第一章
一• 填空或选择
1 、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的几倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的几倍。
（答：2 、 1/4 ）
2 、 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：
单位质量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
单位重量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
单位体积流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
（答：
，
，
）
3 、如图所示，容器中盛有 ρ ＝ 800kg /m 3 的油品， U 形管中指示液为水 (ρ ＝ 1000kg /m3) ， a1 、 a2 、 a3 在同一水平面上， b 1 、 b 2 、 b 3 及 b 4 也在同一高度上， h 1 = 100mm ， h 2 = 200mm ，则各点的表压 Pa 1 =____ ， Pa 2 =____ ， Pb 2 =____ ， Pb 3 =____ ， Pb 3 =____ 。（表压值以 mm H 2 O 表示）
（答： 0，100，200，300，340，200）
4 、 3．流体在圆形直管中作滞流流动时，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 关系为____。
[答：抛物线，2， =64/Re]
5．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与____有关。
[答：Re ， ；
]
6．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。
7 、测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 。（答：增加，不变）
8、 在压力为 202.66kPa （表压），温度为 300 ℃ 条件下，由分析得知某混合气体成分如下（圴为体积 %）：
CO 2 :8.5%； O 2 :7.5%；
N 2 ：76% H 2 O：8%
则该混合气体的密度为 。
9、孔板流量计的孔流系数Co 当Re 增大时，其值 。（B ）
A 总在增大 B 先减小，后保持为定值 C 总在减小 D 不定
11、流体流动时的摩擦阻力损失h f 所损失的是机械能中的 C 项。
A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能
12、某液体在内径为d 0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为u 0 ，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d 2 (d 2 =d 0 /2)的管子时，若流体为层流，则压降 D p 为原来的 倍。（C ）
A 4 B 8 C 16 D 32
二、计算题
1、 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得 U 形压差计读数为 R= 130mm ，通气管距贮槽底面 h= 20cm ，贮槽直径为 2m ，液体密度为 980kg /m 3 。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？
（答：6.15吨）
2、 内截面为 1000mm × 1200mm 的矩形烟囱的高度为 30m 。平均摩尔质量为 30kg /kmol 、平均温度为 400 ℃ 的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持 49Pa 的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为 20 ℃ ，地面处的大气压强为 101.33×10 3 Pa 。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为 0.05 ，试求烟道气的流量为若干 kg/h ？（答： 4.62 × 10 4 Kg /h ）
3 、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，距管口入口端 15m 处安有以水银为指示液的 U 形管压差计，其一臂与管路相连，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 。摩擦系数可取 0.025 ，管路入口处局部阻力系数为 0.5 。问每小时从管中流出水多少立方米？（ 2 ）当闸阀全开时， U 管压差计的静压强为若干（ Pa ，表压）？闸阀全开时， le/d=15 ，摩擦系数仍可取 0.025 。
【答：（ 1） 88.5m 3 /h；（2）3.30×10 4 Pa（表压）】
4 、某油品的密度为 800kg /m3 ，粘度为 41cP ，由附图中所示的 A 槽送至 B 槽， A 槽比 B 槽的液面高 1.5m 。输送管径为 φ89× 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 ？
【答：（ 1 ） 23m 3 /h ；（ 2 ） 12.37m 】
5 、本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持恒定，水分别从 BC 与 BD 两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离为 11m 。 AB 管段内径为 38mm 、长为 58m ； BC 支管的内径为 32mm 、长为 12.5m ； BD 支管的内径为 26mm 、长为 14m ，各段长均包括管件及阀门全开时的当量长度。 AB 与 BC 管段的摩擦系数均可取为 0.03 。试计算：（ 1 ）当 BD 支管的阀门关闭时， BC 支管的最大排水量为若干， m3/h ？（ 2 ）当所有的阀门全开时，两支管的排水量各为若干， m3/h ？ BD 支管的管壁粗糙度可取为 0.15mm ，水的密度为 1000kg /m3 ，粘度为 0.001Pa·s 。
【答：（ 1 ） 7.1 m 3 /h （ 2 ） V BC = 5.18m 3 /h ， V BD = 2.77m 3 /h 】
第二章 流体输送机械
一、选择与填空
1、离心泵的工作点是＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿＿曲线的交点。
2、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生超过允许安装高度时，将可能发生 现象。
3、离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生＿＿＿＿。
A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象
4、用一气蚀余量为3m 的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体，若泵前管路的全部流动阻力为
1.5m 液柱，则此泵的安装位置必须＿＿。
A 高于塔底液面4.5m 的上方 B 高于塔底液面1.5m 的上方
C 低于塔底液面4.5m 的下方 D 低于塔底液面3.0m 的下方
5、若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，轴功率
6、离心泵的调节阀开大时，
A 吸入管路阻力损失不变 B 泵出口的压力减小
C 泵入口的真空度减小 D 泵工作点的扬程升高
7、某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 。
A 停泵，向泵内灌液 B 降低泵的安装高度
C 检查进口管路是否有泄漏现象 D 检查出口管路阻力是否过大
8、离心泵的主要特性曲线包括 、 和 三条曲线。
9、离心泵特性曲线是在一定下，用常温为介质，通过实验测定得到的。
10、离心通风机的全风压是指 与 之和，其单位为 。
11、若离心泵入口真空表读数为700mmHg ，当地大气压为101.33kPa ，则输送上42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa ）泵内 发生汽蚀现象。
12、若被输送的流体的粘度增高，则离心泵的压头、轴功率
13、离心泵通常采用调节流量；往复泵采用调节流量。
14、离心泵允许汽蚀余量定义式为。
15、离心泵在一管路系统中工作，管路要求流量为Q e ，阀门全开时管路所需压头为H e ，而与相对
应的泵所提供的压头为H m ，则阀门关小压头损失百分数为 ％。
16、离心通风机的特性曲线包括、、和四条曲线。
17、往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。
18、齿轮泵的特点是_，适宜于输送液体，而不宜于输送
19、离心泵的效率η和流量Q 的关系为（ ）
A. Q 增大，η增大 B.Q 增大，η先增大后减小
C. Q 增大，η减小 D .Q 增大，η先减小后增大
20、离心泵的轴功率N 和流量Q 的关系为（ ）
A. Q 增大，N 增大 B.Q 增大，N 先增大后减小 C.Q 增大，N 减小 D.Q 增大，N 先减小后增大
