长江大学董盛富-8.4 吸收过程的设计型计算 (61)

1. 流体在管内作湍流流动时，从中心到管壁可以分为 、 和 三层。 2. 流量适当增大时，流体流经转子流量计的阻力损失 。

3. 水以相同的流速，流经下面四种不同截面的管子：（1）圆形管，内径为d；（2）正方形管，边长为d；

（3）正三角形管，边长为d；（4）长方形管，边长为d和2d。若管长相同，试比较层流时管端压强降的大小顺序，并将处理结果填入下表中： ①圆管 ②正方形管 d ③正三角形管 ④长方形管 de d 3/3d 53533 Redu/159lu2 dud2(4/3)d  6464 Redu/5757 Redu/6246.5 Redu/pf 64lu2 dud257lu2 dud235lu2 dud24. 有一高位槽送水，流量为V，若管径加倍后，问流量增加（4）倍

5. 试计算20℃常压下自来水在60×3.5mm管内保持湍流流动时的最小流量为（ ）m/s（20℃下自来水

的粘度为μ1cP）。 6. 水在管内流动时，常用的流速范围是（ ）m/s，低压气体在管内流动时，常用的流速范围是（ ）

m/s。

7. 由实验确定直管摩擦系数与Re的关系。层流区，摩擦系数与管壁（ ）无关，与Re的关系为

（ ）。湍流区，摩擦系数与（ ）及（ ）都有关。而完全湍流区，摩擦系数与（ ）无关，仅与（ ）有关。

8. 20℃的水在内径为100mm的管道中流过时，其质量流量为5×104kg/h，则其体积流量为（ ）m3/h，流速为（ ）m/s，质量流速为（ ）kg/m2s。

9. 孔板流量计的流量系数C0的大小，主要与（ ）和（ ）有关。当（ ）超过某一数值后，

C0为常数。

10. 流体在直管中作滞流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的（ ）倍。 11. 气体的粘度随温度的升高而（ ），水的粘度随温度的升高而（ ）。

12. 在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压

力损失为原来的多少倍？A）两种情况都为层流：（ ）倍；B）两种情况都在阻力平方区：（ ）倍。 13. 一转子流量计，当流量为10m3/h时，测定流量计进出口压差为50N/ m2，现流量变为12 m3/h，问进出

口压差为（ ）N/ m2。

14. 某设备上，真空表的读数为80mmHg，其绝压为（ ）kgf/ cm2，该地区的大气压强为720 mmHg。 15. 常用测定流量的流量计有：（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 16. 无论是湍流还是滞流，管道内任意截面处流体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为（ ），到管中心

处速度为（ ）。滞流时，圆管截面的平均速度u为最大速度umax的（ ）倍。

17. 在流动系统中，若截面上流体流速、压强、密度等仅随（ ）而变，不随（ ）而变，则称为稳

定流动。若以上各量既随（ ）改变，又随（ ）改变，则称为不稳定流动。

18. 空气在标准状态下的密度为1.29 kg/ m3，在0.25MPa下（绝压）80℃时的密度为（ ）kg/m3）。 19. 影响流体流动阻力的因素可归结为（流体物性）、（流通特性）、（流动特性）三个方面，具体的表现为

（）、（）；（d）、（）、（形状）；（u）等参数的影响。流动阻力包括（摩擦阻力）和（局部阻力）

两大类。

20. 在连续、静止、均一的流体中，同一水平面上的（ ）相等。应用流体静力学方程的关键就在于

正确的选取流体内的（ ）。 21. 理想流体是指（ ）的流体。

1

22. 雷诺准数的物理意义是（ ）。

23. 当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力（ ）。

24. 在外筒内径为d1、内筒外径为d2、长为L的同心圆筒组成的空隙中充满液体。现外筒不动，内筒绕轴

线旋转，若忽略端效应，则水力当量直径为（ ）。

25. 水在内径一定的圆管中作稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值将（ ）。 26. 层流与湍流的本质区别是（ ）。

