化工原理杨祖荣17章模拟题答案完美排版文档格式.docx

1、耐火砖 b1=230mm， 1=1.05 W/（m）绝热砖 b2=230mm， 2=0.151W/（m建筑砖 b3=240mm， 3=0.93W/（m） 已知耐火砖内侧温度为1000，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138，试求：（1） 绝热层需几块绝热砖；（2） 普通砖外侧温度为多少？（1）b2=?230mmb2=442mm2302mm则：绝热层需两块绝热砖。校核t2=?（2）t4=?3、505的不锈钢管，导热系数116（），外面包裹厚度为30mm导热系数0.2W/（）的石棉保温层。若钢管的内表面温度为623，保温层外表面温度为373，试求每米管长的

2、热损失及钢管外表面的温度。已知钢管的内半径钢管的外半径保温层的外半径根据式（3-12a），每米管长的热损失由于是定态热传导，故各层传导的热量应该相等，可得到钢管外表面的温度t2。4、603的铝合金管（导热系数近似按钢管选取），外面依次包有一层30mm的石棉和30mm的软木。石棉和软木的导热系数分别为0.16（）和0.04（）（管外涂防水胶，以免水汽渗入后发生冷凝及冻结）。（1）已知管内壁温度为-110，软木外侧温度为10，求每米管长上损失的冷量； （2）计算出钢、石棉及软木层各层热阻在总热阻中所占的百分数； （3）若将两层保温材料互换（各层厚度仍为30mm），钢管内壁面温度仍为 -110，作为

3、近似计算，假设最外层的石棉层表面温度仍为10。求此时每米管长损失的冷量。 提示：保温层互换后，保温层外壁面与空气间的对流传热膜系数与互换前相同。（1）每米管长损失的冷量： （2） 各层热阻在总热阻中所占的分数：由以上计算可知钢管热阻很小，且。（3） 若将互换，厚度不变，且认为不变。以上计算可以看出，将保温性能好的材料放在里层，保温或保冷效果好。但此计算不严格，因为保冷好，则t4应增大，即5、欲测某绝缘材料的导热系数，将此材料装入附图所示的同心套管间隙内。已知管长l=1.0m. r1=10mm, r2=13mm, r3=23mm, r4=27mm。在管内用热电偶加热，当电热功率为1.0kW时，测

4、得内管的内壁温度为900，外管的外壁温度为100，金属管壁的导热系数为50W/（），试求绝缘材料的导热系数。若忽略壁阻，会引起多大的误差？按题意求得：内管壁的热阻为：外管壁的热阻为：通过多层管壁的热流量为：2=0.114 W/（）。若忽略两侧金属壁的热阻，则由于金属壁的热阻远小于绝缘材料的热阻，在实验精度范围内，金属壁的热阻可以忽略。6、冷却水在252.5，长为2m的钢管中以1m/s的流速通过。冷却水的进、出口温度为20和50，求管壁对水的对流传热系数？定性温度 查得水在35时的物性参数：管内径为：d=25-22.5=20mm=0.02m湍流水被加热，k=0.4，得：7、一列管式换热器，由38

5、根252.5的无缝钢管组成，苯在管内以8.32kg/s的流速通过，从80冷却至20。求苯对管壁的对流传热系数；若流速增加一倍，其他条件不变，对流传热系数又有何变化？查得苯在50时的物性参数：d=25-22.5=20mm=0.2m苯被冷却，k=0.3，则：（2）流速增加一倍，u=2u，其他条件不变由于 所以 8、质量分数为98%，密度=1800kg/m3的硫酸，以1m/s的流速在套管换热器的内管中被冷却，进、出口温度分别为90和50，内管直径为252.5。管内壁平均温度为60。试求硫酸对管壁的对流传热系数。已知70硫酸的物性参数如下：壁温60时的硫酸黏度（1267 W/（m2）查得硫酸在70时的

6、物性参数：因为黏度较大，故用式（3-16）计算过渡流过渡流校正9、原油在896的管式炉对流段的管内以0.5m/s的流速流过而被加热，管长6m。已知管内壁温度为150，原油的平均温度为40。试求原油在管内的对流传热系数。已知原油的物性参数为：原油150时的黏度原油在管内流动的Re （层流）（0.6Pr6700）所以原油在管内的对流传热系数用式（3-19）计算由于所以对流传热系数需校正10、铜氨溶液在由四根453.5 钢管并联的蛇管中由38冷却至8，蛇管的平均曲率半径为0.285 m。已知铜氨溶液的流量为2.7m3/h，黏度为2.210-3Pas，密度为1200km/m3，其余物性常数可按水的0.