21、离心泵停止操作时宜（ ）
A. 先关出口阀后停电 B.先停电后关阀
C. 先关出口阀或先停电均可 D.单级泵先停电，多级泵先关出口阀
22、在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数p 2将（ ），而当压力表装
在调节阀以前，则压力表读数p 1将（），
A. 随流量增大而减小 B.随流量增大而增大
C. 随流量增大而基本不变 D.随真空表读数的增大而减小
23、离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（ ）。
A. 最高效率点对应值 B.操作点对应值 C.最大流量下对应值 D.计算数据
24、有自吸能力的泵是（ ）
A. 离心泵与旋涡泵 B.往复泵与回转泵 C.齿轮泵与离心泵 D.回转泵与旋涡泵
二、计算题
1、某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水，当流量为71m 3/h时，泵吸入口处真空表读数
0.029MPa ，泵压出口处压强计读书0.31 Mpa。两测压点的为差不计，泵进出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4KW 。试求泵的扬程及功率。【答：H e = 34.6J/N ; η = 64﹪】
2、用离心泵将池中清水送至高位槽，两液面恒差13m ，管路系统的压头损失∑H f =3×105Q e 2（Q e 的单位为m 3/s），流动在阻力平方区。指定转速下，泵的特性方程为H =28－2.5×105Q 2（Q 的单位为m 3/s）
试求：（1）两槽均为敞口时，离心泵的流量和轴功率；
（2）两槽敞口，改送碱的水溶液（ρ=1250kg/m3），泵的流量和轴功率；
（3）若高位槽密闭，其表压为4.91×104Pa ，输送碱液和清水的流量；
（4）库房有一台规格相同的离心泵，欲向表压为4.91×104Pa 的密闭高位槽送碱液（ρ=1250kg/m3），试比较并联还是串联能获得较大流量。
[答：(1) Q =18.8m3/h，N =1.55kW；(2) Q =18.8m3/h，N =1.94kW；(3) Q 水=15.35m3/h，Q 碱=16.1m3/h；
(4) 串联流量大，Q 串=25.13m3/h]
3、心泵将20℃的清水以30m 3/h的流率送至吸收塔的塔顶（表压为4.91×104Pa ），管路出口和水面之间的垂直距离为10m ，管内径为81mm ，直管长度18m ，管路上阀门全开时，所有局部阻力系数之和为13。
泵的特性方程为 H =22.4+5Q -20Q 2（Q 的单位为m 3/min，下同）
泵的效率为 η =2.5Q -2.1Q 2 摩擦系数λ =0.01227+0.7543/Re 0.38
试求：（1）泵的理论功率Ne ；（2）泵的最高效率η
（3）因调节泵的出口阀多消耗的功率。
[答：（1）N e =1418W；（2）ηmax max ，并评价泵的适用性(Q，H 和η) ； =74.4%，η=72.5%=97.5%ηmax ；Q =0.5952m3/min＞Q e =0.5m3/min，H =19.9m＞H e =17.02m；（3）208.5W]
4、某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rmp 下的特性方程He ＝38.4-40.3V 2（V-m 3/min）。输送管路两端的势能差为16.8m ，管径为Ф76×4mm ，长1360m （包括局部阻力的当量长度），λ＝0.03。试求：（1）输液量V ； （2）当转速调节为1700rpm 时的输液量V „。
【答：= 0.178m3/min ; qV , = 0.222m3/min】
5、用4B15型的离心泵将常压、20℃的清水送往A 、B 两槽，其流量均为25m 3/h，主管段长50m ，管内径为100mm ，OA 与OB 段管长均为40m ，管内径均为60mm （以上各管段长度包括局部阻力的当量长度，OB 段的阀门除外）。假设所有管段内的流动皆进入阻力平方区，且摩擦系数λ=0.02。分支点处局部阻力可忽略。
试求：（1）泵的压头与有效功率；（2）支路OB 中阀门的局部阻力系数ζ；
（3）若吸入管线长（包括局部阻力当量长度）为4m ，泵的允许吸上真空度为5m ，试确定泵的安装高度。[答：(1)H =17.7m，N e =2.41kW；(2)ζ=13；(3)H g =4.71m]
6、用一往复泵将密度为1200kg/m3的液体从A 池输送到B 槽中，A 池和B 槽液面上方均为大气压。往复泵的流量为5m 3/h。输送开始时，B 槽和A 池的液面高度差10m 。输送过程中，A 池液面不断下降，B 槽液面不断升高。输送管路管内径为30mm ，长为15m （包括局部阻力当量长度）。A 池截面积为12m 2，B 槽截面积为4.15m 2。液体在管中流动时摩擦系数为0.04。试求把25m 3液体从A 池输送到B 槽所需的能量。
[答：所需能量为5300kJ]
第三章 非均相物系的分离
一、选择与填空
1、在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比。
2、在恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一时刻所得滤液量__________。
A 增大至原来的2倍 B 增大至原来的4倍
C 增大至原来的2倍 D 增大至原来的1.5倍
3、过滤基本方程式是基于＿＿＿＿推导出来的。
A 滤液在介质中呈湍流流动 B 滤液在滤渣中呈湍流流动
C 滤液在介质中呈层流流动 D 滤液在滤渣中呈层流流动
4、颗粒的沉降速度不是指（ ）。
A 等速运动段的颗粒降落的速度 B 加速运动段任一时刻颗粒的降落速度
C 加速运动段结束时颗粒的降落速度 D 净重力(重力减去浮力) 与流体阻力平衡时颗粒的降落速度
5、叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（ ）。
A 1/2 B 1/4 C 1/3 D 1
6、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（ ）。C
A 操作压差增大至原来的
倍 B 操作压差增大至原来的4倍
C 操作压差增大至原来的2倍 D 操作压差保持不变
7、在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。
8、沉降雷诺准数Ret 越大，流体粘性对沉降速度的影响____。
9、一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。若空气温度由20℃提高至50℃，则其沉降速度将____。
10、含尘气体通过长4m 、宽3m 、高1m 的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s，则降尘室的最大生产能力为____m3/s。
11、根据过滤基本方程式
（
____、____。
12、以下说法中正确的是（ ） 说明提高过滤机生产能力的措施是（最少写出三条）____、
A ．
B. C.
D.
13、在板框压滤机中，若过滤压力差增加一倍，则过滤速率变为原来的___倍，生产能力为___倍。
（过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩）
14、 恒压过滤某种悬浮液（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），已知10min 单位过滤面积上得滤液0.1m 3。若1h 得滤液2m 3, 则所需过滤面积为____m。
15、连续真空过滤机的生产能力为Q ∝A a n b Δp c （A 为过滤面积，m 2；n 为转筒转速，r/min；Δp 为过滤压力差，Pa ；介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），则式中的a=____，b=____，c=____。
16、叶滤机过滤某种悬浮液，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩，K ＝2.5×10-3m 2/s。若过滤终了时，q ＝2.5m 3/m2，每m 2过滤面积上用0.5m 3清水洗涤（Δp 、μ与过滤终了相同），则所需过滤时间θ＝____s，洗涤时间θw =____s。
17、在空床气速u 增加时，气体通过流化床的压强降___。
A ）Δp ∝u ’
B ）Δp ∝u 2 C ）Δp ∝u 1.75 D ）Δp 不变
18、要使固粒在流态化操作，通常要使气速高于____而低于____。
19．实际流化床可能有两种不同的流化形式，即____和____。流化床的不正常现象有____和____。
20．按固气比R ，气力输送分为____和____两类。
21、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”，则（ ）。
A 这两种说法都对 B 两种说法都不对
C 只有第一种说法正确 D 只有第二种说法正确
22、助滤剂应具有以下性质（ ）。
A 颗粒均匀、柔软、可压缩 B 颗粒均匀、坚硬、不可压缩
C 粒度分布广、坚硬、不可压缩 D 颗粒均匀、可压缩、易变形
23、“颗粒的粒度分布愈不均匀，则所形成的床层空隙率越大”，“壁附近床层空隙率较床层中心的空隙率大” （ ）。
A 两种说法都对 B 两种说法都不对 C 只有第一种说法对 D 只有第二种说法对
