一、填空题（共22分）：
1．（3分） 当理想流体在变径管路中做稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 。 2．（3分） 实验证明，流体在管内稳定流动时，当Re≤________时，流动类型为滞流，滞流时的摩 擦系数λ与______成反比；湍流时，当Re一定，则λ随ε/d的增加而_________。 3．（3分） 离心泵的主要部件有 、 、和 。
4 .( 4分) 离心泵输送的液体密度变大，则其扬程_________，流量________，效率_________，轴功率_________。
5.（3分）蒸发器的生产能力是指________________________________________。
6. （3分）下列各种情况下的对流传热系数的大小：空气流速为6m/s时的α1和空气流速为25m./s 时的α2之间的数值大小顺序为________ >________ 。
7. （3分）蒸汽中不凝性气体的存在，会使_____________大大降低，因此冷凝器都应有____________的装置。
二、选择题（每题4分，共20分）：
1. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值 。 A) 与光滑管一样；
B) 只取决于雷诺准树Re; C) 只取决于相对粗糙度； D) 与粗糙度无关。
2. 恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（ ）。 A、加快； B、减慢； C、不变 3. 离心泵并联操作的主要目的是（ ）
A、增大位能 B、增大扬程 C、增大流量 4. 要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（ ）微粒的沉降时间。 A. ≥； B. ≤； C. ＜； D. ＞ 5.（ ）是一种以电磁波传递热能的方式。 A、传导 B、对流 C、辐射
三、简答题（8分）：
1．流体在管路中流动时，有哪两种流动形态？写出判断流型的具体根据。
四、计算题（共50分，答案要求写在答题纸上）：
1. （18分）某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m，吸入管直径为50mm的水煤气管，摩擦系数λ=0.029，管下端装有一带滤水网的底阀ζ1=10，泵吸入口附近装一真空表。底阀至真空表间的直管长8m，其间有一个90度的标准弯头，局部阻力系数ζ2=0.75。
(1)试估计当泵的吸水量为20 m3/h、操作温度为20℃时真空表的读数为多少？ (2)又当泵的吸水流量增加时，该真空表的读数是增大还是减小？
.
真空表 . 2. （14分） 欲将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中真空度为67kPa（其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。
3
泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87J/N，液体的密度为986kg/m，已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r为3.7m ,试问该泵的安装位置是否适宜？如不适宜应如何重新安排？（最大允许安装高度：[Hg]=P0/ρg-PV/ρg -∑Hf(0-1)-[(NPSH)r+0.5]）
3. (18分) 某列管式加热器由多根Φ25mm×2.5mm的钢管组成，将苯由20℃加热到55℃，苯在管中流动，其流量为15t/h，流速为0.5m/s。加热剂为130℃的饱和水蒸气，在管外冷凝。苯的比热容Cp=1.76kJ/kg.℃，密度为858kg/m3。已知加热器的传热系数为700W/m2.℃，试求此加热器所需管数n及单管长度l。
一、填空题（共24 分）：
1. （4分） 流体体积流量一定时，流通截面扩大，则流速________ ，动压头________ ，静压头________ 。(填增加,减少,不变)
2. （3分） 减少流体在管路中流动阻力Σhf 的具体措施有：____________________________，__________________________ ，________ _____ __。
3. (3分) 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：____________________________和_____________________________。
4. ( 3分) 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，这种现象称为_______现象。
5. （4分） 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 。在稳态传热过程中，各层的热阻R1______R2______R3；各层导热速率Q1___Q2___Q3。 6. （4分） 在采用列管换热器进行换热时， 一般来说，蒸汽走管______；高压流体走管______；有腐蚀性流体走管______；粘度大或流量小的流体走管______。 （内或外）
.
3m 3.5.
7. ( 3分) 采用多效蒸发的目的是__________ _____________________________。
二、选择题（每题3分，共18分）：
1. 过滤操作中滤液流动遇到阻力是（ ）。
A、介质阻力；B、滤渣阻力；C、介质和滤渣阻力之和。 2. 滞流时圆管中心处的流速为平均流速的（ ）倍 A. 0.5 B. 2 C. 0.8 3. 转子流量计的主要特点是（ ）
A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.变截面、恒压差 4. 离心泵并联操作的目的是（ ）.