27. 在流体阻力实验中，以水作工质所测得的直管摩擦阻力系数与雷诺数的关系不适用于（ ）

在直管中的流动。

28. 在水平放置的异径管段间接一U形压差计，现流体从小管流向大管，测得U形压差计的读数为R，R

值的大小反映（ ）。

（A）A、B两截面间的动压头变化和压头损失 （B）A到B截面间的流动压降损失 （C）A、B两截面间的动压头损失 （D）突然扩大或突然缩小流动损失

u229. 局部阻力损失计算式hf中的u是指（ ）

2（A） 小管中的流速u1

（B） 大管中的流速u2 （D） 与流向有关。

30. 在测速管工作时，测压孔迎对流体流动方向时所测压力代表该处的（ ），此时测速管侧壁小孔

所测压力代表该处的（ ）

（A）动压，静压 （B）动压，动压与静压之和

（C）动压与静压之和，静压 （D）静压，动压与静压之和

31. 当喉径与孔径相同时，文丘里流量计的孔流系数Cv比孔板流量计的孔流系数C0（ ），文丘里流量

计的能量损失比孔板流量计的（ ）。

流体输送填空练习

1. 输送液体所用的机械大部分可分为（离心泵）和（正位移泵）两大类；输送气体所用的机械大部分可

分为（通风机）、（鼓风机）、（压缩机）和（真空泵）等。

2. 因泵内存在气体而导致吸不上液体的现象称为（气缚）；因泵内吸入口压力过低导致被输送液体在泵

体内沸腾的现象称为（气蚀）。

3. 对单位重量被输送液体所提供的机械能称为（扬程或压头），将单位重量被输送液体提升至一定高度，

则此高度被称作（升举高度）。

4. 在稳定流动中，单位时间内叶轮对流体所作的功等于同一时间内液体从叶轮进口处流到叶轮出口处的

（动量矩变化）和（叶轮旋转角速度）的乘积。

5. 泵内的机械能损耗可分为（容积损失）、（水力损失）、（机械损失）三种。

6. 在离心泵的性能曲线中，密度对（ ）、（ ）和（ ）无影响，但对（ ）有影响。而当粘度上升

时（ ）、（ ）和（ ）都下降。当运动粘度>20cSt时，应对离心泵的（ ）进行校正。 7. 切割定律中的近似比为（ ）、（ ）、（ ）。 相似定律中的近似比为（ ）、（ ）、（ ）。

8. 若离心泵和管路的其他参数不变，请写出下面几种情况下的流量变化： 阀们关小（ ）； 位置提高

或压力增大（ ）；ΔP>0时密度增大（ ）；完全湍流时粘度增大（ ）；叶轮直径被切割（ ）；叶轮转速增大（ ）；两泵串联（ ）；两泵并联（ ）。

9. 一台离心泵，其允许吸上真空度为5m。现用此泵来输送密度为1060kg/m2的热盐水溶液，该溶液的饱

2

（C） 小管中的流速u1与大管中的流速u2的平均值u1u2/2

和蒸气压为0.48kgf/cm2，溶液上方的绝对压力为0.6kgf/ cm2，吸入管线内的压头损失为0.5m。则校正后允许吸上真空度为（ ）m；允许安装高度为（ ）m。 10. 离心泵的工作点是（ ）与（ ）的交点。

11. 离心泵的允许吸上真空度因地区（ ）、（ ）和（ ）而变化，使用时不太方便。因此

对输送某些沸点较低的油泵，又引入另一种表示气蚀性能的参数，即（ ）。 12. 有下列输送任务，请提出合适的泵类型：

（1） 往空气压缩机的气缸中注润滑油（ ） （2） 输送番茄浓汁至装罐机（ ）

（3） 输送带有结晶的饱和盐水至过滤机（ ）

（4） 将水从水池送至冷却水塔（塔高30m，水流量5000m3/h）（ ）

（5） 将洗衣粉浆液送到喷雾干燥器喷头中（喷头压力100atm 流量5 m3/h）（ ） （6） 配合pH控制器，将碱液按控制的流量加进参与化学反应的物流中（ ）