24、床层的平均空隙率与床层的平均自由截面积在以下条件下相等（ ）。
A 颗粒粒度均匀 B 沿整个横截面上自由截面均匀
C 沿整个床层高度各截面的自由截面均匀 D 颗粒的比表面积均匀
25、流化的类型有（ ）。
A 散式流化和均匀流化 B 聚式流化和散式流化
C 聚式流化和鼓泡流化 D 浓相流化和稀相流化
26、在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指（ ）。
A 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 B 旋风分离器允许的最小直径
C 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 D 能保持滞流流型时的最大颗粒直径
27、旋风分离器的总的分离效率是指（ ）。
A 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率 B 颗粒群中最小粒子的分离效率
C 不同粒级(直径范围) 粒子分离效率之和 D 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
28、．降尘室的生产能力（ ）。
A 只与沉降面积A 和颗粒沉降速度ut 有关 B 与A 、ut 及降尘室高度H 有关
C 只与沉降面积A 有关 D 只与ut 和H 有关
29、已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe 为Ve/S，Ve 为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力) ，在恒压过滤时，测得
Δ /Δq=3740q+200 则过滤常数K= （ ）。
30、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中，滤液穿过厚度为 （ ）的滤饼。
31、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为
（ ）的滤饼。
32、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由Vl 增多至V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl 增大至ΔP2=（ ）。
二、计算题
1、体积流量为0.95m3/s，温度为20℃，压力为9.81×104Pa 的含尘气体，在进入反应器之前需除尘并升温至400℃。尘粒密度ρS=1800kg/m3，降尘室的底面积为60m2，试求：
（1）若先预热后除尘，理论上可全部除去的最小颗粒直径；
（2）若先除尘后预热，为保持除去的最小颗粒直径不变，则空气的流量为若干m3/s。
20℃时，μ＝1.81×10-5Pa·s ；400℃时，μ＝3.31×10-5Pa·s 。 [答：（1）d ＝35μm，（2）VS ＝3.99m3/s]
2、在一过滤面积为0.01㎡的小型板框压滤机中，对悬浮液进行过滤实验，以测得过滤常数K 和q e 。实验测得数据如附表所示。
3、在实验室中用一个每边长0.162m 的小型滤框对CaCO3固体的质量分率为0.0723。测得每1m 3滤饼烘干后的质量为1602kg 。在过滤压力差为275800Pa 时所得的数据列于本题附表中。
习题2附表
3颗粒的密度为2930kg/m3，其形状可视为圆球。
4、用BMS50/810-25（38个框）板框压滤机过滤含CaCO3的水悬浮液。已知条件为：料浆中固相质量分率为13.9%，滤饼中水的质量分率为32％，且每m3滤饼含固相1180kg 。在200KPa 下测得恒压过滤方程式为（q ＋3.45×10-3）2=2.72×10-5(θ+0.439)式中θ的单位为s 。试计算：
（1）滤饼充满滤框所需时间
（2）滤毕，用1m3清水于过滤终了相同条件下洗涤，所需洗涤时间；
（3）每批操作的辅助时间30min ，生产能力Q （m3滤液/h）。
[答：（1）277s ；（2）515s ；（3）5.77m 3/h]
5、用叶滤机处理某种悬浮液，先以等速过滤20min ，得滤液2m 3。随即保持当时的压力差再过滤40min ，问共得滤液多少m 3？若该叶滤机每次卸渣、重装等全部辅助共需20min ，求滤液日产量。滤布阻力可以忽略。 [答：V=4.472m3，日产滤液80.5m 3]
6、在一直径为300mm 的标准旋风分离器中分离空气中的尘粒。空气温度为300℃，处理量为800m 3/h，尘粒的密度为2000Kg/m3。试计算；
（1）分离尘粒的临界直径；
（2）旋风分离器的压力降。
（答：（1）8μm ；（2）960Pa 。）
第四章 传热
一、选择或填空
1. 多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差___ 。
2. 一定质量的流体在f25×2.5mm 的直管内，作强制的湍流流动，其对流传热系数a i =1000W/m2·℃，
如果流量和物性不变，改在f19×2mm 的直管内流动，其a i 为___ W/m2·℃。
A ．1259； B．1496； C．1585； D．1678。
3. 水与苯通过间壁换热器进行换热。水从20℃升至30℃，苯由80℃降至40℃，则最小值流体为___ ，此换热器的传热效率e=____ 。
4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_________ 。
5. 有一套管换热器，在内管中空气从46℃被加热到50℃，环隙内有119.6℃的水蒸气冷凝，管壁温度接近___ ℃。
A ．35； B．119.6℃ ； C．77.3 。
6. 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加 、 或 构 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 ， 。
7. 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
8. 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 ，减少热阻的最有效措施是 。
9. 对膜状冷凝传热，冷凝液膜两侧温差愈大，冷凝传热系数愈____ 。
10. 在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度；乙）换热器总传热系数K 将接近空气侧的对流传热系数。则：
A ．甲乙均合理； B．甲乙均无理； C．甲合理，乙无理； D．甲无理，乙合理。
11. 在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对a 的影响是______ 。
A ．不凝气体的存在会使a 大大降低； B．不凝气体的存在会使a 升高；
C ．不凝气体的存在对a 无影响。
12. 对在蒸气-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是____ 。
A ．提高空气流速； B．提高蒸气流速； C．采用过热蒸气以提高蒸气流速；
D ．在蒸气一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。
13. 在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该____ 。
A ．增大； B．变小； C．不变； D．不确定。
14. 在管壳式换热器中，压强高的流体宜走管内，以免（ ），可节省壳程金属消耗量。
A 壳体受压；B 流速过快；C 流通面积过小；D 传热过多。
15．在管壳式换热器中，饱和蒸气宜走管间，以便于（ ），且蒸气较洁净，它对清洗无要求。
A 及时排除冷凝液；B 流速不太快；C 流通面积不太小；D 传热不过多。
16. 在管壳式换热器中，粘度大的液体或流量较小的流体宜走（ ），因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re 值（Re ＞100）下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
A 管内；B 管间；C 管径；D 管轴。
17．对于刚性结构的换热器，若两流体的温差较大，对流传热系数较大者宜走（ ），因壁面温度与 大的流体温度相近，可以减少热应力。
A 管内；B 管间；C 管径；D 管轴。
18. 当换热器中冷热流体的进出口温度一定时，判断下面的说法哪一个是错误的（ ）。
A 逆流时，Δtm 一定大于并流、错流或折流时的Δtm ；
B 采用逆流操作时可以节约热流体（或冷流体）的用量；
C 采用逆流操作可以减少所需的传热面积；
D 温度差校正系数φΔ t 的大小反映了流体流向接近逆流的程度。
19. 327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的____倍。
20. 物体黑度是指在___温度下，物体的___与_____ 之比，在数值上它与同一温度下物体的_____相等。
21. 在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在___流动，总传热系数接近___的对流传热系数值，传热壁面的温度接近于___温度。
22. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板，以提高___程流速。设置隔板以提高____程流速，以达到强化传热的目的。管程流速的选取，对一般液体取___，气体取____，如果该换热器用水蒸气冷凝来加热原油，那么水蒸气应在____流动。