A. 增大位能 B. 增大扬程 C. 增大流量 5. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（ ）粒径。 A. 最小； B. 最大； C. 平均； 6. 蒸发装置中，效数越多，温度差损失（ ）。
A、越少；B、越大；C、不变
三、简答题（8分）：
1. 简要指出换热器强化有那些途径？
四、计算题（共50分）
1.（17分）
如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从Φ108×4mm钢管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按∑hf=16.15u2 (J/kg)计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。求
（1）A-A'截面（垂直管路中的某一截面）处的流速m/s？（2）水的流量为多少m3/h？
2.（16分）欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由敞口水池打到敞口高位槽，两液面均保持不变，两液面高度差为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
（1）泵的轴功率；
.
.
（2）若已知泵的必须汽蚀余量为2.5m，20℃水的饱和蒸汽压为2338.43Pa，问上述安装高度是否合适？水的密度可取1000kg.m-3，外界大气压为10mH2O。
3.（17分）
在内管为ф189*10mm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热Cp（烃）=2.38kJ/kg.℃，基于传热外面积的总传热系数Ko=2000W/m2.℃，设其值恒定，忽略热损失。试求：
（1） 水用量；
计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。
一、填空题（共20分）
1. （3分）减少流体在管路中流动阻力Σhf 的措施有：_______________________________________，__________________________ ，______________ _。 2. ( 4分) 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头与动压头之和，若水平管路中的阻力损失等于零，当流速增大时，测压管液位高度_________（升高、降低或不变），因为 。
3. （3分）现用离心泵将河水抽送到水塔中，其管路特性曲线方程为He=20+2.5×105Qe2 (式中He的单位为m, Qe的单位为m3.s-1)； 当输送量为20 m3.h-1时，则泵的扬程为______m。 4. ( 3分) 悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是____________________________ 。
5. （4分） 在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气，此时传热管的壁温接近________流体的温度，总传热系数K接近______流体的对流给热系数。
.
.
6. (3分) 热量传递的方式主要有三种:_____._______.__________.
二、 选择题（每题3分，共21分）
1. 流体在管内作湍流流动时，滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ ）。 A. 增厚 B. 减薄 C. 不变 2. 转子流量计的主要特点是（ ）
A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.变截面、恒压差 3. 离心泵的扬程是 ( )
A. 实际的升扬高度 B. 泵的吸液高度 C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度 D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值
4. 旋风分离器主要是利用（ ）的作用使颗粒沉降而达到分离。 A. 重力； B. 惯性离心力； C. 静电场
5. 稳态的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（ ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 不变
6. 对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（ ）沸腾下操作。 A、核状 B、稳定的膜状 C、不稳定的膜状 7. 采用多效蒸发的目的是为了提高（ ）。
A. 完成液的浓度； B. 加热蒸汽经济程度； C. 生产能力
三、 简答题（9分）
1. 离心泵为什么会出现气蚀现象？
四、 计算题（共50分）
1.（18分）
如下图所示的输水系统，用泵将水池中的水输送到敞口高位槽，管道直径均为φ83×3.5mm，泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水面高度为4.8m， 压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道的全部阻力损失为1.96 J/kg，出水管道的全部阻力损失为4.9J/kg，压力表的读数为250k Pa，泵的效率为70%，试求：⑴两液面的高度差H为多少m? ⑵泵所需的实际功率为多少kw? ⑶真空表的读数多少kPa?
.
.
