（ζ=24/Ret）,试推导自由沉降的沉降速度计算式。
52.在底面积为40m2的降尘室内回收含尘气体中的球行固体颗粒。含尘气体的流量为3600m3/h（操作条件下体积），气体密度为1.06Kg/m3，粘度μ=2×10-5Pa.s，含尘气体中颗粒密度为3000Kg/m3。试计算理论上能完全出去的最小颗粒直径。
53.一除尘室高4m、长8m、宽6m，用于除去炉气中灰尘，灰尘的密度为3000Kg/m3，炉气的密度为0.5Kg/m3，炉气的粘度为3.5×10-5Pa.s。要求将15μm的尘粒完全除去，则降尘
3
室的处理能力为多少m/h？若要求将生产能力提高一倍，应采取什么措施？
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54.某板框过滤机的过滤面积为0.4m，在恒压下过滤某悬浮液4小时得滤液80m，过滤介质
3
阻力不计。试求：1）若在原压力下过滤4小时后用5m水洗涤滤饼，需多长得洗涤时间（滤液与水的性质相同）？2）若其它条件不变，将过滤面积增加一倍，过滤4小时所得滤液量为多少？
55.用板框过滤机恒压过滤钛白（TiO2）水悬浮液。过滤机尺寸：滤框的边长810mm（正方形）、
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每个框厚42mm，共10框。现测得：过滤10min得滤液1.31m，再过滤10min共得滤液1.905m。已知滤饼与所得滤液体积之比为0.1。试计算：1）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间；2）
3
若洗涤时间和辅助时间共45min，过滤至框完全充满滤饼时该装置的生产能力为多少m(滤液)/h？
56.用一台BMS50/810-25型板框压滤机过滤某悬浮液，悬浮液中固相质量分率为0.139，固相密度为2200㎏/m3，液相为水。每1m3滤饼中含500㎏水，其余全为固相。已知操作条件下的过滤常数K=2.27×10-5m2/s，qe= 3.45×10-3m3 /m2。滤框尺寸为810mm×810mm×25mm，共38个框。试求：（1）过滤至滤框内全部充满滤渣所需的时间及所得的滤液体积；（2）过滤完毕用0.8 m3清水洗涤滤饼，求洗涤时间。洗水温度及表压与滤浆的相同。 57.有一降尘室，长、宽、高分别为11×6×4m，沿沉降室高度的中间加一层隔板。现需使用此降尘室处理常压下的烟气。已知烟气处理量为12500标准m3/h，烟气的温度为150℃，密度为0.85kg/m3，粘度为2.5×10-5Pa.s。问此降尘室能否沉降密度为1600kg3/m,直径为35μm以上的尘粒？
58.平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度和导热系数列于本题附表中。
习题1附表
序号 1（内层） 2 3 材料 耐火砖 绝缘砖 钢 厚度b（mm） 200 100 6 导热系数?（W/（m·℃）） 1.07 0.14 45 若耐火砖层内表面的温度t1为1150℃，钢板外表面温度t4为30℃，又测得通过炉壁的热损失为300W/ m2，试计算：1）导热的热通量；2）绝热砖和钢板的界面温度t的理论值。
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若计算结果与实测的热损失不符，试分析原因和计算附加热阻。
59.燃烧炉的内层为460mm厚的耐火砖，外层为230mm厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t1为1400℃，外表面温度t3为100℃。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为?1=0.9+0.0007t，绝缘砖的导热系数为?2=0.3+0.0003t。两式中t可分别取为各层材料的平均温度，单位为℃，?单位为W/（m·℃）。
60.直径为Ф60×3mm的钢管用厚的软木包扎，其外又用100mm厚的保温灰包扎，以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为－110℃，绝热层外表面温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07 W/（m·℃），试求每米管长的冷量损失量。
61.在并流换热器中，用水冷却油。水的进、出口温度分别为15℃和40℃，油的进、出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，假设油和水的流量、进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为1m，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。
62.重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，两种油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃和157℃。若维持两种油的流量和初温不变，而将两流体改为逆流，试求此时流体的平均温度差及它们的终温。假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化、换热器的热损失可以忽略。