23. 斯蒂芬─波尔茨曼定律的数学表达式是____ ，该式表明____ 。
24. 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿＿在工程上可行。
A 提高蒸气流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸气以提高蒸气温度
D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积
二、计算题
1. 有一套管换热器，长为6m 内管内径为38mm 。环隙间用110℃的饱和水蒸气加热管内湍流的空气（Re>104）。空气由25℃被加热到60℃。若将内管改为f25×2.5mm ，而长度仍为6m ，试计算能否完成传热任务。若欲维持气体出口温度，定性分析可采取的措施（计算时可作合理简化）。
2. 一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m ，直径为φ25×2mm 。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃。流量为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数α0=800W/(m2·℃) ，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。[计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/(kg·℃)]
3. 一内径为0.34m 的空心球形钢壳容器，其内壁表面温度为38℃，外壁外面用100℃热水加热。钢壳的导热系数为45W/（m 2. ℃），热水对外壁的给热系数α＝500W/（m 2. ℃），试计算钢壳厚度是多少mm 时传热速率达最大值？最大传热速率为多少？
4. 某气体混合物（比热及导热系数均未知）以90Kg/h的流量流过套管换热器的内管，气体的温度由38℃被加热到138℃。内管内径为53mm ，外管内径为78mm ，壁厚均为2.5mm ，管外为蒸汽冷凝使管内壁温度维持在150℃。已知混合气体粘度为0.027mPa.s ，其普朗特数Pr ＝1，试求套管换热器的管长。
5. 设计由f25×2mm 的136根不锈钢管组成的列管换热器。平均比热为4187J/kg·℃的溶液在管内作湍流流动，流量为15000kg/h，并由15℃加热到100℃。温度为110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的对流传热系数为ai=520W/m2·℃，蒸气冷凝时的对流传热系数ao=1.16×104W/m2·℃，不锈钢管的导热系数l=17W/m ·℃，忽略污垢热阻和热损失，试求：
（1）管程为单程时的列管有效长度；
（2）管程为四程时的列管有效长度（仍为136根）。
6. 有一单程列管式换热器，内装有f25×2.5mm 的钢管300根，管长为2m 。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃，选用108℃的饱和蒸气在壳方冷凝加热。若蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/m2·K ，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为Cp =1kJ/kg·K ，l=2.85×10-2W/m·K ，m=1.98×10-5Pa ·s ，Pr=0.7。试求：
（1）空气在管内的对流传热系数；（2）换热器的总传热系数（以管子外表面为基准）；
（3）通过计算说明该换热器能否满足需要；（4）计算说明管壁温度接近哪一侧的流体温度。
7. 有一传热面积为3 m2由f25×2.5mm 的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油由200℃冷却到100℃，水走管内，油走管间。已知水和油的质量流量分别为1000kg/h和
1200kg/h，比热分别为4.18kJ/kg.K和2.0kJ/kg·K ，水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2·K 和250W/m2·K ，两流体呈逆流流动，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。试求：
（1）通过计算说明该换热器能否合用；
（2）夏天，当水的初温达30℃时，该换热器能否合用？如何解决？（假设传热系数及水的比热不变）。
8. 有一传热面积为20m2换热器，用温度为20℃，流量为13200kg/h的冷却水，冷却进口温度为110℃的醋酸，两流体呈逆流流动。换热器刚投入使用时，冷却水出口温度为45℃，醋酸出口温度为40℃，运转一段时间后，冷热流体流量、进口温度不变，冷却水出口温度降到38℃，水比热为
4.2kJ/kg·℃，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。试求：传热系数下降的百分率。
9. 有一列管换热器由f25×2.5mm 的120 根钢管组成。110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝以加热在管内作湍流流动的某液体，且冷凝水在饱和温度下排出。已知液体平均比热为4.187 kJ/kg·℃，由15℃加热到90℃。管内对流传热系数为ai=800W/m2·℃，蒸气冷凝的对流传热系数ao=1.1×104W/m2·℃，忽略污垢热阻、壁阻和热损失，每小时收集冷凝水2100kg ，在饱和温度下蒸气冷凝潜热g=2232kJ/kg，试求：
（1）每小时可处理的液体量；（2）管程单程时的列管有效长度；
（3）其它条件均保持不变，将120根钢管改为两管程，列管有效长度为多少。
10. 有一壁厚10mm 为的钢制平壁容器，内盛80℃的恒温热水，水对内壁面的对流传热系数为240W/m2·℃。现在容器外表面覆盖一层导热系数为0.16W/m2·℃、厚度为50mm 的保温材料，保温层外为的空气所包围，外壁对空气的联合传热系数为10W/m2·℃，试求：
（1）每小时所损失的热量kJ/h·m2；
（2）容器的内表面温度TW 。（钢材的导热系数为45W/m2·℃）。
第五章
一、 选择或填空
1. 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用_____流程。
A 平流加料 B 并流加料
C 逆流加料 D 双效三体并流加料
2. 蒸发器的生产强度是指_________。欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高________。
3．蒸发过程中引起温度差损失的原因有（1）__________ ，（2）_________ ，（3）_________ 。
4．多效蒸发与单效蒸发相比，其优点是_______ 。多效蒸发操作流程有______ 、_______ 和______ 。
5．循环型蒸发器的传热效果比单程型的效果要________ 。
6．要想提高生蒸汽的经济性，可以________ ，________, _________ ，_________。
7．计算温度差损失时以__________ 计算。
二、计算题
1. 用一单效蒸发器将1500kg/h的水溶液由5％浓缩至２５％（均为质量％）。加热蒸汽压力为１蒸发
９０kpa ，蒸发压力为３０kpa （均为绝压）。蒸发器内溶液沸点为７８℃，蒸发器的总传热系数为１４５０W/(m2·℃) 。沸点进料，热损失不计。
（１） 完成液量；（２）加热蒸汽消耗量； （3） 传热面积；
2. 浓度为2.0％（质量）的盐溶液，在28℃下连续进入一单效蒸发器中被浓缩至3.0％。蒸发器的传热面积为69.7m 2，加热蒸发为110℃饱和蒸汽。加料量为4500Kg/h，料液的比热Cp ＝4100J/（Kg . ℃）。因为稀溶液，沸点升高可以忽略，操作在1atm 下进行。
（1）计算蒸发的水量及蒸发器的传热系数；
（2）在上述蒸发器中，将加料量提高至6800Kg/h，其他操作条件（加热蒸汽及进料温度、进料浓度、操作压强）不变时，可将溶液浓缩至多少浓度？
3. 一并流操作的三效蒸发器用以浓缩水溶液，加热蒸汽为121℃饱和蒸汽，末效蒸发室的操作压强为26.1Kpa （绝压）。原料预热至沸点加入第一效内，料液的浓度很低，沸点升高可以不计。各效蒸发器的传热系数为K 1＝2840W/（m 2·K ）；K 2＝1990 W/（m 2·K ）；K 3＝1420 W/（m 2·K ）。各效传热面相等，试作某些简化假定以估计各效溶液的沸点。
4. 在传热面积为50m2的蒸发器内将18％的水和盐的溶液浓缩至38％。原料液的流量为4000kg/h，比热为3.8kJ/(kg. ℃) ，温度为20℃。蒸发室的温度为60℃，汽化潜热为2355 kJ/kg。生蒸汽的温度为110℃，汽化潜热为2232 kJ/kg，D ＝2600kg/h。试求：（1）溶液的沸点升高；（2）蒸发器的总传热系数。计算时刻忽略热损失。
5. 双效并流加料蒸发装置中，第一效浓缩液浓度为16％，流量为500kg/h，汽化潜热为2238kJ/kg，温度为108℃；第二效完成液浓度为32％，汽化潜热为2268kJ/kg，温度为90℃。进入第二效溶液的比热为3.52kJ/(kg. ℃) 。忽略热损失、沸点升高及浓缩热。试求：F0和x0。