2. (16分) 某离心泵在一定转速下的特性方程为H = 26 - 0.4×106Q2 ，用该泵将水从贮槽抽送至某高位槽，两槽皆敞口，两槽液面高度差为10米。管路系统的阻力损失Σhf = 0.6×106qV2 (Σhf 的单位为米，qV的单位为m3/s)。试计算： （1） 若两槽中水位恒定，求流量。
（2） 开始时，两槽液面位差是10米，过程中如高位槽中液位恒定，求低位槽中液面下降
两米所需的时间，低位槽面积为100m2。
3.（16分） 有一列管换热器,用-15℃的液氨蒸发来冷却空气。空气在换热器的簿壁列管内作湍流流动, 由40℃冷却到 -5℃，液氨侧的对流传热系数为1880w.m-2.K-1，空气侧的对流传热系数为：46.5 w.m-2.K-1，忽略管壁和污垢热阻。 求： (1)平均温度差； (2)总传热系数。
一、 填空题（每题3分，共24分）
1.（3分）流体流动中的理想流体是指： 。
2. (3分) 液体在等直径的管中作稳态流动，由于有摩擦阻力损失，其流速沿管长 ，静压强沿管长 。
3. ( 3分) 泵的扬程的单位是 ，其物理意义是 。
4. ( 3分) 离心泵采用并联操作的主要目的是提高（扬程或流量）________，串联操作的目的是提高（扬程或流量）_____________。
5. （3分）对外来辐射能吸收率为100%的物体称为__ ______（黑体或灰体），对各种波长辐射能均能同样吸收的理想物体称为____ ____（黑体或灰体）。
6. ( 3分) 在列管换热器中，用水冷却其气体，气体中有稀酸冷凝出来，冷却水应安排走___________程，气体应是走________________程。
7. (3分) 列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是_____________________________________________________________________________________。
8.（分）蒸发操作中，造成温度差损失的原因有： (1)_________________________________, (2)_________________________________。
二、 选择题（每题3分，共18分）
1. 相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数Re相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（ ）水速。 A. 大于 B. 小于 C. 等于
2. 板框过滤机采用横穿法洗涤滤渣时，若洗涤压差等于最终过滤压差，洗涤液粘度等于滤液粘度，则其洗涤速率为过滤终了速率的（ ）倍。 A、1； B、0.5； C、0.25
3. 将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ ）。 A. 变小 B. 变大 C. 不变
4. 在一定流量下，流体在并联管路中作稳态连续流动，当并联管路数目愈多，则（ ）。
.
.
A. 流体阻力损失越大 B. 流体阻力损失越小 C. 流体阻力损失与并联管数无关
5. 当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ ）的大小对沉降速度的影响最为显著。 A. 颗粒密度； B. 空气粘度； C. 颗粒直径 6. 中央循环管式蒸发器属于（ ）蒸发器。 A. 自然循环； B. 强制循环； C. 膜式
三、 简答题（7分）
1. 离心泵有哪些基本参数和特征曲线？
四、 计算题（共51分）
1. （16分）如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从Φ108×4mm钢管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按 ∑hf =16.15u2 J/kg计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。求 （1）A-A'截面处的流速m/s？ （2）水的流量为多少m3/h？
2.（18分）如图所示输水系统。已知：管路总长度(包括所有局部阻力当量长度) 为100m，从压力表至高位槽所有管长（包括所有局部阻力当量长度）为80m，管路摩擦系数λ=0.025，管子内径为0.05m，水的密度ρ=1000kg.m-3，泵的效率为0.8，输水量为10m3/h，求：(1)泵轴功率Pa=?；(2)压力表的读数为多少？
3. （17分）有一套管换热器，内管为Φ54╳2mm，外管为Φ116╳4mm的钢管，内管中苯被
加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000kg/h。环隙为133.3℃的饱和水
.
.
蒸气冷凝，其汽化热为2168.1kJ/kg，冷凝传热系数为11630W/m.K。
3
苯在50～80℃之间的物性参数平均值为密度ρ=880kg/m ，比热Cp=1.86kJ/kg.℃，粘
2
度μ=0.00039Pa.s，导热系数λ=0.134W/m.K，管内壁污垢热阻为0.000265℃.m/W，管壁及管外侧垢阻不计，在圆形直管内做强制湍流时对流给热系数计算公式：α=0.023*(λ/d)(Re)0.8(Pr)0.4
试求：(1)加热蒸汽消耗量；
(2)所需的传热面积（以内管外表面计）。
2
五、 填空题（共25分）
1.（3分）过滤速率的定义是_________________ __________ ，在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐变__________ 。
2. （4分）某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。
3.（3分） 当离心泵出口阀门开大时，流量 ，泵出口压力 。(变大,变小,不变)
4. ( 3分) 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 （进或出）口管路上，关小出口阀门后，真空表的读数变 ，压力表的读数变 。
5. （4分）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 。在稳定传热过程中，各层的热阻R1______R2______R3；各层导热速率Q1___Q2___Q3。
6.( 4分) 牛顿冷却定律 的表达式为____ _____，给热系数α的单位是__ _____。
7. （4分）蒸发操作中所指的生蒸汽是指__________________ ___；二次蒸汽是指
_____________ ______。
二、选择题（每题3分，共18分）
1. u2 / 2的物理意义是表示流动系统某截面处（ ）流体具有的动能。 A. 1kg B. 1N C. 1m 2． 因次分析法的目的在于：
A) 得到各变量间的确切定量关系； B) 得到各无因次数群的确切定量关系；
C) 用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化； D) 用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。
3. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )
A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞
4. 要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（ ）微粒的沉降时间。
A. ≥； B. ≤； C. ＜； D. ＞
.