13. 风量是气体通过（风机进风口）的体积流率，气体的体积以（ ）计。通风机的风

压是（ ），其单位为（ ）。 14. 启动离心泵前，应先（ ）并（ ）。 15. 在级数相同，各级的压缩比（ ）时，总压缩功最小。

16. 用三级绝热压缩将空气从0.1MPa压缩到6.4MPa，压缩功为最小时每级的压缩比为（ ）。 17. 离心泵与往复泵启动与流量调节的不同之处是离心泵（ ）。 18. 在离心泵工作时，用于将动能转变为压能的部件是（ ）。 19. 在下面几种叶轮中，（ ）的效率最高。

（A）开式叶轮 （B）半开式叶轮 （C）闭式叶轮

20. 某一离心泵在运行一段时间后，发现吸入口真空表读数不断下降，管路中的流量也不断下降直至断流，经检查，电机、轴、叶轮均正常，可以断定泵内发生（ ），应检查进口管路是否有（ ） 21. 离心泵的性能曲线HQ线是在（ ）的情况下测定的。

（A）效率一定 （B）功率一定 （C）转速一定 （D）管路布置一定 22. 离心泵铭牌上标明的扬程是指（ ）。

23. 某同学进行离心泵特性曲线实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高。真正

的原因是（ ）

（A） 水温太高 （B）真空表坏了 （C）吸入管路堵塞 （D）排出管路堵塞

24. 用一台离心泵从低位液槽向常压吸收塔输送吸收液，设泵在高效区工作。若输送管路较长，且输送管

路布置不变的情况下，再并联一台同型号的离心泵，则（ ）

（A）两泵均在高效区工作 （B）仅新泵在高效区工作 （C）仅原泵在高效区工作 （D）两泵均不在高效区工作

25. 往复泵的理论压头随流量的增大而（ ） 26. 往复泵适用于（ ）

（A） 大流量且流量要求均匀的场合 （B）流量较小且扬程较高的场合 （C）介质腐蚀性特强的场合 （D）投资较小的场合 27. 由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点（ ）

（A） 由泵铭牌上的流量和扬程所决定 （B）即泵的最大效率所对应的点

（C）由泵的特性曲线所决定 （D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点

机械分离填空练习

1. 固体颗粒在空气中作自由沉降，颗粒受（ ）、（ ）、（ ）等几种力的作用。其重

力沉降速度为（ ）；若在离心力场中，颗粒将受到（ ）、（ ）、（ ）

3

的作用。其离心沉降速度为（ ）。

2. 降尘室和沉降槽为气固或液固两相分离设备，它的生产能力与该设备的（ ）和（ ）有关，而

与（ ）无关。

3. 旋风分离器当切向进口速度相同时，随着旋风分离器的直径的增大，其离心分离因素将（ ）；而离

心分离机随着转鼓直径的增大，其离心分离因素将（ ）。

4. 有一板框压滤机，总过滤面积为10m2，在1.3×105Pa（表压）下进行过滤，2小时后得滤液30m3，滤

布介质阻力略去不计。（1）为了缩短过滤时间，增加板框数目，使总过滤面积增加到15m2，一段时间时后滤液仍为30m3。此时过滤时间为（ ）小时；（2）若把压力增大到2×105Pa（表压），过滤面积仍为15m2，2小时后得滤液50m3，则此时过滤常数为K为（ ）。