6. 三效蒸发器内浓缩某液体。可忽略沸点升高。进入第一效的蒸汽温度为，最后一效溶液的沸点为51.7℃。各效的总传热系数分别为2800、2200、1100W/m2.℃。试确定第一、二效中溶液的沸点。
第一章
一• 填空或选择
1 、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的几倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的几倍。
（答：2 、 1/4 ）
2 、 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：
单位质量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
单位重量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
单位体积流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
（答：
，
，
）
3 、如图所示，容器中盛有 ρ ＝ 800kg /m 3 的油品， U 形管中指示液为水 (ρ ＝ 1000kg /m3) ， a1 、 a2 、 a3 在同一水平面上， b 1 、 b 2 、 b 3 及 b 4 也在同一高度上， h 1 = 100mm ， h 2 = 200mm ，则各点的表压 Pa 1 =____ ， Pa 2 =____ ， Pb 2 =____ ， Pb 3 =____ ， Pb 3 =____ 。（表压值以 mm H 2 O 表示）
（答： 0，100，200，300，340，200）
4 、 3．流体在圆形直管中作滞流流动时，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 关系为____。
[答：抛物线，2， =64/Re]
5．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与____有关。
[答：Re ， ；
]
6．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。
7 、测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 。（答：增加，不变）
8、 在压力为 202.66kPa （表压），温度为 300 ℃ 条件下，由分析得知某混合气体成分如下（圴为体积 %）：
CO 2 :8.5%； O 2 :7.5%；
N 2 ：76% H 2 O：8%
则该混合气体的密度为 。
9、孔板流量计的孔流系数Co 当Re 增大时，其值 。（B ）
A 总在增大 B 先减小，后保持为定值 C 总在减小 D 不定
11、流体流动时的摩擦阻力损失h f 所损失的是机械能中的 C 项。
A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能
12、某液体在内径为d 0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为u 0 ，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d 2 (d 2 =d 0 /2)的管子时，若流体为层流，则压降 D p 为原来的 倍。（C ）
A 4 B 8 C 16 D 32
二、计算题
1、 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得 U 形压差计读数为 R= 130mm ，通气管距贮槽底面 h= 20cm ，贮槽直径为 2m ，液体密度为 980kg /m 3 。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？
（答：6.15吨）
2、 内截面为 1000mm × 1200mm 的矩形烟囱的高度为 30m 。平均摩尔质量为 30kg /kmol 、平均温度为 400 ℃ 的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持 49Pa 的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为 20 ℃ ，地面处的大气压强为 101.33×10 3 Pa 。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为 0.05 ，试求烟道气的流量为若干 kg/h ？（答： 4.62 × 10 4 Kg /h ）
3 、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，距管口入口端 15m 处安有以水银为指示液的 U 形管压差计，其一臂与管路相连，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 。摩擦系数可取 0.025 ，管路入口处局部阻力系数为 0.5 。问每小时从管中流出水多少立方米？（ 2 ）当闸阀全开时， U 管压差计的静压强为若干（ Pa ，表压）？闸阀全开时， le/d=15 ，摩擦系数仍可取 0.025 。
【答：（ 1） 88.5m 3 /h；（2）3.30×10 4 Pa（表压）】
4 、某油品的密度为 800kg /m3 ，粘度为 41cP ，由附图中所示的 A 槽送至 B 槽， A 槽比 B 槽的液面高 1.5m 。输送管径为 φ89× 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 ？
【答：（ 1 ） 23m 3 /h ；（ 2 ） 12.37m 】
5 、本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持恒定，水分别从 BC 与 BD 两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离为 11m 。 AB 管段内径为 38mm 、长为 58m ； BC 支管的内径为 32mm 、长为 12.5m ； BD 支管的内径为 26mm 、长为 14m ，各段长均包括管件及阀门全开时的当量长度。 AB 与 BC 管段的摩擦系数均可取为 0.03 。试计算：（ 1 ）当 BD 支管的阀门关闭时， BC 支管的最大排水量为若干， m3/h ？（ 2 ）当所有的阀门全开时，两支管的排水量各为若干， m3/h ？ BD 支管的管壁粗糙度可取为 0.15mm ，水的密度为 1000kg /m3 ，粘度为 0.001Pa·s 。
【答：（ 1 ） 7.1 m 3 /h （ 2 ） V BC = 5.18m 3 /h ， V BD = 2.77m 3 /h 】
第二章 流体输送机械
一、选择与填空
1、离心泵的工作点是＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿＿曲线的交点。
2、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生超过允许安装高度时，将可能发生 现象。
3、离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生＿＿＿＿。
A 汽化现象 B 汽蚀现象 C 气缚现象 D 气浮现象
4、用一气蚀余量为3m 的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体，若泵前管路的全部流动阻力为
1.5m 液柱，则此泵的安装位置必须＿＿。
A 高于塔底液面4.5m 的上方 B 高于塔底液面1.5m 的上方
C 低于塔底液面4.5m 的下方 D 低于塔底液面3.0m 的下方
5、若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，轴功率
6、离心泵的调节阀开大时，
A 吸入管路阻力损失不变 B 泵出口的压力减小
C 泵入口的真空度减小 D 泵工作点的扬程升高
7、某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 。
A 停泵，向泵内灌液 B 降低泵的安装高度
C 检查进口管路是否有泄漏现象 D 检查出口管路阻力是否过大
8、离心泵的主要特性曲线包括 、 和 三条曲线。
9、离心泵特性曲线是在一定下，用常温为介质，通过实验测定得到的。
10、离心通风机的全风压是指 与 之和，其单位为 。
11、若离心泵入口真空表读数为700mmHg ，当地大气压为101.33kPa ，则输送上42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa ）泵内 发生汽蚀现象。
12、若被输送的流体的粘度增高，则离心泵的压头、轴功率
13、离心泵通常采用调节流量；往复泵采用调节流量。
14、离心泵允许汽蚀余量定义式为。
15、离心泵在一管路系统中工作，管路要求流量为Q e ，阀门全开时管路所需压头为H e ，而与相对
应的泵所提供的压头为H m ，则阀门关小压头损失百分数为 ％。
16、离心通风机的特性曲线包括、、和四条曲线。
17、往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。
18、齿轮泵的特点是_，适宜于输送液体，而不宜于输送
19、离心泵的效率η和流量Q 的关系为（ ）
A. Q 增大，η增大 B.Q 增大，η先增大后减小