63.在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg/s的液体（比热容为1.9kJ/kg·℃、密度为850kg/ m3），由80℃冷却到30℃。换热器的列管直径为Ф25×2.5mm，水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW/（m2·℃）和1.70k W/（m2·℃），污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。
64.在列管式换热器中用冷水冷却油。水在直径为Ф19×2mm的列管内流动。已知管内水侧对流传热系数为3490 W/（m2·℃），管外油侧对流传热系数为258W/（m2·℃）。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0.00026m2·℃/W，油侧污垢热阻为0.000176m2·℃/W。管壁导热系数?为45W/（m·℃），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。
65.在一传热面积为50 m2的单程列管换热器中，用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷水的流量为33000kg/h，温度油20℃升至38℃。溶液的温度由110℃降至60℃。若换热器清洗后，在两流体的流量和进口温度不变的情况下，冷水出口温度增到45℃。试估算换热器清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，流体物性可视为不变，水的平均比热容可取为4.187kJ/（kg·℃）；（2）可按平壁处理，两种工况下ɑi和ɑo分别相同；（3）忽略管壁热阻和热损失。 65.在一单程列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。温度为160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），原料油在管程流动，并由20℃加热到106℃。列管换热器尺寸为：列管直径为Ф19×2mm、管长为4m，共有25根管子。若换热器的传热量为125kW，蒸汽冷凝传热系数为7000 W/（m2·℃），油侧污垢热阻可取为0.0005m2·℃/W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，试求管内油侧对流传热系数。
又若油的流速增加一倍，此时若换热器的总传热系数为原来总传热系数的1.75倍，试求油的出口温度。假设油的物性不变。
66.在套管换热器中，一定流量的水在内管内流动，温度从25℃升高到75℃，并测得内管水侧的对流传热系数为2000W/（m2·℃）。若相同体积流量的油品通过该换热器的内管而被加热，试求此时内管内油侧对流传热系数。假设两种情况下流体呈湍流流动。已知定性温度下流体物性如下：
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s c，kJ/（kg·℃） ?，W/（m·℃） ?，kg/ m3 ?，Pa·
p
水 1000 0.54×10-3 4.17 0.65 油品 810 5.1×10-3 2.01 0.15
67.一定流量的空气在蒸汽加热器中从20℃加热到80℃。空气在换热器的管内呈湍流流动。
绝压为180kPa的饱和水蒸气在管外冷凝。现因生产要求空气流量增加20%，而空气的进、出口温度不变。试问应采取什么措施才能完成任务。作出定量计算。假设管壁和污垢热阻均可忽略。
68.流量为720kg/h的常压饱和水蒸气在直立的列管换热器的列管外冷凝。换热器内列管直径为Ф25×2.5 mm，长为2m。列管外壁面温度为94℃。试按冷凝要求估算换热器的管数（设管内侧传热可满足要求）。换热器热损失可忽略。
69.实验测定列管换热器的总传热系数时，水在换热器的列管内作湍流流动，管外为饱和水蒸气冷凝。列管由直径为Ф25×2.5 mm的钢管组成。当水的流速为1m/s时，测得基于管外表面积的总传热系数Ko为2115W/（m2·℃）；若其它条件不变，而水的速度变为1.5m/s时，测得Ko为2660W/（m2·℃）。试求蒸汽冷凝传热系数。假设污垢热阻可忽略。
70.两平行的大平板，放置在空气中相距为5mm，一平板的黑度为0.1，温度为350K，另一平板的黑度为0.05，温度为300K。若将第一板加涂层，使其黑度变为0.025，试计算由此引起的传热量变化的百分率。假设两板间对流传热可以忽略。
71.在管道中心装有热电偶以测量管内空气的温度。由于气体真实温度t1与管壁温度tw不相同，故测温元件与管壁间的辐射传热而引起测量误差。试推导出计算测温误差（t1—t1*）的关系式。式中t1*为测量值。并说明降低测温误差的方法。假设热电偶的黑度为?，空气与热电偶间的对流传热系数为ɑ。
72.某厂有一单壳程列管换热器，列管规格为φ25×2.5mm，管长为6m，管数为501根，管程走热流体，流量为50000kg/h，平均比热为3.04KJ/kg.oC，进口温度为500oC；壳程走冷流体，流量为40000kg/h，平均比热为3.14KJ/kg.oC，进口温度为30oC。试求：1)逆流操作时，测得热流体的出口温度为200oC，总传热系数K0为多少W/m2.oC；2)如采用并流操作，热流体的出口温度有无可能降为200oC？计算说明为什么？