.
5. 流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（ ）方式进行的。 A. 热传导 B. 对流传热 C. 热辐射 6. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α( )滴状冷凝的α。 A. 等于 B. 大于 C. 小于
六、 简答题（7分）
当间壁两侧流体稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？简要定性分析主要原因。
七、 计算题（共50分）
1. （18分）某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m，吸入管直径为50mm的水煤气管，摩擦系数λ=0.029，管下端装有一带滤水网的底阀ζ1=10，泵吸入口附近装一真空表。底阀至真空表间的直管长8m，其间有一个90度的标准弯头，局部阻力系数ζ2=0.75。
(1)试估计当泵的吸水量为20 m3/h、操作温度为20℃时真空表的读数为多少？ (2)又当泵的吸水量增加时，该真空表的读数是增大还是减小？ 真空表
2．（14分）某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m，今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa，夏季的水温为20℃，饱和蒸汽压为2338.43Pa。
3.（18分） 90℃的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50℃，换热器的换热面积为6m2，传热系数K=230W/m2.℃，正丁醇的流量为1930kg/h。冷却介质为18℃水，热损失可以忽略。
求： A）冷却水出口温度； B) 冷却水消耗量。
70℃正丁醇Cp=2.98kJ/kg.℃，水Cp=4.187 kJ/kg.℃。
3m .
.
八、 填空题（共24分）
1. （4分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变 ，直管阻力变 。
2. ( 4分) 流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得管__________处速度为零，管的________处速度最大。
3. ( 4分) 由多层等厚平壁构成的导热壁面中, 所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻就愈 ________，其两侧的温度差愈______。 4．（3分）离心泵的主要部件有 、 、和 。
5. ( 3分) 泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 6. (3分) 板框压滤机洗涤速率是过滤终了过滤速率的____________倍。 7．（3分）在相同的操作条件和相同的蒸发任务下，同单效蒸发相比，多效蒸发的优点是 。
九、 选择题（每题3分，共18分）
1. 滞流底层越薄，则 。
a) 近壁面速度梯度越小； b) 流动阻力越小； c) 流动阻力越大； d) 流体湍动程度越小。
2． 欲提高降尘宝的生产能力，主要的措施是（ ）。 A、提高降尘宝的高度；B、延长沉降时间；C、增大沉降面积 3. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为 ( ) A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性
4. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α ( ) 滴状冷凝的α。 A、等于 B、大于 C、小于
5. 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116w.m-2.K-1， α2＝11600 w.m-2.K-1，要提高传热系数K，最简单有效的途径是（ ）。 A. 设法增大α1; B. 设法增大α2; C. 同时增大α1和α2。
6. 蒸发器的有效温度差是指（ ）。
A. 加热蒸汽温度与溶液的沸点之差； B. 加热蒸汽与二次蒸汽温度之差； C. 温度差损失
十、 简答题（8分）
为什么调节流量的阀门一般都不装在离心泵的吸入管路上？
十一、 计算题（共50分）
1．（18分）粘度为0.03Pa.s，密度为900kg/m3的液体，自A槽经内径为40mm
.
.
的管路进入B槽，两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时，阀前后压力表读数分别为88.3kPa和44.1kPa。现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度），试求：
（1） 管路的流量（m3/h）?