7、9倍选用，试求铜氨溶液的对流传热系数。解定性温度 查得水在23时的物性参数，并折算为铜氨液的物性： 四组蛇管并联的横截面积：过渡区铜氨液被冷却，k=0.3，则：过渡流需校正弯管校正11、有一列管式换热器，外壳内径为190mm，内含37根192 的钢管。温度为12，压力为101.3kPa的空气，以10m/s的流速在列管式换热器管间沿管长方向流动，空气出口温度为30。试求空气对管壁的对流传热系数。查得空气在21时的物性参数：空气被加热，k=0.4，则：12、在接触氧化法生产硫酸的过程中，用反应后高温的SO3混合气预热反应前气体。常压SO3混合气在一由383 钢管组成、壳程装有圆缺型挡板的列管换热器

8、壳程流过。已知管子成三角形排列，中心距为51mm，挡板间距为1.45m，换热器壳径为2800；又SO3混合气的流量为4104m3/h，其平均温度为145.若混合气的物性可近似按同温度下的空气查取，试求混合气的对流传热系数（考虑部分流体在挡板与壳体之间短路，取系数为0.8）本题为列管式换热器管外强制对流传热，对流传热系数按式3-25计算管子正三角形排列时，管外流体流过的最大截面积Smax计算： 管外流体的流速定性温度下查得空气的物性参数：因气体黏度变化较小，故，由因部分流体在单板与壳体之间隙短路，取实际对流传热系数为计算值的0.8倍13、在油罐中装有水平放置的水蒸气管，以加热罐中的重油。重油的平

9、均温度为20，水蒸气管外壁的平均温度为120，管外径为60mm。已知70时的重油物性数据如下：=900kg/m3 =0.175W/（m）cp=1.88kJ/（kg） =210-3m2/s=310-4 -1试求水蒸气管对重油每小时每平方米的传热量kJ/（m2h）?则 查表3-4， 得C=0.54， n=1/4，于是所以水蒸气管对重油每小时每平方米的传热量14、压强为4.76105Pa的饱和水蒸气，在外径为100mm，长度为0.75m的单根直立圆管外冷凝。管外壁温度为110。试求（1）圆管垂直放置时的对流传热系数；（2）管子水平放置时的对流传热系数；（3）若管长增加一倍，其他条件均不变，圆管垂直放

10、置时的平均对流传热系数。压强为4.76105Pa的饱和蒸汽温度为150，此时水蒸气的汽化潜热r=2119kJ/kg冷凝液定性温度膜温，查130时水的物性参数 （1）管垂直放置时假设液膜中的液体作层流流动，由式3-31计算平均对流传热系数验证Re：所以假设层流是正确的。（3）管水平放置由式（3-29）和式（3-31）可得单管水平放置和垂直放置时的对流传热系数和的比值为所以单根管水平放置时的对流传热系数为：（3）管长为0.75m时，液膜流动的Re=1608，故管长增加一倍后，液膜成湍流状态。此时的对流传热系数为：所以因此当液膜从层流转变为湍流时，冷凝对流传热系数急剧增加。15、载热体流量为1500

11、kg/h，试计算以下各过程中载热体放出或得到的热量。 （1）100的饱和水蒸气冷凝成100的水； （2）110的苯胺降温至10； （3）比热为3.77kJ/（kgK）的NaOH溶液从370K冷却到290K； （4）常压下150的空气冷却至20； （5）压力为147.1kPa的饱和水蒸气冷凝后并降温至50。（1） 查饱和水蒸气汽化潜热r=2258kJ/kg（2） 定性温度，查60时苯胺的物性参数（3）（4）定性温度，查85时空气的物性参数（5）压力为147.1kPa的水的饱和温度为汽化潜热r=2230.1kJ/kg，查80.4时水的物性参数16、每小时8000m3（标准状况）的空气在蒸汽加热器中从12被加热到42，压强为400kPa的饱和水蒸气在管外冷凝。若设备的热损失估计为热负荷的5%，试求该换热器的热负荷和蒸气用量。热量衡算：查得标准状况下的空气物性参数蒸汽用量：17、在一套管式换热器中，用冷却水将1.25kg/s的苯由350K冷却至300K，冷却水进出口温度分别为290K和320K。试求冷却水消耗量。由苯的定性温度，查苯的物性参数由苯计算热负荷由冷却水的定性温度，查水的物性参数18、在一列管式换热器中，将某溶液自