73.用传热面积为3m2由Φ25×2.5mm的钢管组成的单程逆流列管换热器，用初温为10oC的水将机油从200oC冷却到100oC，水走管程，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h、1200kg/h，其比热分别为4.184KJ/kg.oC和2.0KJ/kg.oC；水侧和油侧的对流传热 系数分别为2000w/m2.oC和250w/m2.oC。两流体呈湍流流动，忽略管壁和污垢热阻。试问：1)计算说明该换热器是否合用？2)夏天当地水的初温达到30oC，而油的流量和冷却程度不变时，该换热器是否合用？如何解决？（假设物性及传热系数不变） 74.某厂只能用120oC饱和水蒸汽，通过Φ25×2.5mm、长为3m的单管程列管式换热器，将
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列管内的17.2m/h的水溶液从20oC加热到75oC，冷凝水于饱和温度下排出。已知管侧水溶液的对流传热系数αi=2500W/m2.oC，壳侧蒸汽的α0=10000W/m2.oC，溶液在管内呈湍流，
3
试问换热器的管数为若干？水溶液的密度ρ=1050kg/m，比热为4.17KJ/kg.oC。热损失及管壁、垢层热阻不计。检修时发现该换热器有三根管子已坏，拟将坏管堵塞再继续使用，试问此方案是否可行？（通过计算或推导说明）。
75.有一列管式换热器，由Φ25×2.5mm长为2m的26根钢管组成。用120oC饱和水蒸汽加热某冷液体，该液体走管程，进口温度为25oC，比热为1.76KJ/kg.oC，流量为18600kg/h。
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管外蒸汽的冷凝传热系数为1.1×10W/m.oC，管内对流传热热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍。求冷液体的出口温度。（设换热器的热损失不计，管壁和两侧垢阻可以忽略不计） 76.在一传热面积为30m2的列管换热器中，用120℃的水蒸汽冷凝将某气体从30℃加热到
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80℃，气体走管内，流量为5000m/h，密度为1Kg/m，比热为1KJ/Kg.K。试估算该换热器的传热总系数K=?
若气体流量减小50%，加热蒸汽温度及气体进口温度不变，气体的出口温度为多少？（流量减小后仍处于湍流区）（K≈αi）
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77.用一传热面积为3m的由Φ25×2.5mm钢管组成的单程列管换热器将机油从200℃冷却到100℃，冷却水的进口温度为10℃，水走管内，油走管外，两流体呈逆流流动。已知油和水的质量流量分别为1200Kg/h、1000Kg/h，比热分别为2KJ/Kg. ℃、4.184KJ/Kg. ℃,油侧和
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水侧的对流传热系数分别为250W/m. ℃、2000W/m. ℃，管壁热阻及垢阻不计。试求：1）算说明该换热器是否合用；2）夏天当水的进口温度升高到30℃，而油的流量及冷却程度不变时，该换热器是否合用？如何解决？
78.某列管换热器用109.2℃的饱和水蒸气加热管内的空气，使它由20℃升温至80℃，现空气的流量增加一倍，问在传热面积和空气的进、出口温度不变的情况下，加热蒸汽的温度应改为多少？（管壁热阻和污垢热阻不计，K0按平壁计算）
79.采用传热面积为4.48m2的单程管壳式换热器，进行溶剂苯和某水溶液的换热。苯的流量为3600kg/h，比热为1.88kJ/kg. ℃，温度从80℃冷却到30℃，水溶液由20℃加热至30℃。忽略热损失。试求：
1）传热系数K；2）因前工段的生产情况有变动，水溶液进口温度降到10℃，但由于工艺条件的需要，水溶液出口温度不能低于30℃。若两流体的流量不变及苯的进口温度不变，原换热器是否能保证水溶液的出口温度不低于30℃？（两种情况下两流体的物性常数可视为不变）
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80.在一传热面积为30m的列管换热器中，用120℃的饱和水蒸汽恰好将某工艺气体从30℃
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加热到80℃，工艺气体走管程，流量为5000m/h，密度为1Kg/m（均以入口状态计），比热为1KJ/Kg.℃,估算此换热器的总传热系数。若将工艺气体的流量减少50%，而进口温度及加热蒸汽温度不变，估算工艺气体的出口温度。
81.某厂一单管程单壳程列管换热器, 列管规格为φ25×2.5mm,管长6m,管数501 根,管程走热气体,流量为5000kg/h,平均比热3.04kJ/kg.K，进口温度500℃；壳程走冷气体,流量为4000 kg/h,平均比热3.14kJ/kg.K,进口温度30℃。逆流操作时,测得热气体的出口温度为200℃,求总传热系数K为多少
82.某车间有一台换热面积（以外表面积计）为2.5m2的单程列管换热器。用180℃的热废气预热轻油, 轻油走管外,其流量为200kg/h比热为2kJ/kg.K,温度由30℃升至80℃。轻油与热气体作逆流流动。热废气出口温度为70℃。求：换热器的热负荷和传热系数。
83. 采用传热面积为4.48m2单程管壳式换热器，进行溶剂和某水溶液间的换热.流量为3600kg/h,比热为1.88kJ/kg.K的苯,80℃冷却至30℃, 水溶液由20℃被加热到30℃。忽略热损失。试求：传热系数K
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