（2） 阀前后压力表读数有何变化？
A
B P1 P2
2. （15分） 欲将某减压精馏塔塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽，釜中真空度为67kPa（其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强）。泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87J/N，液体的密度为986kg/m3，已知该泵的必需汽蚀余量(NPSH)r为3.7m ,试问该泵的安装位置是否适宜？如不适宜应如何重新安排？
3. （17分）某厂一单管程单壳程列管换热器，列管规格为ф25*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4000kg/h，平均比热3.14kJ/kg.K，进口温度30℃。
（1） 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（W/m2K）;
如采用并流操作，热气体的出口温度有无可能降为200℃？为什么？
3.5m
.
.
十二、 填空题（共22分）
1. （4分） 牛顿粘性定律表达式为 ，其中粘性系数 (粘度) 的物理意义是 。 2. ( 3分) 在蒸发操作中，降低单位蒸气消耗量的主要方法有：
____ ________，_______ ___________，___________________________。 3. （3分） 流体体积流量一定时，流通截面扩大，则流速 ，动压头 ，静压头 。(填增加,减少,不变)
4. （3分）某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。 5．（3分）离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，这种现象称为__________现象。
6. ( 3分) 有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ1，大于第二种的λ2，若作为换器材料，应选用______________种；当作为保温材料时，应选用________________种。 7. ( 3分) 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近________流体的温度，总传热系数K接近______流体的对流给热系数。
十三、 选择题（每题3分，共18分）
1. 在稳态流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ ）倍。
A. 2 B. 8 C. 4
2． 当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ ）的大小对沉降速度的影响最为显著。
A、颗粒密度；B、空气粘度；C、颗粒直径
3. 为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（ ）输送温度下液体的饱和蒸汽压。 A. 大于； B. 小于； C. 等于
4. 为减少电机的启动功率，离心泵在启动前应将（ ）. A. 出口阀关闭 B. 进口阀关闭 C. 出口阀打开 D.进口阀打开
5. 用-10℃的冷冻盐水冷却某溶液，使用列管式换热器应将冷冻盐水安排走（ ）。 A. 壳程 B. 管程 C. 壳、管程均可 6. （ ）是一种以电磁波传递热能的方式。 A. 传导 B. 对流 C. 辐射
十四、 简答题（10分）
简要指出换热器强化有那些途径？
十五、 计算题（共50分）
1．（18分）粘度为0.03Pa.s，密度为900kg/m3的液体，自A槽经内径为40mm
.
.
的管路进入B槽，两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时，阀前后压力表读数分别为88.3kPa和44.1kPa。现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度），试求：
（3） 管路的流量（m3/h）?
（4） 阀前后压力表读数有何变化？
A
B P1 P2 2．（14分）某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m，今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa，夏季的水温为20℃，饱和蒸汽压为2338.43Pa。
3.（18分） 90℃的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50℃，换热器的换热面积为6m2，传热系数K=230W/m2.℃，正丁醇的流量为1930kg/h。冷却介质为18℃水，热损失可以忽略。
求： A）冷却水出口温度； B) 冷却水消耗量。
70℃正丁醇Cp=2.98kJ/kg.℃，水Cp=4.187 kJ/kg.℃。
一、填空题（共24分）：
1. （3分）产生流体流动阻力的根本原因是：___________________________________________________________。
2. ( 3分) 液体在园管内作稳定连续滞流流动时，其摩擦阻力损失与管内径的___________次方成反比。
3. (4分) 某离心泵的输水系统，经管路计算得知需泵提供的压头为He=25m水柱，输水量为28.44m3/h, 则泵的有效功率为_______ _。
4. （3分）离心泵的工作点是＿＿＿＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿曲线的交点。 5. (3分) 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。
6. ( 3分) 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______________时，微粒即作匀速沉降运动。
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7.（3分）在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近________流体的温度，总传热系数K接近______流体的对流给热系数。