C. Q 增大，η减小 D .Q 增大，η先减小后增大
20、离心泵的轴功率N 和流量Q 的关系为（ ）
A. Q 增大，N 增大 B.Q 增大，N 先增大后减小 C.Q 增大，N 减小 D.Q 增大，N 先减小后增大
21、离心泵停止操作时宜（ ）
A. 先关出口阀后停电 B.先停电后关阀
C. 先关出口阀或先停电均可 D.单级泵先停电，多级泵先关出口阀
22、在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数p 2将（ ），而当压力表装
在调节阀以前，则压力表读数p 1将（），
A. 随流量增大而减小 B.随流量增大而增大
C. 随流量增大而基本不变 D.随真空表读数的增大而减小
23、离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（ ）。
A. 最高效率点对应值 B.操作点对应值 C.最大流量下对应值 D.计算数据
24、有自吸能力的泵是（ ）
A. 离心泵与旋涡泵 B.往复泵与回转泵 C.齿轮泵与离心泵 D.回转泵与旋涡泵
二、计算题
1、某离心泵在作性能试验时以恒定转速打水，当流量为71m 3/h时，泵吸入口处真空表读数
0.029MPa ，泵压出口处压强计读书0.31 Mpa。两测压点的为差不计，泵进出口的管径相同。测得此时泵的轴功率为10.4KW 。试求泵的扬程及功率。【答：H e = 34.6J/N ; η = 64﹪】
2、用离心泵将池中清水送至高位槽，两液面恒差13m ，管路系统的压头损失∑H f =3×105Q e 2（Q e 的单位为m 3/s），流动在阻力平方区。指定转速下，泵的特性方程为H =28－2.5×105Q 2（Q 的单位为m 3/s）
试求：（1）两槽均为敞口时，离心泵的流量和轴功率；
（2）两槽敞口，改送碱的水溶液（ρ=1250kg/m3），泵的流量和轴功率；
（3）若高位槽密闭，其表压为4.91×104Pa ，输送碱液和清水的流量；
（4）库房有一台规格相同的离心泵，欲向表压为4.91×104Pa 的密闭高位槽送碱液（ρ=1250kg/m3），试比较并联还是串联能获得较大流量。
[答：(1) Q =18.8m3/h，N =1.55kW；(2) Q =18.8m3/h，N =1.94kW；(3) Q 水=15.35m3/h，Q 碱=16.1m3/h；
(4) 串联流量大，Q 串=25.13m3/h]
3、心泵将20℃的清水以30m 3/h的流率送至吸收塔的塔顶（表压为4.91×104Pa ），管路出口和水面之间的垂直距离为10m ，管内径为81mm ，直管长度18m ，管路上阀门全开时，所有局部阻力系数之和为13。
泵的特性方程为 H =22.4+5Q -20Q 2（Q 的单位为m 3/min，下同）
泵的效率为 η =2.5Q -2.1Q 2 摩擦系数λ =0.01227+0.7543/Re 0.38
试求：（1）泵的理论功率Ne ；（2）泵的最高效率η
（3）因调节泵的出口阀多消耗的功率。
[答：（1）N e =1418W；（2）ηmax max ，并评价泵的适用性(Q，H 和η) ； =74.4%，η=72.5%=97.5%ηmax ；Q =0.5952m3/min＞Q e =0.5m3/min，H =19.9m＞H e =17.02m；（3）208.5W]
4、某带有变频调速装置的离心泵在转速1480rmp 下的特性方程He ＝38.4-40.3V 2（V-m 3/min）。输送管路两端的势能差为16.8m ，管径为Ф76×4mm ，长1360m （包括局部阻力的当量长度），λ＝0.03。试求：（1）输液量V ； （2）当转速调节为1700rpm 时的输液量V „。
【答：= 0.178m3/min ; qV , = 0.222m3/min】
5、用4B15型的离心泵将常压、20℃的清水送往A 、B 两槽，其流量均为25m 3/h，主管段长50m ，管内径为100mm ，OA 与OB 段管长均为40m ，管内径均为60mm （以上各管段长度包括局部阻力的当量长度，OB 段的阀门除外）。假设所有管段内的流动皆进入阻力平方区，且摩擦系数λ=0.02。分支点处局部阻力可忽略。
试求：（1）泵的压头与有效功率；（2）支路OB 中阀门的局部阻力系数ζ；
（3）若吸入管线长（包括局部阻力当量长度）为4m ，泵的允许吸上真空度为5m ，试确定泵的安装高度。[答：(1)H =17.7m，N e =2.41kW；(2)ζ=13；(3)H g =4.71m]
6、用一往复泵将密度为1200kg/m3的液体从A 池输送到B 槽中，A 池和B 槽液面上方均为大气压。往复泵的流量为5m 3/h。输送开始时，B 槽和A 池的液面高度差10m 。输送过程中，A 池液面不断下降，B 槽液面不断升高。输送管路管内径为30mm ，长为15m （包括局部阻力当量长度）。A 池截面积为12m 2，B 槽截面积为4.15m 2。液体在管中流动时摩擦系数为0.04。试求把25m 3液体从A 池输送到B 槽所需的能量。
[答：所需能量为5300kJ]
第三章 非均相物系的分离
一、选择与填空
1、在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的＿＿次方成正比。
2、在恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一时刻所得滤液量__________。
A 增大至原来的2倍 B 增大至原来的4倍
C 增大至原来的2倍 D 增大至原来的1.5倍
3、过滤基本方程式是基于＿＿＿＿推导出来的。
A 滤液在介质中呈湍流流动 B 滤液在滤渣中呈湍流流动
C 滤液在介质中呈层流流动 D 滤液在滤渣中呈层流流动
4、颗粒的沉降速度不是指（ ）。
A 等速运动段的颗粒降落的速度 B 加速运动段任一时刻颗粒的降落速度
C 加速运动段结束时颗粒的降落速度 D 净重力(重力减去浮力) 与流体阻力平衡时颗粒的降落速度
5、叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（ ）。
A 1/2 B 1/4 C 1/3 D 1
6、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（ ）。C
A 操作压差增大至原来的
倍 B 操作压差增大至原来的4倍
C 操作压差增大至原来的2倍 D 操作压差保持不变
7、在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。
8、沉降雷诺准数Ret 越大，流体粘性对沉降速度的影响____。
9、一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。若空气温度由20℃提高至50℃，则其沉降速度将____。
10、含尘气体通过长4m 、宽3m 、高1m 的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s，则降尘室的最大生产能力为____m3/s。
11、根据过滤基本方程式
（
____、____。
12、以下说法中正确的是（ ） 说明提高过滤机生产能力的措施是（最少写出三条）____、
A ．
B. C.
D.
13、在板框压滤机中，若过滤压力差增加一倍，则过滤速率变为原来的___倍，生产能力为___倍。
（过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩）
14、 恒压过滤某种悬浮液（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），已知10min 单位过滤面积上得滤液0.1m 3。若1h 得滤液2m 3, 则所需过滤面积为____m。
15、连续真空过滤机的生产能力为Q ∝A a n b Δp c （A 为过滤面积，m 2；n 为转筒转速，r/min；Δp 为过滤压力差，Pa ；介质阻力可忽略，滤饼不可压缩），则式中的a=____，b=____，c=____。
16、叶滤机过滤某种悬浮液，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩，K ＝2.5×10-3m 2/s。若过滤终了时，q ＝2.5m 3/m2，每m 2过滤面积上用0.5m 3清水洗涤（Δp 、μ与过滤终了相同），则所需过滤时间θ＝____s，洗涤时间θw =____s。
17、在空床气速u 增加时，气体通过流化床的压强降___。
A ）Δp ∝u ’
B ）Δp ∝u 2 C ）Δp ∝u 1.75 D ）Δp 不变
18、要使固粒在流态化操作，通常要使气速高于____而低于____。
19．实际流化床可能有两种不同的流化形式，即____和____。流化床的不正常现象有____和____。
20．按固气比R ，气力输送分为____和____两类。
21、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身”，“滤渣就是滤饼”，则（ ）。
A 这两种说法都对 B 两种说法都不对
C 只有第一种说法正确 D 只有第二种说法正确
22、助滤剂应具有以下性质（ ）。
A 颗粒均匀、柔软、可压缩 B 颗粒均匀、坚硬、不可压缩
C 粒度分布广、坚硬、不可压缩 D 颗粒均匀、可压缩、易变形
23、“颗粒的粒度分布愈不均匀，则所形成的床层空隙率越大”，“壁附近床层空隙率较床层中心的空隙率大” （ ）。
A 两种说法都对 B 两种说法都不对 C 只有第一种说法对 D 只有第二种说法对
24、床层的平均空隙率与床层的平均自由截面积在以下条件下相等（ ）。