5. 板框压滤机恒压过滤的最终速度为1m3/h，过滤完毕后，用横穿法洗涤30分钟，洗涤时的压差和过滤

时相同，滤液和洗液均为水，且温度相同，则洗涤速率（dV/dθ）为（ ）m3/h，需洗液体积为（ ）m3。

6. 在一板框过滤机上过滤某种悬浮液，在0.1MPa（表压）下，20分钟可在每m2过滤面积上得到0.197m3

的滤液，再过滤20分钟又得到滤液0.09m3。试问总共过滤1小时可得总滤液量为（ ）m3。 7. 某炉气带出尘粒的粒度分布如下

粒径 （μm） <3 3~5 5~60 >60 质量分率（%） 2 2 46 50

该炉气含尘量较大，其浓度为200g/m3，炉气流量为10000m3/h，炉气温度为500℃。在此温度下该炉气的性质接近空气，其粘度为μ=3.6×10-5(N/m2)·s，尘粒的密度为ρs=4000kg/m3。要求除尘效率达到98%以上，净化后气体所含粒子不大于3μm。现有以下四种流程，你认为（ ）完成任务更合理。

①多层降尘室； ②旋风分离器

③多层降尘室-旋风分离器-袋式除尘器；④单层降尘室-旋风分离器-电除尘器

8. 对于除尘流程和装置的设计应考虑①（粒子的特性）（如粒子的形状、大小，含尘量和粘附性等）；②

（气体的特性）（如温度、压力、密度等）；③（装置的特性）（如降尘室、旋风分离器、沉降槽、袋式除尘器、电除尘器等）。

9. 重力沉降一般只能分离粒径（ ）以上的颗粒，离心沉降一般只能分离粒径（ ）以上的颗

粒，对于袋式除尘器和电除尘器分离的颗粒粒径可达（ ）以下。

10. 过滤机的过滤洗涤方式可分为（ ）和（ ）两种。对板框过滤机而言，其洗涤面积为过滤

面积的（0.5）倍，洗涤时的阻力为过滤终了时过滤阻力的（2）倍。

11. 按过滤压力是否改变，可将过滤操作分为（ ）和（ ）；按过滤速度是否改变，可将过滤

操作分为（ ）和（ ）；按固体颗粒受压后是否变形，可将过滤操作分为（ ）和（ ）。

12. 请写出过滤基本方程表达式（微分式）：①当量厚度表达式（ ）；②当量阻力表达

式（ ）；③当量体积表达式（ ）；④恒压过滤方程积分表达式（ ）或（ ）。

13. 间歇过滤机的特点是（ ）、（ ）、（ ）等操作是分阶段在整个过滤机内进行的。一

个循环中，最佳操作周期为（ ），即（ ）所需的时间应占一半，完成一个周期所需的时间为（ ）。

14. 连续过滤机的特点是（ ）、（ ）、（ ）等操作是在过滤机内分区域同时进行的。其

生产能力用滤液量可近似表达为（ ）。

15. 离心机与旋风（液）分离器的主要区别在于离心机是由（设备自身的旋转）产生的离心力；而后者是

由（被分离的混合物在设备内旋转）产生的离心力引起的。

16. 固体颗粒大小的分布常用两种分布曲线表示，此两种分布曲线即（频率分布曲线）和（累计分布曲线）。 17. 常用颗粒平均直径的表达式①（ ）；②（ ）；③（ ）；

4

④（ ）（假设颗粒为球形，以质量分率表示）。经粉碎的固体物料，其球形度多在（ ）之间。 18. 推导过滤基本方程时，一个基本的假设是（ ）

（A）滤液在介质中呈湍流流动 （B）滤液在介质中呈层流流动 （C）滤液在滤渣中呈湍流流动 （D）滤液在滤渣中呈层流流动 19. 在一般过滤操作中，实际上起主要过滤作用的是（ ） 20. 过滤常数K与（ ）无关