8. (2分) 蒸发器的主体由____________和_______________组成。
二、选择题（每题3分，共21分）：
1. 相同管径的园形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数Re相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（ ）水速。 A、大于 B、小于 C、等于
2. 离心泵的扬程是指泵给予（ ）液体的有效能量。 A、1kg B、1N C、1m
3. 用离心泵输送液体，当要求扬程变化较大时，可采用两泵（ ）操作，当流量变化较大时，可采用两泵（ ）操作。 A、串联 B并联
4. 球形粒子的球形度Φ( )；非球形粒子的球形度Φ（ ）。 A. 等于1； B. 小于1； C. 大于1
5. 在列管式换热器中用水冷却某气体，气体中有稀酸冷凝出来，应将气体安排走（ ）。 A、壳程 B、管程 C、壳、管程均可
6. 对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（ ）沸腾下操作。 A、核状 B、稳定的膜状 C、不稳定的膜状 7. 中央循环管式蒸发器属于（ ）蒸发器。 A、自然循环；B、强制循环；C、膜式
三、问答题（6分）：
说明流速、体积流量、质量流量的单位，以及这三个物理量之间的相互转换关系。
四、计算题（49分）：
1.（16分） 用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为9.807×104 N.m-2，水槽液面恒定，其上方通大气，水槽液面与输送管出口端的垂直距离为15m，在某送液量下，泵对水作的功为317.7 J/kg，管内摩擦系数为0.018，管路总长为110m (包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度)，输送管尺寸为 φ108×4mm,水的密度为1000kg/m3，求输水量为多少m3/h。
2. （17分） 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/m3，粘度为0.02Pa.s) 输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度Z保持16m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为100m，反应器内的压力恒定为400kPa (表压) ，有机溶液输送量为6m3/h，泵的效率为60%，试确定泵提供的轴功率。
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3.（16分）拟采用φ89×4.5和57×3.5mm的钢管套管冷却器将甲醇液体5000kg/h，从65℃冷却至35℃，已知甲醇在定性温度下的物性如下：ρ=770kg/m3；Cp=2.64kJ/kg.K；Pr=5.48；λ=0.207 w.m-1.K-1；μ=0.43Cp；现安排甲醇走内管，忽略热损失，
求：
（1）甲醇的对流传热系数；
（2）若冷却水初温为20℃，终温为45℃，冷却水耗用量为多少kg/h? Cp(水)=4.187kJ/(kg.K)
（3）若K=430w.m-2.K-1，两流体呈逆向流动，需套管的长度为多少m？
十六、 填空题（共21分）
1. （3分） 某流体在圆管中呈层流流动，今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s，此时管内的平均流速为_________.
2. ( 3分) 进行换热的两流体，若α1》αK值，应设法提高________________；当α1≈α2时，要提高K值，应使_____________。
3. ( 3分) A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性，_______流体应走管程。
4.( 3分) 蒸发操作中，造成温度差损失的原因有：(1)________________________________ (2)______________ ________。
5. （3分） 离心泵采用并联操作的目的主要是提高（填流量或扬程）________，串联操作的目的是提高（填流量或扬程）_________。
6. (4分) 离心泵主要性能参数为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
7.（2分） 重力沉降速度随着颗粒直径的增加而 。
十七、 选择题（每题3分，共21分）
1. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ ）。
A. 流动速度大于零 B. 管边不够光滑 C. 流体具有粘性
2. 转子流量计的主要特点是( )。
A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差；
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C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。
3. 离心泵的调节阀开大时，则( )
A. 吸入管路的阻力损失不变 B. 泵出口的压力减小 C. 泵入口处真空度减小 D. 泵工作点的扬程升高
4. 用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（ ）。 A、发生了气缚现象 B、泵特性曲线变了 C、管路特性曲线变了
5. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（ ）粒径。 A. 最小； B. 最大； C. 平均；
6. 恒压过滤时过滤速率随过程的进行而不断（ ）。 A. 加快； B. 减慢； C. 不变
7. 在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K值接近于（ ）。 A. α蒸汽 B. α空气 C. α蒸汽与α空气的平均值
十八、 简答题（8分）
1. 什么叫化工单元操作？常用的化工单元操作有哪些？
十九、 计算题（共50分）
1.（18分）