A 颗粒粒度均匀 B 沿整个横截面上自由截面均匀
C 沿整个床层高度各截面的自由截面均匀 D 颗粒的比表面积均匀
25、流化的类型有（ ）。
A 散式流化和均匀流化 B 聚式流化和散式流化
C 聚式流化和鼓泡流化 D 浓相流化和稀相流化
26、在讨论旋风分离器分离性能时，临界直径这一术语是指（ ）。
A 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 B 旋风分离器允许的最小直径
C 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 D 能保持滞流流型时的最大颗粒直径
27、旋风分离器的总的分离效率是指（ ）。
A 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率 B 颗粒群中最小粒子的分离效率
C 不同粒级(直径范围) 粒子分离效率之和 D 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率
28、．降尘室的生产能力（ ）。
A 只与沉降面积A 和颗粒沉降速度ut 有关 B 与A 、ut 及降尘室高度H 有关
C 只与沉降面积A 有关 D 只与ut 和H 有关
29、已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe 为Ve/S，Ve 为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力) ，在恒压过滤时，测得
Δ /Δq=3740q+200 则过滤常数K= （ ）。
30、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中，滤液穿过厚度为 （ ）的滤饼。
31、板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为
（ ）的滤饼。
32、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，则恒速过滤过程中滤液体积由Vl 增多至V2=2Vl时，则操作压差由ΔPl 增大至ΔP2=（ ）。
二、计算题
1、体积流量为0.95m3/s，温度为20℃，压力为9.81×104Pa 的含尘气体，在进入反应器之前需除尘并升温至400℃。尘粒密度ρS=1800kg/m3，降尘室的底面积为60m2，试求：
（1）若先预热后除尘，理论上可全部除去的最小颗粒直径；
（2）若先除尘后预热，为保持除去的最小颗粒直径不变，则空气的流量为若干m3/s。
20℃时，μ＝1.81×10-5Pa·s ；400℃时，μ＝3.31×10-5Pa·s 。 [答：（1）d ＝35μm，（2）VS ＝3.99m3/s]
2、在一过滤面积为0.01㎡的小型板框压滤机中，对悬浮液进行过滤实验，以测得过滤常数K 和q e 。实验测得数据如附表所示。
3、在实验室中用一个每边长0.162m 的小型滤框对CaCO3固体的质量分率为0.0723。测得每1m 3滤饼烘干后的质量为1602kg 。在过滤压力差为275800Pa 时所得的数据列于本题附表中。
习题2附表
3颗粒的密度为2930kg/m3，其形状可视为圆球。
4、用BMS50/810-25（38个框）板框压滤机过滤含CaCO3的水悬浮液。已知条件为：料浆中固相质量分率为13.9%，滤饼中水的质量分率为32％，且每m3滤饼含固相1180kg 。在200KPa 下测得恒压过滤方程式为（q ＋3.45×10-3）2=2.72×10-5(θ+0.439)式中θ的单位为s 。试计算：
（1）滤饼充满滤框所需时间
（2）滤毕，用1m3清水于过滤终了相同条件下洗涤，所需洗涤时间；
（3）每批操作的辅助时间30min ，生产能力Q （m3滤液/h）。
[答：（1）277s ；（2）515s ；（3）5.77m 3/h]
5、用叶滤机处理某种悬浮液，先以等速过滤20min ，得滤液2m 3。随即保持当时的压力差再过滤40min ，问共得滤液多少m 3？若该叶滤机每次卸渣、重装等全部辅助共需20min ，求滤液日产量。滤布阻力可以忽略。 [答：V=4.472m3，日产滤液80.5m 3]
6、在一直径为300mm 的标准旋风分离器中分离空气中的尘粒。空气温度为300℃，处理量为800m 3/h，尘粒的密度为2000Kg/m3。试计算；
（1）分离尘粒的临界直径；
（2）旋风分离器的压力降。
（答：（1）8μm ；（2）960Pa 。）
第四章 传热
一、选择或填空
1. 多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差___ 。
2. 一定质量的流体在f25×2.5mm 的直管内，作强制的湍流流动，其对流传热系数a i =1000W/m2·℃，
如果流量和物性不变，改在f19×2mm 的直管内流动，其a i 为___ W/m2·℃。
A ．1259； B．1496； C．1585； D．1678。
3. 水与苯通过间壁换热器进行换热。水从20℃升至30℃，苯由80℃降至40℃，则最小值流体为___ ，此换热器的传热效率e=____ 。
4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_________ 。
5. 有一套管换热器，在内管中空气从46℃被加热到50℃，环隙内有119.6℃的水蒸气冷凝，管壁温度接近___ ℃。
A ．35； B．119.6℃ ； C．77.3 。
6. 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加 、 或 构 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 ， 。
7. 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
8. 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 ，减少热阻的最有效措施是 。
9. 对膜状冷凝传热，冷凝液膜两侧温差愈大，冷凝传热系数愈____ 。
10. 在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度；乙）换热器总传热系数K 将接近空气侧的对流传热系数。则：
A ．甲乙均合理； B．甲乙均无理； C．甲合理，乙无理； D．甲无理，乙合理。
11. 在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对a 的影响是______ 。
A ．不凝气体的存在会使a 大大降低； B．不凝气体的存在会使a 升高；
C ．不凝气体的存在对a 无影响。
12. 对在蒸气-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是____ 。
A ．提高空气流速； B．提高蒸气流速； C．采用过热蒸气以提高蒸气流速；
D ．在蒸气一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。
13. 在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该____ 。
A ．增大； B．变小； C．不变； D．不确定。
14. 在管壳式换热器中，压强高的流体宜走管内，以免（ ），可节省壳程金属消耗量。
A 壳体受压；B 流速过快；C 流通面积过小；D 传热过多。
15．在管壳式换热器中，饱和蒸气宜走管间，以便于（ ），且蒸气较洁净，它对清洗无要求。
A 及时排除冷凝液；B 流速不太快；C 流通面积不太小；D 传热不过多。
16. 在管壳式换热器中，粘度大的液体或流量较小的流体宜走（ ），因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re 值（Re ＞100）下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
A 管内；B 管间；C 管径；D 管轴。
17．对于刚性结构的换热器，若两流体的温差较大，对流传热系数较大者宜走（ ），因壁面温度与 大的流体温度相近，可以减少热应力。
A 管内；B 管间；C 管径；D 管轴。
18. 当换热器中冷热流体的进出口温度一定时，判断下面的说法哪一个是错误的（ ）。
A 逆流时，Δtm 一定大于并流、错流或折流时的Δtm ；
B 采用逆流操作时可以节约热流体（或冷流体）的用量；
C 采用逆流操作可以减少所需的传热面积；
D 温度差校正系数φΔ t 的大小反映了流体流向接近逆流的程度。
19. 327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的____倍。
20. 物体黑度是指在___温度下，物体的___与_____ 之比，在数值上它与同一温度下物体的_____相等。
21. 在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在___流动，总传热系数接近___的对流传热系数值，传热壁面的温度接近于___温度。
22. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板，以提高___程流速。设置隔板以提高____程流速，以达到强化传热的目的。管程流速的选取，对一般液体取___，气体取____，如果该换热器用水蒸气冷凝来加热原油，那么水蒸气应在____流动。
23. 斯蒂芬─波尔茨曼定律的数学表达式是____ ，该式表明____ 。