（A）滤液的粘度 （B）过滤面积 （C）滤浆的浓度 （D）滤饼的压缩性

21. 当其他条件不变时，提高回转真空过滤机的转速，则过滤机的生产能力（ ）

（A）提高 （B）降低 （C）不变 （D）不一定 22. 颗粒的自由沉降是指（ ）。 23. 在重力场中，微小颗粒的沉降速度与（ ）无关

（A）粒子的几何形状 （B）粒子的尺寸大小 （C）流体与粒子的密度 （D）流体的速度

24. 将降尘室用隔板分层后，若能100%除去的最小颗粒直径要求不变，则生产能力将（ ），沉降速

度（ ），沉降时间（ ）。

25. 旋风分离器总的分离效率是指（ ）。

26. 在讨论旋风分离器的性能时，临界直径是指（ ）。 27. 原来采用一个直径为1.0m的标准型旋风分离器（入口为矩形管，高A为D/2，宽B为D/4）除去气

流中的固体颗粒，但除尘效率偏低。现生产能力不变，为使临界粒径减小一半以上，有人建议： （1） 将两个直径D=0.6m的标准型旋风分离器串联使用； （2） 将两个直径D=0.6m的标准型旋风分离器并联使用； （3） 将两个直径D=0.4m的标准型旋风分离器串联使用；

试问：哪一个方案可行且合理？为什么？假设含尘气体的物性为常数。沉降过程属斯托克斯区。 答：经计算得出：方案1可将临界粒径减小为原来的46.5%，方案2可将临界粒径减小为原来的65.7%，方案3可将临界粒径减小为原来的35.8%。可见方案1、3可行。但其中方案1中的第二个旋风分离器不起除尘作用，故不合理。

第四章 传热填空练习

1. 间壁式换热器的传热过程是（对流）、（导热）、（对流）。

2. 金属的导热系数大约为（ ）kcal/(m·h.·℃)，液体的导热系数大约是（ ）kcal/(m·h.·℃)，气体的导

热系数大约是（ ）kcal/(m·h.·℃)。

3. ①Q=mscpΔt和②Q=KAΔt二式中的Q和Δt的区别是（①式中的Q为热负荷，是换热器应具有的能力，

Δt为冷、热流体的初终温差；②式中的Q为传热速率，是换热器的换热能力，Δt为冷、热流体间的对数平均温差，是传热推动力）。

4. 有相变时的对流传热系数比无相变时的要（大）。粘度值大时，对流给热系数（小）。热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时的对流传热系数（大）。

5. 间壁二侧的传热过程，1、2相差较大，12，K值总是接近（1—即给热系数较小）的那一

侧。

6. 某保温材料λ=0.02J/(m·s·K)，厚度为300mm，测得低温处t1=80℃，单位面积导热速率为30J/ m2·s，求

高温处t2=（ ）℃。

7. 一套管式换热器，用水冷却油，水走管内，油走管外。为强化传热，加翅片，翅片应加在管的哪一侧

（ ）。

5

8. 估算下列热交换过程中的壁温：1.一侧为1atm的饱和水蒸汽，一侧为30℃的空气，tw=（ ）℃；2.

一侧为1atm的饱和水蒸汽，一侧为30℃的水（水的传热膜系数为5000W/ m2·℃）。tm=（ ）℃。 9. 在一个Φ180×10mm套管式换热器中，热水流量为3500kg/h。需从100℃冷却到60℃，冷水入口温度

为20℃，出口为30℃，内管外表面总传热系数K=2326 W/ m2·K，冷却水走管内，忽略热损失。试问：冷却水用量（ ）；逆流时管长（2.25m或2.30m）（Cp水=4.18kJ/kg·K）。

10. 沸腾传热可分为三个区域，他们是（ ）、（ ）、（ ）。应维持在（ ）区

内操作。

11. 有一台加热设备，用蒸汽加热水，水在管内的流速为u=0.85m/s，水的平均温度为t1=90℃，管长L=1.5m,

管的内径d=15mm，查表得水在90℃时的运动粘度为0.326×10-6 m2/s，水的导热系数为λ=0.68J/(m·s·K)，水的Pr=1.95，则管内水的给热系数（ ）。