如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U管压差计，测压点与管路出口端之间距离为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，管路摩擦系数取0.02，入口处局部阻力系数取0.5，问每小时从管中流出水量为多少m3。
2．当阀全开时（取闸阀全开le /d＝15， λ＝0.0 18），管路上测压点B处的静压强为若干帕（表压）。
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2.（16分）
欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由敞口水池打到敞口高位槽，两液面均保持不变，两液面高度差为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（1）泵的轴功率；
（2）若已知泵的必须汽蚀余量为2.5m，20℃水的饱和蒸汽压为2338.43Pa，问上述
安装高度是否合适？水的密度可取1000kg.m-3，外界大气压为10mH2O。
3. (16分) 有一台套管换热器，内管为Ф38×2.5mm钢管，外管为Ф57×3mm钢管，换热管总长36m，逆流操作，管内走水，将管间4200kg/h的苯液从65℃冷却到35℃，水温从25℃
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升到35℃，现已知苯侧对流传热系数为2030w/m.k，水侧对流传热系数为6610w/m.k，苯
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侧污垢层热阻为0.18m.k/kw，苯液比热Cp1=1.80kJ/kg.k，钢导热系数λ=45w/m.k。试计算：
（1） 该换热器传热系数K; （2） 水侧污垢层热阻。
（3） 填空题（共18分）
1. （4分） 当20℃的水（ρ=998.2 kg/m3，μ=1.005×10-3 Pa.s）在内径为100mm的光滑管内流动时，若流速为1.0 m/s时，其雷诺准数Re为 _ _____，流动型态为(填滞流或湍流) ___ __。
2. ( 3分) 产生流体阻力的根本原因是：_______________ _____________________。 3. (2分) 降尘宝做成多层的目的是____ _______________________________ 。
4. (3分) 离心泵的扬程含义是____ _ ______________________________ 。
5. ( 3分) 给热系数α的单位 _ _______，及其影响因素有_______________ _____________________。
6. （3分）蒸发器的结构主体由____________和_______________两部分组成。
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二十、 选择题（每题3分，共24分）
1. 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。
A、1/4 B、1/2 C、2倍
2. 在相同条件下，缩小管径，雷诺数（ ） A、增大 B、减小 C、不变 3．在一定流量下，流体在并联管路中作稳 定连续流动，当并联管路数目愈多，则（ ）。 A、流体阻力损失越大 B、流体阻力损失越小 C、流经各支管的阻力损失皆相等
4. 一台试验用离心泵， 开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零， 泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气
5. 流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（ ）方式进行的。 A、热传导 B、对流传热 C、热辐射
6. 套管冷凝器的内管走空气， 管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时:
（1）传热系数Ｋ应 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （2）空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （3）壁温 A 增大B 略有减小 C 基本不变 ( )
7. 要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（ ）微粒的沉降时间。
A、≥； B、≤； C、＜； D、＞ 8. 中央循环管式蒸发器适用于（ ）的溶液的蒸发。 A、 易于结晶；B、粘度较大及易结垢；C、粘度较小
二十一、 简答题（8分）
强化传热过程应采取哪些途径?
二十二、 计算题（共50分）
1. （18分） 图示为水泵进水管的装置，管子尺寸为φ57×3.5mm，管的下端位于储水池水面下2m，并装有底阀及滤网，该处之局部阻力压头损失为12ｕ2/（2ｇ）；截面2－2处的真
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空度为4m水柱；由1－1至2－2截面的沿程压头损失为9ｕ/（2ｇ）。试求：
（1）进水管的流量为多少m3/h；（2）进水口1－1处的表压为多少 ？
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2. （16分）用离心泵将密度为1200kg/m的盐水，从一液槽输送至一高位槽，两液面间的垂直距离为25m，以25m3/h的流量流过内径为75mm的无缝钢管，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。
3.（16分）
接触法硫酸生产中用氧化后的高温SO3混合气予热原料气（SO2及空气混合物）,已知：列管换热器的传热面积为90 m2 ，原料气入口温度t1＝300℃, 出口温度 t2 =430 ℃。SO3混合气入口温度T1=560 ℃, 两种流体的流量均为10000kg/h，热损失为原料气所得热量的6％，设两种气体的比热均可取为1.05kJ/kg，且两流体可近似作为逆流处理,求：
1．SO3混合气的出口温度T2； 2．传热系数K〔w.m-2/K〕。
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