24. 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿＿在工程上可行。
A 提高蒸气流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸气以提高蒸气温度
D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积
二、计算题
1. 有一套管换热器，长为6m 内管内径为38mm 。环隙间用110℃的饱和水蒸气加热管内湍流的空气（Re>104）。空气由25℃被加热到60℃。若将内管改为f25×2.5mm ，而长度仍为6m ，试计算能否完成传热任务。若欲维持气体出口温度，定性分析可采取的措施（计算时可作合理简化）。
2. 一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m ，直径为φ25×2mm 。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃。流量为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数α0=800W/(m2·℃) ，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。[计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/(kg·℃)]
3. 一内径为0.34m 的空心球形钢壳容器，其内壁表面温度为38℃，外壁外面用100℃热水加热。钢壳的导热系数为45W/（m 2. ℃），热水对外壁的给热系数α＝500W/（m 2. ℃），试计算钢壳厚度是多少mm 时传热速率达最大值？最大传热速率为多少？
4. 某气体混合物（比热及导热系数均未知）以90Kg/h的流量流过套管换热器的内管，气体的温度由38℃被加热到138℃。内管内径为53mm ，外管内径为78mm ，壁厚均为2.5mm ，管外为蒸汽冷凝使管内壁温度维持在150℃。已知混合气体粘度为0.027mPa.s ，其普朗特数Pr ＝1，试求套管换热器的管长。
5. 设计由f25×2mm 的136根不锈钢管组成的列管换热器。平均比热为4187J/kg·℃的溶液在管内作湍流流动，流量为15000kg/h，并由15℃加热到100℃。温度为110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的对流传热系数为ai=520W/m2·℃，蒸气冷凝时的对流传热系数ao=1.16×104W/m2·℃，不锈钢管的导热系数l=17W/m ·℃，忽略污垢热阻和热损失，试求：
（1）管程为单程时的列管有效长度；
（2）管程为四程时的列管有效长度（仍为136根）。
6. 有一单程列管式换热器，内装有f25×2.5mm 的钢管300根，管长为2m 。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃，选用108℃的饱和蒸气在壳方冷凝加热。若蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/m2·K ，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为Cp =1kJ/kg·K ，l=2.85×10-2W/m·K ，m=1.98×10-5Pa ·s ，Pr=0.7。试求：
（1）空气在管内的对流传热系数；（2）换热器的总传热系数（以管子外表面为基准）；
（3）通过计算说明该换热器能否满足需要；（4）计算说明管壁温度接近哪一侧的流体温度。
7. 有一传热面积为3 m2由f25×2.5mm 的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油由200℃冷却到100℃，水走管内，油走管间。已知水和油的质量流量分别为1000kg/h和
1200kg/h，比热分别为4.18kJ/kg.K和2.0kJ/kg·K ，水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2·K 和250W/m2·K ，两流体呈逆流流动，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。试求：
（1）通过计算说明该换热器能否合用；
（2）夏天，当水的初温达30℃时，该换热器能否合用？如何解决？（假设传热系数及水的比热不变）。
8. 有一传热面积为20m2换热器，用温度为20℃，流量为13200kg/h的冷却水，冷却进口温度为110℃的醋酸，两流体呈逆流流动。换热器刚投入使用时，冷却水出口温度为45℃，醋酸出口温度为40℃，运转一段时间后，冷热流体流量、进口温度不变，冷却水出口温度降到38℃，水比热为
4.2kJ/kg·℃，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。试求：传热系数下降的百分率。
9. 有一列管换热器由f25×2.5mm 的120 根钢管组成。110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝以加热在管内作湍流流动的某液体，且冷凝水在饱和温度下排出。已知液体平均比热为4.187 kJ/kg·℃，由15℃加热到90℃。管内对流传热系数为ai=800W/m2·℃，蒸气冷凝的对流传热系数ao=1.1×104W/m2·℃，忽略污垢热阻、壁阻和热损失，每小时收集冷凝水2100kg ，在饱和温度下蒸气冷凝潜热g=2232kJ/kg，试求：
（1）每小时可处理的液体量；（2）管程单程时的列管有效长度；
（3）其它条件均保持不变，将120根钢管改为两管程，列管有效长度为多少。
10. 有一壁厚10mm 为的钢制平壁容器，内盛80℃的恒温热水，水对内壁面的对流传热系数为240W/m2·℃。现在容器外表面覆盖一层导热系数为0.16W/m2·℃、厚度为50mm 的保温材料，保温层外为的空气所包围，外壁对空气的联合传热系数为10W/m2·℃，试求：
（1）每小时所损失的热量kJ/h·m2；
（2）容器的内表面温度TW 。（钢材的导热系数为45W/m2·℃）。
第五章
一、 选择或填空
1. 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用_____流程。
A 平流加料 B 并流加料
C 逆流加料 D 双效三体并流加料
2. 蒸发器的生产强度是指_________。欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高________。
3．蒸发过程中引起温度差损失的原因有（1）__________ ，（2）_________ ，（3）_________ 。
4．多效蒸发与单效蒸发相比，其优点是_______ 。多效蒸发操作流程有______ 、_______ 和______ 。
5．循环型蒸发器的传热效果比单程型的效果要________ 。
6．要想提高生蒸汽的经济性，可以________ ，________, _________ ，_________。
7．计算温度差损失时以__________ 计算。
二、计算题
1. 用一单效蒸发器将1500kg/h的水溶液由5％浓缩至２５％（均为质量％）。加热蒸汽压力为１蒸发
９０kpa ，蒸发压力为３０kpa （均为绝压）。蒸发器内溶液沸点为７８℃，蒸发器的总传热系数为１４５０W/(m2·℃) 。沸点进料，热损失不计。
（１） 完成液量；（２）加热蒸汽消耗量； （3） 传热面积；
2. 浓度为2.0％（质量）的盐溶液，在28℃下连续进入一单效蒸发器中被浓缩至3.0％。蒸发器的传热面积为69.7m 2，加热蒸发为110℃饱和蒸汽。加料量为4500Kg/h，料液的比热Cp ＝4100J/（Kg . ℃）。因为稀溶液，沸点升高可以忽略，操作在1atm 下进行。
（1）计算蒸发的水量及蒸发器的传热系数；
（2）在上述蒸发器中，将加料量提高至6800Kg/h，其他操作条件（加热蒸汽及进料温度、进料浓度、操作压强）不变时，可将溶液浓缩至多少浓度？
3. 一并流操作的三效蒸发器用以浓缩水溶液，加热蒸汽为121℃饱和蒸汽，末效蒸发室的操作压强为26.1Kpa （绝压）。原料预热至沸点加入第一效内，料液的浓度很低，沸点升高可以不计。各效蒸发器的传热系数为K 1＝2840W/（m 2·K ）；K 2＝1990 W/（m 2·K ）；K 3＝1420 W/（m 2·K ）。各效传热面相等，试作某些简化假定以估计各效溶液的沸点。
4. 在传热面积为50m2的蒸发器内将18％的水和盐的溶液浓缩至38％。原料液的流量为4000kg/h，比热为3.8kJ/(kg. ℃) ，温度为20℃。蒸发室的温度为60℃，汽化潜热为2355 kJ/kg。生蒸汽的温度为110℃，汽化潜热为2232 kJ/kg，D ＝2600kg/h。试求：（1）溶液的沸点升高；（2）蒸发器的总传热系数。计算时刻忽略热损失。
5. 双效并流加料蒸发装置中，第一效浓缩液浓度为16％，流量为500kg/h，汽化潜热为2238kJ/kg，温度为108℃；第二效完成液浓度为32％，汽化潜热为2268kJ/kg，温度为90℃。进入第二效溶液的比热为3.52kJ/(kg. ℃) 。忽略热损失、沸点升高及浓缩热。试求：F0和x0。
6. 三效蒸发器内浓缩某液体。可忽略沸点升高。进入第一效的蒸汽温度为，最后一效溶液的沸点为51.7℃。各效的总传热系数分别为2800、2200、1100W/m2.℃。试确定第一、二效中溶液的沸点。