12. 在一列管换热器内，用110℃的饱和水蒸气加热管内湍流流动（Re>10000）的空气，使其从30℃升温

至45℃。若将空气的流量增加一倍，而入口温度不变，则加热蒸气用量为原来用量的（ ）倍。（忽略管壁热阻，垢层热阻及热损失，并忽略因空气出口温度变化所引起物性的变化。）

13. 列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近（ ），总传热系数K接

近（ ）。

14. 在列管式换热器中，用和蒸气预热某有机溶液（无相变）蒸气走壳层，在下列新的情况下，Q、t2将

如何变化？（1）饱和蒸气压力ps增加（m2、t1不变）。Q （ ）、t2 （ ） ；（2）m2增加（ps 、t1不变）。Q （ ）、t2 （ ）

15. 温度相同的点所组成的面称为 （等温面），温度不同的等温面彼此不能 （ ）。

16. 金属是良好的导热体，纯金属的导热系数一般随温度的升高而（ ）；非金属材料的导热系数通常

随其密度和温度的升高而（ ）；大多数均一的固体，其导热系数在一定温度范围内与温度成（ ）关系，因此，对于各处温度不同的固体，其导热系数可取固体两侧温度的（ ）平均值来计算。 17. 提高总传热系数的方法有（ ）、（ ）、（ ）等。 18. 传热效率与传热单元数的关系为：

逆流 并流

19. 在解决操作型问题时，常采用（ ）法；在解决设计型问题时，常采用（ ）法。 20. 辐射传热系数表达式为（ ），对流辐射联合传热系数表达式为 （ ） 21. 在物体边界层上，传热边界条件可分为（ ）、（ ）、（ ）。 22. 为了减少室外设备的热损失，保温层外包的一层金属皮应采用（ ）

（A）表面光滑、色泽较浅 （B）表面粗糙、色泽较深 （C）表面粗糙、色泽较浅 （D）表面光滑、色泽较深

23. 某套管式换热器，管外为饱和蒸汽冷凝，若饱和蒸汽温度与壁温之差增加一倍，传热速率将增加为原

来的（ ）倍（凝液为层流）

（A）21/4 （B）23/4 （C）21/4 （D）21/3 24. 随着温差增大，导热系数变化趋势为：空气（增大）；水（几乎不变）；金属（变小）；非金属（不确

定）。

25. 饱和蒸汽冷凝时，传热膜系数突然下降，可能的原因是（蒸汽中含有不凝气体，在壁面附近形成气膜，

致使传热阻力增大，膜系数急剧下降）。

26. 试判断下列各组传热膜系数的相对大小（饱和蒸汽的压力相同）

（A）弯管()直管 （B）水蒸气滴状冷凝()水蒸气膜状冷凝 （C）空气()水 （D）水蒸气冷凝()水加热或冷却

6

（A）> （B）> （C）< （D）>

27. 根据因次分析法，对于湍流强制对流传热，其准数关联式可简化为（ ）

（A）Nuf(Re,Pr,Gr)

（B）Nuf(Re,Pr) （C）Nuf(Re,Gr)

28. 拟用两个相同的换热器来冷凝甲醇蒸汽。冷却剂为水，其流量为m1、进口温度为t1。现有两种方案：

①换热器并联操作（水和甲醇蒸汽均并联进入）；②换热器串联操作（水串联流过、甲醇蒸汽并联进入）。若从传热效果看，应选用哪一种方案合适？

2KA并联操作总传热量：Qms2cp2t2t1ms1cp2Tst11expms2cp22KA串联操作总传热量：Qms2cp2t2t1ms1cp2Tst11expms2cp2  KK,QQ。即仅从传热效果看，应采用串联，但串联流动阻力较大，输送流体的能耗较高。

7